CN109959734A - 一种兼香型白酒中风味化合物的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种兼香型白酒中风味化合物的检测方法,属于白酒风味物质分析技术领域。本发明方法利用液液萃取方法结合气相色谱‑质谱联用技术对兼香型白酒中进行分析检测,从而确定了兼香型白酒中的风味物质。通过在现有的液液萃取操作步骤上进行改进,同时使用了适合用于检测兼香型白酒的萃取剂,既减少了物质的损失又提高了实验效率。该方法较精确地完成了对兼香型白酒微量风味成分的分离浓缩,针对兼香型白酒建立了系统的样品前处理及分析方法。对白酒的酒体风味构成有了更清晰的认识,为兼香型白酒进一步完成风味分析打下坚实的基础,对提高白酒品质有重要意义。
Description
技术领域
本发明属于白酒风味分析技术领域。具体涉及兼香型白酒中风味化合物的检测方法。
背景技术
中国传统白酒是以富含淀粉质的粮谷类为原料,以中国酒曲为糖化发酵剂,白酒中乙醇和水占总量的98%~99%,而溶于其中的酸、酯、醇、醛等种类较多的微量有机化合物仅占总量的1%~2%,包括挥发性成分、半挥发性成分和非挥发性成分,它们作为白酒的呈香、呈味物质,其种类、含量及比例关系决定着白酒的风格和质量。
白酒风味物质是白酒研究的核心主题,自从20世纪60年代初期的茅台试点以来,开始对白酒挥发性成分进行检测,作为后半个世纪以来研究中国白酒的重要课题。白酒微量成分的多样性与复杂性研究过程中对样品的处理需要十分谨慎。研究人员从直接进样、顶空固相微萃取法和浸入式固相微萃取法、超临界二氧化碳萃取法、吹扫捕集法、液液萃取方法等前处理技术的发展检测到酒中的挥发性组分数由十多种上升到1000多种。由于液液萃取经过反复多次萃取,分离出的微量成分数量较多,所以在白酒成分分析过程中得到了广泛使用。目前,将液液萃取方法应用到兼香型白酒成分分析的前处理中还比较少。
另外,现有技术中白酒成分分析过程中采用的液液萃取存在酒精蒸馏时间长、使得挥发性物质损失大的问题;而且现有的液液萃取所使用的萃取剂是否适合兼香型白酒成分分析的前处理还不得而知。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种兼香型白酒中风味化合物的检测方法。在借鉴现有的液液萃取操作步骤的基础上,将旋转蒸发和调酸顺序做调整,既在原有的蒸馏时间上缩短了一半,又减少了挥发性物质的损失;同时在常用的萃取剂基础上,找到了一种更适合用于检测兼香型白酒的萃取剂;针对兼香型白酒建立了系统的样品前处理及分析方法,较精确地完成了对兼香型白酒微量风味成分的分离浓缩,并采用GC-MS对各色谱峰进行了定性。对白酒的酒体风味构成有了更清晰的认识,为兼香型白酒进一步完成风味分析打下坚实的基础。
为了实现上述目的,本发明所采取的技术方案如下:
第一方面,提供一种兼香型白酒中风味化合物的分析检测方法,包括以下步骤:
1)取150mL的兼香型白酒用6mol/L硫酸调节该酒样成酸性环境,即pH=1;
2)在旋转蒸发仪50℃下蒸发浓缩,去掉酒精成分;
3)加入氯化钠固体颗粒至饱和,用20mL重蒸甲基叔丁基醚萃取其中酸性物质,平行三次后混合,记为1号样;
4)将萃取剩余后的酒样用6mol/L氢氧化钠调成碱性环境,即pH=11;然后加入氯化钠固体颗粒至饱和,用重蒸甲基叔丁基醚萃取其中的碱性物质,平行三次后混合,记为2号样;
5)再将萃取后的剩余液用硫酸调成中性,然后加入氯化钠固体颗粒至饱和,用重蒸甲基叔丁基醚萃取其中中性物质,平行三次后混合,记为3号样;
6)最后三个样品分别加入无水硫酸钠,摇匀至硫酸钠出现结晶状态为止,封口后置于-20℃的冰箱内干燥过夜;
7)将各萃取液过滤,氮吹浓缩至约0.5mL,最后用重蒸甲基叔丁基醚定容至5mL,再转移到自动进样瓶上机分析;
8)GC-MS分析
(1)GC条件:进样口温度250℃;分流比10:1;程序升温:起始45℃保留1.5min,然后以6℃的升温速率升到85℃,不保留,接着以4℃的速率升到115℃,再以3℃的升温速率升到190℃,最后以5℃的速率升到225℃,保留3min;
(2)MS条件:传输线250℃,离子源230℃,四级杆150℃,扫描质量范围50-550amu,定性采用全扫描模式(SCAN);
9)定性分析:采用标准品比对、NIST 11谱库检索,并结合保留指数,共3种方法对一个色谱峰进行综合定性分析鉴定;
10)所有实验重复3次,取平均值为最终结果。
优选地,上述步骤9)所述的标准品比对、NIST 11谱库检索,保留指数分别指:
(1)标准品比对:在同样的色谱条件下,若分析酒样和标准品的色谱图所对应谱峰的保留时间和质谱图相同,可判断为同一个物质。特别是对于难以确定且有标准品的化合物,用标准品进行确定;
(2)NIST11谱库检索:首先对总离子流(TIC)色谱图进行本底扣除,然后根据每种化合物的质谱数据与质谱库中的相对应的标准质谱数据进行对比。一般而言,匹配度小于70%说明与标准谱库(NIST谱图)的匹配得不好,匹配度在70%~80%说明与NIST谱图的匹配可行,匹配度在80%~90%说明与NIST谱图的匹配得较好,匹配度大于90%说明与NIST谱图的匹配得很好;
(3)保留指数(retention index,RI)定性:将C6~C30正构烷烃作为标准物,在与酒样相同的色谱条件下进样分析,通过保留时间直接可计算保留指数。
综上所述,本发明与现有技术相比具有以下优点和效果:
本发明继承了现有的液液萃取方法优点的基础上,将调酸置于旋转蒸发操作前,既缩短了酒精蒸馏的时间,又减少了挥发性物质的损失;以甲基叔丁基醚作为萃取剂,增大了酯类、醇类和芳香类物质的种类数量,且对于相同物质,甲基叔丁基醚与二氯甲烷和正戊烷萃取剂相比较而言,其SNR均有所增大。质谱检测技术能快速准确地鉴定出挥发性成分,提高了本方法的准确性。为白酒风味分析技术提供了可靠的参考依据,对提高白酒品质有重要意义。
附图说明
图1为液液萃取操作流程图;
图2为3年兼香型白酒酸性环境萃取气相色谱图(甲基叔丁基醚);
图3为3年兼香型白酒碱性环境萃取气相色谱图(甲基叔丁基醚);
图4为3年兼香型白酒中性环境萃取气相色谱图(甲基叔丁基醚)。
具体实施方式
通过以下详细说明结合附图可以进一步理解本发明的特点和优点。所提供的实施例仅是对本发明方法的说明,而不以任何方式限制本发明揭示的其余内容。
本发明中兼香型白酒又称复香型、混合型,是指具有两种以上主体香的白酒,具有一酒多香的风格,一般均有自己独特的生产工艺。以下实施例中采用的是具有代表性且被市场所公认的兼香型白酒。
实施例1
取150mL某3年兼香型成品酒用6mol/L硫酸调节该酒样成pH=1的酸性环境,在旋转蒸发仪50℃下蒸发浓缩,去掉酒精成分(约60mL)。加入氯化钠固体颗粒至饱和,用20mL重蒸甲基叔丁基醚萃取其中酸性物质,平行三次后混合,记为1号样;将萃取剩余后的酒样用6mol/L氢氧化钠调成pH=11的碱性环境,然后加入氯化钠固体颗粒至饱和,用20mL重蒸甲基叔丁基醚萃取其中的碱性物质,平行三次后混合,记为2号样;再将萃取后的剩余液用硫酸调成中性,然后加入氯化钠固体颗粒至饱和,用20mL重蒸甲基叔丁基醚萃取其中中性物质,平行三次后混合,记为3号样。最后加入无水硫酸钠,摇匀至硫酸钠出现结晶状态为止,封口后置于-20℃的冰箱内干燥过夜。将各萃取液过滤,氮吹浓缩至约0.5mL,最后用重蒸甲基叔丁基醚定容至5mL。二氯甲烷、正戊烷分别重复以上操作,待GC-MS分析。部分物质分析结果分别如附表1、附表2、附表3、附表4所示。
从附表4可以看出,与二氯甲烷、正戊烷萃取剂相比,甲基叔丁基醚在三种pH环境下萃取出的物质种类均为最多;在酸性和中性环境下,甲基叔丁基醚萃取出的酯类、醇类、酸类和芳香类的种类数量均多于前两种萃取剂。尤其在酸性环境下甲基叔丁基醚占有明显优势。
从附表1、附表2、附表3可以看出,对于三种萃取剂萃取出的相同物质,例如戊酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、2-羟基-4-甲基戊酸乙酯、丁二酸二乙酯、苯乙酸乙酯、苯丙酸乙酯、9-醛壬酸乙酯、壬二酸二乙酯、十六酸乙酯等酯类物质;2-甲基丙醇、正丁醇、3-甲基丁醇、正戊醇、正己醇、苯乙醇等醇类物质;正丙酸、正丁酸、正戊酸、正己酸、正庚酸、正辛酸等酸类物质;糠醛、乙酰呋喃、5-甲基-2-糠醛等呋喃类物质;苯甲醛、苯乙醛等醛类物质以及1,1,3-三乙氧基丙烷等缩醛类物质。根据定性结果分析,甲基叔丁基醚萃取出的相同物质的SNR均大于其他两种萃取剂。其中戊酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、2-羟基-4-甲基戊酸乙酯、丁二酸二乙酯、苯乙酸乙酯、苯丙酸乙酯、十六酸乙酯、正丁醇、3-甲基丁醇、正戊醇、正己醇、苯乙醇、正丁酸、正戊酸、正己酸、糠醛、5-甲基-2-糠醛、苯甲醛其SNR均远大于其他两种萃取剂,占有明显优势。
综上所述,从物质种类数量上和同一物质的SNR上而言,甲基叔丁基醚与二氯甲烷和正戊烷相比,均占有绝对优势。所以,通过实验证明,甲基叔丁基醚可作为检测兼香型白酒的优化萃取剂,为白酒风味分析技术提供了可靠的参考依据,对提高白酒品质有重要意义;进一步揭示了白酒重要风味物质、特征成分提供借鉴,进而探索白酒复杂的微生物代谢和发酵机理,指导生产中有效调控重要风味物质,对今后指导白酒的酿造生产,稳定并提高产品质量具有重要的意义。
表1 3年兼香型白酒酸性环境萃取物质分析表
表2 3年兼香型白酒碱性环境萃取物质分析表
表3 3年兼香型白酒中性环境萃取物质分析表
表4各萃取剂萃取物质种类汇总表
Claims (2)
1.一种兼香型白酒中风味化合物的分析检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)取150mL的兼香型白酒用6mol/L硫酸调节该酒样成酸性环境,即pH=1;
2)在旋转蒸发仪50℃下蒸发浓缩,去掉酒精成分;
3)加入氯化钠固体颗粒至饱和,用20mL重蒸甲基叔丁基醚萃取其中酸性物质,平行三次后混合,记为1号样;
4)将萃取剩余后的酒样用6mol/L氢氧化钠调成碱性环境,即pH=11;然后加入氯化钠固体颗粒至饱和,用重蒸甲基叔丁基醚萃取其中的碱性物质,平行三次后混合,记为2号样;
5)再将萃取后的剩余液用硫酸调成中性,然后加入氯化钠固体颗粒至饱和,用重蒸甲基叔丁基醚萃取其中中性物质,平行三次后混合,记为3号样;
6)最后三个样品分别加入无水硫酸钠,摇匀至硫酸钠出现结晶状态为止,封口后置于-20 ℃的冰箱内干燥过夜;
7)将各萃取液过滤,氮吹浓缩至约0.5 mL,最后用重蒸甲基叔丁基醚定容至5mL,再转移到自动进样瓶上机分析;
8)GC-MS分析
(1)GC 条件:进样口温度250℃;分流比10:1;程序升温:起始45℃保留1.5min,然后以6℃的升温速率升到85℃,不保留,接着以4℃的速率升到115℃,再以3℃的升温速率升到190℃,最后以5℃的速率升到225℃,保留3min;
(2)MS 条件:传输线250℃,离子源230℃,四级杆150℃,扫描质量范围50-550amu,定性采用全扫描模式(SCAN);
9)定性分析:采用标准品比对、NIST 11谱库检索,并结合保留指数,共3种方法对一个色谱峰进行综合定性分析鉴定;
10)所有实验重复3次,取平均值为最终结果。
2.根据权利要求1所述的兼香型白酒中风味化合物的分析检测方法,其特征在于,步骤9)所述的标准品比对、NIST 11谱库检索、保留指数分别指:
(1)标准品比对:在同样的色谱条件下,若分析酒样和标准品的色谱图所对应谱峰的保留时间和质谱图相同,可判断为同一个物质,特别是对于难以确定且有标准品的化合物,用标准品进行确定;
(2)NIST11 谱库检索: 首先对总离子流(TIC)色谱图进行本底扣除,然后根据每种化合物的质谱数据与质谱库中的相对应的标准质谱数据进行对比,一般而言,匹配度小于70%说明与标准谱库(NIST谱图)的匹配得不好,匹配度在70% ~80% 说明与NIST谱图的匹配可行,匹配度在80% ~ 90% 说明与NIST谱图的匹配得较好,匹配度大于90% 说明与NIST谱图的匹配得很好;
(3)保留指数( retention index,RI) 定性:将 C6 ~C30 正构烷烃作为标准物,在与酒样相同的色谱条件下进样分析,通过保留时间直接可计算保留指数。
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