醬香型白酒中有機酸的分析

李先貴，陳劍波，王 莉，汪地強，雷良波

（貴州茅臺酒股份有限公司，貴州仁懷564501）

白酒風味物質中，除了極少量的無機化合物之外，絕大部分是有機化合物，均具有揮發性等特點，并且都具有呈香呈味的特定基團，它們種類繁多，含量微小，但這些風味物質卻是構成白酒典型特征的物質基礎，它們以一定的比例共存于酒體中，互相配合、補充、村托和制約，發揮各自的特點，形成不同香型和不同風格的白酒。有機酸就是白酒中一類非常重要的微量成分，盡管其含量不高,但它們卻具有明顯的呈味作用，是白酒后味的重要組分，對白酒的后味貢獻較大，同時，有機酸也是酯類呈香物質的前體成分，所以有“有酸就有酯”的說法，可見，酸類物質在白酒中所發揮的作用是十分重要的。白酒中各種有機酸種類及含量的變化,將直接影響到白酒的質量。

醬香型白酒中有機酸無論是種類,還是含量都要明顯高于其他香型的白酒(董酒除外)。所以,本文將在以前研究的基礎上，首先確立白酒中有機酸的有效提取方法,再運用氣相色譜和質譜，對A、B、C、D等幾種較為典型的醬香型白酒中的有機酸進行定性與定量分析。通過對它們的分析和研究，盡可能在以前的基礎上有所突破，定性出更多種類的有機酸，并且更為精確地對其進行定量，這對醬香型白酒的質量控制和提高具有一定的指導意義和價值。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

酒樣：4種不同品質的53%vol醬香型白酒，分別標記為A、B、C、D。

試劑及耗材：二氯甲烷(分析純,重蒸)，重慶川江化學試劑廠；硫酸(分析純)，上海國藥集團；氫氧化鈉(分析純)，成都金山化學試劑有限公司；無水硫酸鈉(分析純)，成都化學試劑廠；有機酸標樣，乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、壬酸、癸酸、十二酸、十四酸、苯甲酸、苯乙酸(色譜純)，西南化工所；無水乙醇(分析純)，重慶川江化學試劑廠。

儀器設備：Agilent5973氣相色譜-質譜聯用儀，安捷倫公司；旋轉蒸發儀，德國BUCHI公司；電子天平，奧豪斯國際貿易上海有限公司；氮吹儀(Organomation Associates,Jnc)；高速離心機，北京醫用離心機廠；電熱恒溫水浴鍋，北京長源實驗設備廠；溶劑重蒸裝置。

1.2 實驗方法

1.2.1 實驗原理

白酒中成分復雜，其他成分的存在特別是種類復雜、含量較大的酯類會影響到有機酸的定性，因此首先需要提取白酒中的有機酸使其與其他成分分離，從而能夠對有機酸進行準確的定性。白酒中的有機酸通常具有一定的電離度，例如乙酸的pKa值(電離常數)為4.76，丁酸的pKa值為4.82，因此應用酸堿中和成鹽的原理可以將酒中的有機酸轉變為相應的鹽后與其他有機成分分離，再對分離出的鹽進行酸化后使其還原為相應的有機酸，之后通過適當的萃取、濃縮步驟使樣品中的有機酸富集。

有機酸的極性較強，因此選用的溶劑需要有一定的極性，根據實驗室的現有條件選用二氯甲烷作為萃取溶劑，在本流程中共分為兩輪萃取，第一輪萃取主要是將包括有機酸在內的有機成分萃取至有機相中，第二輪萃取是將經過成鹽過程后又被酸化游離出的有機酸反萃至有機相中。將合并的反萃液在40℃真空旋轉蒸發濃縮至約2 mL，轉移濃縮液至2 mL進樣瓶中再氮吹濃縮至0.25 mL。

1.2.2 條件參數選擇

1.2.2.1 最佳pH值的選擇

本試驗中使用的提取原理是將酒樣中的有機酸中和成鹽后再酸化游離后提取，因此最初中和有機酸的pH值就直接關系到酒樣中的有機酸是否充分被中和為鹽從而被分離提取。為了選擇合適的pH值，試驗設計分別調節pH值至8、9、10、11，提取B酒樣中有機酸并對主要有機酸的色譜峰面積進行比較。

從試驗數據比較結果可看出,乙酸至壬酸在提取pH值為10時，含量最高，pH值為11時，大部分低碳酸的含量不再升高；癸酸以上脂肪酸及芳香酸的含量大多在pH值為11時最高，這說明對于相對較易電離的低碳脂肪酸pH值為10時已基本能夠中和成鹽，對于相對較難電離的高碳脂肪酸則需要較多的OH-中和成鹽，考慮到pH值為10時壬酸以下脂肪酸提取較為充分，高碳脂肪酸的提取與pH值為11時相差不大，同時由于過高的pH值可能會促使酯水解而增大提取誤差，因此選用pH值10為最適pH值。

1.2.2.2 氣質聯用儀分離鑒定條件

色譜條件：色譜柱為HP-FFAP毛細管柱(30 mm×0.25mm×0.25μm)，恒流模式，柱流量(He)1.5mL/min，不分流進樣，進樣口溫度230℃。

質譜條件：離子源溫度230℃，四極桿溫度150℃，接口溫度280℃，EI源70 cV，scan方式掃描,質量范圍30～500 amu，溶劑延遲9 min。

2 結果與討論

2.1 樣品中有機酸提取效率的考察

為了考察實驗方法是否對酒樣中有機酸做到有效提取，選用13種有機酸標樣配制成300 mg/L混合標樣，應用與酒樣提取相同的流程處理混合標樣,分析結果與直接進樣結果比較計算相應的有機酸回收率。

本試驗提取方法對乙酸至己酸的較低碳數脂肪酸的提取回收率較低，可能是在實驗中需要用水洗滌，這些酸的水溶性相對較強，從而在操作中損失；對于庚酸以上的脂肪酸，本實驗方法對其回收率在70%～120%之間，滿足國際通用規則規定對于混合標樣的回收率在70%～120%之間。因此本試驗建立的提取方法流程能夠滿足有機酸定性的要求，但如果進行定量對C6以下脂肪酸將會增大誤差，因此在后面的有機酸定量中會充分考慮。

2.2 幾種醬香型白酒中有機酸的定性分析結果

2.2.1 本試驗對酒樣A中有機酸定性分析結果與文獻數據的對比

本試驗對酒樣A中有機酸進行了分析，共分離鑒定了31種有機酸，其中包括22種C2至C18的直鏈飽和脂肪酸及其支鏈飽和脂肪酸,5種不飽和脂肪酸及3種芳香酸，1種含氧脂肪酸。

文獻所述的23種有機酸包括17種C2至C18的直鏈飽和脂肪酸及其支鏈飽和脂防酸，3種不飽和脂肪酸，3種芳香酸。與文獻數據相比，本實驗對酒樣A中有機酸的定性種類多出8種，主要包括2種不飽和脂肪酸，1種含氧脂肪酸和5種支鏈飽和脂肪酸。

2.2.2 酒樣A、B、C、D 4種醬香型白酒中有機酸定性分析結果的比較

在4種醬香型白酒中，酸的種類基本一致，但在各種有機酸的含量上存在差異,主要差別在乙酸、丁酸、己酸等含量較高的酸上，酒樣C的乙酸含量較高,酒樣D、酒樣B的丁酸、己酸含量相對較多，壬酸以上碳數的高沸點脂肪酸及芳香酸以酒樣A最高，具體對4種醬香型白酒中各有機酸含量的比較見下一節定量部分。

通過上述建立的有機酸提取流程及氣質聯用定性方法,共定性了酒樣A中31種有機酸，比文獻數據多出8種，同時也對酒樣B、酒樣C、酒樣D進行了分析,發現4種醬香型白酒在有機酸的種類上差異不大,其各自的差別集中體現在含量上。

2.3 幾種醬香型白酒中有機酸的定量分析結果

2.3.1 直接定量低碳脂肪酸的校正結果

毛細管柱直接進樣可分離乙酸、丙酸、丁酸、已酸等7種低碳數脂肪酸，使用內標法定量計算的各有機酸的響應因子。

2.3.2 C6以上脂肪酸定量校正結果

分別對庚酸、辛酸、苯甲酸、苯乙酸等8種有機酸5個系列濃度制定標準曲線，8種有機酸的線性回歸方程具有良好的線性，相關系數都在0.97以上,說明其線性回歸方程能夠進行良好的定量。

2.3.3 4種醬香型白酒有機酸定量結果比較

對所分析的4種醬香型白酒有機酸進行定量分析，對其進行統計,酒樣A、B、C、D所定量的有機酸的總含量分別為1710.36 mg/L、1410.5 mg/L 2261.21 mg/L、1795.74 mg/L。其中C2—C8的低碳脂肪酸含量分別為1684.74 mg/L、1387.77 mg/L、2241.81 mg/L、1773.82 mg/L；壬酸以上的高沸點脂肪酸及芳香酸含量分別為25.62 mg/L、22.73 mg/L、19.4 mg/L、21.92 mg/L，可以看出這幾種醬香型白酒中有機酸的主要差別體現在乙酸、丁酸、已酸等含量較高的酸上。

從定量結果分析,酒樣B的乙酸含量明顯超過了其他的3種白酒。適量的乙酸能使白酒有爽口感,而含量過多則刺激性增強，就可能使酒體略顯粗糙。乙酸的閾值為3.6 mg/L，含量越高，香味強度越大，所以,酒樣C在呈味上是略顯酸且帶有刺激性。酒樣B和酒樣D的丁酸、已酸含量較大，丁酸、己酸閾值分別為3.4 mg/L和8.6 mg/L，含量越高，其香味強度也越大，丁酸呈汗臭味，己酸顯脂肪臭且有刺激性，因而，在品評這兩種酒時，丁酸和己酸味略微突出并有刺激性，與酒樣A相比。在酒體協調、醇和方面稍有欠缺。

酒樣A的高碳脂防酸和芳香酸的含量高于另外3種白酒。可能主要因為酒樣A采用長期貯存的傳統工藝，使酯在陶壇的特殊環境中逆向水解形成相應的高級酯防酸。這些高級脂肪酸可賦予酒體醇厚豐滿的口感，所以，酒樣A在口感上，與其他3種白酒相比，口味更為豐滿柔順,后味更加悠長，各成分之間的比例更為協調，風味風格更為突出。

3 結論

本研究以液-液萃取法，用二氯甲烷為萃取劑，提取了酒樣A、B、C、D等4種典型醬香型白酒中的有機酸，并進行了定性及定量分析，得出如下結論：

(1)采用液-液萃取法提取白酒中的有機酸是確實可行、有效的。

(2)液液萃取有機酸的最佳pH值為10。

(3)共定性分析出31種有機酸，分別為乙酸、丙酸、異丁酸、丁酸、2-甲基丁酸、3-甲基丁酸、戊酸、3-甲基-2-丁烯酸、4-甲基戊酸、己酸、5-甲基己酸、2-甲基2-戊烯酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、3-甲氧基丁酸、苯甲酸、月桂酸、苯乙酸、苯丙酸、十四酸(異構體)、肉豆蔻酸、十五酸(異構體)、十五酸、棕櫚酸、棕櫚油酸、硬脂酸、油酸、亞油酸。

(4)采用內標法、外標法和半定量法定量了25種有機酸，其結果是乙酸、丁酸、己酸含量差異較大，以酒樣C的乙酸含量最高，酒樣D、酒樣B的丁酸、己酸含量相對較高，壬酸以上的高沸點脂肪酸及芳香酸以酒樣A的含量為最高。