CN103293264A - 一种鉴别大曲质量的方法 - Google Patents

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本发明公开了一种鉴别大曲质量的方法，是应用顶空固相微萃取技术与气相色谱-质谱联用技术分析大曲风味成分，并结合判别分析方法进行数据分析实现大曲质量的鉴别。本发明优化了顶空固相微萃取进样方法，获得分析大曲风味物质的最佳条件。本发明科学合理，准确性高，可行性强，具有良好的重复性和灵敏性，判别分析对样本得到有效判别，正确率大于95%。

Description

一种鉴别大曲质量的方法
技术领域
一种鉴别大曲质量的方法，具体涉及应用固相微萃取技术与气相色谱-质谱联用技术分析大曲风味成分，结合判别分析法实现大曲质量鉴别的方法。
背景技术
大曲是白酒酿造过程中的必需原料，是酿造过程中微生物和生物酶系的来源之一，具有糖化、发酵、生香等作用。大曲中含有丰富的香味物质，是白酒风味物质的来源之一，因此大曲风味的差异可以从一定程度上反应其质量。
固相微萃取(solid-phase microextraction，SPME)，是20世纪90年代兴起的新型样品预处理技术，它集采样、萃取、浓缩、进样于一体，简化了样品与处理流程，适用于挥发性及半挥发性物质的分析。该方法与液-液萃取和固相萃取相比可简化样品前处理的分析步骤，减少挥发物在预处理过程中的损失，节约分析成本，是一种方便快捷的样品前处理方法，同时，该方法对人体危害小，是一种具有环境友好性的“绿色分析化学”方法。判别分析是在分类确定的条件下，根据某一研究对象的各种特征值判别其类型归属问题的一种多变量统计分析方法，适用于判断样品所属类型。现有技术中利用固相微萃取和判别分析鉴别大曲质量的方法尚未见报道。
如CN102071124A公开的一种酱香型白酒大曲生产的质量控制方法，是通过提取合格大曲样品的总DNA进行PCR扩增和变形梯度凝胶电泳，以建立DGGE标准指纹图谱，并将测定所得图谱与标准图谱进行比较得到合格产品。该方案是通过对酱香型白酒大曲生产中优势菌群基因的检测去控制大曲质量，而不涉及大曲风味鉴别的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用固相微萃取技术结合气相色谱-质谱联用技术分析大曲风味成分的方法，并结合判别分析方法对大曲质量进行鉴别。
一种鉴别大曲质量的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
（1）大曲样品的固相微萃取：
于20ml顶空样品瓶中加入1～4g经粉碎后的大曲样品进行固相微萃取进样，加热温度为50～80℃，萃取时间为10～40min；
（2）气相色谱-质谱分析：
进行气相色谱-质谱分析，即通过气相色谱仪GC分离后，进入质谱仪MS进行分析，气相色谱-质谱联用仪的分析条件为：
进样口温度：250℃；
电离方式：EI；
离子源温度：230℃；
传输线温度：230℃；
载气：氦气；
恒流流速1～1.5ml/min；
色谱柱：毛细管气相色谱柱60m×0.25mm×0.25μm；
气相色谱升温程序：初始温度40℃，保持1～4min，升温速率2℃/min～8℃/min，至230℃，保持10min；
质谱扫描模式：使用全扫描模式；
（3）物质定性分析：
以NIST08Databas(Agilent Technologies Inc.)、AMDIS图谱库中标准离子碎片图谱比对，进行物质定性分析；
（4）物质相对定量分析：
对总离子流图进行积分，获取绝对峰面积，选择C0为特定色谱峰作为内参考峰，计算其他准确定性色谱峰的相对峰面积，该相对峰面积表示对应物质的含量；
（5）判别分析：应用XLSTAT数据处理软件对以上结果进行判别分析。
所述步骤（1）中的大曲样品为高温大曲，即成品曲、出仓黄曲、出仓白曲中的任一种，大曲样品量为2～3g。
所述步骤（1）中大曲样品的粉碎方法为粉碎机粉碎。
所述步骤（1）中的加热温度为60℃，萃取时间为20min。
所述步骤（2）中的气相色谱升温程序为：初始温度40℃，保持2min，升温速率5℃/min，至230℃，保持10min。
为了进一步解释本发明的有益效果，下面以大曲样品处理方法的选择实验、固相微萃取进样方法的优化实验来对本发明进行阐述。
试验例1样品处理方法的选择试验
样品处理方法直接影响目标分析物的分析效果。以HS-SPME（顶空固相微萃取）为进样方式，取同一种大曲样品分为6组并编号，1、2组采用大曲样品直接进样分析的处理方法，3、4组采用大曲样品加水进行超声提取后进样分析的处理方法，5、6组采用大曲样品加10%(V/V)的乙醇水溶液进行超声提取后进样分析的处理方法；其中，3、5组加NaCl进行加热萃取后进样，4、6组则不加NaCl（加入NaCl可加速液相分离，产生盐析效应，使目标萃取物更快地分离到萃取液中）；具体处理方法如表1所示。不同样品处理方法对大曲固相微萃取进样效果的影响图如图1所示。比较6组样品的分析效果，结果表明，对于大曲样品，经粉碎后直接进行顶空固相微萃取进样，即于20ml顶空样品瓶中加入1～4g经粉碎后的大曲样品加热萃取效果最佳。
表1样品处理方法
Figure BDA00003253860100041
注：“——”表示不使用此项；HS-SPME表示顶空固相微萃取。
试验例2固相微萃取进样方法的优化试验
2.1温度优化试验
温度是顶空进样方式的重要影响因素之一。因为分析物从基质中逸出的量会随温度的变化而改变，所以温度的确定是实现方法效果的重要因素。当温度过低时，目标分析物不易逸出基质，不利于顶空方式进样；而当温度过高时，会使分析物更多的溢出，导致固相萃取头吸附饱和，影响分析效果。比较温度分别为30℃，40℃，50℃，60℃，70℃，80℃时的大曲固相微萃取进样分析效果，结果表明，温度在50℃～80℃时，效果最佳。不同萃取温度对固相微萃取进样效果的影响图如图2所示。
2.2时间优化试验
萃取是将被分析组分从气相转移到萃取固定相中的过程，而这一过程首先需要被分析组分从液相中先扩散穿透到气相中，因此合适的萃取时间是保证分析效果的重要因素之一。比较萃取时间为5min，10min，15min，20min和25min的大曲固相微萃取进样分析效果，结果表明，萃取时间为10min～40min时体系趋于平衡。不同萃取时间固相微萃取进样效果的影响图如图3所示。
2.3结论
综合以上优化结果，最终确定鉴别大曲质量的顶空固相微萃取进样方法的条件为：萃取温度50℃～80℃，萃取10min～40min。
本发明的有益效果：本发明通过对固相微萃取进样方法(样品处理、萃取温度、萃取时间)的优化，应用气相色谱-质谱联用技术分析大曲风味成分，结合判别分析方法建立了鉴别大曲质量的方法，操作简便，能够有效的对大曲质量进行区分鉴别。本发明方法对大曲风味成分具有良好的重现性和灵敏性，对同一样品进行重复进样分析，其相似度大于95%。本发明所建立的判别分析模型可以将三类不同大曲样品区分，判别正确率大于95%。
附图说明
图1为不同样品处理方法对固相微萃取进样效果的影响图；
图2为不同萃取温度对固相微萃取进样效果的影响图；
图3为不同萃取时间固相微萃取进样效果的影响图；
图4为本发明采用的固相微萃取结合气相色谱-质谱联用技术分析大曲风味成分谱图；
图5为本发明对出仓黄曲、出仓白曲及成品曲的识别模型图；
图中：A—出仓黄曲，B—出仓白曲，C—成品曲。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步解释，但以下所述不构成对本发明权利要求范围的限制。
本发明所述的一种鉴别大曲质量的方法，是应用固相微萃取进样技术结合气相色谱-质谱联用技术分析大曲风味分析成分，以鉴别大曲的质量。本发明的主要材料、主要仪器和大曲质量鉴别方法为：
a.主要材料：
大曲样品：以高温大曲样品为研究对象，包括成品曲，出仓黄曲和出仓白曲。
b.主要仪器：
MPSⅡ自动进样器：德国Gerstel公司。
气相色谱质谱联用仪：GC7890A-MS5975C：美国安捷伦科技有限公司。
c.大曲质量鉴别方法：以高温大曲为研究对象，按照以下方法对大曲样品的风味成分进行分析，通过定性及相对定量分析，对大曲进行分类鉴别。
本发明的分析步骤为：
（1）固相微萃取进样：
于20ml顶空样品瓶中加入1～4g经粉碎后的大曲样品加热萃取，加热温度为50～80℃，萃取时间为10～40min；
（2）气相色谱-质谱分析：将萃取所得大曲样品通过气相色谱仪GC分离后，进入质谱仪MS进行定性分析，气相色谱-质谱联用仪的分析条件为：
进样口温度：250℃；
电离方式：EI；
离子源温度：230℃；
传输线温度：230℃；
载气：氦气；
恒流流速1～1.5ml/min；
色谱柱：毛细管气相色谱柱60m×0.25mm×0.25μm；
气相色谱升温程序：初始温度40℃，保持1～4min，升温速率2℃/min～8℃/min，至230℃，保持10min。
质谱扫描模式：使用全扫描模式。
（3）大曲风味物质的定性分析：
以NIST08Databas(Agilent Technologies Inc.)、AMDIS图谱库中标准离子碎片图谱比对，综合考察确认；
（4）大曲风味物质的相对定量分析：对总离子流图进行积分，获取绝对峰面积，选择C0为特定色谱峰作为内参考峰，计算其他准确定性色谱峰的相对峰面积，该相对峰面积表示对应物质的含量。
（5）判别分析：应用XLSTAT数据处理软件对大曲风味物质相对定量结果进行判别分析。
本发明采用的固相微萃取结合气相色谱-质谱联用技术分析大曲风味成分谱图如图4所示。
采用本发明方法对高温大曲3种系列即出仓黄曲、出仓白曲及成品曲共90个样品作为训练样品构建茅台大曲识别模型，22个外部验证样本，判别正确率为95.45%。本发明对出仓黄曲、出仓白曲及成品曲的识别模型图如图5所示。
实施例1
（1）大曲样品的固相微萃取：
于20ml顶空样品瓶中加入2g经粉碎后的成品曲样品进行固相微萃取进样，加热温度为60℃，萃取时间为20min；
（2）气相色谱-质谱分析：
进行气相色谱-质谱分析，即通过气相色谱仪GC分离后，进入质谱仪MS进行分析，气相色谱-质谱联用仪的分析条件为：
进样口温度：250℃；电离方式：EI；离子源温度：230℃；传输线温度：230℃；载气：氦气；恒流流速1.5ml/min；色谱柱：毛细管气相色谱柱60m×0.25mm×0.25μm；气相色谱升温程序：初始温度40℃，保持2min，升温速率5℃/min，至230℃，保持10min；质谱扫描模式：使用全扫描模式；
（3）物质定性分析：
以NIST08Databas(Agilent Technologies Inc.)、AMDIS图谱库中标准离子碎片图谱比对，进行物质定性分析；
（4）物质相对定量分析：
对总离子流图进行积分，获取绝对峰面积，选择C0为特定色谱峰作为内参考峰，计算其他准确定性色谱峰的相对峰面积，该相对峰面积表示对应物质的含量；
（5）判别分析：应用XLSTAT数据处理软件对以上结果进行判别分析。
实施例2
（1）大曲样品的固相微萃取：
于20ml顶空样品瓶中加入2g经粉碎后的出仓黄曲样品进行固相微萃取进样，加热温度60℃，萃取时间30min；
（2）气相色谱-质谱分析：
进行气相色谱-质谱分析，即通过气相色谱仪GC分离后，进入质谱仪MS进行分析，气相色谱-质谱联用仪的分析条件为：
进样口温度：250℃；电离方式：EI；离子源温度：230℃；传输线温度：230℃；载气：氦气；恒流流速1ml/min；色谱柱：毛细管气相色谱柱60m×0.25mm×0.25μm；气相色谱升温程序：初始温度40℃，保持2min，升温速率6℃/min，至230℃，保持10min；质谱扫描模式：使用全扫描模式；
（3）物质定性分析：
以NIST08Databas(Agilent Technologies Inc.)、AMDIS图谱库中标准离子碎片图谱比对，进行物质定性分析；
（4）物质相对定量分析：
对总离子流图进行积分，获取绝对峰面积，选择C0为特定色谱峰作为内参考峰，计算其他准确定性色谱峰的相对峰面积，该相对峰面积表示对应物质的含量；
（5）判别分析：应用XLSTAT数据处理软件对以上结果进行判别分析。
实施例3
（1）大曲样品的固相微萃取：
于20ml顶空样品瓶中加入4g经粉碎后的出仓白曲样品进行固相微萃取进样，加热温度为80℃，萃取时间为40min；
（2）气相色谱-质谱分析：
进行气相色谱-质谱分析，即通过气相色谱仪GC分离后，进入质谱仪MS进行分析，气相色谱-质谱联用仪的分析条件为：
进样口温度：250℃；电离方式：EI；离子源温度：230℃；传输线温度：230℃；载气：氦气；恒流流速1.5ml/min；色谱柱：毛细管气相色谱柱60m×0.25mm×0.25μm；气相色谱升温程序：初始温度40℃，保持4min，升温速率8℃/min，至230℃，保持10min；质谱扫描模式：使用全扫描模式；
（3）物质定性分析：
以NIST08Databas(Agilent Technologies Inc.)、AMDIS图谱库中标准离子碎片图谱比对，进行物质定性分析；
（4）物质相对定量分析：
对总离子流图进行积分，获取绝对峰面积，选择C0为特定色谱峰作为内参考峰，计算其他准确定性色谱峰的相对峰面积，该相对峰面积表示对应物质的含量；
（5）判别分析：应用XLSTAT数据处理软件对以上结果进行判别分析。
实施例4
（1）大曲样品的固相微萃取：
于20ml顶空样品瓶中加入1g经粉碎后的出仓白曲样品进行固相微萃取进样，加热温度为50℃，萃取时间为10min；
（2）气相色谱-质谱分析：
进行气相色谱-质谱分析，即通过气相色谱仪GC分离后，进入质谱仪MS进行分析，气相色谱-质谱联用仪的分析条件为：
进样口温度：250℃；电离方式：EI；离子源温度：230℃；传输线温度：230℃；载气：氦气；恒流流速1ml/min；色谱柱：毛细管气相色谱柱60m×0.25mm×0.25μm；气相色谱升温程序：初始温度40℃，保持1min，升温速率2℃/min，至230℃，保持10min；质谱扫描模式：使用全扫描模式；
（3）物质定性分析：
以NIST08Databas(Agilent Technologies Inc.)、AMDIS图谱库中标准离子碎片图谱比对，进行物质定性分析；
（4）物质相对定量分析：
对总离子流图进行积分，获取绝对峰面积，选择C0为特定色谱峰作为内参考峰，计算其他准确定性色谱峰的相对峰面积，该相对峰面积表示对应物质的含量；
（5）判别分析：应用XLSTAT数据处理软件对以上结果进行判别分析。

Claims (5)

1.一种鉴别大曲质量的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
（1）大曲样品的固相微萃取和气相色谱仪GC分离：
于20ml顶空样品瓶中加入1～4g经粉碎后的大曲样品进行固相微萃取进样，加热温度为50～80℃，萃取时间为10～40min，通过气相色谱仪GC分离后，进入质谱仪MS进行分析；
（2）气相色谱-质谱分析：
进行气相色谱-质谱分析，即通过气相色谱仪GC分离后，进入质谱仪MS进行分析，气相色谱-质谱联用仪的分析条件为：
进样口温度：250℃；
电离方式：EI；
离子源温度：230℃；
传输线温度：230℃；
载气：氦气；
恒流流速1～1.5ml/min；
色谱柱：毛细管气相色谱柱60m×0.25mm×0.25μm；
气相色谱升温程序：初始温度40℃，保持1～4min，升温速率2℃/min～8℃/min，至230℃，保持10min；
质谱扫描模式：使用全扫描模式；
（3）物质定性分析：
以NIST08Databas(Agilent Technologies Inc.)、AMDIS图谱库中标准离子碎片图谱比对，进行物质定性分析；
（4）物质相对定量分析：
对总离子流图进行积分，获取绝对峰面积，选择C0为特定色谱峰作为内参考峰，计算其他准确定性色谱峰的相对峰面积，该相对峰面积表示对应物质的含量；
（5）判别分析：应用XLSTAT数据处理软件对以上结果进行判别分析。
2.根据权利要求1所述的鉴别大曲质量的方法，其特征在于：所述步骤（1）中的大曲样品为高温大曲，即成品曲、出仓黄曲、出仓白曲中的任一种，大曲样品量为2～3g。
3.根据权利要求1～2任一所述的鉴别大曲质量的方法，其特征在于：所述步骤（1）中大曲样品经粉碎机粉碎。
4.根据权利要求3所述的鉴别大曲质量的方法，其特征在于：所述步骤（1）中的加热温度为60℃，萃取时间为20min。
5.根据权利要求4所述的鉴别大曲质量的方法，其特征在于：所述步骤（2）中的气相色谱升温程序为：初始温度40℃，保持2min，升温速率5℃/min，至230℃，保持10min。
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