CN105651880B - 五女山冰葡萄酒gc‑ms指纹图谱的构建方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及冰葡萄酒GC‑MS指纹图谱的构建方法，特别涉及五女山冰葡萄酒GC‑MS指纹图谱的构建方法，属于食品分析技术领域。该方法的技术要点是：将冰葡萄酒蒸馏，收集初馏点～102℃馏分，用顶空瓶法取其蒸汽，用GC‑MS构建指纹图谱。与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明指纹图谱的构建方法简单、快速，无需添加有机溶剂进行萃取，指纹图谱准确性高，重复性好，图谱清晰、可辨，具有很强的差异性，可广泛应用于五女山冰葡萄酒的质量甄别。

Description

五女山冰葡萄酒GC-MS指纹图谱的构建方法
技术领域
本发明涉及冰葡萄酒GC-MS指纹图谱的构建方法，特别涉及五女山冰葡萄酒的指纹图谱的构建，属于食品分析技术领域。
背景技术
冰葡萄酒也称冰果酒，为酒中极品。由于冰冻条件苛刻其产量极少，所以冰葡萄酒为世界上最昂贵的酒种之一。由于其制作工艺独特，所以冰葡萄酒具有异于其它葡萄酒的独特风味，是独一无二的葡萄佳酿。葡萄酒质量的好坏与人们的身体健康密切相关，是食品质量控制的一个重要组成部分。葡萄酒的成分复杂，不能仅用一种成分来评价酒的质量以及作为酒产品的鉴定指标。近年来，葡萄酒质量检测及分析逐渐成为新的研究热点，指纹图谱技术被广泛应用于这一研究领域，葡萄酒的指纹图谱是指酒样本经光谱或色谱等现代分析技术手段获得的酒的特征图谱。对于成分复杂的葡萄酒，指纹图谱具有系统性、特征性和重复性，能展现出葡萄酒质量控制标准的整体性与模糊性。构建冰葡萄酒的指纹图谱，不仅能确立品牌冰葡萄酒的标志性指纹图谱，同时可以甄别冰葡萄酒的真伪，因此该检测方法得到了国际上的认可。
现今国内对葡萄酒指纹图谱的研究主要集中在葡萄酒香气成分上，但是单一的香气成分不足以对葡萄酒的品质进行全面的衡量，且产生的香气成分的特征指纹图谱差异性不强，无法有效的对葡萄酒产地和质量进行甄别。
根据目前的研究，对葡萄酒进行气相色谱-质谱(gas chromatography—massspectrometry，GC-MS)指纹图谱的建立及质量判别研究，主要采用整酒萃取的方法得到图谱，如专利申请CN103217487A公开了用液-液萃取的方法分别得到酒样中二氯甲烷和乙酸乙酯的特征指纹图谱，但是发明人经反复试验发现，采用整酒萃取的方法准确性不够，因为萃取过程中需要加入有机溶剂如乙酸乙酯等，而后期对溶剂蒸发处理时，溶剂会把冰葡萄酒中的特性成分带走，而导致检测的结果不准确，另一方面，试验所用溶剂基本为分析纯，含有杂质，而在检测的时候，比重较重的杂质仍会遗留在酒份中，反而会干扰最终指纹谱图。现有技术中还有通过HPLC-MS法建立葡萄酒黄酮类物质成分的指纹图谱，利用GC-MS法建立进口葡萄酒香气成份的指纹图谱，通过两种指纹图谱对进口葡萄酒的产地进行溯源和品质评定的相关报道(如发明专利CN 103217487 B)，但是该方法存在操作繁琐，需使用大量有机溶剂等问题。如处理25g葡萄酒样品，需分次使用60mL二氯甲烷，然后在45℃水浴氮气吹至1mL，用于GC-MS检测。检测的色谱条件程序升温的初始温度为40℃，保持3min，但样品处理时是在45℃下去溶剂，检测的初始温度为40℃没有意义。HPLC-MS检测时，处理30g葡萄酒样品，需分次使用60mL乙酸乙酯，然后在40℃减压浓缩至近干，用3mL甲醇溶解，用于HPLC-MS检测。该两种方法均使用大量的有机溶剂，在去溶剂的过程中酒样品中的轻组分一并被去掉，使所得的萃取样品的代表性较差，同时也存在着由于使用大量的有机溶剂(两倍或两倍以上于样品的量)，溶剂中比重重的杂质会遗留在萃取的酒样品中，反而会干扰最终指纹谱图。
因此如何精准的得到冰葡萄酒的指纹图谱一直是本领域的难题。
发明内容
本发明为了解决现有技术中冰葡萄酒的指纹图谱准确性不高的问题，提供了一种用于五女山冰葡萄酒GC-MS指纹图谱的构建方法，实现五女山冰葡萄酒的识别，确立其GC-MS标志性指纹图谱。该方法简单快速，准确性高。
本发明的技术构思是这样的：由于冰葡萄酒香气很大，其香气成分基本存在于蒸汽中，因此发明人仅通过对蒸汽成分进行分析即可得知冰葡萄酒的指纹图谱。本发明无需添加任何有机溶剂进行萃取，通过蒸馏和顶空处理的方法得到冰葡萄酒的指纹图谱。为了避免指纹图谱中出现的较多谱峰对特种酒的特征信息的遮掩，使指纹图谱更具产品特点，图谱清晰、可辨，本发明采用蒸馏的方法，将冰葡萄酒通过蒸馏取其从初馏点开始的部分馏分酒，然后采用顶空的方法取其蒸汽作为指纹图谱的构建基础，利用GC-MS方法获得冰葡萄酒的指纹图谱。
由于冰葡萄酒蒸汽中含有大量的CH3CH2OH，在做GC-MS检测时，CH3CH2OH会使离子源信号发生饱和，因此，本发明在检测过程中在2.12min至2.25min对CH3CH2OH信号采取终止信号采集来处理。
本发明的技术要点是：将冰葡萄酒蒸馏，收集初馏点～102℃馏分，用顶空瓶法取其蒸汽，用GC-MS构建指纹图谱。
进一步的，指纹图谱构建方法的具体步骤为：
(1)收集馏分：取冰葡萄酒蒸馏，收集初馏点～102℃馏分；
(2)顶空处理：向顶空瓶中装入已干燥的NaCl粉末，移取馏分于顶空瓶中，在75～85℃下保持0.5～1h，用于GC-MS分析；
(3)指纹图谱构建：用GC-MS方法构建冰葡萄酒的指纹图谱。
优选的，馏分与NaCl粉末的比例为(2～4)ml：1g。
优选的，顶空处理具体为：向顶空瓶中装入已干燥的NaCl粉末，移取馏分于顶空瓶中，在80℃下保持1h，用于GC-MS分析。
作为本发明一个优选的实施例，GC条件：Rxi-5si1MS色谱柱(30m×0.25mm×0.25μm)，汽化室温度250℃，程序升温，起始40℃，保持1min，以3℃/min至180℃，保持10min，总的保留时间为57min；载气为高纯氩气，总流速54.0mL/min，柱流速1.00mL/min；分流比50:1，进样量0.3mL；
MS条件：离子源为EI源，电力电压70eV，离子源温度200℃，接口温度230℃，溶剂延迟1.67min，信号采集时间1.67min～2.12min，2.25min～57.00min，质量扫描范围45～400m/z。
作为本发明一个优选的实施例，所述的冰葡萄酒为五女山橡木桶装冰葡萄酒。
收集馏分的温度与指纹图谱的准确性密切相关，因为冰葡萄酒中含有水分会造成图谱干扰，而由于冰葡萄酒的成分复杂，40℃蒸汽中就能检测出近59种成分。因此需要从初馏点至102℃的范围内收集馏分，在顶空处理过程中加入NaCl粉末的作用也是吸收水分，将收集到的馏分酒进行顶空处理。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明指纹图谱的构建方法简单、快速，无需添加有机溶剂进行萃取，指纹图谱准确性高，重复性好，图谱清晰、可辨，具有很强的差异性，可广泛应用于五女山冰葡萄酒的质量甄别。
附图说明
图1是2013年、2014年生产的五女山橡木桶装冰葡萄酒初馏点～102℃馏分总离子流图；其中：1、2014年生产的橡木桶装冰葡萄酒，2、2013年生产的橡木桶装冰葡萄酒；
图2是图1在保留时间为1.7min～10min区域的放大对比图；
图3是2014年生产的五女山橡木桶装冰葡萄馏分酒样6次实验所得图谱，其中：从a～f分别为第1次测试图谱、第2次测试图谱、…、第6次测试图谱；
图4是国产酒1#和2014年生产的五女山橡木桶装冰葡萄酒初馏点～102℃馏分总离子流图，图中：1、2014年生产的橡木桶装冰葡萄酒，3、国产1#冰葡萄酒；
图5是图4在保留时间为1.7min～7.5min区域的放大对比图；
图6是国产酒2#和2014年生产的五女山橡木桶装冰葡萄酒初馏点～102℃馏分总离子流图，图中：1、2014年生产的橡木桶装冰葡萄酒，4、国产2#冰葡萄酒；
图7是图6在保留时间为1.7min～7.5min区域的放大对比图；
图8是进口酒1#和2014年生产的五女山橡木桶装冰葡萄酒初馏点～102℃馏分总离子流图，图中：1、2014年生产的橡木桶装冰葡萄酒，5、进口1#冰葡萄酒；
图9是图8在保留时间为1.7min～7.5min区域的放大对比图；
图10是进口酒2#和2014年生产的五女山橡木桶装冰葡萄酒初馏点～102℃馏分总离子流图，图中：1、2014年生产的橡木桶装冰葡萄酒，6、进口2#冰葡萄酒；
图11是图10在保留时间为1.7min～7.5min区域的放大对比图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不用于限制本发明的保护范围，下述实施例中如无特殊说明，所采用的实验方法均为常规方法，所用材料、试剂等均可从生物或化学公司购买。作为优选本发明采用日本岛津公司GC-MS仪。
本发明可以甄别出冰葡萄酒与其他冰酒，特别是对于辽宁省桓仁冰酒产区生产的五女山冰葡萄酒。本发明可以使用辽宁五女山米兰酒业有限公司任一种冰葡萄酒进行指纹图谱的构建，作为优选，下述实施例中所采用的五女山冰葡萄酒为辽宁省本溪市桓仁县辽宁五女山米兰酒业有限公司从加拿大引进栽培的威代尔(Vidal)葡萄，于2013年、2014年生产的橡木桶装冰葡萄酒。本实施例针对桓仁县辽宁五女山米兰酒业有限公司橡木桶装冰葡萄酒构建指纹谱图，获得其指纹图谱。由于GC-MS测定总离子流图20min后没有代表性的谱峰，所以本实施例所用谱图中的保留时间取在25min。
本实施例所采用的国产1#是莫高冰葡萄酒(水晶冰)产自甘肃省武威市凉州区黄羊镇新河街1号；
国产2#是张裕威代尔(黄金冰谷)产自辽宁张裕冰酒酒庄有限公司；
进口1#是威代尔2005VQA白冰酒产自加拿大哈伯庄园酒庄；
进口2#是黑塔金冰酒产自德国莱茵肯德曼酒厂。
实施例1
(1)收集馏分：取70mL五女山橡木桶装冰葡萄酒蒸馏，收集初馏点～102℃馏分；
(2)顶空处理：向顶空瓶中装入已干燥的NaCl粉末1g，移取3ml馏分于密封的6ml顶空瓶中，在80℃下恒温加热1h，用于GC-MS分析；
(3)指纹图谱构建：用GC-MS测定其总离子流图，获得冰葡萄酒的指纹图谱。
GC和MS条件：
GC条件：Rxi-5si1MS色谱柱(30m×0.25mm×0.25μm)。汽化室温度250℃，程序升温，起始40℃，保持1min，以3℃/min至180℃，保持10min，总的保留时间为57min。载气为高纯氩气，总流速54.0mL/min，柱流速1.00mL/min。分流比50:1，进样量0.3mL。
MS条件：离子源为EI源，电力电压70eV，离子源温度200℃，接口温度230℃，溶剂延迟1.67min，信号采集时间1.67min～2.12min，2.25min～57.00min，质量扫描范围45～400m/z。
辽宁五女山米兰酒业有限公司2013年、2014年生产的橡木桶装冰葡萄酒初馏点～102℃馏分总离子流图如图1所示。图2为图1的局部放大的对比图。由图1、图2可见，两个年份的酒的总离子流图基本一致，只是在保留时间3.53min时峰面积略有不同。3.55min处为二乙基乙缩醛。乙缩醛是酒中一种重要的香味物质，它是由一个乙醛分子和两个乙醇分子发生加成和缩合反应所得，其在酒中绝对含量的多少，在一定程度上是衡量酒熟成的重要标志之一，随着陈酿，乙缩醛的量会有所增加。
五女山橡木桶装冰葡萄酒馏分酒的GC-MS指纹图谱，在保留时间0～25min内共有20个峰，以12.4min峰为基准，以峰面积计算各峰的比例，具体如下：
将辽宁五女山米兰酒业有限公司2014年生产的橡木桶装冰葡萄酒馏分酒样进行6次实验所得图谱见图3。由图3可见，6次测定结果图谱完全吻合，说明本方法可靠、重复性好。
实施例2
五女山橡木桶装冰葡萄酒与市售国产冰葡萄酒GC-MS总离子流图指纹图谱的对比。
(1)收集馏分：取70mL橡木桶装冰葡萄酒和市售的国产1#、国产2#冰葡萄酒蒸馏，分别收集初馏点～102℃馏分；
(2)顶空处理：向顶空瓶中装入已干燥的NaCl粉末1g，移取3ml馏分于密封的6ml顶空瓶中，在80℃下恒温加热1h，用于GC-MS分析；
(3)指纹图谱构建：用GC-MS测定各不同的冰葡萄酒总离子流图，获得各冰葡萄酒的指纹图谱。
GC和MS条件：
GC条件：Rxi-5si1MS色谱柱(30m×0.25mm×0.25μm)。汽化室温度250℃，程序升温，起始40℃，保持1min，以3℃/min至180℃，保持10min，总的保留时间为57min。载气为高纯氩气，总流速54.0mL/min，柱流速1.00mL/min。分流比50:1，进样量0.3mL。
MS条件：离子源为EI源，电力电压70eV，离子源温度200℃，接口温度230℃，溶剂延迟1.67min，信号采集时间1.67min～2.12min，2.25min～57.00min，质量扫描范围45～400m/z。
国产1#冰葡萄酒和2014年五女山橡木桶装冰葡萄酒初馏点～102℃馏分总离子流图如图4所示。图5为图4的局部放大的对比图。由图4、图5可见，可见国产1#冰葡萄酒和五女山橡木桶装冰葡萄酒馏分酒样蒸汽的GC-MS指纹图谱均有一定的差异。
国产2#冰葡萄酒和2014年五女山橡木桶装冰葡萄酒初馏点～102℃馏分总离子流图如图6所示。图7为图6的局部放大的对比图。由图6、图7可见，可见国产2#冰葡萄酒和五女山橡木桶装冰葡萄酒馏分酒样蒸汽的GC-MS指纹图谱均有一定的差异。
国产1#冰葡萄酒的GC-MS指纹图谱，在保留时间0～25min内共有12个峰，以12.5min峰为基准，以峰面积计算各峰的比例，具体如下：
国产2#冰葡萄酒的GC-MS指纹图谱，在保留时间0～25min内共有8个峰，以12.5min峰为基准，以峰面积计算各峰的比例，具体如下：
实施例3
五女山橡木桶装冰葡萄酒与市售进口冰葡萄酒GC-MS总离子流图指纹图谱的对比。
(1)收集馏分：取70mL橡木桶装冰葡萄酒和市售的进口1#、进口2#冰葡萄酒蒸馏，分别收集初馏点～102℃馏分；
(2)顶空处理：向顶空瓶中装入已干燥的NaCl粉末1g，移取3ml馏分于密封的6ml顶空瓶中，在80℃下恒温加热1h，用于GC-MS分析；
(3)指纹图谱构建：用GC-MS测定各不同的冰葡萄酒总离子流图，获得各冰葡萄酒的指纹图谱。
GC和MS条件：
GC条件：Rxi-5si1MS色谱柱(30m×0.25mm×0.25μm)。汽化室温度250℃，程序升温，起始40℃，保持1min，以3℃/min至180℃，保持10min，总的保留时间为57min。载气为高纯氩气，总流速54.0mL/min，柱流速1.00mL/min。分流比50:1，进样量0.3mL。
MS条件：离子源为EI源，电力电压70eV，离子源温度200℃，接口温度230℃，溶剂延迟1.67min，信号采集时间1.67min～2.12min，2.25min～57.00min，质量扫描范围45～400m/z。
进口1#冰葡萄酒和五女山橡木桶装冰葡萄酒初馏点～102℃馏分总离子流图如图8所示。图9为图8的局部放大的对比图。由图8、图9可见，可见进口1#冰葡萄酒和五女山橡木桶装冰葡萄酒馏分酒样蒸汽的GC-MS指纹图谱均有一定的差异。
进口2#冰葡萄酒和五女山橡木桶装冰葡萄酒初馏点～102℃馏分总离子流图如图10所示。图11为图10的局部放大的对比图。由图10、图11可见，可见进口2#冰葡萄酒和五女山橡木桶装冰葡萄酒馏分酒样蒸汽的GC-MS指纹图谱均有一定的差异。
进口1#冰葡萄酒的GC-MS指纹图谱，在保留时间0～25min内共有8个峰，以12.5min峰为基准，以峰面积计算各峰的比例，具体如下：
进口2#冰葡萄酒的GC-MS指纹图谱，在保留时间0～25min内共有5个峰，以12.5min峰为基准，以峰面积计算各峰的比例，具体如下：
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.五女山冰葡萄酒GC-MS指纹图谱的构建方法，其特征在于，步骤具体为：
(1)收集馏分：取冰葡萄酒蒸馏，收集初馏点～102℃馏分；
(2)顶空处理：向顶空瓶中装入已干燥的NaCl粉末，移取馏分于顶空瓶中，在75～85℃下保持0.5～1h，用于GC-MS分析，馏分与NaCl粉末的比例为(2～4)ml：1g；
(3)指纹图谱构建：用GC-MS方法构建冰葡萄酒的指纹图谱；GC条件：Rxi-5si1MS色谱柱，其规格为30m×0.25mm×0.25μm，汽化室温度250℃，程序升温，起始40℃，保持1min，以3℃/min至180℃，保持10min，总的保留时间为57min；载气为高纯氩气，总流速54.0mL/min，柱流速1.00mL/min；分流比50:1，进样量0.3mL；
MS条件：离子源为EI源，电力电压70eV，离子源温度200℃，接口温度230℃，溶剂延迟1.67min，信号采集时间1.67min～2.12min，2.25min～57.00min，质量扫描范围45～400m/z。
2.根据权利要求1所述的五女山冰葡萄酒GC-MS指纹图谱的构建方法，其特征在于，顶空处理具体为：向顶空瓶中装入已干燥的NaCl粉末，移取馏分于顶空瓶中，在80℃下保持1h，用于GC-MS分析。
3.根据权利要求1所述的五女山冰葡萄酒GC-MS指纹图谱的构建方法，其特征在于，所述的冰葡萄酒为五女山橡木桶装冰葡萄酒。
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青海沙棘干酒与冰酒香气成分的分析及比较;王树林等;《食品与发酵工业》;20100531;第36卷(第5期);全文 *
静态顶空－气相色谱法测定葡萄酒中的挥发性化合物;李登昆等;《中国卫生检验杂志》;20150615;第25卷(第11期);第1730-1732页 *

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