不同发酵时间生料黄酒中挥发性成分变化的研究

应跃跃　卢光英　李伟营　陈俊　朱妤蒙　柯乐芹

[摘要]为探究生料黄酒发酵过程中挥发性成分的变化和差异，本实验通过吹扫捕集分析法与气相色谱-质谱联用法分析其挥发性成分，根据峰面积外标法计算含量。从各发酵阶段中提取12种含量大于0.001mg/L的主要挥发性成分，总含量占总挥发性成分的82.69%。结果表明，生料黄酒中丁二酸二乙酯、乳酸乙酯、5-甲基呋喃醛、羥基丙酮和5-甲基糠醛基本不存在或含量极少，前四种是使黄酒气味醇厚的物质。

[关键词]挥发性成分;生料;黄酒发酵

中图分类号：TS262.4 文献标识码：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.201909

黄酒香气浓郁、口感醇和，具有活血祛寒、抗衰老等功效。黄酒发酵工艺主要有熟料发酵和生料发酵两种。生料发酵是一种不需蒸煮原料而直接利用生淀粉发酵产酒的酿酒技术[1]，具有操作简便，便于工业化生产、节约能源、提高原料出酒率等优点。

我国对生料酿酒的研究始于20世纪70年代末，直到20世纪90年代才进入快速发展期[2]。生料法从21世纪初期开始逐渐被应用于实际生产，其势头发展迅猛。侯振建等[3]改善了生料法酿造糯米黄酒的发酵工艺及其条件，发现将6%的生料曲和3%的麦曲接入原料中，于26℃左右进行发酵，可得到低酒度低糖的新型黄酒。岳春等[4]论述了液态生料法酿造玉米黄酒的可行性，并采用高低温间隔法酿酒，不仅极大地缩短了酿酒时间，还提高了原料利用率。这些研究都证明了生料酿酒的优越性和可行性。

本研究是对生料黄酒发酵过程中的挥发性成分用吹扫捕集分析法与气相色谱-质谱联用法进行分析。吹扫捕集也称动态顶空[5-6]，是用流动气体将样品中的挥发性成分“吹扫”出来，再用一个捕集器将吹扫出来的有机物吸附，随后经热解吸将样品进行分析检测的方法。已应用在水和葡萄酒中微量挥发性成分检测[7-8]。吹扫捕集法适用于将沸点低于200℃的半挥发性或挥发性化合物从液体或固体中萃取出来，这种处理方式不需要使用有机溶剂，并且只需要取少量样品，就能取得高效率的富集，特别是对环境不造成二次污染。将吹扫捕集技术应用于黄酒的挥发性成分测定，在国内外鲜有报道[9]。

1 原料、标准品、试剂与方法

1.1 原料、标准品与试剂

糯米、水、生料酒曲（力克酒曲）。色谱级：糠醛、异戊醇、乙酸、乙酸乙酯。分析纯：乙醇（无水）、乳酸。

1.2 仪器设备

7890A/5975C型气相色谱-质谱联用仪：美国安捷伦公司;Tekmar 9800 Stratum Teklink吹扫捕集浓缩仪。

1.3 分析方法

1.3.1 酿制黄酒

取已经过高温灭菌的发酵瓶中，加入200g生糯米，10g生料酒曲，300mL无菌，搅拌均匀。相同操作共取25个无菌瓶样品，于恒温培养箱中发酵，发酵温度为28℃±2℃。

1.3.2 醪液采集

样品发酵后，选取第2d、4d、7d、10d、17d和24d发酵的醪液。每次随机选取3瓶，每瓶抽取2次作为平行样。

1.3.3 挥发性成分标样的配制

根据各挥发性成分标准品在仪器上的响应值，配制成一系列梯度的标准溶液，用乳酸（2.5g/L）和乙醇（16%V/V）定容。

1.3.4 醪液的前处理

采集的醪液样品用冷冻离心机，在0℃～10℃，

5 000r/min速度离心10min，取离心后的上清液0.45μm水相过滤器过滤，取20mL滤液于顶空进样瓶中，用超纯水定容至40mL，摇匀，进行分析测定。

1.3.5 仪器主要分析条件

吹扫捕集条件：捕集温度为30℃;吹扫时间设置为20min。

气相色谱分析条件：色谱柱为赛默飞世尔TG-WAXMS型（30m×0.25mm×0.25μm）;载气为氦气（纯度99.999%），流速为1.0mL/min，柱温采用程序升温。

质谱分析条件，辅助加热区280℃，四极杆温度150℃，离子源温度280℃，电离电压70eV;EI源;采用全扫描模式（SCAN），质量扫描范围为30～550u。

1.3.6 数据结果分析

对采集到的样品色谱图，对照各梯度标准溶液色谱图，根据组分响应值，利用外标法对各组分进行定量计算。对于不在标准溶液范围内的未知物，经过计算机和人工，与谱库NIST 08.L Database（Agilent Technologies Inc.）进行比对，确认其化学成分。

2 对比分析

2.1 发酵24d生料黄酒挥发性成分的总离子流图

生料黄酒醪液发酵24d挥发性成分的总离子流图，见图1。

2.2 不同发酵阶段生料黄酒醪液挥发性成分含量分析

利用气相色谱-质谱分析，从6个不同时间发酵醪液样品中提取出12种含量大于0.001mg/L的挥发性成分，经分析，该12种挥发性成分的总含量占所有挥发性成分的82.69%，为生料黄酒中的主要挥发性成分。生料黄酒发酵各阶段主要挥发性成分气相色谱-质谱分析结果，见表1。

3 结 论

通过GC-MS技术对生料黄酒中的挥发性成分分析 ，发现生料黄酒中2，3-丁二醇、丁二酸二乙酯、甲酸、乙酸、苯乙醛含量在发酵过程中呈持续增长，而丙三醇、乙酸乙酯、5-甲基呋喃醛含量随发酵进行先增多后减少。

研究表明丁二酸二乙酯、乳酸乙酯、5-甲基呋喃醛、羟基丙酮和5-甲基糠醛基本不存在于生料黄酒中或含量极少，前四种是构成黄酒气味令人愉悦的风味物质，有刺激性气味的甲酸含量则明显较高。提升生料酿制黄酒的品质，是关系到生料酿酒工业推广和持续发展的瓶颈问题，可作为未来的研究方向。

参考文献

[1] 罗文，张水华，王启军.生料酿酒概述[J].酿酒，2005，3（24）：11-14.

[2] 黄平，刘义刚，余明华.生料酿酒技术[M].北京：中国轻工业出版社.2001.

[3] 侯振建，王帅领.生料法酿造黄酒的初步研究[J].酿酒，2004， 31（2）：78-79.

[4] 岳春，陈传阳，黄振华.生料法在玉米黄酒中的应用[J].酿酒， 2003，30（6）：80-82.

[5] Zhu S，Lu X，Ji K，et al.Characterization of flavor compounds in Chinese liquor Moutai by comprehensive two-dimensional gas chromatography/time-of-flight mass spectrometry[J].Analytica Chimica Acta，2007，597（2）：340-348.

[6] Ikem A.Measurement of volatile organic compounds in bottled and tap waters by purge and trap GC-MS： are drinking water types different？[J].Journal of Food Composition & Analysis，2010，23（1）：70-77.

[7] 劉鸿雁，齐刚.吹扫捕集-GC MS 测定葡萄酒中微量成分[J].酿酒科技，2005（4）：85-86.

[8] 赵玉平，李记明，徐岩.张裕XO级白兰地挥发性成分的提取分离与鉴定[J].色谱，2008（3）：212-222.

[9] 邓勃.原子吸收光谱分析的原理、技术和应用[M].北京：清华大学出版社，2004.

收稿日期：2019-06-26

基金项目：丽水市科学技术局高层次人才项目（2016RC07）。

作者简介：应跃跃，女，硕士，高级工程师，研究方向为食品检测与研发、标准化。

通信作者：陈俊，男，本科，高级工程师，研究方向为化工工艺技术研究，工业产品质量检测技术开发。