HS-SPME-GC-MS結合感官評價分析丹鳳佳釀白酒的揮發性風味成分

蔣青香，張 婷，倪 輝，2，3，李利君，2，3，楊遠帆，2，3，黃高凌，2，3*

（1.集美大學 食品與生物工程學院，福建 廈門 361021；2.福建省食品微生物與酶工程重點實驗室，福建 廈門 361021；3.廈門市食品生物工程技術研究中心，福建 廈門 361021）

白酒作為中國特有的一種蒸餾酒，在人們社會生活的各個領域中一直占據著不可替代的地位，其中濃香型白酒的市場份額高達白酒總量的60%～70%，是中國白酒的典型代表[1]。四川五糧液、天津津酒、河南杜康酒、廈門丹鳳佳釀酒、安徽古井貢酒和寧夏大夏貢酒等是我國的地方特色濃香型白酒。“丹鳳”白酒的產銷量在福建省居于第一，是該省的第一白酒品牌[2]，且廈門丹鳳佳釀酒，系丹鳳濃香型白酒的主打制作之一，因采用混蒸、混燒、固態續渣發酵法及選取優質糯高梁為原料，并以優良純菌種陪曲，同時采取低溫入池、熟糠拌料、延長發酵等釀造工藝，使其具有酒質無色，清亮透明的品質[3]，一直備受當地人的青睞。

香氣是衡量白酒品質的重要指標之一，但僅有2%～3%的呈香呈味物質及其量比關系決定白酒的質量和香型[4]。目前，白酒香氣提取的方法主要包括液液萃取（liquid-liquid extraction，LLE）、頂空固相微萃取（headspace solid-phase microextraction，HS-SPME）[5]、同時蒸餾萃取（simultaneous distillation extraction，SDE）及攪拌棒吸附萃取（stir bar sorptive extraction，SBSE）[1]等，其中，HS-SPME是一種無需溶劑、操作簡單的快速萃取分離方法，具有集樣品前處理、吸附萃取、直接進樣于一體等特點，適合白酒中揮發性風味成分的分析檢測[6]；另外，白酒香氣組成主要是采用氣相色譜-質譜聯用（gaschromatography-massspectrometry，GC-MS）儀、氣相色譜-嗅聞-質譜聯用（gas chromatography-olfactom etry-mass spectrometry，GC-O-MS）儀和氣相色譜-氫離子火焰檢測（gas chromatography-flame ionization detector，GCFID）[7]等進行分析檢測，其中GC-MS聯用技術具有分離度高、靈敏度好和分析速度快等優點，且適用于微量成分的準確定性和精確定量[8]。

目前對濃香型白酒香氣成分的報道頗多，許柏球等[9]采用HS-SPME-GC-MS分析五糧液的香氣成分，表明該酒相對含量較高的香氣成分（≥5.00%）依次為乙醇、已酸乙酯和辛酸乙酯；李賀賀等[1]采用HS-SPME和SBSE分析古井貢酒中的香氣成分，結果共定性出190種化合物；王曉欣等[10]采用GC-MS分析濃香型習酒的揮發性香氣成分，結果表明該酒中重要的揮發性香氣成分（即香氣活力值（odor activity value，OAV）≥100）為己酸乙酯、大馬酮、辛酸乙酯等；FAN W L等[11]采用HS-SPME-GC-MS分析洋河大曲酒的香氣成分，表明酯類化合物是該酒的主要香氣成分。雖然已有很多學者對濃香型白酒的揮發性香氣成分進行分析，但有關地方特色濃香型白酒如丹鳳佳釀白酒的香氣特征卻鮮有報道。

因此，本研究采用HS-SPME結合GC-MS對丹鳳佳釀白酒揮發性風味成分進行定性定量分析，同時通過感官評價對該酒的整體香氣輪廓進行分析，為進一步改進該酒的釀造工藝提供實驗基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

丹鳳佳釀白酒（酒精度38%vol）：亞洲釀酒（廈門）有限公司；正構烷烴（C8-C20）、環己酮、1-丁醇、苯乙醛、己醛、己酸己酯（均為色譜純）：美國Sigma-Aldrich公司；檸檬烯氧化物（色譜純）：英國Alfa Aesar公司；無水乙醇（優級純）：國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

HH-1數顯恒溫水浴鍋：國華電器有限公司；57330-U手動SPME進樣器、75 μm CAR/PDMS固相微萃取頭：美國Supelco公司；QP-2010 Plus氣相色譜-質譜聯儀：日本島津公司；Rtx-5MS毛細管色譜柱（60 m×0.32 mm×0.25 μm）：美國Restek公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 丹鳳佳釀白酒揮發性成分的頂空固相微萃取

準確量取1 mL丹鳳佳釀白酒于50 mL頂空瓶中，同時加入28 mL超純水，0.4 g氯化鈉，1 mL質量濃度為1 mg/mL的環己酮（內標物），適當振蕩搖勻，置于60 ℃數顯恒溫水浴鍋中平衡5 min，然后將老化好的75 μm CAR/PDMS固相微萃取頭插于頂空瓶上方空氣中吸附20 min，在GC進樣口解吸附3 min，進行GC-MS分析。

1.3.2 GC-MS檢測條件

氣相色譜-質譜聯用儀的分析操作條件參考文獻[12]。

1.3.3 揮發性成分的定性分析

將正構烷烴（C8～C20）標準品和樣品進行GC-MS分析，利用質譜數據庫（NIST08、NIST08s、FFNSC1.3）進行相似度檢索，篩選質譜匹配度＞80%的物質，同時結合基峰、特征離子峰和計算的保留指數（retention index，RI）與文獻報道的保留指數進行對比綜合定性，其中保留指數按VANDENDOOL H等[13]定義的方法進行計算：

式中：RIx表示待測組分的保留指數；T（i）表示待測組分的保留時間，min；n和n+1分別表示正構烷烴的碳原子個數；T（n）和T（n+1）分別表示待測組分出峰前后相鄰的兩個正構烷烴的保留時間，min。

1.3.4 揮發性成分的定量分析

將環己酮作為內標物，采用內標法進行定量。

1.3.5 感官評價

丹鳳佳釀白酒的感官屬性以表1所示不同質量濃度的香氣標準品作為參考，選取10名（6名男性、4名女性）具有長期感官評價經驗并經統一培訓的感官評價員，按GB/T 10345—2007《白酒分析方法》對酒樣進行感官評價，并參照GB/T 33405—2016《白酒感官品評術語》說明其氣味特征。

表1 丹鳳佳釀白酒感官評價參考標準品信息及評價標準Table 1 Information of reference standard and sensory evaluation standard of Danfeng Jianiang Baijiu

1.3.6 統計分析

采用Microsoft Office Excel 2010軟件進行均值、標準差的計算和雷達圖的繪制。

2 結果與分析

2.1 揮發性成分的定性分析

經GC-MS分析，得到丹鳳佳釀白酒中揮發性成分的總離子流色譜圖，見圖1。依據相似度檢索、質譜匹配度＞80%、與參考文獻中保留指數進行對比以及特征離子（characteristic ion，CI）碎片分析進行定性，共鑒定出45種揮發性成分，結果見表2。由表2可知，45種揮發性成分包括酯類32種，醇類6種，醛酮類5種，酸類1種和其他類1種。由此可知，酯類、醇類、醛酮類為丹鳳佳釀白酒的主要揮發性成分，這與程嬌嬌等[8]研究其他濃香型白酒的香氣成分種類基本一致。

圖1 丹鳳佳釀白酒中揮發性成分的總離子流色譜圖Fig.1 Total ion chromatogram of volatile compounds in Danfeng Jianiang Baijiu

表2 丹鳳佳釀白酒中揮發性成分的GC-MS 鑒定結果Table 2 Results of identification of volatile compounds in Danfeng Jianiang Baijiu by GC-MS

續表

2.2 揮發性成分的定量分析

丹鳳佳釀白酒中揮發性成分的含量、閾值及香味特征見表3。

由表3可知，在丹鳳佳釀白酒中，酯類物質的相對含量為94.51%，其中己酸乙酯（1 071.44 μg/mL）是丹鳳佳釀白酒樣中揮發性成分含量最高的物質，相對含量為50.23%，且因其閾值[26]（0.06 μg/mL）較低，貢獻了主要的果香，符合濃香型白酒以己酸乙酯為主體復合香氣的特點[3]；其他含量較高的酯依次為辛酸乙酯（399.05 μg/mL）、乙酸乙酯（107.78 μg/mL）和丁酸乙酯（102.46 μg/mL），主要呈現果香、醇香和花香[26，30]。乙酯類物質在該酒中占據了較大比例，原因是在釀造過程中產生的乙醇與酒體中的酸類物質發生酯化反應所致。此外，丹鳳佳釀白酒的酯類組成和含量與古井貢酒[4]和五糧液[31]相比，古井貢酒中含量較高的酯類依次是己酸乙酯、乳酸乙酯和甲酸丁酯，五糧液依次是己酸乙酯、乙酸乙酯和丁酸乙酯，而丹鳳佳釀白酒與之相異，原因可能是不同品牌的濃香型白酒其主要原料、生產工藝及產地氣候環境的不同導致了揮發性成分種類上和含量上的差異。另外，酯類揮發性成分大多具有芳香性氣味，使白酒整體呈現令人愉悅的果香香氣，對白酒典型風格的形成起著關鍵作用[4]。

醇類物質的相對含量為2.40%，其中乙醇、3-甲基丁醇和己醇含量較高，分別為42.77μg/mL、3.10μg/mL和2.50μg/mL，主要呈現醇香、果香和花香[14]。這幾種物質在古井貢酒中都已被檢測到[14]，但該酒中的醇類物質種類和含量都比丹鳳佳釀白酒多，原因可能是丹鳳佳釀白酒中的大部分酸類物質和醇類物質在發酵過程中通過酯化反應轉化成了酯類物質。此外，醇類作為白酒的助香劑，主要協調白酒的香氣與口感，從而賦予白酒濃厚的醇香味[4]。

表3 丹鳳佳釀白酒中揮發性成分的定量結果及香味特征Table 3 Quantitation and aroma characteristics of volatile compounds in Danfeng Jianiang Baijiu

續表

醛酮類物質的相對含量為1.77%，其中糠醛、2-壬酮和2-丁烯醛的含量分別為25.88 μg/mL、5.58 μg/mL和3.28 μg/mL。醛酮類物質主要由氨基酸脫氨脫羧、脂質降解、酮酸脫羧和醇氧化等反應生成[32]。另外，糠醛和2-壬酮分別具有甜香和青草香[22]，3-甲基丁醛因其較低的閾值（0.003 μg/mL）貢獻了果香，從而使酒體風味更加豐富。

丹鳳佳釀白酒中所檢測到的酸類物質為己酸（26.57 μg/mL），相對含量為1.25%，該物質不僅是產生濃香型白酒窖香的主要成分之一[1]，還是合成己酸乙酯的前體物質。適量的酸可以提高酒體的復合香氣。

2.3 感官評價

丹鳳佳釀白酒氣味特征感官評價結果見圖2。

圖2 丹鳳佳釀白酒中主體香味的雷達圖Fig.2 Radar map of the main aroma components in Danfeng Jianiang Baijiu

由圖2可知，丹鳳佳釀白酒主要呈現醇香和果香，甜香和花香的強度相對較弱，青草香的強度最弱，這表明醇香和果香構成了該酒主要香氣輪廓，原因是大部分酯類物質具有果香味[10]，且乙醇等醇類物質有襯托酯香的作用[33]，因此賦予該酒濃郁的醇香味，這一結果與丹鳳佳釀白酒中揮發性成分的定量分析及香氣描述結果（表3）一致。此外，丹鳳佳釀白酒與同種香型不同品牌的白酒其香氣輪廓亦存在差異，可能是由于原料和釀造工藝的不同導致的。

3 結論

通過HS-SPME結合GC-MS在丹鳳佳釀白酒中共鑒定出45種揮發性成分，包括酯類32種、醇類6種、醛酮類5種、酸類1種和其他類揮發性成分1種，相對含量分別為94.51%、2.40%、1.77%、1.25%和0.07%；其中酯類中含量較高的物質為己酸乙酯（50.23%）、辛酸乙酯（18.71%）、乙酸乙酯（5.05%）和丁酸乙酯（4.80%），醇類中含量較高的物質為乙醇（2.01%）、3-甲基丁醇（0.15%）和己醇（0.12%），醛酮類中含量較高的物質為糠醛（1.21%）和2-壬酮（0.26%），酸類中含量較高的物質為己酸（1.25%）。感官分析發現，醇香和果香是該酒的主要風味輪廓。研究表明，丹鳳佳釀白酒的主要揮發性風味成分為酯類、醇類和醛酮類，整體呈現醇香和果香，這一結果為進一步研究濃香型白酒的香氣特征及改善白酒的釀造工藝提供了理論依據。