張嬌嬌,禹 瓊,胡紹武,許育民
(1.河南省食品工業(yè)科學(xué)研究所有限公司,河南 鄭州 452370;2.賒店老酒股份有限公司,河南 南陽(yáng) 473300)
濃香型白酒分為兩個(gè)流派,一個(gè)為四川地區(qū)“濃郁型”的川派,一個(gè)是蘇魯豫皖地區(qū)“淡雅型”的江淮派[1]。淡雅型白酒是一種在香氣上呈現(xiàn)出幽雅、飄逸、細(xì)膩、誘人的自然發(fā)酵的復(fù)合香氣的香型白酒[2],在香味濃烈程度上淡雅風(fēng)格白酒較傳統(tǒng)濃香型酒要淡,品味則具有“柔、雅、綿、凈、爽”等特點(diǎn)。形成“窖香幽雅、綿柔爽口、甘美舒適、入口圓潤(rùn)、后味短”的典型風(fēng)格特征。其實(shí)質(zhì)是在保持原濃香型白酒風(fēng)格的基礎(chǔ)上,又融合其他香型的長(zhǎng)處,減少酒體中的大分子物質(zhì),把香融入味中,具有“淡中生味,雅中具香”的獨(dú)特個(gè)性[3],使之更加好喝,飲后無(wú)負(fù)重感。
本研究對(duì)淡雅型賒店老酒中的揮發(fā)性香味成分進(jìn)行定性定量分析,并與典型濃香型賒店老酒中的骨架成分及微量香味成分[4-5]進(jìn)行對(duì)照,比較兩者不同,從而確定淡雅風(fēng)格的微量成分特點(diǎn)。白酒中微量成分有幾百種,其含量大小從1~1 000 mg/L不等,一些極痕量的成分含量低于0.1 mg/L,而常規(guī)毛細(xì)管柱氣相色譜法靈敏度不高,已無(wú)法滿足研究要求。近年來(lái),氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(gas chromatography mass spectrometry,GC-MS)技術(shù)中的譜庫(kù)檢索法以及氣相色譜-嗅聞-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)廣泛應(yīng)用于白酒中香味成分的定性定量[6-8]。以往分析時(shí),常常采用有機(jī)溶劑直接萃取[9-11],濃縮后進(jìn)質(zhì)譜分析的方法,但該方法操作繁瑣且痕量成分易損失,且以往氣相質(zhì)譜法一般采用全掃描(Full Scan)模式,使用譜庫(kù)檢索法對(duì)白酒中微量成分進(jìn)行相對(duì)定量分析,只能得出香氣成分中微量成分的相對(duì)占比,而且譜庫(kù)檢索不確定性較大,難以滿足準(zhǔn)確定量白酒中微量成分的需要。
GC-MS的單離子監(jiān)測(cè)(single ion monitoring,SIM)模式由于只對(duì)選定的特征離子進(jìn)行選擇性監(jiān)測(cè),所以與常規(guī)全掃描方式相比,可以顯著降低信號(hào)噪音,提高靈敏度和專一性,尤其適合微量化合物的定量分析[12-13]。故本實(shí)驗(yàn)采用小分子有機(jī)溶劑雙水相分離技術(shù)[14-19],將目標(biāo)物質(zhì)提取濃縮后,采用SIM模式,根據(jù)特征離子定性,采用內(nèi)標(biāo)法定量,從而準(zhǔn)確定性定量濃香型白酒和淡雅型白酒中揮發(fā)性香味成分,以期為確定淡雅型白酒的微量成分特點(diǎn)提供幫助。
白酒樣品(46°淡雅型、濃香型賒店老酒,52°淡雅型、濃香型賒店老酒):賒店老酒股份有限公司。
51種白酒成分混合標(biāo)準(zhǔn)溶液:滕州中科譜分析儀器有限公司;乙酸正戊酯(內(nèi)標(biāo),15 g/L,溶劑為體積分?jǐn)?shù)60%的乙醇):國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;磷酸氫二鉀(分析純):天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司;無(wú)水硫酸鎂(分析純):天津市恒興化學(xué)試劑制造有限公司;乙醇、正己烷(分析純):天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司。
Agilent 7890A-5975C氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀、DB-WAX色譜柱(60 m×250 μm×0.25 μm):美國(guó)安捷倫公司。
1.3.1 樣品處理
吸取10.0 mL酒樣,加入15.0 g/L乙酸正戊酯0.1 mL,搖勻后吸取2 mL于10 mL具塞試管中,加磷酸氫二鉀至形成飽和溶液,待分層后,用1 mL移液管移取上層液體于1.5 mL樣品瓶(預(yù)先加入0.15~0.2 g無(wú)水硫酸鎂)中,搖勻靜置。
用1 mL注射器吸取上清液,過(guò)0.45 μm濾膜后注入樣品瓶,上機(jī)進(jìn)樣。標(biāo)準(zhǔn)品(實(shí)物標(biāo)樣)同上操作。
1.3.2 香氣成分分析
(1)氣相色譜-質(zhì)譜條件
載氣:氦氣(He);進(jìn)樣方式:分流進(jìn)樣,分流比:20∶1;柱流速:1 mL/min;進(jìn)樣口溫度:240 ℃;離子源:電子電離(electron ionization,EI)源,電子能量70 eV;離子源溫度:260 ℃;四級(jí)桿溫度:150 ℃;柱溫箱升溫程序:初始溫度35 ℃,保持4 min,以5 ℃/min升至240 ℃,保持10 min;溶劑延遲時(shí)間:4 min;進(jìn)樣量:0.8 μL;采集方式:SIM。
(2)標(biāo)準(zhǔn)品定量結(jié)果
51種標(biāo)準(zhǔn)品(混標(biāo))組分的保留時(shí)間、定性離子、定量離子、標(biāo)準(zhǔn)曲線的一次項(xiàng)系數(shù)及響應(yīng)因子見(jiàn)表1。
續(xù)表
1.3.3 數(shù)據(jù)處理
應(yīng)用R語(yǔ)言中ropls程序包對(duì)樣品進(jìn)行主成分分析(principal component analysis,PCA),數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)Z-score標(biāo)準(zhǔn)化處理后,利用R語(yǔ)言中的pheatmap程序包繪制聚類熱圖,進(jìn)行聚類分析。
本實(shí)驗(yàn)選擇的前處理方法,乙醇-磷酸氫二鉀雙水相體系的萃取率達(dá)到95%以上。傳統(tǒng)溶劑萃取法[20-21],溶劑峰易干擾低沸點(diǎn)成分;直接進(jìn)樣法,樣品含水且無(wú)法濃縮;硫酸鈉脫水法難以實(shí)現(xiàn)固液分離,均沒(méi)有該方法簡(jiǎn)便環(huán)保且萃取率高。
4種賒店老酒酒樣的香氣成分GC-MS分析總離子流色譜圖如圖1所示。為消除含量過(guò)低的成分對(duì)差異分析的干擾,將含量≥0.1 mg/L的成分作為主要香氣成分,結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可知,4種酒樣可進(jìn)行定量的香味成分均有45種,包含15種酯類物質(zhì),14種醇類物質(zhì),9種酸類物質(zhì),5種醛酮類物質(zhì),2種烷烴類物質(zhì)。
表2 4種白酒樣品的香氣成分定量結(jié)果Table 2 Quantitative results of aroma components of 4 kinds of Baijiu samples
續(xù)表
圖1 不同香型白酒樣品中香氣成分GC-MS分析總離子流色譜圖Fig.1 Total ion chromatogram of aroma components in Baijiu samples with different flavor types analyzed by GC-MS
聚類分析可將具有相似特征的對(duì)象對(duì)樣品進(jìn)行歸類。對(duì)淡雅型賒店老酒和濃香型賒店老酒的46種可定量的香味物質(zhì)含量進(jìn)行聚類分析,結(jié)果見(jiàn)圖2。
圖2 不同白酒樣品的各類化合物的聚類分析結(jié)果Fig.2 Cluster analysis results of various compounds in different Baijiu
2.2.1 酯類化合物分析
酯類是白酒的主要呈香物質(zhì),對(duì)白酒風(fēng)格影響最大,酯類含量高,則酒的香氣大,味濃厚;酯類含量低,則香氣小,味淡。由表1可知,以酒類的不同香型為基準(zhǔn)進(jìn)行比較時(shí)發(fā)現(xiàn),如52°淡雅賒店老酒和52°濃香賒店老酒進(jìn)行比較時(shí),除乙酸乙酯、己酸乙酯、甲酸乙酯、油酸乙酯和亞油酸乙酯外,酯類化合物含量的高低順序基本遵循淡雅賒店老酒大于濃香賒店老酒的規(guī)律。在以酒類的不同酒精度為基準(zhǔn)進(jìn)行比較時(shí)發(fā)現(xiàn),如52°淡雅賒店老酒和46°淡雅賒店老酒進(jìn)行比較,酯類化合物含量的高低順序基本上遵循52°酒大于46°酒的規(guī)律,尤其是油酸乙酯和亞油酸乙酯,高度酒均明顯高于低度酒中含量?;邗ヮ惢衔锏木垲惙治鼋Y(jié)果(圖2A)顯示,酒精度含量高低對(duì)酯類含量影響較大。52°濃香賒店老酒和52°淡雅賒店老酒中酯類化合物含量相對(duì)較高,被歸為一類;46°濃香賒店老酒和46°淡雅賒店老酒酯類物質(zhì)含量相對(duì)較低,被歸為一類。
2.2.2 醇類化合物分析
醇類物質(zhì)在白酒中不僅是助香和醇甜味的主要物質(zhì),也是合成酯類化合物的前體化合物,對(duì)形成濃香型白酒的風(fēng)味和促進(jìn)酒體豐滿、濃厚起著重要作用[22-23]。由表1可知,淡雅賒店老酒和濃香賒店老酒中醇類物質(zhì)含量較高的均為正丙醇、異戊醇和正丁醇。以酒類的不同香型為基準(zhǔn)進(jìn)行比較時(shí)發(fā)現(xiàn),醇類化合物含量規(guī)律與酯類一致,淡雅賒店老酒基本都大于濃香賒店老酒,如淡雅賒店老酒中含仲戊醇17~20 mg/L,約為濃香賒店老酒的3倍;含1,2-丙二醇7~21 mg/L,約為濃香賒店老酒的5倍;含β-苯乙醇3.7~6.6 mg/L約為濃香賒店老酒的2倍。在以酒類的不同酒精度為基準(zhǔn)進(jìn)行比較時(shí)發(fā)現(xiàn),酒精度越大,相應(yīng)醇類物質(zhì)的值也越高?;诖碱惢衔锏木垲惙治鼋Y(jié)果(圖2B)顯示,52°淡雅賒店老酒中醇類化合物含量相對(duì)較高,被歸為一類;52°濃香賒店老酒、46°濃香賒店老酒、46°淡雅賒店老酒酯類物質(zhì)含量相對(duì)較低,被歸為一類。
2.2.3 酸類化合物分析
有機(jī)酸是五糧濃香型白酒重要的呈味物質(zhì),適量的酸類物質(zhì)能賦予酒味悠長(zhǎng)、口味協(xié)調(diào)的美感[24]。由表1可知,淡雅賒店老酒和濃香賒店老酒中酸類物質(zhì)含量比較高的為己酸、丁酸、戊酸。以酒類的不同香型為基準(zhǔn)進(jìn)行比較時(shí)發(fā)現(xiàn),淡雅賒店老酒均大于濃香賒店老酒,但也有例外,如濃香賒店老酒中含庚酸6.0~8.7 mg/L,約為淡雅賒店老酒的2倍,含辛酸18~28 mg/L,約為淡雅賒店老酒的4倍,濃香賒店老酒的丙酸含量也均比淡雅賒店老酒的高。以酒類的不同酒精度為基準(zhǔn)進(jìn)行比較時(shí)發(fā)現(xiàn),酒精度越高,酸類物質(zhì)含量越高?;谒犷惢衔锏木垲惙治鼋Y(jié)果(圖2C)顯示,濃香賒店老酒中丙酸、庚酸、辛酸含量較高,歸為一類。淡雅賒店老酒中戊酸、己酸、丁酸、異戊酸含量較高歸為一類。
2.2.4 醛酮類及其他類化合物分析
雖然醛酮類化合物在五糧濃香型白酒中的含量相對(duì)較低,適量的醛酮類化合物會(huì)對(duì)濃香型白酒香氣起到一定的改善作用,但含量過(guò)高也容易使酒體帶有一定程度的苦味[25-26]。經(jīng)檢測(cè),淡雅賒店老酒和濃香賒店老酒可以定量的醛類一共有五種,包括4種醛類,1種酮類。由表1可知,淡雅賒店老酒和濃香賒店老酒中醛酮類含量比較高的為乙醛和乙縮醛。以酒類的不同香型為基準(zhǔn)進(jìn)行比較時(shí)發(fā)現(xiàn),基本遵循淡雅賒店老酒大于濃香賒店老酒的規(guī)律。在酒類的不同酒精度為基準(zhǔn)進(jìn)行比較時(shí)發(fā)現(xiàn),酒精度越高,醛酮類物質(zhì)含量越高。基于醛酮類化合物的聚類分析結(jié)果(圖2D)顯示,52°淡雅賒店老酒中醛酮類含量較高,歸為一類。52°濃香賒店老酒、46°濃香賒店老酒、46°淡雅賒店老酒醛酮類物質(zhì)含量相對(duì)較低,被歸為一類。
PCA結(jié)果反映了樣本的差異情況,樣本之間位置越近則越相似,越遠(yuǎn)則反之[27-28]。對(duì)淡雅賒店老酒和濃香賒店老酒的46種可定量的香味物質(zhì)含量進(jìn)行主成分分析,結(jié)果見(jiàn)圖3。
圖3 淡雅型賒店老酒和濃香型賒店老酒的主成分分析圖Fig.3 Principal component analysis diagram of elegant type and strong-flavor Shedianlaojiu
從圖3可以看出,淡雅型賒店老酒和濃香型賒店老酒的區(qū)分度較好,樣本均處于95%的置信區(qū)間內(nèi),結(jié)果表明該模型穩(wěn)定可靠。
結(jié)合上述結(jié)果發(fā)現(xiàn),淡雅型賒店老酒和濃香型賒店老酒酯類、醇類、酸類、醛酮類骨架成分基本類似,主要差異在微量成分上[29],尤其是10 mg/L以下成分,這些可能是造成白酒香型不同的重要因素。
本研究采用小分子有機(jī)溶劑雙水相分離技術(shù),將目標(biāo)物質(zhì)提取濃縮后,采用單離子監(jiān)測(cè)(SIM)模式,根據(jù)特征離子定性,采用內(nèi)標(biāo)法定量,從而定性定量濃香型白酒和淡雅型白酒中揮發(fā)性香味成分,為確定淡雅型白酒的微量成分特點(diǎn)提供了幫助。經(jīng)檢測(cè),四種酒樣中可進(jìn)行定量的香味成分一共有45種,檢測(cè)限低至0.1 mg/L,包含15種酯類物質(zhì),14種醇類物質(zhì),9種酸類物質(zhì),5種醛酮類物質(zhì),2種烷烴類物質(zhì)。
聚類分析結(jié)果表明,酯類聚類分析中,52°濃香型賒店老酒和52°淡雅型賒店老酒被歸為一類,46°濃香型賒店老酒和46°淡雅型賒店老酒歸為另一類。醇類和醛酮類聚類分析中,52°淡雅型賒店老酒中歸為一類,52°濃香型賒店老酒、46°濃香型賒店老酒、46°淡雅型賒店老酒歸為另一類;酸類聚類分析中,濃香型賒店老酒歸為一類,淡雅型賒店老酒歸為另一類。
采用主成分分析比較了淡雅型賒店老酒和濃香型賒店老酒的分類效果,結(jié)果表明淡雅型老酒和濃香型老酒間的區(qū)分度良好。
研究結(jié)果對(duì)全面認(rèn)識(shí)和了解淡雅型賒店老酒的香氣成分具有一定的借鑒意義,以淡雅賒店老酒與濃香型賒店老酒中的骨架成分及微量香味成分進(jìn)行對(duì)照,比較兩者不同,從而確定淡雅風(fēng)格的微量成分特點(diǎn),也為淡雅型賒店老酒定型奠定了一定的研究基礎(chǔ)。