白酒是承载我国古代酿造技艺及文化的重要载体,已被列入国家历史经典产业,其核心品质与风味独特性在很大程度上由酿造过程中产生的复杂挥发性风味化合物所决定[1-4]。目前,中国白酒已形成了以浓香、酱香、清香、米香等为代表的十二大香型,各香型均具有其独特的风味成分[5-6]。这类物质主要包括酯类、醇类、酸类和醛类等,它们共同构成了白酒的“风味骨架” [7-9]。这些物质并非独立作用,其绝对含量与相对比例的微妙差异,直接决定了白酒的典型香型及其复杂的感官特征。因此,精准控制风味骨架成分的含量是保证白酒产品质量的关键,而首要前提是能够对骨架风味成分进行快速、准确定量分析。
GC及其联用技术是目前系统解析白酒风味组成的核心分析手段[10-12]。传统GC方法多采用30 m或更长色谱柱,并配合较慢的升温程序,单次分析时间通常超过30 min [13-14]。此类方法虽分离效果良好,但分析效率低、周期长,导致检测结果严重滞后,无法为白酒酿造工艺调整或生产现场质量控制提供及时的数据反馈。尽管已有研究通过使用短柱、提高载气流速及优化升温程序等策略提升分析效率,但现有方法在兼顾分析速度与多组分分离能力方面仍存在不足,尤其对极性相近化合物(如乙酸乙酯与乙缩醛)的分离效果有待提高[15-16]。因此,在保证分离度的前提下,开发能够实现白酒风味成分快速定量、满足生产现场即时反馈需求的GC分析方法,已成为白酒行业质量控制与技术升级的迫切需求。
为突破现有技术瓶颈,本研究利用快速气相色谱系统进行白酒风味化合物的定量方法开发,旨在建立一种能同时测定白酒中18种骨架风味成分的超快速定量方法。通过系统完成方法学验证及实际样品的检测评价,证实该检测方法具备良好的准确性、稳定性与广泛适用性,以期为我国白酒品质控制提供可靠的技术支撑。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
本研究分析样品包括市售成品白酒及生产一线原酒:不同香型白酒(包括浓香、清香、酱香以及米香等10余种香型)、5款同品牌不同价位的52°浓香型白酒(编号浓香A～E)及5款不同品牌的低度浓香型白酒(编号低度A～E)均采购自线上商城;不同糟层原酒样品(包括上层1～3、中层1～3、下层1～3)采集自某酒厂生产车间。
色谱级乙醇(纯度≥99.8%),成都科隆化学品有限公司;所有风味化合物标准品均为色谱级,纯度不低于98%。其中,4-辛醇、乙醛、甲醇和正丙醇,西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司;乙酸乙酯、丁酸乙酯、正丁醇、己酸乙酯、乳酸乙酯和乙酸,北京百灵威科技有限公司;乙缩醛、2-丁醇、异丁醇、2-戊醇、戊酸乙酯、异戊醇、正己醇、丁酸、己酸、乙酸戊酯、2-乙基丁酸,梯希爱(上海)化成工业发展有限公司。
1.2 仪器与设备
不同柱长的DB-WAX Ultra Inert色谱柱(10 m×0.18 mm×0.18 μm;30 m×0.25 mm×0.25 μm),配备氢火焰离子化检测器的Agilent 8850快速气相色谱仪,超高惰性进样口分流衬管(No.5190-2295),美国安捷伦科技有限公司;Milli-Q超纯水仪,美国密里博公司;ME204精密电子天平,梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司。
1.3 实验方法
1.3.1 溶液的配制
1)配置内标储备液(100 mg/mL):准确称取4-辛醇和乙酸戊酯标准品各0.5 g(精确至0.000 1 g),乙醇定容至5 mL,配制成内标储备液1;再准确称取2-乙基丁酸标准品0.5 g(精确至0.000 1 g),乙腈定容至5 mL,配制成内标储备液2。所有储备液于-20 ℃冷冻保存。
2)混合内标使用液(10 mg/mL):准确吸取内标储备液1和内标储备液2各1 mL,混合后用乙醇定容至10 mL,混匀备用。
3)单标标准品储备液(100 mg/mL):分别称取1.0 g(精确至0.000 1 g)标准物质于容量瓶中,用乙醇溶解并定容至10 mL,得到18种不同化合物的单标标准溶液,于-20 ℃冷冻保存。
4)混合标准工作溶液:于10 mL容量瓶中预先加入1.5 mL乙醇,再准确加入以下单标储备液:乙醛、丁酸乙酯、正丙醇、乙酸、己酸各200 μL;乙缩醛、甲醇、2-丁醇、异丁醇、2-戊醇、戊酸乙酯、正丁醇、异戊醇、正己醇、丁酸各100 μL;乙酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯各500 μL。最后用超纯水定容至刻度,涡旋混匀。保证该溶液中乙醇体积分数为52%,配制后于-20 ℃冷冻保存。
1.3.2 试样制备
准确移取1.0 mL样品溶液至2 mL进样瓶中,加入10 μL混合内标使用液(终浓度为0.1 mg/mL),立即拧紧瓶盖,涡旋振荡混匀,待测。
1.3.3 测试条件
采用快速气相色谱仪配氢火焰离子化检测器(gas chromatography-flame ionization detector, GC-FID)对样品进行分析。色谱分离:进样口温度250 ℃,分流比200∶1,配套使用安捷伦超惰性分流衬管(No.5190-2295)以减少活性点干扰。FID检测器温度250 ℃,H2流量30 mL/min,空气流量300 mL/min,N2尾吹气流量25 mL/min,以保证高灵敏度检测。在此基础上,分别考察了不同色谱柱规格和载气对白酒风味成分分析效率的影响,不同载气的方法参数如表1所示。
表1 不同载气GC-FID方法参数对比
Table 1 GC-FID method parameters comparison with different carrier gases
载气类型程序升流速参数柱温箱程序参数后运行程序N2(>99.999%) 0.06 mL/min (0.5 min)→20 mL/min/min→0.5 mL/min35 ℃ (1.4 min)→12 ℃/min→70 ℃→150 ℃/min→210 ℃ (1 min)245 ℃(1 min)He(>99.999%) 0.16 mL/min (0.2 min)→20 mL/min/min→0.8 mL/min35 ℃ (1 min)→26 ℃/min→70 ℃→130 ℃/min→240 ℃ (0.5 min)245 ℃(1 min)H2(>99.999%) 0.2 mL/min (0.1 min)→10 mL/min/min→1 mL/min35 ℃ (0.7 min)→34.4 ℃/min→70 ℃→172 ℃/min→240 ℃ (0.5 min)245 ℃(0.5 min)
1.3.4 数据处理
使用安捷伦OpenLab CDS色谱数据处理系统进行数据采集与处理。目标风味化合物的定性分析依据为标准品的保留时间(retention time, RT),定量分析则采用内标标准曲线法。基于该方法,对不同白酒样品中18种骨架风味化合物的含量进行准确定量。
2 结果与分析
2.1 色谱柱的选择
本研究系统考察了色谱柱规格对白酒风味成分分析效率的影响,重点比较了30 m和10 m两种DB-WAX Ultra Inert色谱柱的分离性能。结果表明,在参考GB/T 10345—2022《白酒分析方法》的基础上,采用30 m色谱柱配合恒流模式需要30 min完成目标化合物的基线分离(图1-a);而选用10 m短柱结合程序升流速模式后,分析时间显著缩短至6 min(图1-b)。这一结果验证了气相色谱分离理论中“组分保留时间与柱长呈正相关”的基本规律。短柱通过显著缩短化合物在柱内的传输路径,有效降低了组分在气相中的停留时间,在保证关键色谱峰分离度的前提下,将分析效率提升至常规方法的5倍。基于上述结果,本研究后续实验均使用10 m色谱柱作为分离条件。
a-30 m色谱柱结合恒流模式;b-10 m色谱柱结合程序升流速模式
图1 白酒中FID定量混合标准品气相色谱图
Fig.1 Gas chromatograms of mixed standard samples of flavor compounds quantified by FID in Baijiu
注:1:乙醛;2:乙酸乙酯;3:乙缩醛;4:甲醇;5:2-丁醇;6:丁酸乙酯;7:正丙醇;8:异丁醇;9:2-戊醇;10:戊酸乙酯;11:正丁醇;12:异戊醇;13:己酸乙酯;14:乳酸乙酯;15:正己醇;16:乙酸;17:丁酸;18:己酸;IS1:乙酸戊酯;IS2:4-辛醇;IS3:2-乙基丁酸。
2.2 载气的选择
本研究系统评估了N2、He与H2作为载气对白酒中风味成分快速气相色谱分析的影响。结果表明,在10 m DB-WAX色谱柱结合程序升流速的条件下,3种载气完成单次分析所需时间分别为:N26 min、He 4 min、H2 3 min。在分离性能方面,N2表现出最优的分离效果,所有关键的分离度(resolution,Rs)均>1.5,优于He(Rs≥1.22)和H2(Rs≥1.15),典型的色谱分离情况如图2所示。尽管氢气在分析速度上具有明显优势,但综合考虑分离效能、实验安全性及运行成本,本研究认为N2更适用于酒厂常规质量控制中的快速分析。该方案在维持最佳分离效果的同时,将分析效率提升至传统方法的数倍,且有效避免了H2使用的安全风险及He的高成本问题。基于上述结果,本研究将围绕N2作为载气系统开展相关方法学验证研究。
2.3 方法学考察
2.3.1 线性关系、检出限和定量限
本研究测定了白酒中18种骨架风味成分的回归曲线、线性范围、检出限、定量限等方法学参数,结果如表2所示。18种挥发性在各自浓度范围内线性良好,相关系数(R2)均>0.995,方法检出限和定量限分别为0.14～1.33 mg/L和0.42～4.03 mg/L,满足白酒样品快速、准确的检测要求。
2.3.2 回收率和稳定性测试
采用空白加标与实际酒样加标回收试验评价方法的准确度,并通过精密度试验考察方法的稳定性。准确度试验中,分别对空白样品及浓香型、清香型和酱香型白酒样品进行加标处理,在已知本底浓度的样品中精确添加相应标准品溶液,每个加标水平平行测定3次并计算回收率。精密度试验中,日内精密度通过对同一样品在1 d内连续测定6次进行评价,日间精密度则通过连续5 d每日测定1次进行评价。
a1～a4分别为N2载气条件下的色谱图;b1～b4分别为He载气条件下的色谱图;c1～c4分别为H2载气条件下的色谱图
图2 不同载气条件下白酒骨架风味成分色谱图
Fig.2 Typical chromatograms of key flavor compounds in Baijiu under different carrier gas conditions
表2 十八种骨架风味成分的线性回归方程、相关系数(R2)、检出限和定量限
Table 2 Linear regression equation, correlation coefficient (R2), detection limit and quantitative limit of 18 key flavor compounds
名称RT/minCAS线性方程线性范围/(mg/L)相关系数检出限/(mg/L)定量限/(mg/L)乙醛1.30 75-07-0y=0.217 5X+0.013 35.0～2 000.00.999 01.143.81乙酸乙酯1.94 141-78-6y=0.600 0X+-0.048 412.5～5 000.00.999 60.983.27乙缩醛1.98 105-57-7y=0.331 3X+0.014 02.5～1 000.00.996 40.601.82甲醇2.04 67-56-1y=0.387 5X+0.201 22.5～1 000.00.996 70.591.792-丁醇3.14 78-92-2y=0.780 7X+0.007 82.5～1 000.00.999 90.632.10丁酸乙酯3.19 105-54-4y=0.862 1X+-0.007 55.0～2 000.00.999 80.872.89正丙醇3.28 71-23-8y=0.805 9X+0.028 95.0～2 000.00.999 90.672.25异丁醇3.90 78-83-1y=0.913 8X+0.010 62.5～1 000.00.999 90.581.952-戊醇4.20 6032-29-7y=0.863 7X+0.005 52.5～1 000.00.999 90.571.90戊酸乙酯4.23 539-82-2y=0.950 4X+0.002 42.5～1 000.00.999 80.842.79正丁醇4.43 71-36-3y=0.836 5X+0.001 02.5～1 000.00.999 90.441.48异戊醇4.75 123-51-3y=0.964 8X+0.000 92.5～1 000.00.999 90.250.83己酸乙酯4.82 123-66-0y=1.078 7X+0.001 212.5～5 000.00.999 90.621.88乳酸乙酯5.12 97-64-3y=0.651 9X+0.000 112.5～5 000.00.999 90.391.31正己醇5.14 111-27-3y=1.005 5X+0.002 32.5～1 000.00.999 60.230.76乙酸5.30 64-19-7y=0.362 2X+-0.153 95.0～2 000.00.995 81.334.03丁酸5.52 107-92-6y=0.812 4X+0.003 22.5～1 000.00.999 50.140.42己酸5.79 142-62-1y=1.032 6X+0.001 95.0～2 000.00.999 10.752.26
如表3所示,本研究建立的检测方法在准确度与精密度方面均表现出色,完全适用于白酒中多种风味化合物的快速定量分析。在准确度方面,18种风味化合物在空白基质(体积分数为52%乙醇水溶液)及3种典型白酒基质(浓香型、清香型、酱香型)中的加标回收率总体介于79%～111%,平均回收率达到81%～108%,符合白酒分析要求。值得注意的是,乙缩醛在所有基质中的回收率均相对较低(79%～84%),其余化合物在不同基质中均表现稳定。该现象可能是乙缩醛在酸性条件下的化学不稳定性[17-19]导致。在白酒酸性水溶液体系中,乙缩醛会发生水解反应,逆向生成乙醛和乙醇,这一动态平衡导致其在实际测定过程中回收率系统性偏低;在精密度方面,所有化合物的日内精密度(0.2%～5.2%)与日间精密度(0.2%～8.9%)均控制在理想范围内,其中乙酸乙酯、异丁醇、己酸乙酯等主要风味化合物的精密度更是低于1.0%,充分证明了该方法具有优异的重复性与重现性。综上所述,该方法整体上准确可靠、精密稳定,完全满足白酒中多种风味化合物的快速定量分析需求。
表3 白酒样品中18种骨架风味成分的加标回收率及日内、日间稳定性试验结果
Table 3 Recovery rate of 18 key flavor compounds in Baijiu samples and the test results of intra-day and inter-day stability
化合物空白回收率/%酒样加标回收率/%浓香型清香型酱香型平均回收率/%精密度/%日内(N=6)日间(N=5)乙醛891111031021011.52.5乙酸乙酯871029796950.40.9乙缩醛79847981815.28.9甲醇911019697960.60.62-丁醇901019694950.71.0丁酸乙酯881019696950.70.7正丙醇911029795960.40.6异丁醇911019695960.30.52-戊醇901009594950.70.6戊酸乙酯901029797961.01.0正丁醇911049795970.40.6异戊醇911029695960.70.7己酸乙酯891019695950.20.2乳酸乙酯941049899992.52.3正己醇921049796971.41.3乙酸1041111071081083.35.4丁酸9710196100993.74.8己酸92989597962.22.9
2.4 白酒分析
2.4.1 不同香型
为验证本方法在不同香型白酒分析中的适用性与区分能力,本研究选取了浓香、清香、酱香、米香、芝麻香、兼香等10余种代表性香型白酒进行测定。结果表明,本方法能有效分离并准确定量不同香型白酒中18种骨架风味成分,各香型白酒呈现出显著差异化的分布特征(表4)。具体而言,浓香型白酒含有高含量的己酸乙酯(1 362 mg/L)、己酸(954 mg/L)和乙缩醛(829 mg/L);酱香型则在乙酸乙酯(2 402 mg/L)、乙酸(1 833 mg/L)和正丙醇(1 726 mg/L)含量上表现突出;清香型白酒以乙酸乙酯为主体(848～858 mg/L),同时保持极低的己酸乙酯含量(5.50～7.42 mg/L);米香型以高级醇类为主,其异戊醇(803 mg/L)与异丁醇(651 mg/L)含量为各香型之最;药香型白酒的丁酸乙酯(445 mg/L)与丁酸(307 mg/L)含量在所有香型中最为突出,是其独特风味的直接体现。这些特征性组分的差异与各香型特有的酿造工艺和微生物环境密切相关,通过本方法可实现有效的量化表征。
表4 不同香型白酒中骨架风味成分的含量 单位:mg/L
Table 4 Cocentrations of flavor compounds in different aroma types
化合物浓香酱香小曲清香大曲清香米香芝麻香兼香特香凤香董香豉香乙醛895.00±9.00858.00±7.00445.00±9.00270.00±5.0076.20±1.505.45±0.11993.00±20.00143.00±3.00227.00±5.00360.00±7.00187.00±4.00乙酸乙酯714.00±14.002 402.00±18.00858.00±17.00848.00±17.00233.00±5.00154.00±3.001 108.00±22.00555.00±11.00643.00±13.001 702.00±34.00314.00±6.00乙缩醛829.00±17.00782.00±16.00404.00±8.00228.00±5.0071.60±1.400.48±0.01930.00±19.00129.00±3.00264.00±5.00345.00±7.0040.50±0.80甲醇81.70±1.6077.50±1.6027.30±0.5076.30±1.50n.d.116.00±2.0096.50±1.9018.70±0.4053.90±1.1055.80±1.10n.d.
续表4
化合物浓香酱香小曲清香大曲清香米香芝麻香兼香特香凤香董香豉香2-丁醇44.30±0.9049.50±1.00138.00±3.002.75±0.06n.d.20.60±0.4046.80±0.9037.60±0.8041.00±0.80494.00±10.00n.d.丁酸乙酯207.00±4.0078.00±1.6015.80±0.302.23±0.051.83±0.0413.60±0.3069.40±1.4068.40±1.4077.30±1.60445.00±9.00n.d.正丙醇208.00±4.001 726.00±35.00507.00±10.00137.00±3.00232.00±5.00277.00±6.00537.00±11.00279.00±6.00289.00±6.001 631.00±33.0080.80±1.60异丁醇171.00±3.00140.00±3.00298.00±6.00126.00±3.00651.00±13.00168.00±3.00177.00±4.00113.00±2.00126.00±3.00262.00±5.00247.00±5.002-戊醇59.20±1.201.57±0.03n.d.n.d.n.d.n.d.21.70±0.401.30±0.032.79±0.063.90±0.08n.d.戊酸乙酯67.90±1.4013.10±0.30n.d.n.d.n.d.2.88±0.0615.80±0.3014.50±0.3017.70±0.4098.70±2.00n.d.正丁醇42.60±0.9070.20±1.4031.50±0.605.23±0.118.71±0.17132.00±3.0074.40±1.5045.80±0.90336.00±7.00129.00±3.001.32±0.03异戊醇381.00±8.00344.00±7.00729.00±15.00423.00±8.00803.00±16.00645.00±13.00447.00±9.00365.00±7.00354.00±7.00588.00±12.00291.00±6.00己酸乙酯1 362.00±27.0036.50±0.705.50±0.117.42±0.158.50±0.1760.10±1.20236.00±5.00252.00±5.00356.00±7.00431.00±9.001.49±0.03乳酸乙酯932.00±19.001 308.00±26.00316.00±6.00846.00±17.00675.00±14.001 842.00±37.001 279.00±26.001 534.00±31.001 500.00±30.00531.00±11.00604.00±12.00正己醇39.40±0.8015.20±0.302.89±0.062.34±0.05n.d.15.30±0.3047.90±1.0027.80±0.6038.70±0.8055.00±1.101.47±0.03乙酸665.00±13.001 833.00±37.00740.00±15.00747.00±15.00295.00±6.00675.00±14.00831.00±17.00614.00±12.00618.00±12.001 338.00±27.00618.00±12.00丁酸159.00±3.0074.60±1.5024.30±0.505.94±0.129.46±0.1961.00±1.2053.80±1.1095.50±1.90137.00±3.00307.00±6.007.31±0.15己酸954.00±19.0034.50±0.7030.60±0.6011.20±0.2028.50±0.60146.00±3.00156.00±3.00301.00±6.00174.00±3.00384.00±8.009.82±0.20
注:n.d.表示未检出。
2.4.2 不同质量白酒
本研究建立的GC-FID快速分析方法成功应用于同品牌不同价位白酒(浓香A～E)的定量分析及不同糟层原酒(上1～3、中1～3、下层1～3)的骨架风味成分对比。结果显示,不同价位产品在风味化合物组成上呈现连续的质量梯度(表5)。浓香A的骨架风味成分含量最高,其己酸乙酯(1 709 mg/L)、乙酸(985 mg/L)和己酸(769 mg/L)含量均为各产品中最高,酯酸配比协调,构成了典型浓香型白酒的浓郁窖香与饱满口感;浓香B、浓香C和浓香D作为中端系列,己酸乙酯含量为1 514～1 589 mg/L,风味组成较为均衡,其中浓香D在乙醛(678 mg/L)和乙缩醛(576 mg/L)含量上较为突出,赋予其独特的醛香特征;而浓香E在酯类组成上与其他产品差异显著,其己酸乙酯含量仅为137 mg/L,但乳酸乙酯高达1 081 mg/L,导致香气复杂度明显减弱,风格趋向淡雅柔和。
表5 同品牌不同系列白酒骨架风味成分的含量 单位:mg/L
Table 5 Concentration of flavor compounds in different series within the same brand of Baijiu
化合物浓香A浓香B浓香C浓香D浓香E乙醛222.00±1.20402.00±5.00130.00±3.00678.00±7.006.46±0.13乙酸乙酯1 170.00±3.001 510.00±3.001 130.00±2.001 370.00±4.00112.00±0.20乙缩醛194.00±1.10343.00±1.30104.00±0.60576.00±4.002.46±0.04甲醇91.40±0.40114.00±0.50106.00±0.10123.00±0.2061.20±0.702-丁醇61.80±0.2038.00±0.2024.90±0.1026.50±0.3020.70±0.20丁酸乙酯152.00±0.30224.00±0.70269.00±0.30250.00±0.8014.8.00±0.20正丙醇521.00±2.00382.00±1.00323.00±0.20356.00±0.40303.00±2.00异丁醇78.80±0.3054.50±0.2043.10±0.1051.40±0.5042.00±0.102-戊醇14.30±0.407.99±0.302.80±0.152.96±0.122.66±0.07戊酸乙酯127.00±0.3070.50±0.2041.20±0.1040.50±0.202.34±0.08正丁醇444.00±1.00333.00±0.50269.00±0.40263.00±0.70252.00±0.30异戊醇260.00±2.00228.00±0.10197.00±0.20210.00±0.20209.00±0.60己酸乙酯1 710.00±6.001 590.00±4.001 510.00±1.001 310.00±2.00137.00±2.00乳酸乙酯508.00±5.00866.00±4.00916.00±8.00823.00±9.001 080.00±7.00正己醇170.00±0.70143.00±0.20109.00±0.2097.50±0.30118.00±0.40乙酸985.00±2.001 230.00±5.00996.00±7.001 160.00±4.00780.00±5.00丁酸91.20±0.30133.00±1.00158.00±0.20154.00±0.60130.00±0.10己酸769.00±5.00849.00±2.00744.00±3.00758.00±6.00503.00±4.00
对不同糟层原酒的分析表明(表6),骨架风味成分含量在垂直空间上呈现显著的梯度分布,该分布规律与窖池内独特的物理化学及微生物生态梯度密切相关。上层糟醅接触空气较多,氧气相对充足,好氧及兼性厌氧微生物(如醋酸菌、部分酵母菌)活动较为旺盛,促进了乙醇向乙酸的氧化及酯化反应,这可能是导致上层原酒中乙酸乙酯含量最高(1 620～2 630 mg/L)并呈现突出果香特征的重要原因。中层处于相对稳定的厌氧环境,乳酸菌等厌氧微生物的代谢活动占据主导,同时复杂的醇酸酯化反应持续进行,因此该层原酒在乳酸乙酯(3 110～5 350 mg/L)和正丙醇(181～652 mg/L) 含量上表现突出,风味构成趋于醇厚与协调。下层糟醅紧贴窖泥,长期处于严格的厌氧及富营养状态,极为适宜己酸菌等窖泥功能菌的生长与代谢。这些功能菌将底层原料转化为己酸等前体物质,进而合成己酸乙酯,这直接决定了下层原酒以己酸乙酯(783～1 360 mg/L)和己酸(146～249 mg/L)为核心特征,形成了典型的窖底浓香风格。此外,乙酸在各糟层间分布相对均衡(862～1 280 mg/L),可能与其较强的扩散性及作为关键代谢节点的性质有关;而丁酸含量变异最大(6.80～86.6 mg/L),则可能反映了产丁酸菌群在窖内空间分布的异质性及其代谢对环境因素的高敏感性。综上,本研究从风味化学的定量视角,客观揭示了不同糟层原酒的差异性,这一差异正是窖池作为一个 “立体微生态发酵系统” 其内部微生物群落空间异质性的代谢产物表象,为传统固态发酵工艺的经验认知提供了科学依据。
表6 不同糟层原酒中骨架风味成分的含量 单位:mg/L
Table 6 Concentration of flavor compound in base Baijiu from different fermentation grain layers
化合物上层-1上层-2上层-3中层-1中层-2中层-3下层-1下层-2下层-3乙醛120.00±2.00137.00±0.30129.00±0.60111.00±0.20146.00±0.40182.00±0.50221.00±0.5069.40±0.30144.00±1.00乙酸乙酯1 620.00±4.002 630.00±14.001 630.00±2.001 190.00±8.002 100.00±7.002 450.00±8.002 620.00±6.00582.00±2.002 680.00±10.00乙缩醛142.00±0.70212.00±2.00149.00±1.00135.00±1.00158.00±2.00247.00±2.00348.00±1.00111.00±1.00206.00±2.00甲醇130.00±0.60115.00±1.0097.90±0.50164.00±1.00107.00±0.70153.00±1.00148.00±0.30125.00±0.60166.00±1.002-丁醇16.90±0.3048.50±0.5031.50±0.3052.00±0.3010.90±0.2071.80±0.2060.10±0.3027.10±0.3056.00±0.20丁酸乙酯35.30±0.2077.90±0.3047.40±0.2087.40±0.5039.20±0.30114.00±0.30181.00±0.0446.20±0.20143.00±0.60正丙醇152.00±0.50415.00±1.00364.00±1.00652.00±4.00181.00±1.00587.00±2.00689.00±3.00436.00±0.70645.00±7.00异丁醇66.80±0.0766.20±0.3080.30±0.2054.70±0.3065.50±0.2061.40±0.3064.80±0.4036.70±0.1057.50±0.202-戊醇2.74±0.217.03±0.062.58±0.124.87±0.172.12±0.089.54±0.267.05±0.123.68±0.255.63±0.08戊酸乙酯24.70±0.0269.10±0.4028.70±0.20107.00±0.5026.30±0.06105.00±1.00160.00±0.6066.20±0.30169.00±0.50正丁醇198.00±0.30306.00±1.00273.00±0.50492.00±1.0099.80±0.30386.00±2.00572.00±2.00364.00±1.00523.00±3.00异戊醇365.00±0.70314.00±3.00367.00±0.30289.00±1.00344.00±3.00300.00±6.00270.00±0.30257.00±0.50250.00±1.00己酸乙酯308.00±0.60559.00±1.00217.00±0.601 010.00±5.00281.00±1.00925.00±3.001 360.00±3.00783.00±1.001 240.00±4.00乳酸乙酯4 070.00±8.002 440.00±16.002 640.00±31.003 110.00±23.005 350.00±43.003 340.00±25.003 180.00±10.001 480.00±8.003 210.00±41.00正己醇97.90±0.30111.00±0.3092.50±0.11204.00±0.1053.40±0.30150.00±0.30160.00±0.10180.00±0.06212.00±0.30乙酸968.00±7.00862.00±3.00911.00±4.001 200.00±13.001 120.00±7.001 030.00±7.001 170.00±7.00990.00±13.001 280.00±12.00丁酸43.90±1.1037.80±1.5083.00±6.6087.00±6.6032.00±5.0067.00±5.2038.00±5.3012.40±0.2011.00±1.00己酸83.00±12.0070.30±0.40114.00±2.00287.00±10.0072.00±14.00227.00±8.00167.00±3.00146.00±0.40249.00±5.00
2.4.3 低度白酒的检测
低度白酒在生产过程中,随着乙醇比例的降低会改变溶液体系特性、增强水的基质效应,为定量分析带来挑战。本研究建立的方法很好地应对了上述挑战,如表7所示,尽管低度酒样品酒精度分布在26°～39°的较低浓度内,18种骨架风味成分均被有效准确定量。各组分在不同样品间呈现出清晰的分布规律,例如低度E(39°)的己酸乙酯含量(1 190 mg/L)显著高于低度A(26°)的对应值(172 mg/L),体现了该方法对不同浓度组分均具备良好的检测能力。即使在除浊处理后风味成分浓度可能降低的条件下,该方法对低含量组分仍保持优异的灵敏度,如低度D(38°)中的2-戊醇含量仅为0.23 mg/L,仍能获得准确的定量结果。所有组分测定结果的相对标准偏差均低于10%,显示出该方法在应对低度白酒复杂基质时的稳定性和可靠性。因此,本方法适用于低度白酒中骨架风味成分的精准定量。
表7 不同品牌低度白酒中骨架风味成分的含量 单位:mg/L
Table 7 Concentration of flavor compounds in different brands of low-alcohol Baijiu
化合物低度A/26°低度B/29°低度C/29°低度D/38°低度E/39°乙醛218.00±0.30149.00±0.70494.00±2.00310.00±2.00195.00±0.80乙酸乙酯920.00±4.00813.00±2.00679.00±1.00719.00±3.00759.00±1.00乙缩醛32.00±0.7028.10±0.80104.00±0.40118.00±2.0081.20±0.60甲醇37.60±0.6068.50±0.8038.80±0.0145.00±3.0066.20±0.252-丁醇11.80±0.4018.70±0.1323.20±0.309.37±0.3349.80±0.16丁酸乙酯39.40±0.30104.00±0.20106.00±0.40118.00±1.00108.00±0.05
续表7
化合物低度A/26°低度B/29°低度C/29°低度D/38°低度E/39°正丙醇129.00±0.20297.00±1.00207.00±0.80123.00±0.60405.00±0.20异丁醇45.00±0.3032.60±0.2040.90±0.1016.20±0.3060.40±0.202-戊醇n.d.n.d.n.d.0.23±0.0413.00±1.00戊酸乙酯18.30±0.3034.00±4.0044.70±0.4017.00±0.5095.90±0.70正丁醇110.00±0.30202.00±1.00196.00±1.0086.40±0.70378.00±10.00异戊醇133.00±0.50139.00±0.20124.00±0.4050.50±0.20187.00±0.30己酸乙酯172.00±0.20774.00±0.30763.00±2.00779.00±4.001 190.00±2.00乳酸乙酯470.00±2.00693.00±8.00541.00±6.00263.00±3.00314.00±0.80正己醇33.00±0.4086.60±0.3091.90±0.3020.80±0.20147.00±0.20乙酸870.00±37.00766.00±17.00792.00±12.001 050.00±28.00881.00±7.00丁酸52.00±13.0072.00±2.0089.10±0.22127.00±4.0088.60±1.50己酸164.00±11.00320.00±12.00592.00±11.00792.00±41.00763.00±0.50
注:n.d.表示未检出。
3 结论
本研究首次基于快速气相色谱系统建立了适用于我国白酒中骨架风味成分超快速定量的方法,实现了在极短时间内完成白酒骨架风味成分的定量检测,分析效率较常规方法提升数倍,充分满足了现代酿酒行业的高通量在线检测需求。方法学验证表明,该方法在线性范围、检出限、定量限、加标回收率和精密度等方面均符合定量分析要求,且无需复杂前处理,展现出良好的操作性、灵敏度与重现性。在实际应用中,该方法展现出极强的通用性,准确检测了不同糟层原酒、不同香型、同品牌不同价位产品、不同品牌低度白酒中骨架风味成分,在酿酒行业的质量检测和控制中具有极强的推广应用价值。
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