醬香輪次酒中1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷含量的測(cè)定

滕明德，許厚強(qiáng)

（1.茅臺(tái)學(xué)院 資源環(huán)境系，貴州 仁懷 564500；2.貴州大學(xué) 高原山地動(dòng)物遺傳育種與繁殖教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽(yáng) 550025）

醬香白酒是中國(guó)較受歡迎的白酒之一，其獨(dú)特的釀造環(huán)境和釀造工藝賦予了醬香白酒所特有的醬香風(fēng)味[1-2]。相對(duì)于其它香型的白酒，醬香白酒含有更多的風(fēng)味物質(zhì)種類(lèi)[3-6]。隨著分析儀器和分析方法的不斷改進(jìn)和完善、越來(lái)越多的物質(zhì)被發(fā)現(xiàn)，在組成白酒的醇、醛、酸、酯、酮、縮醛等風(fēng)味物質(zhì)中，每一類(lèi)都發(fā)揮著重要的風(fēng)味貢獻(xiàn)作用。其中縮醛類(lèi)具不僅有類(lèi)似醛的風(fēng)味、可以增加酒體的新鮮味且辛辣味更少，還具有多種優(yōu)雅的水果香味，如1,1-二乙氧基乙烷、1,1-二乙氧基-2-甲基丁烷、1,1-二乙氧基-3-甲基丁烷等具有水果味；1,3,3-三乙氧基丙烷具有水果味和植物味[7]。

在一些酒體中，縮醛的含量還與酒的老熟度存在一定關(guān)系[8-9]。縮醛類(lèi)物質(zhì)來(lái)源于醇和醛通過(guò)縮合反應(yīng)[10]，在化工領(lǐng)域主要應(yīng)用醛基保護(hù)，因有特殊香味，近年來(lái)也有不少有關(guān)縮醛類(lèi)香精香料合成的研究。縮醛類(lèi)雖然具有特殊的風(fēng)味，但有關(guān)酒體中縮醛類(lèi)的研究、大多還停留在用某種分析方法測(cè)到了哪種物質(zhì)階段，如ZHU S K等[11]在醬香酒中檢測(cè)到18種縮醛，是目前有關(guān)酒體縮醛種類(lèi)最多的報(bào)道，然而酒體中縮醛與哪些因素有關(guān)、對(duì)酒體有何影響的研究主要集中在乙縮醛和甲縮醛方面，如黃躍勇等[12]研究了白酒貯存過(guò)程中乙醛和乙縮醛的變化，發(fā)現(xiàn)新蒸餾白酒中乙縮醛含量極少、隨著貯存時(shí)間的延長(zhǎng)、乙縮醛含量會(huì)迅速增加、而乙醛的含量則相應(yīng)減少。賴(lài)登烽等[13]研究了乙醛和乙縮醛對(duì)白酒質(zhì)量的影響，發(fā)現(xiàn)乙縮醛的含量不僅受乙醛影響、還與酒度有關(guān)。對(duì)其他縮醛類(lèi)物質(zhì)的研究較少，主要還是集中在什么酒中檢測(cè)到幾種縮醛類(lèi)物質(zhì)，許柏求等[14-16]在不同酒中檢測(cè)到了一兩種縮醛，李阿敏等[17]在獼猴桃酒中檢測(cè)到了1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷在內(nèi)的8種縮醛，白樂(lè)宜[18]在芝麻香白酒種檢測(cè)到11種縮醛，而在現(xiàn)有酒類(lèi)已檢測(cè)和研究的縮醛中、幾乎所有的縮醛均為一分子醛與兩分子乙醇的縮合產(chǎn)物、只有1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷為一分子的乙醛與一分子的乙醇和一分子的正丙醇進(jìn)行縮合而成。

縮醛類(lèi)物質(zhì)的形成與其前體物質(zhì)醇和醛有關(guān)、在酒體中存在一定的化學(xué)平衡[19]，而1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷是乙醛、乙醇和正丙醇縮合的產(chǎn)物，是乙醛與正丙醇的主要衍生產(chǎn)物之一，也是除乙縮醛和甲縮醛外最主要縮醛，但醬香白酒中的1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷是否與醇與醛有關(guān)還有待更深入的研究。而醬香白酒不僅風(fēng)味物質(zhì)豐富、還有物質(zhì)組成差極大的輪次酒樣、這些為縮醛的研究提供了寶貴的材料。因此，本研究擬通過(guò)對(duì)醬香輪次酒中的1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷進(jìn)行分析，拓展縮醛的研究范圍，從而加深對(duì)醬香白酒中縮醛類(lèi)物質(zhì)形成的認(rèn)識(shí)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 酒樣

酒樣：取自于貴州省遵義仁懷市茅臺(tái)鎮(zhèn)某酒廠(chǎng)，一輪次到第七輪次（R1-R7）的酒樣來(lái)源于同一個(gè)生產(chǎn)周期，每個(gè)輪次酒樣取500mL裝于陶瓷酒瓶，一輪次到七輪次分別編號(hào)為R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7，酒樣帶回實(shí)驗(yàn)室常溫存放。

1.1.2 試劑

乙醇、三氯甲烷（均為色譜純）：阿拉丁化學(xué)試劑公司；正構(gòu)烷烴（含C8～C40、包含異構(gòu)烷烴姥鮫烷和植烷，質(zhì)量濃度500 μg/mL）：美國(guó)Accustandard公司。

1.1.3 樣品處理與試劑配制

對(duì)于1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷，采取直接進(jìn)樣的方式。

正構(gòu)烷烴溶液的配制：用三氯甲烷稀釋正構(gòu)烷烴（C8～C40）溶液50 mg/L作為儲(chǔ)備液，然后再取儲(chǔ)備液用三氯甲烷稀釋成1 μg/mL的使用液。所有配制好的儲(chǔ)備液以及使用液在分析前均低溫保存（4 ℃）。

1.2 儀器與設(shè)備

7890B氣相色譜儀配5977質(zhì)譜、HP-5ms色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）、VF-WAXms色譜柱（60 m×0.25 mm×0.25 μm）：美國(guó)安捷倫公司。

1.3 方法

1.3.1 1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷儀器分析參數(shù)

1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷使用HP-5ms色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）分析，氣相色譜條件：進(jìn)樣口溫度：240 ℃，分流進(jìn)樣，分流比為5∶1；進(jìn)樣量2 μL，載氣為氦氣（He）流速：1 mL/min；柱溫箱程序：40 ℃保持2 min，以6 ℃/min 升至250 ℃，保持10 min。

質(zhì)譜條件：離子源溫度：230 ℃，四極桿溫度：150 ℃，接口溫度：250 ℃，檢測(cè)方式：SCAN，掃描范圍：40～400 amu，電子能量：70 eV，溶劑延遲3 min。

1.3.2 分析方法

對(duì)于1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷，由于目前市場(chǎng)上還沒(méi)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)溶液銷(xiāo)售，在分析1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷時(shí)，定性采取氣相保留指數(shù)法與美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所譜庫(kù)比對(duì)法進(jìn)行，輪次酒中該物質(zhì)的含量多少用峰面積表示。其中氣相色譜保留指數(shù)法參照Vandendool的程序升溫保留指數(shù)進(jìn)行[20]。其計(jì)算公式如下：

2 結(jié)果與分析

2.1 1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷定性

酒樣直接進(jìn)樣的總離子流圖譜以及在同等條件下烷烴總離子流色譜圖見(jiàn)圖1。由圖1可知，A圖中的1號(hào)峰為正辛烷（C8）、出峰時(shí)間為5.998 min，2號(hào)峰為正壬烷（C9）、出峰時(shí)間為9.780 min，查詢(xún)NIST譜庫(kù)，1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷在中極性色譜柱條件下的氣相色譜保留指數(shù)約為821，因此酒樣中1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷的出峰時(shí)間應(yīng)該在C8與C9之間，對(duì)處于該區(qū)間的酒樣色譜圖進(jìn)行譜庫(kù)檢索發(fā)現(xiàn)，在6.88 min處的峰為1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷，其氣相保留指數(shù)的計(jì)算結(jié)果為823，正反匹配指數(shù)均為898。由圖1可知，B圖的2號(hào)峰為1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷，與前一個(gè)物質(zhì)的峰（1號(hào)峰）未能得到有效的分離，這會(huì)對(duì)后面的色譜積分產(chǎn)生一定干擾。對(duì)峰2進(jìn)行質(zhì)譜檢索發(fā)現(xiàn)，該峰所對(duì)應(yīng)的風(fēng)味物質(zhì)為乳酸乙酯，在中極性色譜柱條件下的氣相保留指數(shù)為816±6，由于乳酸乙酯和1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷的氣相色譜保留指數(shù)極為接近、加上醬香白酒中乳酸乙酯的含量也相對(duì)較高[21]，難以通過(guò)改變氣相色譜條件來(lái)達(dá)到較好的分離效果，因此需要對(duì)乳酸乙酯和1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷的質(zhì)譜圖進(jìn)行對(duì)比，找出可用于定量分析的差異碎片，乳酸乙酯質(zhì)譜圖和1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷的質(zhì)譜圖見(jiàn)圖2。

圖1 烷烴（A）以及酒樣（B）總離子流色譜圖Fig.1 Total ion chromatogram of alkane (A) and liquor sample (B)

圖2 1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷（A）以及乳酸乙酯（B）質(zhì)譜圖Fig.2 Mass spectrum of 1-(1-ethoxyethoxy) propane (A) and ethyl lactate (B)

由圖2可知，雖然乳酸乙酯和1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷主離子峰均為荷質(zhì)比45，但在其它碎片離子中，有一個(gè)荷質(zhì)比73的碎片離子在1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷中的響應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于乳酸乙酯，因此對(duì)樣品中1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷色譜峰進(jìn)行面積積分時(shí)，先選擇質(zhì)荷比73對(duì)色譜圖進(jìn)行提取后再積分，色譜圖經(jīng)提取后結(jié)果見(jiàn)圖3。由圖3可知，乳酸乙酯（峰1）和1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷（峰2）達(dá)到完全分離。

圖3 提取后1-(1-乙氧基乙氧基)丙烷的色譜圖Fig.3 Chromatogram of propane,1-(1-ethoxyethoxy) after extraction

2.2 輪次酒中1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷含量的測(cè)定

選擇性離子提取后，各輪次酒樣色譜見(jiàn)圖4。由圖4可知，其中2號(hào)峰為1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷，相較于其他輪次酒樣，一輪次酒樣中的1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷的峰面積遠(yuǎn)高于其它輪次。

圖4 不同輪次基酒樣中1-(1-乙氧基乙氧基)丙烷GC-MS分析總離子流色譜圖Fig.4 Total ion chromatogram of 1-(1-ethoxyethoxy) propane in different rounds basic liquor samples analysis by GC-MS

從圖4可知，1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷在七個(gè)輪次酒樣中的量存在較大差異，對(duì)每個(gè)酒樣中1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷進(jìn)行積分，峰面積結(jié)果見(jiàn)表1。從峰面積看，七個(gè)輪次酒中1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷的峰面積呈現(xiàn)105、104、103，3個(gè)不同的數(shù)量級(jí)別，其中一輪次峰面積最高，是二、三輪次的10倍之多，是四輪次至七輪次的60倍和160倍。從數(shù)量級(jí)別上看，酒的輪次越高、其1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷的峰面積越低、但在同一數(shù)量級(jí)的二、三輪次酒樣中，三輪次的1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷峰面積卻略高于二輪次。

表1 不同輪次酒樣1-(1-乙氧基乙氧基)丙烷峰面積Table 1 Peak area of 1-(1-ethoxyethoxy) propane in different rounds liquor samples

縮醛的形成過(guò)程涉及到醇分子與醛分子在堿性或者酸性環(huán)境下生成不穩(wěn)定的半縮醛、半縮醛再與另一分子的醇形成穩(wěn)定的縮醛[22]，縮醛形成過(guò)程見(jiàn)圖5。有研究顯示，酒中的縮醛類(lèi)可能主要形成于蒸餾過(guò)程[23]與陳釀貯存期間的化學(xué)平衡反應(yīng)[24]，從1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷的分子結(jié)構(gòu)來(lái)看，其前體物質(zhì)主要為乙醛、乙醇和正丙醇，因此醬香輪次酒中1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷的含量高低與其前體物質(zhì)的多少存一定關(guān)系。王俊等[25]對(duì)仁懷大曲醬香輪次基酒質(zhì)量狀況研究結(jié)果顯示、輪次酒中的乙醇含量在52%～57%之間，最高濃度是最低濃度的將近1.1倍；乙醛含量處于0.32～1.70 g/L之間，最高濃度是最低濃度的5.3倍，且一輪次基酒中的乙醛含量最低，而一輪次基酒中的1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷的峰面積與其他輪次相比最高達(dá)164倍，表明醬香酒中乙醇和乙醛不是影響1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷含量的主要影響因素。1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷的多少可能與正丙醇含量有關(guān)，然而前體物質(zhì)只是影響縮醛形成的主要因素之一、酒體中的酸堿度、無(wú)機(jī)陰陽(yáng)離子的種類(lèi)和濃度、溫度等在一定程度上均會(huì)影響縮醛的形成、因此關(guān)于酒中縮醛的形成機(jī)理及影響因素還有待深入研究。

圖5 縮醛形成過(guò)程Fig.5 Formation of acetals

3 結(jié)論

該研究建立并優(yōu)化了醬香白酒中1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷氣相色譜質(zhì)譜分析方法、并對(duì)一個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)七個(gè)輪次醬香基酒中的1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷進(jìn)行了比對(duì)分析。基酒經(jīng)稀釋后，1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷由于其氣相保留指數(shù)與含量較高的乳酸乙酯的保留指數(shù)相近且有一樣的主離子峰，沒(méi)有達(dá)到完全分離，但通過(guò)選擇質(zhì)荷比為73的離子碎片進(jìn)行色譜提取可實(shí)現(xiàn)了1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷與乳酸乙酯的完全分離。

七個(gè)輪次酒中1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷的峰面積呈現(xiàn)3個(gè)不同的數(shù)量級(jí)別，其中一輪次峰面積最高，是二、三輪次的10倍之多，是四輪次至七輪次的60倍至160倍。醬香輪次酒中1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷含量可能受前體物質(zhì)乙醇、乙醛的影響較小、正丙醇含量的高低可能是影響1-（1-乙氧基乙氧基）丙烷含量的主要因素之一，而有關(guān)白酒中縮醛形成機(jī)理及影響因素還有待進(jìn)一步深入研究。