芳香族化合物是一類具有苯環結構的化合物,白酒中常見的芳香族化合物有苯酚、對甲酚、苯乙醇、苯甲醇、苯乙醛、苯乙醛、苯乙酸乙酯、苯乙酸乙酯等,對白酒體有貢獻,如馬廄、煙燻香、丁香香、花香等,是白酒中的主要芳香物質,也是有臭味的物質。 因此,研究白酒中芳香族化合物的數量比例關係對提高白酒品質無疑具有重要意義。
芳香族化合物廣泛存在於濃香型白酒釀造過程的各個方面。 採用氣相色譜嗅探(GC-O)技術檢測出11種不同酒精含量的芳香族化合物,其中苯乙酸乙酯等化合物被認為是高與低五糧液風味特性差異的原因。 在保保曲中共檢出22種芳香族化合物,其中苯乙醇和愈創木酚被認為是優質濃香大曲的主要風味成分,苯甲醛和苯甲醇是優質濃香大曲風味體系的成分。 在坑泥和渣滓中也檢測到12種芳香族化合物,其中對甲酚可能是坑泥形成與渣滓香氣特徵不同的原因之一。 由此可見,芳香族化合物是濃香精白酒中非常重要的芳香物質,有必要掌握其在原白酒中的具體含量。
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五糧液是雜糧芳香酒的典型代表,具有“香氣悠長、口感醇厚、口感甜美、喉嚨乾淨、風味和諧、恰到好處、口感特別全面”的獨特白酒風格。 這種風格,必然與五糧液獨特的“分層蒸餾、分層蒸餾、品質與罐子”的工藝有關。 其中,“層狀渣滓和層狀蒸餾”的原因是不同空間層次的渣滓接觸條件不同,導致質量差異,蒸餾液的質量也不同。 據研究,不同空間層次的濃香酒感官和芳香物質含量存在明顯差異。 “按質量合併壇”的目的是將這些不同層次、不同品質的原酒區分開來,並按質量進行組合,為後期的調配工藝打下良好的基礎。 因此,掌握不同等級原酒中風味物質的準確資訊,對“按品質融合酒”具有重要的指導意義。
目前,我國強芳香液研究中關於芳香族化合物的定量報道較少,芳香族化合物在不同濃度原液中的空間分布尚不完全清楚。 因此,本研究定量研究了9種芳香化合物生產過程中具有特殊香氣貢獻的芳香族化合物,分析了其空間分布規律,為強香氣酒的分層判斷提供了基礎資料,也為“按質合壇”的過程提供了新的理論支撐。
1 材料與方法
1.1 樣品採集
實驗原酒採集自五糧液有限公司***釀造車間,隨機抽取11個酒窖; 所選酒窖的酒齡均超過40年。
空間層次分布:空間層次分為上、中、下層; 上層高出地面10-20厘公尺,中層位於黃水線以下20-30厘公尺,下層位於黃水線以下30厘公尺。
原液收集方法:從相應空間層次的渣滓中收集不同空間層次的原液。 蒸餾後,除去酒頭,提取出的一級白酒為原液進行實驗分析。 所有實驗原酒的酒精含量均為65%vol至70%vol。
1.2 儀器和藥品
氣相色譜-質譜聯用(帶自動預處理平台的GC MS)PAL RTC2-7890B 5977B,美國AGILENT Inc.; 離心機,Eppendorf,德國; Vortex-Genie 2,Scientific Industries,美國。
無水乙醇(色譜純度),Sigma-Aldrich,美國; 二氯甲烷(CH2Cl2,ACS級),上海百靈威***無水硫酸鈉,氯化鈉(ACS級),阿拉丁試劑新釀造平台原裝***4-辛醇,GC標準品,美國Sigma-Aldrich公司; 苯甲醛、苯乙醛、苯乙酸乙酯、愈創木酚、苯甲醇、苯丙酸乙酯、苯乙醇、苯酚、對甲酚等,GC標準,TCI日本。
1.3 液-液微萃取(LLME)。
將10ml酒樣和20ml飽和鹽水加入50ml離心管中,然後加入50L內標(4-辛醇,100mg L),用1ml再蒸二氯甲烷萃取,振盪充分混合1分鐘,以3000rmin離心3分鐘,然後分層, 將下層的1 L萃取劑輸入GC-MS進行分析。
1.4 GC-MS分析
氣相色譜條件:載氣為HE(99999 %),流速 1 ml min;該色譜柱是HP-Innowax(60 M 025 mm×0.25 μm);進氣溫度為230°C; 不分流注射; 柱箱在40加熱5分鐘,然後公升至230加熱4分鐘並保持5分鐘。
質譜條件:EI電離源,電子能量70EV,離子源溫度230,四極杆溫度150,介面溫度250,掃瞄範圍3500~350.00 amu。
1.5 定性
通過NIST14a認證l(agilent technologies inc.),並與文獻中報道的所有芳香族化合物的標準樣品的質譜圖、保留時間和保留指數進行比較。
1.6 數量
採用內標法(以4-辛醇為內標)繪製芳香族化合物定量分析的標準曲線。 具體操作步驟是將待定量的芳香族化合物標準品製備成含60%體積乙醇的水溶液的高濃度混合標準溶液,然後稀釋制得不同濃度梯度的混合標準溶液。 按上述液-液微萃取法提取混合標準溶液10ml,採用氣相色譜-質譜聯用檢測,與特徵離子(SIM)積分,取待定量芳香族化合物標準品與內標的內標相比,取特徵新釀造平台原離子峰峰的峰面積比為橫坐標, 並以檢出的芳香族化合物標準品濃度與內標的濃度比值為縱坐標。
檢測限(LOD):當訊雜比為3時,使用檢測到的物質的濃度作為物質的檢測限。
定量限 (LOQ):以訊雜比 10 檢測到的物質的濃度用作該物質的定量限。
相對標準偏差 (RSD):RSD 是根據 3 個獨立實驗測量的資料計算得出的。
*率:在已知目標化合物的濃度下,加入一定量的相應標準品,平行測定3次,**率按以下公式計算(加標率=(加標樣品測量值-樣品測量值)加標量100%)。
重現性:日內重現性基於同一天連續測量 15 次的化合物保留時間的 RSD; 將連續5天在同一時間段內測得的化合物保留時間的RSD作為日間重現性。
1.7 香氣活性值(o**)
香氣活性值是化合物的測量濃度與該化合物的香氣閾值濃度之比,用於表示化合物對香氣的貢獻。
2 結果與討論
2.1 芳香族化合物定量方法的評價
2.1.1 標準曲線及相關引數。
本研究顯示,芳香族化合物標準曲線的線性相關係數R2均大於09971(苯乙酸乙酯),線性好; 被測葡萄酒樣品中芳香族化合物的含量在標準曲線的線性範圍內。 該方法的檢出限為023~3.67 g l,定量限為077~12.23 g l,均低(表 1)。
2.1.2 精密度、速率和再現性。
以相對標準偏差作為定量法的精密度(表2),測定9種芳香族化合物的RSD小於2%,加標率為10218 %~122.41 %。每種化合物的日間和日內重現性均小於1%。 綜上所述,該方法能夠滿足五糧液中9種芳香族化合物的定量分析需求。
2.2 原酒中9種芳香族化合物的空間分布及O**分析
從圖1可以看出,原液中9種芳香族化合物的濃度不同,其高低順序分別是苯乙酸乙酯、苯甲醛、苯乙醛、苯乙基、對甲酚、苯丙酸乙酯、苯甲醇和愈創木酚。
通過計算各物質的O**值,發現五糧液中苯乙酸乙酯、對甲酚、苯甲醛、苯丙酸乙酯和愈創木酚等5種化合物的O**值均大於1,表明它們對原液的香氣做出了貢獻。 苯酚、苯乙醇和苯甲醇的O**值均小於1,說明這三種物質對原液香氣的貢獻可能很低。 然而,在以往的研究中,苯酚被認為是五糧液酒中重要的風味物質。 因此,它對香氣的貢獻有待進一步研究。
2.3 9種芳香族化合物的空間分布(圖2)。
從圖2可以看出,原液中愈創木酚、苯甲醛、苯乙醇、苯甲醇等9種芳香族化合物在不同空間水平上差異不顯著。通過對其餘5種化合物不同水平差異的分析,我們發現對甲酚,即4-甲基苯酚的學名,被認為與坑泥的氣味密切相關。 從空間分布上看,表現為下層、中層和上層,內容量隨著酒池空間深度的增加而增加。 這是因為4-甲基苯酚主要由坑泥中厭氧新釀造平台的原始微生物產生,坑泥中對甲酚的含量隨著深度的增加和下空間厭氧環境的增加而增加。 由於窖泥與渣滓之間香氣物質的交換作用,不同層甲酚間渣滓含量存在明顯差異。 在五糧液獨特的“分層蒸餾、分層蒸餾”工藝的前提下,形成了五糧液中甲酚在不同空間層面的分布。
苯乙酸乙酯和苯酚含量明顯高於原液中上層,但中上層無明顯差異。 相反,原酒上層苯乙醛含量明顯高於中下層,中下層之間無明顯差異。
3 結論
本研究採用LLME-GC MS進行定量分析。 該方法具有線性好、檢出限低、準確度高、重現性好等特點,能充分滿足五糧液中9種芳香族化合物的定量需求。
通過定量分析,五糧液中芳香族化合物的排列分為苯乙酸乙酯、苯甲醛、苯乙醛、苯乙醇、對甲酚、苯丙酸乙酯、愈創木酚和苯甲醇。 其中苯乙酸乙酯、對甲酚、苯甲醛、苯丙酸乙酯、愈創木酚是比較重要的芳香物質,對甲酚隨酒窖深度的增加而增加的現象明顯。 因此,對甲酚除傳統的醇酯指數外,可作為確定五糧液原液水平的潛在特徵指標。