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白酒香氣物質研究的方法學
瀏覽次數:7186發布日期:2020-03-11

摘自《食品(pin)科學(xue)技術學(xue)報》

 

范文來,男,研究(jiu)員,主要從事釀酒工程與發酵工程方面(mian)的研究(jiu)。

 

我國白酒風味物質研究始于1964年茅臺酒的第2次試點。1964年10月采用紙上層析法研究醬香型白酒窖底香氣微量成分,當時一個斑點呈現窖底香,經鑒定是己酸乙酯,并進行了添加實驗確認。1955年di一臺商業化氣相色譜(gas chromatography,GC)出現,1967年將GC應用于我國白酒微量成分研究 。1964年Fuller等發明了氣相色譜-聞香技術(GC-olfactometry),將GC的化合物分離性能與人的鼻子聞香結合起來,從此,食品風味研究取得了突飛猛進的發展。但直到2005年GC-O技術才應用于我國白酒風味研究。筆者曾經對風味研究方法及香氣物質研究有過回顧,江南(nan)大(da)學(xue)生物(wu)工程(cheng)學(xue)院釀(niang)造微生物(wu)學(xue)及應(ying)用酶(mei)學(xue)研究室的范文來(lai), 徐巖(yan)擬回顧GC-O技(ji)術(shu)應用于(yu)白酒研究的(de)方法學(xue),包括總體研究思路、聞香(xiang)(xiang)技(ji)術(shu)、香(xiang)(xiang)氣(qi)成(cheng)分定量(liang)技(ji)術(shu)以及香(xiang)(xiang)氣(qi)重組(zu)與缺失技(ji)術(shu),以期對(dui)酒類(lei)香(xiang)(xiang)氣(qi)成(cheng)分研究有(you)所啟發(fa)。

1 白(bai)酒香氣總(zong)體研究(jiu)思路

白酒香氣研究的方法與食品風味研究方法[11-12]類似,但又有其自身特點。主要包括以下幾個主要方面。

一是香氣物(wu)(wu)質(zhi)提(ti)取(qu)(qu)。香氣物(wu)(wu)質(zhi)提(ti)取(qu)(qu)方(fang)法目前(qian)主要(yao)使用(yong)的(de)還是經(jing)典的(de)液液萃取(qu)(qu)(liquid-liquid extraction,LLE)方(fang)法,白酒中大部(bu)分(fen)香氣物(wu)(wu)質(zhi)是極性(xing)較強的(de)化合(he)物(wu)(wu),因(yin)而(er)常用(yong)萃取(qu)(qu)劑是乙(yi)mi、二氯(lv)甲(jia)烷(wan)、氟利昂(ang)或它們的(de)混合(he)物(wu)(wu)[13-21],當然也有使用(yong)頂空固相微(wei)萃取(qu)(head-space solid phase microextraction,HS-SPME)作為樣品提取(qu)的(de)方法[6],但由于(yu)該(gai)方法(fa)在萃取物極性方面上的(de)局限,因而較(jiao)少使(shi)用。

白酒(jiu)(jiu)LLE的(de)關鍵是(shi)酒(jiu)(jiu)精對萃取物的(de)影響(xiang)。研究(jiu)表明,高(gao)度(du)白酒(jiu)(jiu)必須稀釋后(hou)才能有(you)效萃取,稀釋后(hou)的(de)酒(jiu)(jiu)精度(du)是(shi)10%vol~14%vol[6,13-14,18]

為(wei)防止水可能帶入的氣味(wei)物,風味(wei)研(yan)究全過程使用的水為(wei)超(chao)純水(Milli-Q),且將(jiang)水加熱煮沸5 min,冷(leng)卻后使用。

為防止洗(xi)(xi)(xi)滌劑(ji)帶入(ru)的(de)氣味物,必(bi)須(xu)使(shi)用無味洗(xi)(xi)(xi)滌劑(ji)浸(jin)泡(pao)實驗(yan)用玻璃器皿1~2d,再按常規方法清洗(xi)(xi)(xi)。清洗(xi)(xi)(xi)后(hou)的(de)玻璃器皿再用煮沸冷卻(que)后(hou)的(de)超純(chun)水洗(xi)(xi)(xi)滌3次,進(jin)行(xing)烘干,不能(neng)高溫(wen)烘干的(de)材料,常溫(wen)晾干。

二是香氣物質分(fen)(fen)離。白酒微量成分(fen)(fen)含量十(shi)分(fen)(fen)豐富,多達(da)千種[22-23],已經(jing)鑒定出(chu)的化合(he)物達698種[23-24]。在聞(wen)香(xiang)過程中,可能會出(chu)現化(hua)(hua)合(he)物(wu)(wu)GC峰重(zhong)疊(die),造成香(xiang)氣重(zhong)疊(die);或某些(xie)化(hua)(hua)合(he)物(wu)(wu)香(xiang)氣太強(qiang),而掩蓋了香(xiang)氣較弱的化(hua)(hua)合(he)物(wu)(wu)。因(yin)此,通(tong)常會將萃(cui)取(qu)后(hou)的有機(ji)相(xiang)再進行分(fen)(fen)(fen)離(li),或稱為分(fen)(fen)(fen)餾(fractionation)。如將萃(cui)取(qu)后(hou)的有機(ji)相(xiang)分(fen)(fen)(fen)為酸性(xing)組(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(acidic fraction,AF)、堿性(xing)組(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(basic fraction,BF)、水(shui)溶性(xing)組(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(water-soluble fraction,WSF)和中性(xing)組(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(neutral fraction,NF)[17-18],或(huo)分為AF、WSF、中堿性組分(N/BF)[16,21],或分為酸性(xing)-水溶性(xing)組分(A/WF)和N/BF[13-14,19-20,25-27]。但由于中性組分或中堿性組分仍然比較復雜,即化合物眾多,此時,還可以采用正相色譜技術(normal-phase liquid chromatography,NPLC),根據化合物極性將其再細分為多個亞組分(subfraction)[13,18]。如在(zai)洋(yang)河大曲研究時,N/BF組分化合物(wu)多,采用硅膠60(silica gel 60)吸(xi)附N/BF組分香氣成分,分別使用V(戊烷)∶V(乙mi)=98∶2、95∶5、90∶10和(he)0∶100混合液洗脫(tuo)成(cheng)4個組(zu)分[13]。在(zai)進行茅臺酒(jiu)和郎酒(jiu)研究時,分別使用(yong)V(戊烷)∶V(乙(yi)mi)=100∶0、95∶5、90∶10、80∶20、70∶30和0∶100混合液(ye)洗脫成6個組分[18]。在研(yan)究藥香型(xing)白酒香氣(qi)和萜烯類化合物時,將N/BF組分使用硅膠柱分別用V(戊烷)∶V(乙mi)=100∶0、95∶5、90∶10、80∶20、70∶30、50∶50和(he)0∶100混合(he)液洗(xi)脫出7個組分[19,28]。如此形成的AF或A/WF、BF、NF或N/BF、水(shui)溶性組分(fen),或者加上NPLC的亞組分(fen)分(fen)別進行聞香。

三是(shi)活性香氣(qi)化(hua)合物(active-aroma compounds)發(fa)現(xian)。一個特定酒樣中,什么技術(shu)可(ke)以檢測哪一個化(hua)合物對香氣(qi)有(you)貢獻呢(ni)?通(tong)常認為(wei)是(shi)GC-O技術(shu)[5],又分為精靈分析(CharmAnalysis)法(fa)[29]、香氣萃取稀釋分析(aroma extract dilution analysis,AEDA)法[12,30]、香氣(qi)萃取濃縮(suo)分析(aroma extract concentration analysis,AECA)法[31]、Osme技術(Osme techniques)[32]等。這(zhe)些(xie)技術(shu)能檢(jian)(jian)測到可(ke)(ke)能呈香的化(hua)(hua)合(he)(he)物(wu),再與GC-氫火焰離(li)子化(hua)(hua)檢(jian)(jian)測器(GC-flame ionization detector,GC-FID)或GC-質譜檢(jian)(jian)測器(GC-mass spectrometry,GC-MS)技術(shu)結合(he)(he)后,就可(ke)(ke)以進行香氣化(hua)(hua)合(he)(he)物(wu)鑒定(ding)。

香氣(qi)化(hua)合物的鑒定需要使用標準品進行確(que)認,即當未知化(hua)合物香氣(qi)特征、色譜保留時間(jian)(retention index,RI)[33]以及質譜信息(xi)與(yu)標準品*一(yi)致時(shi),即可確認。通常情況下,需要使(shi)用(yong)二個(ge)極性不(bu)同的色譜柱(如極性和非極性色譜柱)進(jin)行確認[13-14,34-35]

四是重要活性香氣化合物確認。應用Charm-Analysis、AEDA和Osme技術能夠發現重要的風味化合物,但由于檢測到的這些化合物呈現的是在空氣中的香氣強度,與原白酒樣品中實際香氣強度有區別,因此,通常使用氣味活力值(odor activity value,OAV)的大小來表征其重要程度。OAV是指氣味化合物濃度與其對應介質中氣味閾值的比值[12,36]。OAV越(yue)大,說明該香氣化合物越(yue)重要(yao)[37-39]。化合物濃度的測(ce)定(ding)在本文第3節香氣成分定量(liang)技術部分討(tao)論(lun)。

為此,需要測(ce)定(ding)這些香(xiang)氣(qi)化(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物在白酒(jiu)中的氣(qi)味(wei)閾值。*大規模測(ce)定(ding)白酒(jiu)香(xiang)氣(qi)化(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物閾值文章發表于2011年,當(dang)時組(zu)織國家ji評酒(jiu)員測(ce)定(ding)了79個香(xiang)氣(qi)化(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物在φ=46%酒精水溶液(ye)中的氣味閾值(zhi)[40],其后,不(bu)少研究人員又(you)陸續測(ce)定了一些化(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物的閾(yu)值(zhi)(zhi)。到目前為止,據不(bu)*統計(ji)共測(ce)定了143種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)化(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物氣味閾(yu)值(zhi)(zhi),包括32種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)酯類(lei)、15種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)醇類(lei)、15種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)醛類(lei)、2種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)縮醛、5種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)酮類(lei)、14種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)脂肪酸、9種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)吡(bi)嗪、7種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)呋喃類(lei)、16種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)芳香族、14種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)酚(fen)類(lei)、4種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)內(nei)酯、6種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)含硫化(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物和(he)4種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)萜烯類(lei)化(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物的閾(yu)值(zhi)(zhi)[25, 35, 40-43]

五是(shi)關鍵(jian)(jian)香(xiang)(xiang)(xiang)氣(qi)(qi)化(hua)合(he)(he)物(wu)確(que)認。OAV大的化(hua)合(he)(he)物(wu)是(shi)不(bu)(bu)是(shi)關鍵(jian)(jian)香(xiang)(xiang)(xiang)氣(qi)(qi)需要進(jin)行驗證。其一是(shi)選擇(ze)一些OAV較高(gao)的化(hua)合(he)(he)物(wu),進(jin)行香(xiang)(xiang)(xiang)氣(qi)(qi)重(zhong)組(zu)(recombination)或香(xiang)(xiang)(xiang)氣(qi)(qi)重(zhong)構(reconstitution),建立香(xiang)(xiang)(xiang)氣(qi)(qi)模型。如(ru)果重(zhong)組(zu)后(hou)的整(zheng)體(ti)香(xiang)(xiang)(xiang)氣(qi)(qi)與原(yuan)有酒樣(yang)不(bu)(bu)一樣(yang),或相似度(du)不(bu)(bu)高(gao),則(ze)需要從香(xiang)(xiang)(xiang)氣(qi)(qi)物(wu)質提取(qu)開始重(zhong)新實(shi)驗;其二是(shi)通(tong)過缺失實(shi)(omission test),確(que)定關鍵(jian)(jian)風味成(cheng)分。如(ru)果缺失某個化(hua)合(he)(he)物(wu)后(hou),整(zheng)體(ti)香(xiang)(xiang)(xiang)氣(qi)(qi)與原(yuan)有研究酒的香(xiang)(xiang)(xiang)氣(qi)(qi)不(bu)(bu)同,則(ze)該化(hua)合(he)(he)物(wu)為關鍵(jian)(jian)香(xiang)(xiang)(xiang)氣(qi)(qi)化(hua)合(he)(he)物(wu)[34-35, 44] 

2 聞香(xiang)技術

無(wu)論(lun)采用何種(zhong)聞(wen)香技術(shu),參加聞(wen)香的(de)人員必須進(jin)行培訓與(yu)選擇[6,34]。AEDA聞(wen)香(xiang)時通(tong)常(chang)需要2~3人,每個(ge)稀釋度(du)聞(wen)香(xiang)6次(ci)(每人2~3次(ci)),只(zhi)要有1人聞(wen)到香(xiang)氣(qi)就認可(ke)這個(ge)香(xiang)氣(qi)存在,計(ji)算(suan)其香(xiang)氣(qi)稀釋因子(zi)(flavor dilution factor,FD值)[14,34-35]。而Osme技術(shu)中,主要使用香氣強(qiang)度。香氣強(qiang)度通常有(you)6點刻度法(0~5)[45]和16點刻度法(fa)(0~15)[13]。“0”表示沒(mei)有香(xiang)(xiang)氣(qi);中間點“3”或(huo)“8”表示香(xiang)(xiang)氣(qi)強度中等;“5”或(huo)“15”表示香(xiang)(xiang)氣(qi)zui強[13,45] 

2.1 AEDA法

AEDA方法(fa)由Grosch于1993年發(fa)明[12,30]。萃取濃縮后的樣品(pin)與溶按VV=1∶1、1∶2、1∶3比(bi)例稀釋(shi),每一個稀釋(shi)樣(yang)品用(yong)GC-O聞香[11],結果用(yong)FD值表示。FD值是(shi)指(zhi)初萃(cui)取物中呈香物質(zhi)濃(nong)度與該香味(wei)物質(zhi)稀時(GC-O仍能檢測到)濃(nong)度比。因此,FD值是(shi)一個相對測量值,是(shi)化(hua)合物在(zai)空氣(qi)中的(de)OAV值。AEDA法(fa)已經在(zai)酒類風味(wei)研究領域得(de)到廣泛應用(yong),如(ru)豉香型白酒香氣(qi)研究[34]、洋河大曲新酒(jiu)與老酒(jiu)香氣(qi)研究[6]、五糧(liang)液與劍南春香氣(qi)研究[14]、清香型原酒香氣研究[20] 

2.2 Osme技術

Osme一詞(ci)來源于(yu)希臘語,意思為“聞香(xiang)(smell)”。Osme技術由McDaniel等人開(kai)發(fa)[32]。該方法(fa)(fa)是萃取獲得(de)的樣品(pin),不經(jing)稀(xi)釋,直(zhi)接(jie)進(jin)行GC-O分析,記錄香氣強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)。將感官(guan)品(pin)嘗人員(yuan)記錄到的香氣強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)進(jin)行平(ping)均,即為香氣強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)值,此法(fa)(fa)又稱為GC-香氣強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)法(fa)(fa)(GC-intensity)。Osme技術(shu)考(kao)慮了斯蒂文斯法(fa)(fa)則(Stevens’s Law)[3],它測量的(de)是香(xiang)(xiang)氣物(wu)質(zhi)的(de)時間-強(qiang)度值(time-intensity)。該技術因耗時短,已經在白酒香(xiang)(xiang)氣研究中獲得廣泛(fan)應(ying)用,如洋河(he)大曲香(xiang)(xiang)氣研究[13]、洋河綿(mian)柔型白酒香氣(qi)研究[27]、清香型白酒(jiu)(jiu)(包括(kuo)汾酒(jiu)(jiu)、寶豐酒(jiu)(jiu)和青稞酒(jiu)(jiu))香氣(qi)研究[35]、茅臺與郎酒香氣研究[18]、醬香(xiang)型習酒(jiu)(jiu)和濃(nong)香(xiang)型習酒(jiu)(jiu)香(xiang)氣研究[25, 46]、老白干香型白酒香氣研(yan)究[16]、牛欄山二鍋頭香氣(qi)研究[26]、寶(bao)豐(feng)酒香氣研究[47]、藥(yao)香型(xing)董酒(jiu)香氣研究(jiu)[19]、豉香型(xing)白酒香氣研究[48]、兼香(xiang)型白(bai)酒香(xiang)氣研(yan)究[17]、白酒異嗅物研究(jiu)[21]

3 香氣(qi)成分定量技術

精(jing)確定(ding)量(liang)白酒(jiu)中香(xiang)氣(qi)成(cheng)分(fen)是(shi)件十(shi)分(fen)困難的事。白酒(jiu)中香(xiang)氣(qi)成(cheng)分(fen)眾多,化(hua)學性質不一(yi);濃度千差萬別,從ng/L至g/L。因此(ci),對(dui)白酒(jiu)化(hua)合(he)物定(ding)量(liang)通(tong)常需要幾個方(fang)法結合(he)使用。對(dui)濃度較高的化(hua)合(he)物,如己酸(suan)乙酯(zhi)(濃香(xiang)型(xing)等香(xiang)型(xing))、乙酸(suan)乙酯(zhi)、乳(ru)酸(suan)乙酯(zhi)等(幾百mg/L至g/L),通(tong)常采用直接進樣(yang)GC-FID測定(ding)[25];而對(dui)于(yu)濃度較低(di)的化合物(μg/L至幾十mg/L),通常采(cai)用HS-SPME[25]或(huo)攪拌子吸附萃取技術(stir bar sorptive extraction,SBSE)測定[49]。而對(dui)于一些特殊化(hua)合(he)物(wu)如含氮化(hua)合(he)物(wu),則采用(yong)檢測器氮磷檢測器(NPD)測定[50];另外一些(xie)化(hua)合(he)(he)物(wu)如反-2-烯(xi)醛(quan)類化(hua)合(he)(he)物(wu)需要衍(yan)生化(hua)后(hou)測定[34]

3.1 直接進樣GC-FID

白酒中一些(xie)高濃度香氣(qi)化(hua)合(he)物可以(yi)采用此法測(ce)定,主(zhu)要(yao)包括濃香型和醬香型白酒中的乙(yi)(yi)酸(suan)(suan)(suan)乙(yi)(yi)酯、丁(ding)(ding)酸(suan)(suan)(suan)乙(yi)(yi)酯、戊酸(suan)(suan)(suan)乙(yi)(yi)酯、己酸(suan)(suan)(suan)乙(yi)(yi)酯、乳酸(suan)(suan)(suan)乙(yi)(yi)酯、正丙醇(chun)、正丁(ding)(ding)醇(chun)、2-甲(jia)基丙醇(chun)(異(yi)丁(ding)(ding)醇(chun))、3-甲(jia)基丁(ding)(ding)醇(chun)(異(yi)戊醇(chun))[25];清香型(xing)白酒中(zhong)的乙(yi)(yi)酸(suan)乙(yi)(yi)酯、乳酸(suan)乙(yi)(yi)酯[35];豉香型白酒(jiu)中(zhong)的(de)乙(yi)(yi)酸(suan)乙(yi)(yi)酯(zhi)、乳(ru)酸(suan)乙(yi)(yi)酯(zhi)、正(zheng)丙(bing)醇(chun)、異丁醇(chun)、異戊醇(chun)和2-苯乙(yi)(yi)醇(chun)[34];芝(zhi)麻香型白酒(jiu)中的乙(yi)(yi)酸(suan)乙(yi)(yi)酯(zhi)(zhi)(zhi)、2-甲基丙(bing)酸(suan)乙(yi)(yi)酯(zhi)(zhi)(zhi)、丁(ding)酸(suan)乙(yi)(yi)酯(zhi)(zhi)(zhi)、戊(wu)酸(suan)乙(yi)(yi)酯(zhi)(zhi)(zhi)、己酸(suan)乙(yi)(yi)酯(zhi)(zhi)(zhi)、庚(geng)酸(suan)乙(yi)(yi)酯(zhi)(zhi)(zhi)、乳酸(suan)乙(yi)(yi)酯(zhi)(zhi)(zhi)、辛(xin)酸(suan)乙(yi)(yi)酯(zhi)(zhi)(zhi)、正丙(bing)醇(chun)、正丁(ding)醇(chun)、異(yi)丁(ding)醇(chun)、異(yi)戊(wu)醇(chun)和(he)乙(yi)(yi)縮醛(quan)[39]。因測定的化合物大部分為酯(zhi)類,故采用乙(yi)酸(suan)戊酯(zhi)作(zuo)內標[25,34-35]。該(gai)法還(huan)可以直(zhi)接定量白酒中的(de)乙醛(quan)與(yu)乙縮醛(quan),此時(shi)使用(yong)辛(xin)醛(quan)-d16作內標[51]

另外(wai)一些化合物也(ye)可以采用(yong)GC-FID檢測,如乙(yi)醛(quan)和乙(yi)縮醛(quan),此(ci)時可用(yong)辛(xin)醛(quan)-d16作內(nei)標[51]

3.2 LLE和液液微萃取

LLE與(yu)GC-MS結合(he)后可用于化合(he)物定量分析,如(ru)地衣芽孢桿菌(jun)發酵(jiao)液成(cheng)分檢測[52],高濃度硫化物檢測等[53]

液液微萃取(liquid-liquid microextraction,LLME)是一種環境友好的技術[54]。LLME結(jie)合(he)GC-MS采用選擇離子法(selective ion monitoring,SIM)通常定量mg/L級化合(he)物[25,55]。該法(fa)(fa)在醬香型白酒中可一次(ci)性(xing)定(ding)量(liang)(liang)48種(zhong)(zhong)(zhong)香氣化合(he)物(wu),包括酯類13種(zhong)(zhong)(zhong)、醇(chun)類11種(zhong)(zhong)(zhong)、酸(suan)類9種(zhong)(zhong)(zhong)、芳香族(zu)化合(he)物(wu)9種(zhong)(zhong)(zhong)、呋喃類化合(he)物(wu)4種(zhong)(zhong)(zhong)、醛酮類1種(zhong)(zhong)(zhong)以及吡(bi)嗪類化合(he)物(wu)1種(zhong)(zhong)(zhong)。乙(yi)酸(suan)乙(yi)酯、乙(yi)縮醛、丙酸(suan)乙(yi)酯因(yin)溶劑延遲無(wu)法(fa)(fa)定(ding)性(xing)與定(ding)量(liang)(liang);乙(yi)醛因(yin)揮發性(xing)太強,無(wu)法(fa)(fa)使用LLME方法(fa)(fa)定(ding)量(liang)(liang)[55]。該法(fa)目前已(yi)經廣泛應用于白(bai)酒定量中,如醬香型[25,55]、濃(nong)香型[25]、清香型[35]、芝(zhi)麻香型[56]白(bai)酒。另外,因SPME萃取頭對脂肪酸不敏(min)感,故(gu)脂肪酸類(lei)化合物可以采用(yong)LLME法測(ce)定[39]

3.3 SPME結合GC-MS

SPME技術于1989年由(you)Belardi和Pawliszyn[57]開發,已(yi)經(jing)被廣(guang)泛用于食(shi)品風味(wei)物(wu)質研究(jiu)[58],主要用于(yu)定量μg/L級化合物。該技術可用于(yu)以(yi)下分析:一種(zhong)是(shi)頂空分析,即(ji)HS-SPME,2005年HS-SPME*應用于(yu)白酒風味研究[6],后該技術結合GC-MS在我國(guo)白酒風味研究中獲得(de)廣泛應(ying)用,如醬香型[18,25]、濃香型[25]、豉香型(xing)[34]、芝麻香型[39,59]白(bai)酒風(feng)味研究;白(bai)酒中異嗅物分(fen)析[21,60]

另外(wai)一種(zhong)是浸入式SPME技術(direct immersion-SPME,DI-SPME)。2007年DI-SPME技術應用于我國白酒風(feng)味成分定量[61],后又(you)應(ying)用(yong)于白(bai)酒中異嗅(xiu)化合物(wu)[62]、游離揮發(fa)性酚類[63]以及揮發性香氣物質(zhi)[64]定(ding)量。

3.4 SBSE結合GC-MS

SBSE技術由比利(li)時色譜研究所Baltussen和Sandra等[65-66]于1999年(nian)開發,與(yu)其類似的技(ji)術攪拌子頂空吸附萃取技(ji)術(headspace sorptive extraction,HSSE)則(ze)由Bicchi和Tienpont等[67-68]首先(xian)應(ying)用。SBSE技術(shu)已(yi)經廣泛(fan)應(ying)用于食品分析中[69-73]。2011年,這一技術被用于醬(jiang)香型茅(mao)臺與(yu)郎酒的(de)香氣(qi)成分分析(xi)[49],一次可以(yi)定量(liang)76個揮發性成分(fen),包括25種(zhong)(zhong)酯(zhi)、10種(zhong)(zhong)醇、9種(zhong)(zhong)醛和酮、8種(zhong)(zhong)芳香(xiang)族、5種(zhong)(zhong)呋喃(nan)、3種(zhong)(zhong)含(han)氮化合(he)物(wu)、6種(zhong)(zhong)脂肪酸、4種(zhong)(zhong)酚類、3種(zhong)(zhong)萜烯、1種(zhong)(zhong)含(han)硫化合(he)物(wu)、1種(zhong)(zhong)內酯(zhi)和1種(zhong)(zhong)縮醛。

3.5 固相萃取結(jie)合GC-MS

固相萃取(solid phase extraction,SPE)己被*為(wei)是(shi)一個非常有用的樣品預處理技(ji)術,已經(jing)廣泛應用于飲料酒(jiu)成分分析中(zhong),如(ru)葡萄酒(jiu)、威士忌、白蘭地[74] 以及結合態(tai)風味化(hua)合物 [75-76] 研(yan)究(jiu)中。SPE可以用于白酒香氣成分(fen)預處理,即選擇某一吸(xi)附(fu)材料,吸(xi)附(fu)白酒香氣物(wu)質(zhi),再洗脫、濃縮后用于GC-O分(fen)析(xi) [77] ;SPE結合(he)GC-MS技術可以定量白酒中香(xiang)氣物質如定量8種內酯 [78] ,包括γ-丁(ding)內(nei)酯(zhi)、γ-戊內(nei)酯(zhi)、γ-己內(nei)酯(zhi)、γ-庚內(nei)酯(zhi)、γ-辛(xin)內(nei)酯(zhi)、γ-壬內(nei)酯(zhi)、γ-癸內(nei)酯(zhi)、γ-十二內(nei)酯(zhi);或(huo)定量(liang)白(bai)酒中(zhong)其他風味物質 [79] 

3.6 檢(jian)測(ce)器(qi)測(ce)定技術

白酒中含(han)氮(dan)、硫化合物,因(yin)FID或(huo)MS檢測(ce)器(qi)響應不(bu)靈敏,需要使用(yong)檢測(ce)器(qi)進行(xing)定(ding)性和(he)定(ding)量。

氮磷(lin)檢測器(nitrogen-phosphorus detector,NPD)可(ke)用于(yu)檢測白酒中吡嗪(qin)類化合物[50]。NPD俗稱堿火焰離子化檢測器(alkali flame ionization detector,AFID)、熱離子離子化檢測器(thermionic ionization detector,TID)、火焰熱離子化檢測器(flame thermionic detector,FTD)、熱離子化(hua)檢(jian)測器(qi)(thermionic specific detector,TSD),于1964年被Karmen和Giuffrida發明[80]。應用(yong)GC-NPD并結合(he)GC-MS,可以定(ding)性白酒(jiu)中26種吡(bi)嗪類化合(he)物,在有標準品的情況下能(neng)用(yong)于定(ding)量分析[50]

火焰光度檢測(ce)器(flame photometric detector,FPD)是在FID基礎上于1966年發(fa)明的[80],目前已經發展成為脈沖火焰光度檢測器(pulsed flame photometric detector,PFPD)。GC-FPD/PFPD已經用于白酒硫化物檢測[59,81-82],如GC-FPD可以測定白酒中近(jin)20種硫化物[81]。GC-PFPD可以檢測茅臺酒中13種硫化物[82]

3.7 衍(yan)生化測定技術

不飽和醛如反-2-烯醛和二(er)烯醛是豉香型(xing)白酒(jiu)重要香氣成分[34],由于這(zhe)些化(hua)合物含量低,常(chang)規方法無法檢測,因(yin)此(ci),需要衍生化(hua)后(hou)進行檢測。使用O-(2,3,4,5,6-五(wu)氟(fu)苯)羥胺鹽酸鹽(O-(2,3,4,5,6-pentafluorobenzyl)hydroxylamine hydrochloride,PFBHA)作為衍生化試劑,p-氟(fu)苯甲quan作內標(p-fluorobenzaldehyde),HS-SPME結合GC-MS同時(shi)萃取衍生化(hua)可測(ce)定反(fan)(fan)-2-戊、己(ji)、庚、辛、壬烯(xi)醛、反(fan)(fan),反(fan)(fan)-2,4-己(ji)二烯(xi)醛、反(fan)(fan),反(fan)(fan)-2,4-庚二烯(xi)醛、反(fan)(fan),反(fan)(fan)-2,4-辛二烯(xi)醛、反(fan)(fan),反(fan)(fan)-2,4-癸二烯(xi)醛、反(fan)(fan),順-2,6-壬二烯(xi)醛等[83]

當(dang)然,由(you)于羰基會與PFBHA反應,故該衍生化(hua)方(fang)法(fa)能定(ding)性白酒中53種羰基化(hua)合物,可定(ding)量除(chu)乙醛(quan)(quan)和(he)丙酮外的(de)51種羰基化(hua)合物,包括11種直鏈飽(bao)和(he)脂(zhi)肪(fang)醛(quan)(quan)、3種支鏈飽(bao)和(he)脂(zhi)肪(fang)醛(quan)(quan)、14種不(bu)飽(bao)和(he)脂(zhi)肪(fang)醛(quan)(quan)、8種飽(bao)和(he)脂(zhi)肪(fang)酮、6種芳(fang)香族(zu)羰基化(hua)合物、4種呋喃類羰基化(hua)合物以及5種其他羰基化(hua)合物[84-85]。與常規 HS-SPME定(ding)(ding)量方法相比,多定(ding)(ding)量43種化合(he)物,檢測限(xian)低(di)達(da)到0.01μg/L,即(ji)10ng/L(反-2-庚烯醛)[85]

3.8 全二維氣相色譜(pu)-飛行時間質譜(pu)技術

全二維氣相色譜-飛行時間質譜(comprehensive two-GC-time of flight-MS,GC×GC-TOF-MS)于1985年由Phillips等[86-87]發明。這(zhe)一(yi)(yi)技(ji)術(shu)解決了一(yi)(yi)維GC不能將眾多化合(he)物分離的問題。目(mu)前這(zhe)一(yi)(yi)技(ji)術(shu)已(yi)經在白酒硫化物[88]、白酒(jiu)風味成分[89]研究(jiu)等方面得到應用。

4 香(xiang)氣重組與缺失技術

定量了活性(xing)香(xiang)氣化(hua)合物(wu)濃度,測定它們在φ=46%酒(jiu)(jiu)精水(shui)溶(rong)液中的(de)(de)嗅閾值,則可以計(ji)算出OAV值。將(jiang)計(ji)算后的(de)(de)OAV值從(cong)大到小排序。在白酒(jiu)(jiu)香氣(qi)重組(zu)時,通常忽略OAV小于1的(de)(de)化合物(wu)(wu),而使用OAV大于1的(de)(de)化合物(wu)(wu)進(jin)行香氣(qi)重組(zu),如豉(chi)香型白酒(jiu)(jiu)香氣(qi)研究中,共檢測到56個(ge)活性香氣(qi)成分(fen),但(dan)僅采(cai)用34個(ge)OAV大于1的(de)(de)化合物(wu)(wu)進(jin)行重組(zu)[34];在清香(xiang)型汾酒香(xiang)氣研究(jiu)中,共(gong)檢(jian)測到66個活(huo)性香(xiang)氣成分,僅采(cai)用27個OAV大于1的化合物進行香(xiang)氣重組(zu)[35];在濃香型劍南春酒香氣研究中,共檢測到126個(ge)活性(xing)香氣成分[14],后選取40個化(hua)合物(wu)進(jin)行香氣重組[44] 

當重(zhong)組后的(de)φ=46%酒精(jing)水溶液香(xiang)(xiang)(xiang)氣與初的(de)樣(yang)品香(xiang)(xiang)(xiang)氣相(xiang)似時,即(ji)可認為香(xiang)(xiang)(xiang)氣重組成(cheng)功,此時,可進行缺(que)(que)(que)失(shi)實驗(yan)。缺(que)(que)(que)失(shi)實驗(yan)是將用于重組的(de)化(hua)合(he)物(wu)逐一(yi)(yi)省(sheng)略,重組出少(shao)一(yi)(yi)個化(hua)合(he)物(wu)的(de)新樣(yang)品,并逐一(yi)(yi)進行聞香(xiang)(xiang)(xiang)判別。當某一(yi)(yi)化(hua)合(he)物(wu)缺(que)(que)(que)失(shi)后(hou),重組樣(yang)品的(de)香(xiang)(xiang)(xiang)氣與原酒樣(yang)差距大(da)或(huo)有(you)顯著性差異時,即(ji)可認為該化(hua)合(he)物(wu)是關(guan)鍵(jian)香(xiang)(xiang)(xiang)氣化(hua)合(he)物(wu)[12] 

然而(er),由于白酒(jiu)重(zhong)組香(xiang)(xiang)氣(qi)成分較(jiao)多,逐一缺失(shi)(shi)時,會造成工作(zuo)量特別是聞香(xiang)(xiang)工作(zuo)量太大。故通常選(xuan)擇缺少一類(lei)化(hua)合物(wu)(wu)如酯類(lei)或醇類(lei)化(hua)合物(wu)(wu)。如果某類(lei)化(hua)合物(wu)(wu)缺失(shi)(shi)后,造成重(zhong)組樣品香(xiang)(xiang)氣(qi)與原有(you)酒(jiu)樣香(xiang)(xiang)氣(qi)顯著不同(tong),則在此類(lei)化(hua)合物(wu)(wu)中再(zai)逐一缺失(shi)(shi)[34-35,44]

5 研究(jiu)展望

目前,大部分(fen)香(xiang)(xiang)型白酒的(de)(de)活性香(xiang)(xiang)氣(qi)(qi)成(cheng)(cheng)分(fen)已經得(de)到(dao)廣泛研(yan)究(jiu),但(dan)能夠(gou)香(xiang)(xiang)氣(qi)(qi)重組(zu)的(de)(de)香(xiang)(xiang)型并不多。或許,在樣品預處理上仍然(ran)存在一些(xie)缺陷;或沒有提(ti)取(qu)或分(fen)離(li)出應該提(ti)取(qu)或分(fen)離(li)的(de)(de)香(xiang)(xiang)氣(qi)(qi)成(cheng)(cheng)分(fen);或在GC-O階段,某個(ge)香(xiang)(xiang)氣(qi)(qi)組(zu)分(fen)的(de)(de)香(xiang)(xiang)氣(qi)(qi)被其(qi)它成(cheng)(cheng)分(fen)所掩蓋;或者這(zhe)個(ge)香(xiang)(xiang)氣(qi)(qi)成(cheng)(cheng)分(fen)處于(yu)聞香(xiang)(xiang)的(de)(de)后(hou)段,即化(hua)合物(wu)的(de)(de)RI值(zhi)(zhi)較高,且(qie)化(hua)合物(wu)不出峰,造成(cheng)(cheng)無法鑒(jian)定;或者這(zhe)個(ge)香(xiang)(xiang)型的(de)(de)關鍵香(xiang)(xiang)氣(qi)(qi)是(shi)幾種(zhong)香(xiang)(xiang)氣(qi)(qi)化(hua)合物(wu)協同作用的(de)(de)結(jie)果。要解決這(zhe)些(xie)問題,需要開發一些(xie)新的(de)(de)研(yan)究(jiu)策略來(lai)研(yan)究(jiu)這(zhe)些(xie)白酒的(de)(de)活性香(xiang)(xiang)氣(qi)(qi)成(cheng)(cheng)分(fen)。但(dan)不管(guan)如何,后(hou)仍然(ran)需要定量、閾值(zhi)(zhi)測定、計(ji)算OAV,并進行香(xiang)(xiang)氣(qi)(qi)重組(zu)與缺失試驗。

參考文獻(xian):略(可點擊原(yuan)文查看(kan))

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基金項目:“十三五”國家(jia)重點研發(fa)計(ji)劃項目(2016YFD0400503)。