不同工艺和风格酱香型白酒香气成分GC指纹图谱的研究

先 春，陈仁远，陈梦元，何 益，桂 豹，胡代玉，李运升

（贵州省酒类产品质量检验检测院，贵州 仁怀 564500）

酱香型白酒是中国传统优质白酒的代表，具有酱香突出、幽雅细腻、酒体醇厚、回味悠长、空杯留香持久等特点[1]。酱香型白酒根据原料情况分为部分粉碎和完全粉碎。大曲酱香型白酒原料部分粉碎，采用了“四高一长”的独特酿造工艺，即高温制曲、高温堆积、高温发酵、高温馏酒和长期贮存，传统大曲酱香型白酒是历经2次投料、9次蒸煮、8次发酵、7次取酒，长时间分轮次、分香型贮存后，按不同轮次、不同比例勾调而成，其酒质好，但出酒率较低[2]。而原料经过完全粉碎的酱香型白酒，俗称碎沙酒，其生产工艺较为简单，生产周期相对较短，出酒率高，但酒质较差，酒体层次感单一[3-4]。

目前，已有不少文献报道关于白酒色谱骨架成分和微量成分的不同[5-10]对我国酱香型白酒的质量、风格的影响[11-13]，也有指纹图谱技术应用于白酒[14-20]或其他行业[21-24]，但对不同工艺不同风格酱香型白酒的指纹图谱研究相对较少[25-26]。酱香型白酒产业作为贵州省白酒的龙头产业，本研究采用气相色谱（gas chromatography，GC）法对2种不同工艺的大曲酱香型白酒、碎沙酱香型白酒，2种不同风格的钓鱼台大曲酱香型白酒、国台大曲酱香型白酒香气成分进行指纹图谱分析，以期为不同工艺和风格的酱香型白酒研究提供借鉴，促进大曲酱香型名优白酒质量稳定提供一定的理论支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 样品

白酒样品（酒精度均为53%vol）：选取钓鱼台大曲酱香型白酒9批，编号为D1～D9；国台大曲酱香型白酒6批，编号为G1～G6；仁怀市不同企业碎沙酱香型白酒8批，编号为S1～S8。

1.1.2 化学试剂

内标溶液（乙酸正戊酯、叔戊醇）；其他标准溶液（乙醛、乙酸乙酯、乙缩醛、甲醇、丙酸乙酯、仲丁醇、丁酸乙酯、正丙醇、异丁醇、正丁醇、异戊醇、己酸乙酯、乳酸乙酯、正己醇）（均为色谱纯）：天津市光复精细化工研究所；无水乙醇（分析纯）：天津市津科精细化工研究所。

1.2 仪器与设备

GC 2010 Plus气相色谱仪、DB-WAX毛细管色谱柱（60 m×0.25 mm×0.25 μm）：日本岛津公司。

1.3 方法

1.3.1 内标溶液及其他标准溶液的制备[25]

准确吸取2 mL乙酸正戊酯、叔戊醇，用体积分数为60%的乙醇定容至100 mL，配制成体积分数为2%的内标溶液。其他标准溶液的制备同内标溶液。

1.3.2 白酒样品中香气成分的测定

吸取0.1 mL内标溶液于10 mL白酒中，充分混匀。采用气相色谱（GC）法测定白酒样品中香气成分。按标准溶液保留时间进行定性，内标法进行定量。

GC色谱条件：柱温为起始温度50 ℃，以8.0 ℃/min程序升温至180 ℃，继续恒温6 min；以25.0 ℃/min程序升温至210℃，继续恒温5min；进样口温度240℃；检测器温度240℃；载气为氢气（H2）：空气流速比40∶400；流速为0.8 mL/min；分流比40∶1；进样量1 μL。

1.3.3 白酒样品中香气成分GC指纹图谱的建立

以钓鱼台大曲酱香型白酒为例，采用“中药色谱指纹图谱相似度评价系统”（2004年A版）分析，通过标准溶液保留时间与乙酸正戊酯保留时间的比值确定相对保留时间，标准溶液色谱峰面积与乙酸正戊酯色谱峰面积的比值确定相对峰面积。以D1样品的色谱图为参照图谱，平均数生成法，选取时间宽度为0.10 min，采用自动匹配校正方式，生成钓鱼台大曲酱香型白酒指纹图谱共有模式。

1.3.4 白酒样品中香气成分GC指纹图谱的相似度分析

将D1对照指纹图谱和9批样品图谱导人“中药色谱指纹图谱相似度评价系统”（2004年A版），根据9批样品相对保留时间及指纹图谱的整体谱峰特点，以相关系数法对样品的相似度进行评价。

2 结果与分析

2.1 钓鱼台大曲酱香型白酒香气成分GC指纹图谱研究

2.1.1 钓鱼台大曲酱香型白酒香气成分GC分析共有峰的标定[26]

以乙酸正戊酯的保留时间和峰面积为1，采用相对保留时间标定共有峰，提取相对峰面积＞0.04%的共有峰，共有峰的相对保留时间和相对峰面积见表1。

表1 9个钓鱼台大曲酱香型白酒香气成分特征峰的相对保留时间和相对峰面积Table 1 Relative retention time and relative peak area of characteristic peaks of aroma components in 9 Diaoyutai Daqu sauce-flavor Baijiu

由表1可知，钓鱼台大曲酱香型白酒香气成分中最大6个强峰按其平均值相对峰面积大小排序为：2号峰（乙酸乙酯）、15号峰（乳酸乙酯）、9号峰（正丙醇）、13号峰（异戊醇）、3号峰（乙缩醛）、1号峰（乙醛）。单峰面积与总峰面积的比值最大的2个共有峰分别是2号峰（相对峰面积＞6.363）和15号峰（相对峰面积＞3.331）。在9个钓鱼台大曲酱香型白酒香气成分GC指纹图谱中，各峰峰面积比值范围分别是：4号峰（0.303～0.367）、5号峰（0.104～0.145）、7号峰（0.171～0.256）、8号峰（0.262～0.281）、10号峰（0.840～1.018）、11号峰（0.393～0.531）、14号峰（0.079～0.110）、16号峰（0.049～0.057）。各峰的相对峰面积相对标准偏差（relative standard deviation，RSD）最大的为正丙醇（60.5%），RSD＜1的有丁酸乙酯（0.8%）和正己醇（0.2%），其他共有峰中RSD值＞15%的有3个峰，表明钓鱼台大曲酱香型白酒的勾调质量较稳定。

2.1.2 钓鱼台大曲酱香型白酒香气成分GC指纹图谱的建立

钓鱼台大曲酱香型白酒香气成分的共有模式GC指纹图谱见图1。由图1可知，钓鱼台大曲酱香型白酒中乙醇峰的面积远远高于其他色谱峰。在计算相似度时，乙醇峰占的权重很大，部分掩盖了其余色谱峰的贡献，若直接计算会造成计算结果普遍偏大，故选取除乙醇峰以外的16个共有峰（占总峰面积的90%以上），按1.3.3方法建立9个钓鱼台大曲酱香型白酒的指纹图谱。

图1 钓鱼台大曲酱香型白酒香气成分的共有模式GC指纹图谱Fig.1 Common pattern GC fingerprint of aroma components in Diaoyutai Daqu sauce-flavor Baijiu

2.1.3 钓鱼台大曲酱香型白酒指纹图谱的相似度分析

指纹图谱的评价是通过对照指纹图谱（D1）与不同样品指纹图谱的相似性而得，按1.3.4方法计算得到9个钓鱼台酱香型白酒指纹图谱的相似度分析结果见表2。

表2 9个钓鱼台大曲酱香型白酒香气成分GC色谱图谱与对照指纹图谱比较Table 2 Comparison between GC chromatogram and control fingerprint of aroma components in 9 Diaoyutai Daqu sauce-flavor Baijiu

由表2可知，9批酒样与对照指纹图谱相似度均＞99%，从整体上讲，钓鱼台大曲酱香型白酒的勾调质量较稳定。

9个钓鱼台大曲酱香型白酒香气成分GC指纹图谱叠加图见图2。

图2 9个钓鱼台大曲酱香型白酒香气成分GC指纹图谱叠加图Fig.2 GC fingerprint overlay chart of aroma components in 9 Diaoyutai Daqu sauce-flavor Baijiu

2.2 国台大曲酱香型白酒香气成分GC指纹图谱研究

2.2.1 国台大曲酱香型白酒香气成分GC分析共有峰的标定[26]

以乙酸正戊酯的保留时间和峰面积为1，采用相对保留时间标定共有峰，提取相对峰面积＞0.04的共有峰，共有峰的相对保留时间和相对峰面积见表3。

表3 6个国台大曲酱香型白酒香气成分特征峰的相对保留时间和相对峰面积Table 3 Relative retention time and relative peak area of characteristic peaks of aroma components in 6 Guotai Daqu sauce-flavor Baijiu

由表3可知，国台大曲酱香型白酒香气成分中最大6个强峰按其平均值相对峰面积大小排序为：2号峰（乙酸乙酯）、8号峰（正丙醇）、15号峰（乳酸乙酯）、13号峰（异戊醇）、3号峰（乙缩醛）、1号峰（乙醛）。单峰面积与总峰面积的比值最大的2个共有峰分别是2号峰（相对峰面积＞7.597）和8号峰（相对峰面积＞5.046）。在6个国台大曲酱香型白酒指纹图谱中，各峰峰面积比值范围分别是：4号峰（0.359～0.418）、6号峰（0.189～0.441）、7号峰（0.286～0.335）、9号峰（0.814～0.905）、10号峰（0～0.063）、11号峰（0.526～0.624）、16号峰（0.067～0.086）。其RSD最大的为正丙醇（267.7%），RSD＜1的有正己醇（0.2%），其他共有峰中RSD值＞15%的有6个峰，说明国台大曲酱香型白酒的勾调质量相对稳定。

2.2.2 国台大曲酱香型白酒香气成分GC指纹图谱的建立

按1.3.3方法建立6个国台大曲酱香型白酒香气成分GC指纹图谱见图3。由图3可知，图中标注的1～16号特征峰对应表3中各色谱峰。

图3 国台大曲酱香型白酒香气成分的共有模式GC指纹图谱Fig.3 Common pattern GC fingerprint of aroma components in Guotai Daqu sauce-flavor Baijiu

2.2.3 国台大曲酱香型白酒香气成分GC指纹图谱的相似度分析

指纹图谱的评价是通过对照指纹图谱（G1）与不同样品指纹图谱的相似性而得，按1.3.4方法计算得到6个国台酱香型白酒指纹图谱的相似度分析结果见表4。

表4 6个国台大曲酱香型白酒色谱图谱与对照指纹图谱比较Table 4 Comparison of chromatogram and control fingerprints of 6 Guotai Daqu sauce-flavor Baijiu

由表4可知，6批酒样与对照指纹图谱相似度在95%以上，从整体上讲，国台大曲酱香型白酒的勾调质量相对稳定。

6个国台大曲酱香型白酒香气成分的GC指纹图谱叠加图见图4。

图4 6个国台大曲酱香型白酒香气成分的GC指纹图谱叠加图Fig.4 GC fingerprint overlay chart of aroma components in 6 Guotai Daqu sauce-flavor Baijiu

2.3 碎沙酱香型白酒香气成分GC指纹图谱研究

2.3.1 碎沙酱香型白酒香气成分GC分析共有峰的标定[26]

以乙酸正戊酯的保留时间和峰面积为1，采用相对保留时间标定共有峰，提取相对峰面积＞0.04的共有峰，共有峰的相对保留时间和相对峰面积见表5。

表5 8个碎沙酱香型白酒特征峰的相对保留时间和相对峰面积Table 5 Relative retention time and relative peak area of characteristic peaks of aroma components in 8 Suisha sauce-flavor Baijiu

续表

由表5可知，碎沙酱香型白酒6强峰按其平均值相对峰面积大小排序为：2号峰（乙酸乙酯）、15号峰（乳酸乙酯）、8号峰（正丙醇）、13号峰（异戊醇）、9号峰（异丁醇）、3号峰（乙缩醛）。单峰面积与总峰面积的比值最大的2个共有峰分别是2号峰（相对峰面积＞3.799）和15号峰（相对峰面积＞3.309）。在8个碎沙酱香型白酒指纹图谱中，各峰峰面积比值范围分别是：1号峰（0.242～0.924）、4号峰（0.231～0.348）、6号峰（0.064～0.355）、7号峰（0.043～0.364）、10号峰（0.011～0.059）、11号峰（0.302～0.708）、14号峰（0.037～0.198）、16号峰（0.008～0.048）。

2.3.2 碎沙酱香型白酒香气成分GC指纹图谱的建立

按1.3.3方法建立8个碎沙酱香型白酒香气成分GC指纹图谱见图5。由图5可知，图中标注的1～16号特征峰对应表5中各色谱峰。

图5 碎沙酱香型白酒香气成分的共有模式GC指纹图谱Fig.5 Common pattern GC fingerprint of aroma components in Suisha sauce-flavor Baijiu

2.3.3 碎沙酱香型白酒香气成分GC指纹图谱的相似度分析

指纹图谱的评价是通过对照指纹图谱（S1）与不同样品指纹图谱的相似性而得，按1.3.4方法计算，得到8个碎沙酱香型白酒香气成分指纹图谱的相似度分析结果见表6。碎沙酱香型白酒香气成分的GC指纹图谱叠加图见图6。

表6 8个碎沙酱香型白酒色谱图谱与对照指纹图谱比较Table 6 Comparison of chromatogram and control fingerprints of 8 sauce-flavor Baijiu

图6 碎沙酱香型白酒香气成分的GC指纹图谱叠加图Fig.6 GC fingerprint overlay chart of aroma components in Suisha sauce-flavor Baijiu

由表6可知，与对照指纹图谱S1相比，除S4、S7、S8样品外，其余样品的相似性均在95%以下，表明各企业碎沙酒风格差别较大，从感官品评也验证了8个碎沙酒之间的差别。

3 结论

结果表明，大曲酱香型白酒、碎沙酱香型白酒2种不同工艺，钓鱼台、国台2种不同风格大曲酱香型白酒中6个色谱骨架成分，其含量存在显著差异。钓鱼台大曲酱香型白酒6个色谱骨架成分相对峰面积：乙酸乙酯＞6.363、正丙醇＞3.675、乳酸乙酯＞3.331、异戊醇＞2.062、乙缩醛＞1.596、乙醛＞1.200。国台大曲酱香型白酒6个色谱骨架成分相对峰面积：乙酸乙酯＞7.597、正丙醇＞5.046、乳酸乙酯＞3.911、异戊醇＞2.000、乙缩醛＞1.555、乙醛＞0.914。碎沙酱香型白酒6个色谱骨架成分相对峰面积：乙酸乙酯＞3.799、乳酸乙酯＞3.309、异戊醇＞1.220、正丙醇＞1.115、异丁醇＞0.467、乙缩醛＞0.348。本研究结合应用指纹图谱软件进行研究，更能综合、宏观的分析评价酱香型白酒的质量和勾调稳定性。在酱香型白酒未来发展中，将传统方法和现代技术融为一体，对酱香型白酒质量的评价更准确、可靠，可为不同工艺不同风格的酱香型白酒的研究提供一定的理论基础。