基于GC-MS的黄酒检测应用概况

陈喜东，朱宝生，韦丽婷

（1.梅州市粮食质量检验检测站，广东梅州 514000；2.广西轻工业科学技术研究院有限公司，广西南宁 530031）

黄酒是我国的传统酿造酒，从诞生到现在已有 4 000多年的历史[1]，因其富含有机酸、糖类、微量营养成分而备受国人喜爱。黄酒的酿造工艺较为传统，在生产过程中选用优质大米或糯米为原料，以酒药、麦曲、米曲或红曲作为发酵剂酿造而成的发酵原酒。经过复杂的发酵、陈酿等工艺，多层次的理化变化才使得黄酒具有柔和圆润的口感[2]。气相色谱-质谱联用仪（Gas Chromatography -Mass Spectromete，GC-MS）有着气相色谱对测定成分的高效分离和质谱对未知化合物的定性鉴定而被广泛应用于不同领域的分析检测。利用气相色谱-质谱联用仪可以精确地分析黄酒中微量物质的含量，为其特征风味物质成分分析、指纹图谱建立及质量控制的形成提供依据。

1 黄酒风味感官及物质检测方法研究进展

随着人们生活水平的提高及科技的发展，喜爱黄酒的人不再只关注口感、品牌、包装，而越来越关注产品的品质。因此，研究人员不再局限于风味感官品评，而是借助高级仪器等辅助手段开展仪器感官及成分检测分析，深层次挖掘黄酒的营养价值，逐渐从感性阶段发展到定性、定量的全面分析阶段[3-5]。目前，国内外研究者研究出不同的检测分析黄酒的方法，按照风味感官可分为传统感官分析以及以电子舌、电子鼻模拟感官的仪器分析。前者的特点是经过一定的培训，人体的舌头、鼻子可对具有一定阈值的风味物质进行感官分析，并能专业描述；后者是由交互敏感传感器阵列、信号调理电路以及模式识别算法构成的模拟人的舌头和嗅觉进行感官分析，按照风味物质检测，主要分为化学法和仪器法[3-5]。化学法主要包括分光光度法、皂化法、滴定法和碘量法，特点是仪器简单、易操作、成本低，但其灵敏度低，操作较烦琐，且不能同时测定各种化合物；仪器法主要分为气相色谱-质谱联用、液相色谱-质谱联用、固相微萃取-气相色谱-质谱联用、固相萃取-气相色谱-质谱联用、搅拌棒吸附萃取气相色谱-质谱联用和高效液相色谱技术。采用萃取技术进行风味物质萃取，以液相或气相色谱作为分离系统，可对强极性、难挥发、热不稳定性的化合物进行有效分离，与能够提供相对分子质量与结构信息的质谱结合进行定性 分析。

近年来，科学家们为GC和MS的改进和替代作了不少尝试。但似乎没有一种能够替代传统的以GC-MS为基础的分析酒类风味并证明比它更优越的方法。近40年来，GC-MS在风味分析领域占据着最重要的统治地位，并将继续成为主流。

2 GC‐MS在分析黄酒中特征风味物质成分中的研究进展进展

GC-MS最早诞生于1957年，由Roland Gohlke和Fred McLafferty首先开发，因体积庞大、易损坏无法商用，至1964年才出现第一台商业四极质谱仪，1968年实现与电脑联用，经过数十年的技术升级迭代，形成了现在相对成熟和完善的检测仪器，逐渐由简单的食品气味检测分析发展到环境、生物、医药和石油等许多领域成分检测的定性定量 分析。

LIU等[6]采用顶空固相微萃取法对黄酒中的挥发性物质进行萃取，采用气相色谱-质谱联用仪，通过气味活度值分析气味特征和强度，从酒样中共鉴定出64种挥发性化合物，包括酯类14种、醇类7种、醛类5种、酮类5种、苯衍生物12种、烃类12种、萜烯类2种、酚类3种、酸类2种和杂环类 2种。

3 GC‐MS在黄酒安全控制中的研究进展

3.1 GC‐MS在黄酒酿造中危害性物质的分析

黄酒从原料筛选到发酵陈酿成熟的整个过程中，因氨基酸的转化或分解，脂肪类物质的脱氢及醇酸发生复杂的酯化反应，常伴有氨基甲酸乙酯（Ethyl Carbamate，EC）、生物胺等产生。

3.1.1 氨基甲酸乙酯

WU等[7]利用气相色谱-质谱联用仪对从工厂采集的黄酒原料、半成品和成品进行检测分析，发现原料中没有EC的存在，而是产生于发酵、蒸煮和储藏过程中。董文静等[8]利用GC-MS法建立了一种客家娘酒中EC的测定检测方法，其回收率能达到95.01%～99.88%，相关系数r2为0.999 9，检出限为 1.1 μg/kg，定量限为3.7 μg/kg。

3.1.2 生物胺

XIAN等[9]建立了冰浴辅助氢氧化钠净化和GC-MS/MS同时分析啤酒和黄酒中亚硝基胺的新方法，样品加入内标后用乙腈-乙酸乙酯萃取并采用固体氢氧化钠冰浴净化萃取液体系。目标物富集后，在HP-INNOWAX石英毛细管柱上分离，采用动态多反应监测模式（MS/MS）测定，亚硝基胺在2～ 200 μg/L呈良好的线性关系，回归系数均大于0.999。检出限为0.5～1.5 μg/kg，3种加标水平的平均回收率在81.5%～121.0%。

3.2 GC‐MS在黄酒外源危害物质中的分析

谷物原料受到农药污染可能会引起黄酒中的药物残留。此外，部分商家为改善黄酒风味，在生产过程中，向低档黄酒中添加各类人工合成甜味剂或非法添加一些有害物质，对健康产生不利影响，所以对外源性危害物质的检测控制显得异常重要。

李进义等[10]利用气相色谱-质谱建立了黄酒中敌敌畏的测定检测方法，其在0.05～10.0 mg/L线性良好，r2为0.999 8。液液萃取法平均回收率为89.4%～94.5%，固相萃取法平均回收率为102%～114%。姜文良等[11]采用GC-MS法测定黄酒中甜蜜素，方法快速准确、灵敏度高，线性范围是2～80 mg/L，最低检出限为1 mg/L，回收率为85%～100%。

4 GC‐MS在不同年份黄酒指纹图谱的建立中的研究进展

酒类指纹图谱是借用中药指纹图谱的发展和应用而来，最先发展起来的是酒类化学成分色谱指纹图谱，特别是高效液相色谱和气相色谱。因指纹图谱能整体反映酒类产品的质量，故近年来对酒类指纹图谱技术研究越来越广泛。

朱潘炜等[12]使用固相微萃取-气相色谱-质谱联用鉴别不同年份成品黄酒并分别建立了3年、5年、10年陈酿的成品酒的GC-MS指纹图谱，同时采用顶空固相微萃取-气相色谱联用质谱法分析黄酒的挥发性和半挥发性成分，建立1～10年陈基酒的GC-MS指纹图谱，并发现不同生产批次的黄酒基酒具有较好的相似性，其相似度值均大于 0.990 0。戴鑫[13]应用气相色谱-闻香技术时间-强度法和GC-MS结合香气活力值法确定黄酒的特征致香成分，基于黄酒香气成分通过统计分析对黄酒样品进行了酒龄、产地的鉴别分类。

5 展望

黄酒种类繁多，主要产区集中于东部地区，尤其是江浙一带。因其悠久的人文历史，精湛独特的酿造工艺，得天独厚的酿造条件和卓越的内在品质，深受人们的喜爱。随着生活水平的提高和保健意识的增强，人们转向崇尚健康、营养、保健的新饮酒价值观念，因此对酒的保健功能的研究也越来越受到重视。黄酒发展存在的不足主要有几点：①不同的酒种之间市场化竞争较为激烈，相较白酒和啤酒等，黄酒市场份额较小；②相关酒企整体实力不强，真正有规模、有品牌实力的企业数量不多，大部分是中小型企业，部分企业依然存在设备简陋、资金薄弱，无力加大科技和市场投入，低端产品较多，品牌效应不明显的特点；③部分黄酒企业存在生产粗放、产品科技含量较低、科研力量不强、研究设施不全及科技信息来源有限，往往很难单独完成某一项科研成果等问题；④多年来主要对江浙一带的黄酒研究较多，而对山东即墨酒和广东客家娘酒等其他类型的黄酒研究甚少；⑤目前对这些类型的黄酒研究仅停留在基础营养价值的层次上，在其原料选择、工艺优化、品质检测以及功能性成分等方面还没有开展深入的研究。在凝聚黄酒的品牌效应、科技含量，加大科技创新与成果的转化，保证传统良好风味及品质的基础上改善其工艺条件、提高氨基态氮的含量、降低残糖量，将对整个黄酒行业甚至中国酒业的发展都具有很好的市场前景及深远的社会意义。此外，黄酒的酿造工艺如何标准化、规范化和现代化，实现品质的提升也是当下需要解决的研究课题。