攪拌棒吸附法與固相微萃取提取葡萄酒香氣成分比較

張 莉，王瑞慶

（上饒師范學院生命科學學院，江西上饒334001）

香氣是葡萄酒質量的一個重要的感官指標[1]。葡萄酒芳香物質的種類、含量、感覺閾值及其之間的相互作用決定著葡萄酒的感官質量,決定著葡萄酒的風味和典型性[2]。氣相色譜質譜聯用技術（GCMS）是分析鑒定葡萄酒香氣成分的重要手段[3]。為了獲得最優的分析結果，提取方法的研究對香氣分析是至關重要的[4]。目前常用的香氣提取方法主要有吹掃捕集法、液液萃取法、固相萃取法、固相微萃取法以及攪拌棒吸附萃取技術等[5-7]。固相微萃取法因具有靈敏度高、無污染、易操作等優勢，目前在葡萄酒中某些或某類化合物的分析前處理應用較多[8-9]。近年來新出現的攪拌棒吸附提取原理類似于固相微萃取，但因涂層含量遠高于SPME萃取頭，理論上提取效率更高[10]。在葡萄酒分析中,攪拌棒吸附萃取已應用于香氣、瓶塞污染物三氯苯甲醚及農殘等的檢測[11-13]。

本試驗分別采用固相微萃取和攪拌棒吸附萃取法提取葡萄酒中的香氣成分，并進行了對比研究，旨在為后期相關研究提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

實驗酒樣：干白葡萄酒，2010年采摘，小容器釀造法釀造。

藥品試劑：氯化鈉，分析純2-辛醇(96%)，購自Fluka公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 固相微萃取進樣法與提取條件

固相微萃取頭為100 μm PDMS，先在GC進樣口250℃老化30 min。在裝有磁力攪拌子的樣品瓶中加入2.0 g NaCl和10 mL酒樣，平衡10 min，插入固相微萃取纖維，室溫（25℃）下吸附60 min，然后立即將萃取纖維在GC進樣口解析2 min用GCMS分析。

1.2.2 攪拌棒吸附萃取方法與提取條件

10 mL葡萄酒樣品放入樣品瓶內，加入2 g NaCl，TISTER磁力攪拌轉子置于樣品瓶內，25℃室溫下進行萃取，轉子轉速900 r/min，萃取時間60 min。萃取結束后取出攪拌棒，用蒸餾水沖洗直至攪拌棒無殘留樣品，然后用濾紙將水分吸干，最后放入熱解析玻璃管進行脫附。

熱脫附條件：TD350熱解析儀，美國PE公司；以He為載氣，脫附流速設為45 mL/min，加熱閥溫度設為245℃，脫附管溫度為270℃，脫附15 min。傳輸線溫度為255℃。冷阱捕集溫度設為-30℃，以40℃/min升至255℃(二級解吸冷阱溫度)。出口分流比為3∶1，進樣He流速為1 mL/min。

1.2.3 香氣成分的GC-MS分析條件

GC-MS型號：美國賽默飛公司Trace DSQ。

色譜（GC）條件：色譜柱J&W DB-WAX石英毛細管柱(30 m×0.25 mm，0.25μm)；升溫程序：40℃保持3 min，以4℃/min升至160℃，再以7℃/min升至230℃，保持8 min；連接桿溫度設為230℃；以高純氦氣為載氣，流速設為1 mL/min。質譜（MS）條件：全掃描，范圍為33～450 amu，每秒掃描1次。以EI+為電離源，離子源溫度設為230℃，電子能量設為70 eV。

2 結果與分析

2.1 總離子流圖（圖1）

圖1 兩種提取方法提取葡萄酒香氣成分的總離子流圖

按上述分析條件對香氣成分進行GC-MS分析，圖1A、圖1B分別是SBSE法和SPME法的總離子流圖，將各色譜峰對應的質譜圖進行人工解析及計算機檢索(質譜數據庫Nist Wiley)，確定其化學成分，用峰面積歸一化法測定各成分的質量分數，結果見表1。從NIST02譜庫檢索結果可知，兩種提取方法確定的葡萄酒香氣的主要成分均為酯類、醇類和酸類，但是SPME法提取的酸類化合物含量高于醇類，而SBSE法則相反。在出峰時間內，所出物質峰個數SBSE法（圖1A）明顯多于SPME法（圖1B），香氣成分的組成比例有很大差異。SBSE法提取葡萄酒樣品，共鑒定出53種香氣化合物，主要包括4種醇（4.74%）、27種酯（54.00%）、12種酸（39.50%），以及2種萜烯類化合物、3種苯環類化合物、5種酮類化合物；而SPME法提取葡萄酒共鑒定出28種香氣化合物，主要包括7種醇（22.70%）、13種酯（65.90%）、6種酸類化合物（10.53%）以及2種醛類化合物。SBSE法提取葡萄酒獲得的香氣化合物相對含量排在前十位的是辛酸乙酯、癸酸、辛酸、己酸乙酯、癸酸乙酯、乙酸3-甲基丁酯、丁二酸二乙酯、棕櫚酸、十二烷酸（月桂酸）、9-癸烯酸。SPME法提取葡萄酒獲得的香氣化合物相對含量排在前十位的是辛酸乙酯、3-甲基-1-丁醇、乙酸乙酯、癸酸乙烯酯、乙酸3-甲基丁酯、苯乙醇、辛酸、己酸、1-己醇、乙酸己酯，其中只有3種化合物與SBSE法相同。

2.2 酯類化合物的比較與分析（表1）

由表1可知，從酯的種類上看，采用SBSE法從葡萄酒樣品中獲得的酯類化合物是SPME法的兩倍以上，SBSE法有27種酯，而SPME法只獲得了13種。但是從總酯的相對含量上看，SPME法提取的酯類化合物占總檢出物的相對含量（65.90%）要略高于SBSE法（53.96%）；此外，兩種提取法獲得相同的結果，即酯類化合物是檢測酒樣中含量最高的一類化合物。表1中前11種化合物是SBSE法和SPME法所共有的，總相對含量分別為34.19%和65.26%；月桂酸乙酯和2-羥基丙酸乙酯只在SPME提取法中檢測到，而有15種酯類化合物只在SBSE提取法中檢測到。從各種酯的相對百分含量可知，無論是SBSE提取法還是SPME提取法均以辛酸乙酯含量最高，SBSE法提取的癸酸乙酯和己酸乙酯含量也較高，但SPME法卻沒有檢測到這兩種化合物。

2.3 醇類化合物的比較與分析（表2）

由表2可知，從醇的種類上看，采用SPME法從葡萄酒樣品中獲得了7種醇，而SBSE法只獲得了4種，SPME法比SBSE法多獲得了3種醇，即（E）-3-己烯-1-醇、（Z）-3-己烯-1-醇和2,3-丁二醇。從總相對含量上分析，SPME法提取的醇類化合物占總檢出物的22.70%，明顯高于SBSE法提取的4.74%。從各種醇的相對百分含量可知，3-甲基-1-丁醇、苯乙醇和己醇是兩種提取法獲得的含量較高的3種醇類化合物，而其他醇類化合物含量非常低。

表1 SBSE和SPME提取方法分析葡萄酒中酯類化合物比較

表2 SBSE和SPME提取方法分析葡萄酒中醇類化合物比較

表3 SBSE和SPME提取方法分析葡萄酒中酸類化合物比較

2.4 酸類化合物的比較與分析（表3）

由表3可知，從酸的種類上看，采用SPME法檢測到了6種酸，而SBSE法檢測到了12種，是SPME法的2倍。有4種酸是兩種提取法共同檢出的，它們是己酸、辛酸、壬酸和癸酸；易揮發的酸，如乙酸和丁酸只在SPME法中檢測到；而不易揮發的酸，十四烷酸、棕櫚酸等只在SBSE法中檢測到。從總相對含量上分析，SBSE法提取的醇類化合物占總檢出物的39.50%，是SBSE法（10.53%）的近4倍。從各種酸的相對百分含量可知，癸酸和辛酸是SBSE法檢測到的含量較高的兩種化合物，其次是月桂酸、棕櫚酸、9-癸烯酸和己酸，但是月桂酸、棕櫚酸、9-癸烯酸在SPME法中未檢測到；SPME法檢測到的含量較高的酸類分別是辛酸、己酸和癸酸，其他3種酸含量非常低。

2.5 其他化合物的比較與分析（表4）

由表4可知，兩種提取法檢測到的化合物中，除醇、酸、酯外的化合物很少，SBSE提取法只有1.76%，SPME提取法只有0.87%，但它們對葡萄酒的貢獻卻是不可忽略的，例如只在SPME提取法中檢測到的3-呋喃甲醛和甲醛，以及只在SBSE法下提取到α-大馬士酮及酮類化合物等。

3 結論

與固相微萃取法（SPME）相比，攪拌棒吸附萃取法（SBSE）操作更簡便，且攪拌棒比固相微萃取頭更耐用；在本實驗中比固相微萃取法（SPME）更靈敏，提取效率更高：SBSE法從本實驗樣品中提取到了53種香氣成分，而SPME法只提取到了28種。因此攪拌棒吸附萃取法葡萄酒香氣成分分析方面具有很大的應用前景。

表4 SBSE和SPME提取方法分析葡萄酒中其他類化合物比較

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