白酒釀造谷物類原料中 結合態香氣物質的分離及檢測研究

吳正勇

在白酒的釀造過程中，各類谷物原料的應用非常重要，不僅為微生物提供生長能量與營養物質，其自身所含的香氣物質也是影響白酒風味和質量的重要因素。特別是在制曲、發酵以及蒸餾的過程中，整個香氣物質的風味會出現分解與釋放的現象，進而形成白酒的一種獨有氣味，這是白酒存在風味分類的一大原因。不同的香氣代表著不同的白酒風味與品種，因此，谷物類原料的品質與選擇會對整個釀造過程造成直接影響。

一直以來，對白酒谷物類原料的研究主要是以淀粉、蛋白質等理化性質為主，很少會對其中的結合態香氣物質進行研究，分離及檢測方面的研究更是少之又少。因為谷物類原料屬于固態基質，其與葡萄汁不同，不能直接進行同相萃取，不能分離出結合態香氣物質的前體，這就使得有關白酒釀造谷物類原料中結合態香氣物質的分離及檢測的研究開展存在很大難度。這也從另一方面說明了該研究的意義和重要性，可以說是白酒釀造中香氣物質研究的一項新議題。

基于此，本文以一些常見白酒釀造谷類原料為研究對象，對谷類物原料中的結合態香氣物質進行分離，然后通過水解條件優化的方式來對其進行檢測和深入分析。

一、儀器與材料

此次研究的材料以貴州某酒廠中的無水乙醇、氯化鈉、鹽酸、氫氧化鈉、無水甲醇、無水乙醚、戊烷為主，還有4-甲基-2-戊醇、乙醇、甲醇，以及標明RI的化合物。

除此之外，還要準備色譜純的XAD-2樹脂，AgilentGC6890N氣象色譜與5975MSD質譜儀，并購入外國器械MPS-2自動進樣器和FFAP色譜柱。在分離和檢測的設備方面，以真空固相萃取裝置、循環水真空泵、BUCHIR-210旋轉蒸發儀、Milli-Q超純水系統、超聲波處理儀為主。

二、實驗與方法

1.前體萃取。這項分離工序是依照煙葉中結合態香氣物質分離法進行改進而得，具體操作是先將甲醇與乙醇進行萃取，再應用超聲波處理儀進行處理。在此過程中，萃取液需要在30℃下旋轉蒸發至干枯，然后倒入純水25mL，直至干物質完全溶解，最終獲取前體溶液I。

2.前體分離純化。將前體溶液I用10mL重蒸乙醚和戊烷進行萃取，其比例為1︰1，目的在于消除游離態中的香氣物質。類似于果汁中結合態香氣物質分離法，通過固相萃取將溶液I進行分離純化，最終獲取純凈度更高的溶液Ⅱ。

3.前體水解條件優化。前體在酸性條件下能夠釋放出香氣物質，以谷類物質中的高粱為研究對象，采用1mol/L的鹽酸與1mol/L的氫氧化鈉溶液來調節前體溶液的pH，最終得出pH值分別為1、2、3、4、5、6、7的樣品溶液，并分別進行密封保存。通過沸水浴進行處理，時間為30min，然后進行水解優化，時間可分別為10min、20min、30min、40min、50min、60min、70min，分別對應上述7種pH值的樣品溶液。在檢測時，將質譜譜庫檢索和NIST05a.L庫的質譜圖進行比對，經過計算所測物質保留指數，并與前文中的RI值進行對比，探尋其定型。最后將純水作為溶劑，通過稀釋配置出一定濃度的待測物標準液，從而檢測出樣品中香氣物質的質量分數，最終得到白酒釀造谷物類原料中結合態香氣物質的質量與濃度。

三、結果與討論

此次研究通過將有機溶劑進行萃取、旋蒸、水溶以及固相萃取和水解優化的方式，最終對其進行分離與檢測，從中分離到高粱、玉米、小麥、大米等白酒釀造谷類物質中結合態香氣物質的前體。而通過水解的方式，在HS-SPME以及GC-MS技術的應用下，探究了結合態香氣物質的定性與定量，從中發現33種香氣化合物。這些物質在對白酒進行檢測的過程中也有發現，主要包括以下幾種：一是酯類化合物，檢測原料時發現其含有己酸乙酯、琥珀酸二乙酯和棕櫚酸乙酯這3種酯類結合態物質。二是醇類化合物，此類物質是白酒能夠揮發出香氣的重要物質，其原料結合態香氣物質是3-甲基-1-丁醇、1-己醇和1-辛醇。（3）酸類化合物，其與醇類化合物反應情況相似，都以生成酯前驅物為主，其中包含了戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸等物質。（4）醛酮類化合物，這是在白酒中含量最多的一種化合物，平均占結合態香氣物質含量的35%。（5）芳香族類化合物，此類物質存在的作用和意義在于協調白酒的口感，其中包含苯乙醛、苯甲醇、啟-苯乙醇與苯酚等物質。從此次實驗對這些物質的檢測就能夠看出，不同的谷物類原料，所包含的物質有所不同，所以也就導致結合態香氣物質的質量濃度之間存在一定的差異性。總的來說，白酒釀造中谷物類原料結合態香氣物質是通過微生物酶促作用以及蒸餾來實現分離與釋放，從而形成不同的香氣，最終決定了白酒的質量與風味，由此可見此類物質對白酒釀造的影響和重要性。

在此次實驗中，對結合態香氣物質前體的分離與檢測，需要在酶解或酸解的條件下才能使其轉化為具備一定揮發性的香氣物質，從而將其香氣進行釋放。因此，今后開展此類研究和實驗時，應當注重酸解和酶解過程，重點關注兩者間香氣物質種類與產量的變化，從而能夠更好地對白酒谷物類原料結合態香氣中的成分進行分離與檢測。

現階段，我國已經在白酒活性香氣研究方面取得不錯的成果，此類研究也逐漸受到相關部門和專家學者的重視，但香氣重組的香型還是不夠多。本文通過對白酒釀造谷物類原料中結合態香氣物質的分離及檢測研究發現，在分離和檢測時，相關儀器設備以及方式方法的選擇非常重要，在實踐過程中一定要注意各項事項以及一些細節問題。而對于白酒釀造谷物類原料中結合態香氣物質的研究來說，還是存在一些問題與不足，尤其是在樣品預處理方面并沒有分離出應該分離的香氣成分，但從另一方面來看，能夠分離其他類型的香氣也是實驗的另一種成功。在GC-O階段，香氣成分被其他成分覆蓋，又或是該香氣成分處于聞香后段，所以導致化合物RI值提高，呈現出不出峰的現象，進而也就無法進行鑒定，也有可能是因為該香型的關鍵香氣由幾種香氣化合物協同作用所致。經過此次研究分析，獲取了一定的實驗經驗，特別是在定量、閾值測定以及OAV計算方面，了解到谷物類原料中存在一些前體形式的結合態香氣物質，這為今后開展此類研究提供了一定的理論和實踐依據。