基于气相色谱指纹图谱技术的赤渡酱酒质量评价方法研究

陈文滔，唐维川，云 岭，邱声强，周 运，孔祥凯

（1.四川省川酒集团酱酒有限公司，四川泸州 646500；2.四川轻化工大学生物工程学院，四川自贡 643000）

酱香型白酒是中国白酒十二种香型中的一种，具有酱香突出、优雅细腻、酒体醇厚、空杯留香持久的感官风格[1-2]。白酒中微量风味成分仅占2%，对白酒的品质、风格起着决定性作用。目前，酱香型白酒的主体香物质仍未得到证明，“高温制曲、高温堆积、高温发酵、高温馏酒”的生产工艺使得酱香型白酒风味成分极其丰富、复杂，对酱香型白酒风味成分的研究一直都是酒体风味研究的热点[3]。

气相色谱(GC)、高效液相色谱(High Performance Liquid Chromatography)已经广泛的应用于白酒风味成分的分析，不仅用于检测风味成分，同时可有效应用于白酒品牌鉴定、白酒中塑化剂检测[4-7]。指纹图谱是指通过一系列的分析检测方法得到的光谱图或色谱图，具有综合、科学、可量化的特点，目前广泛应用于中药、白酒、饮料等产品的质量控制、溯源、真伪鉴别[8-12]。因子分析是一种信息浓缩的分析方法，通过降维探索分析项和浓缩因子之间的联系[13]。聚类分析是一种根据个案之间的相似性或差异性对其进行分类的技术和算法总称，可用树状图直观的进行表示，已应用于中药材、食品分类[14]。

本试验以四川产区赤渡酱酒系列酒为样品，通过气相色谱(GC)建立风味成分指纹图谱，结合因子分析对不同系列赤渡酱酒进行评价，旨在探究白酒微量风味成分之间的量比关系，为白酒的鉴别、评价提供理论、数据支撑。同时，建立赤渡酱酒质量评价体系，为白酒的质量控制提供了高效、科学的分析方法。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂及仪器

酒样：赤渡酱酒(53%vol)4种系列酒：赤渡酱酒蓝（LAN）、赤渡酱酒红（HONG）、赤渡酱酒酱（JIANG）、赤渡酱酒金（JIN）各5 份样品，酒样由四川省川酒集团酱酒有限公司提供。

试剂及耗材：无水乙醇；乙醛、乙缩醛、甲醇、2-戊酮、仲丁醇、正丙醇、异丁醇、正丁醇、异戊醇、正戊醇、正己醇、乙酸、糠醛、丙酸、异丁酸、正丁酸、异戊酸、正戊酸、正己酸、β-苯乙醇、乙酸乙酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸正丁酯等26种标准物质，均为色谱纯，纯度＞99.0%，购于天津光复化学试剂有限公司。

仪器设备：气相色谱(GC7890B)，CP-WAX 毛细管柱（50 m×0.25 mm×0.20 μ m），美国Agilent公司。

1.2 实验方法

色谱条件：35 ℃，保持5 min，以3.5 ℃/min 升温至200 ℃，保持5 min；进样口温度230 ℃，分流比50∶1；载气为He，载气流速1 mL/min；进样量1µL。

定性分析：结合风味成分的保留时间与标准样品保留时间进行定性分析。

定量分析：参照GB/T 10345—2007 中内标法定量。使用60 %乙醇溶液定容待测标准样品100 mL 于容量瓶中，体积分数为0.02 %vol。对混合标样溶液进样分析，通过标准物质含量与峰面积计算出校正因子f。

1.3 数据分析

气相色谱检测以乙酸正丁酯为内标物，对酒样主要香气成分进行定量分析。通过SPSS22.0 对4个系列赤渡酱酒的风味成分含量进行因子分析，使用origin8.0做图。

2 结果与分析

2.1 仪器精密度实验

选择同一样品，按照1.2中实验方法连续进行6次实验，对样品共有峰的保留时间和峰面积进行统计。实验结果得到相对保留时间的相对标准偏差(RSD)＜0.1 %，相对峰面积的相对标准偏差(RSD)＜5%，在此基础上进行加标回收实验，加标回收率在91.13%～105.21%，表明实验仪器稳定。

2.2 指纹图谱的建立与分析

以赤渡酱酒4 个系列酒为研究对象，各系列取5个样品进行分析，按照1.2中实验方法对酒样中的风味成分进行定性定量分析，共检测出25 种主要风味成分，其中酸类7 种，酯类5 种，醇类9 种，醛酮类4种，具体结果见表1。

根据表1 中数据，分别计算出赤渡酱酒蓝、赤渡酱酒红、赤渡酱酒酱、赤渡酱酒金等系列酒的风味成分平均值并建立各系列酒指纹图谱，分别标记为LAN、HONG、JIANG、JIN，见图1。

表1 各系列酒风味成分 (mg/100 mL)

由图1 可知，各系列赤渡酱酒风味成分整体上具有一定的相似度，但风味成分含量存在明显差异。各系列酒中糠醛、异丁醇、正己酸、己酸乙酯等风味成分含量差异明显。

图1 赤渡酱酒各系列酒指纹图谱

对各系列酒两两之间进行独立样本T 检验相关性分析，结果见表2。

表2 各系列酒差异性分析

4 个系列酒样本两两之间91%的风味成分p＜0.01，差异性极显著，5%的风味成分之间p＜0.05，差异显著，4%的风味成分之间差异不显著。因此4个系列酒指纹图谱相互之间差异性具有区分鉴别意义，各指纹图谱具有代表性和独立性。

2.3 质量评价分析

2.3.1 赤渡酱酒风味成分因子分析

因子分析能够将多个变量浓缩为少量因子，更加直接、高效的对样本进行分析。本研究利用因子分析对赤渡酱酒系列酒进行分析，将25 个风味成分降维至3 个因子，并根据贡献值进行综合评价，结果见表3—表6。

由表3 可知，各系列酒风味成分的前3 个浓缩因子累计贡献率达到100%，能够保证浓缩后的因子可以代表全部信息，因此选择前三个浓缩因子进行分析具有可行性。

由表3、表4 可知，浓缩因子1 单独贡献率比重最高，达53.43%，乳酸乙酯、乙酸、乙醛、乙缩醛、异戊醇贡献较大；浓缩因子2 贡献率为34.65%，2-戊酮、异戊酸贡献较大；浓缩因子3 贡献率为11.90%，正戊醇贡献较大。

表3 风味成分因子分析特征值及累计贡献值

表4 因子分析浓缩因子载荷值

由表5 可知，各因子得分系数，将风味成分按表中顺序（乙醛、乙缩醛、……、己酸乙酯、乳酸乙酯）分别命名为X1、X2、……、X24、X25，根据因子得分系数列出风味成分与各因子之间的线性关系。公式分别为：

表5 因子评分系数

因子1 得分：F1=0.086 X1+0.078X2+……-0.033X24+0.097X25；

因子2 得分：F2=-0.034X1-0.020X2+……-0.059X24-0.040X25；

因 子3得分：F3=0.013X1+0.014X2+……+0.023X24-0.066X25。

以表3 中各因子贡献值综合得分为各因子系数，列出综合得分F 与各因子得分之间的线性关系，公式为：

综合得分F=0.5343F1+0.3465F2+0.1190F3

根据风味成分、浓缩因子、综合得分之间的线性关系，计算得分见表6。

表6 各系列酒因子得分和综合得分

结果表明，各酒样因子分析综合得分排名为：赤渡酱酒蓝＞赤渡酱酒红＞赤渡酱酒酱＞赤渡酱酒金，综合得分结果排名与酒样档次排名一致，因此该评分模型具有可行性。

以各系列酒浓缩因子1、因子2 作为横、纵坐标做得分散点图，见图2。

由图2 可知，各系列酒区分结果较为明显，不同系列酒样离散较为显著。对各系列酒风味成分进行因子分析，能够较为显著的对不同系列酒进行区分，同时，能够从微量成分对酒样进行综合、客观、科学的评价分析，为白酒质量控制与辨别真伪、溯源提供数据支持与理论支撑。

图2 各系列酒因子分析得分散点图

2.3.2 赤渡酱酒风味成分聚类分析

聚类分析是一种能够通过相似度对研究对象进行分类处理的统计方法。本试验以赤渡酱酒4个系列酒为样本，各系列选择5 个酒样，共20 个样本进行聚类分析，结果如图3所示。

图3 各系列酒风味成分聚类分析

20 个样本被分为了4 类，各个系列样本各自聚成一类，相同系列酒根据风味成分含量共同性被聚为一类，不同系列酒之间存在明显差异，说明聚类分析对不同系列酒区分具有理论指导意义，同时，聚类分析结果与因子分析综合得分散点图相互印证，说明通过风味成分进行化学计量学分析能够在一定程度上对不同系列赤渡酱酒进行区别、评价。

2.3.3 赤渡酱酒感官评价

由感官评审小组对不同酒样感官进行评价，评审小组由1 名国家级白酒评委和6 名四川省白酒评委组成，评审结果见表7。

由表7 可知，赤渡酱酒4 种酒样，赤渡酱酒蓝酱香突出，陈香柔和舒适，优雅细腻，入口协调柔顺，整体口感优于其他3 种，其次为赤渡酱酒红、赤渡酱酒酱、赤渡酱酒金，与酒样综合得分排序一致。

表7 不同酒样感官评价

3 结论

通过气相色谱(GC)对赤渡酱酒4 个系列酱香型白酒风味成分进行定性和定量分析，具有科学性和综合性。利用25 种风味成分构建4 个系列酒的指纹图谱，能够有效、简便的对酒样进行识别。唐平等[15]通过检测不同品牌酱香型白酒风味成分并结合偏最小二乘-判断分析法实现了不同品牌酱香型白酒的分类比较，本实验应用因子分析和聚类分析，对同一品牌不同系列的酒样进行辨别并建立模型评价，评价结果与酒样质量、感官评价相同。因此，利用气相色谱(GC)检测白酒风味成分构建指纹图谱，结合因子分析和聚类分析能够有效的对赤渡酱酒不同系列白酒进行识别和评价，为构建数字化白酒评价体系提供了理论和数据支撑。