采用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對不同窖齡窖泥浸出液的分析研究

衛(wèi)春會，甄 攀，羅惠波，楊 潔

（1.四川理工學(xué)院生物工程學(xué)院，四川自貢643000；2.釀酒生物技術(shù)及應(yīng)用四川省重點實驗室，四川自貢643000）

采用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對不同窖齡窖泥浸出液的分析研究

衛(wèi)春會1，2，甄 攀1，羅惠波1，2，楊 潔1

（1.四川理工學(xué)院生物工程學(xué)院，四川自貢643000；2.釀酒生物技術(shù)及應(yīng)用四川省重點實驗室，四川自貢643000）

采用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對20、100、200、300年窖齡的窖泥浸出液進行分析，檢出的20種主要物質(zhì)中有10種是各個窖齡窖泥所共有的，從每種窖齡窖泥所檢出的物質(zhì)，可以得出結(jié)論：窖池窖泥使用時間越長，其中成分就越復(fù)雜，窖泥微生物代謝多樣性越高，越利于產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)白酒。

氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS），窖齡，窖泥浸出液

俗話說，好酒必有好窖。窖泥是生產(chǎn)濃香型大曲酒的基礎(chǔ)，其老熟程度直接影響曲酒的質(zhì)量，百年老窖常生產(chǎn)名優(yōu)曲酒。瀘州老窖是濃香型白酒的典型代表，擁有連續(xù)使用至今400年以上的老窖池群，是國家重點文物保護單位。我國在上世紀(jì)60年代就開始研究人工培養(yǎng)窖泥、新窖老熟技術(shù)，至80年代，這一技術(shù)已在全國得到普遍應(yīng)用，取得較好效果［1］。前人對窖泥微生物的分析，對窖泥礦質(zhì)元素等理化指標(biāo)進行許多研究，但有關(guān)窖泥浸出液的分析測定結(jié)果報道還未曾見過。本文主要對不同窖齡不同層次的窖泥浸出液進行研究，采用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，分析窖泥浸出液中微量成分的差異，以揭示老窖窖池的獨特性。

1.1 材料與儀器

1 材料與方法

窖泥樣品 均來自瀘州老窖，其中300年左右窖齡老窖泥取自桂花作坊，200年左右窖齡窖泥樣取自春和榮作坊，100年左右窖齡窖泥取自羅漢基地泉記作坊，20年窖齡窖泥取自羅漢基地。其中前三類窖為自然老熟的窖泥，最后一類窖為1983年人工培養(yǎng)的窖泥。每一類型窖分窖壁上層、窖壁下層和窖底取樣，上層取樣距窖口50cm左右，下層取樣距窖底50cm左右，窖底取樣為窖池底中央，每層取多點混合；乙酸異戊酯（內(nèi)標(biāo)）、己酸乙酯、異戊醇等標(biāo)準(zhǔn)品 均為市售色譜純試劑。

6890N-5975B氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀、DB-WAX毛細(xì)管色譜柱（60m×0.25mm×0.25μm） 美國Agilent公司產(chǎn)品；離心機，漩渦混勻儀等。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理 每個樣品取10g新鮮窖泥，加入100mL 60%的乙醇溶液，振蕩，搖勻（充分使窖泥分散），靜置1h，每隔15min搖勻一次。各取30mL渾濁液，5000r/min離心10min，吸取上清液20mL，加入30μL乙酸異戊酯（內(nèi)標(biāo)）。

1.2.2 GC-MS分析 色譜條件：進樣口溫度為230℃，載氣He（99.999%）；恒流1.0mL/min，分流比50∶1，進樣量1μL；采用程序升溫：初始溫度60℃，保持1min，以5℃/min升至155℃，再以3℃/min升至230℃，保持10min。質(zhì)譜條件：離子源溫度為230℃，電離方式為EI，電子能量為70eV，掃描質(zhì)量范圍是20～500amu，溶劑延遲3min。

2 結(jié)果與分析

2.1 窖泥GC-MS總離子圖及成分分析表

圖1 12種樣品浸出液的GC-MS總離子圖

圖1為12種樣品浸出液的GC-MS總離子圖。

經(jīng)NIST譜庫檢索和RI值對比，采用內(nèi)標(biāo)法所確定的窖泥浸出液中揮發(fā)性成分見表1。

表2為不同窖齡的窖泥浸出液中檢測到的醇類、酯類、酸類、醛酮類、酰胺類等主要物質(zhì)總和。

表2 不同窖齡窖泥浸出液中檢測到的各類主要物質(zhì)總和（mg/100g新鮮窖泥）

2.2 醇類物質(zhì)的比較分析

窖泥中的醇類物質(zhì)主要來自于窖泥微生物的代謝產(chǎn)物，本實驗通過對不同窖泥的浸出液GC-MS分析，可以看出醇類物質(zhì)的總量，隨著窖齡的增加而呈遞減趨勢，說明年輕窖池微生物與老窖池的微生物在醇類物質(zhì)代謝上有很大差異，因此，從微生物角度著手改善窖泥是提高酒質(zhì)的有效措施之一。

從色譜數(shù)據(jù)可以看出：丙醇、正丁醇、異戊醇、己醇的含量基本上一致，最大的差異是二甘醇。二甘醇在20年窖齡的窖池中含量最多，并且窖底含量＞窖壁下層＞窖壁上層。有報道稱動物實驗證明，二甘醇進人體內(nèi)后能迅速分布到各個器官，其中以腎臟中濃度為最高，可引起腎臟及肝臟損害，還可能引起腎衰竭，已經(jīng)發(fā)生多起二甘醇中毒事件［2］，從上世紀(jì)80年代開始，在許多行業(yè)已經(jīng)停止使用。但是窖泥中的二甘醇的由來仍不明確，有待研究并控制。

2.3 酯類物質(zhì)的比較分析

濃香型白酒釀制過程中所涉及的微生物包括四大類：原核生物中的細(xì)菌、放線菌、真核生物中的酵母菌、霉菌。它們在發(fā)酵過程中相互影響、相互制約，方能形成種類繁多的代謝產(chǎn)物［3］。而其中對濃香型白酒香味物質(zhì)貢獻最大的原核生物，大部分棲息在窖泥內(nèi)。窖泥中的厭氧微生物類群只有通過長時間的馴化才能達到最優(yōu)的狀態(tài)。

由GC-MS分析可知，乙酸乙酯、己酸乙酯的含量各年齡的老窖基本上一致，其中己酸乙酯含量最高。庚酸乙酯、辛酸乙酯、己酸己酯在所有窖齡的窖泥中均有檢出，但其含量隨著窖齡增加而上升。己酸丁酯、丁酸己酯、辛酸己酯棕櫚酸乙酯只在百年以上老窖中檢出。酯類物質(zhì)總體上隨著窖齡的增加而含量增大，并且，老窖泥中的酯類物質(zhì)種類明顯高于新窖泥。

2.4 醛酮類物質(zhì)的比較分析

醛酮類物質(zhì)在4個年限的窖泥中均能檢出。乙醛是由乙醇氧化而來，乙醛毒性很大，給白酒帶來辛辣味，但適量的醛和醇會縮合成縮醛，是白酒重要的香味物質(zhì)。窖泥浸出液的乙醛含量基本上隨著窖齡的增加呈下降趨勢。羥基丙酮可能是由生物質(zhì)甘油轉(zhuǎn)化而來［4］，在百年以上的老窖才檢出，含量有微量增加的趨勢。

2.5 酸、酰胺類物質(zhì)的比較分析

4個窖齡的窖泥浸出液只有在100年窖齡的窖壁下層檢出棕櫚酸，所有樣品均未檢出小分子有機酸，這可能與揮發(fā)度及微生物代謝活性強度有關(guān)。所檢出的棕櫚酸與200、300年老窖所檢出的棕櫚酸乙酯對比分析，說明100年的老窖，微生物馴化程度沒有200、300年的老窖成熟，高級脂肪酸不能被合成為其對應(yīng)的酯類化合物。酰胺類化合物只在300年老窖泥中檢出，來源不詳。

表1 12種窖泥浸出液GC-MS分析結(jié)果（mg/100g新鮮窖泥）

3 結(jié)論

采用GC-MS技術(shù)，分析不同窖齡的窖泥浸出液，共檢出20種主要成分，其中10種是4個不同窖齡窖泥共有的成分，例如乙酸乙酯、己酸乙酯、異戊醇、乙醛等；有的成分是只在百年以上窖齡的老窖中檢出，例如正丁醇、羥基丙酮、乳酸乙酯、己酸丁酯、辛酸己酯等；有的成分只在百年以下窖齡的窖泥中檢出，例如二甘醇和棕櫚酸。各窖齡共同檢出的成分，在含量上的差異，只有在百年老窖中檢出的物質(zhì)和只在新窖泥中檢出的有害物質(zhì)（二甘醇），都能夠反映出“千年老窖萬年糟，酒好須得窖池老”這一道理。

窖池質(zhì)量是濃香型白酒生產(chǎn)的關(guān)鍵，窖池除了作為發(fā)酵容器外，還為微生物的生長繁殖提供了良好的環(huán)境，也為香味物質(zhì)的形成提供了基礎(chǔ)。窖池窖泥年代越久，在酒的發(fā)酵過程中，窖池中會產(chǎn)生種類繁多的微生物和香味物質(zhì)，窖泥中的物質(zhì)成分就越多、微生物馴化程度越高，微生物群落功能就越復(fù)雜。窖泥質(zhì)量的好壞和窖池微生物種類與濃香型白酒的質(zhì)量有著密切的關(guān)系，因此，如果能更好地利用其中的微生物菌種來改良窖泥，使窖泥中優(yōu)化組合的菌群之間相互協(xié)調(diào)，相互制約，就便于窖池內(nèi)成酒生香的微生物菌群循環(huán)繁殖與積累，如此反映到白酒生產(chǎn)上，就能有效提高優(yōu)質(zhì)白酒的產(chǎn)出率。

［1］張良，任劍波，唐玉明，等.瀘州老窖窖泥物理特性及礦物元素含量差異研究［J］.釀酒，2004，31（4）：11-13.

［2］佟克興，姜俊，李海燕，等.氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用檢測牙膏中的二甘醇［J］.儀器分析，2007（4）：26-28.

［3］莊名揚.中國白酒香味物質(zhì)形成機理及釀酒工藝的調(diào)控［J］.釀酒，2007，34（2）：109-113.

［4］楊春華，蘭支利.生物質(zhì)甘油轉(zhuǎn)化成羥基丙酮催化劑的TPR的研究［J］.廣州化工，2008，36（6）：40-41.

［5］王保興，侯英，楊蕾.SBSE-TDs-GC-MS測定白酒中酯類成分的方法研究［J］.食品工業(yè)科技，2008，29（7）：250-253.

Study on pit mud lixivium of different cellar age by gas chromatography mass spectrometry

WEI Chun-hui1，2，ZHEN Pan1，LUO Hui-bo1，2，YANG Jie1
（1.Bioengineering College，Sichuan University of Scienceamp;Engineering，Zigong 643000，China；2.Liquor Making Bio-Technologyamp;Application of Key Laboratory of Sichuan Province，Zigong 643000，China）

The pit mud lixivium of 20，100，200 and 300years cellar age by gas chromatography-mass spectrometry technology were analyzed.Through analyzing，twenty substances were obtained and ten substances were mutual. After carefully analyzing substances in every cellar age，the conclusion showed that the longer the pit mud had been stored，the more substances it had，the higher metabolize diversity microorganism had，the better quality the wine had.

gas chromatography-mass spectrometry（GC-MS）；cellar age；pit mud lixivium

TS201.1

A

1002-0306（2011）02-0095-03

2009-11-09

衛(wèi)春會（1980-），女，碩士，實驗師，主要從事發(fā)酵工程方面的科研和教學(xué)。

自貢市2008年重點科技計劃項目。