張 倩 ,安明哲 ,謝正敏 ,魏金萍 ,葉華夏 ,黃 劍
(1.五糧液股份有限公司,四川宜賓644000;2.中國(guó)輕工業(yè)濃香型白酒固態(tài)發(fā)酵重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川宜賓644000)
白酒在我國(guó)擁有相當(dāng)悠久的歷史,與我國(guó)文化早已密不可分,而濃香型白酒更是在白酒中占據(jù)著非常重要的地位。白酒中98%以上的成分為水和乙醇,而剩下的不到2%的微量成分決定著白酒的風(fēng)味和品質(zhì)。這些微量成分統(tǒng)稱為風(fēng)味物質(zhì),主要包括酯類、多元醇、高級(jí)醇、醛類、有機(jī)酸及其他芳香族化合物和雜環(huán)類化合物等。研究者們通過(guò)GC-O/MS、GC-MS、GC-FPD、HPLC、GC×GCTOFMS、GC-FID、GC等[1-12]多種方法對(duì)白酒風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行了深入研究,成功分離并定性了多種風(fēng)味成分,建立了白酒特征圖譜,但這些方法只能判別風(fēng)味成分的多少及有無(wú),卻不能鑒定這種風(fēng)味成分與白酒主體是否同源、是否有外源添加。隨著檢測(cè)技術(shù)的高速發(fā)展,濃香型白酒中的風(fēng)味物質(zhì)將會(huì)被逐一揭秘,這為濃香型白酒風(fēng)味物質(zhì)的非法添加提供了技術(shù)基礎(chǔ)[12],故急需找到一種可以辨別濃香型白酒是否添加了外源風(fēng)味物質(zhì)的方法來(lái)填補(bǔ)這一技術(shù)空缺。
國(guó)際上,穩(wěn)定同位素技術(shù)由于揭示了產(chǎn)品特征化合物原子水平的信息,而該信息與原料、工藝息息相關(guān),因此被廣泛應(yīng)用于蜂蜜、食用油、葡萄酒、果汁飲料等食品的鑒別[13-19];國(guó)內(nèi),鐘其頂?shù)萚20-23]建立了白酒中乙醛、正丁醇、異戊醇、乳酸乙酯和乙醇δ13C的檢測(cè)方法,為鑒別固態(tài)法白酒中是否有外源添加提供了技術(shù)支持,但其并不適用于濃香型白酒風(fēng)味物質(zhì)δ13C的檢測(cè)。本試驗(yàn)在研究的過(guò)程中,借鑒前人的檢測(cè)經(jīng)驗(yàn),建立了濃香型白酒中幾種重要風(fēng)味物質(zhì)(異戊醇、己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸和己酸)δ13C的檢測(cè)方法,為濃香型白酒中是否添加外源風(fēng)味物質(zhì)的鑒別技術(shù)提供理論依據(jù)。
樣品:市售品牌濃香型白酒(52%vol)。
試劑及耗材:丙酮、己酸乙酯、異戊醇、乳酸乙酯、乙酸、己酸,均為從市場(chǎng)上購(gòu)買的HPLC級(jí)試劑;除丙酮外,其余試劑皆用EA-IRMS(參考物質(zhì)為IAEA-CH-6和IAEA-CH-3)標(biāo)定δ13C值;氦氣(純度≥99.999%)。
儀器設(shè)備:AI 1310自動(dòng)進(jìn)樣器,Trace GC Ultra氣相色譜儀,GC Isolink燃燒轉(zhuǎn)化裝置,Delta V Advantage穩(wěn)定同位素比值質(zhì)譜儀,均為Thermo Fisher公司產(chǎn)品。
樣品:將白酒試樣用丙酮試劑稀釋5倍后,搖勻,移入進(jìn)樣瓶,待測(cè)。
標(biāo)樣:按照濃香型白酒中各風(fēng)味物質(zhì)的比例將已標(biāo)定δ13C值的6.0 μL異戊醇、15.0 μL己酸乙酯、6.5 μL乳酸乙酯、12.5 μL乙酸、15.0 μL己酸加入到5 mL丙酮中,搖勻,再取100 μL混合溶液到裝有1400 μL丙酮的進(jìn)樣瓶中,搖勻,待用。
TR-WAXMS毛細(xì)管柱(60m×0.25mm×0.25μm);載氣為高純氦氣,恒流模式,流速為1.0 mL/min;進(jìn)樣體積為0.7~1 μL,進(jìn)樣口溫度為250℃;升溫程序?yàn)椋浩鹗紲囟?5℃,保持5 min,以4℃/min升溫至80℃后保持4 min,再以6℃/min升溫至220℃并保持4 min。
在自然界中,13C/12C變化微小,難以測(cè)得其真實(shí)值,故采用相對(duì)測(cè)量法表示樣品中13C/12C,結(jié)果以δ(千分差‰)表示:
δ13C=(R樣品/RV-PDB-1)× 1000
式中:R樣品——樣品中13C/12C比值;
RV-PDB——國(guó)際基準(zhǔn)物質(zhì)V-PDB的13C/12C比值,13C/12C=(11237.2± 90)× 10-6,本文中所有數(shù)據(jù)均基于V-PDB標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算。
根據(jù)1.2.1設(shè)定的方法,處理濃香型白酒樣品后,其風(fēng)味物質(zhì)離子流圖見圖1。由圖1可知,濃香型白酒樣品中異戊醇、己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸、己酸的離子峰強(qiáng)度均處于穩(wěn)定同位素質(zhì)譜1~10 V線性測(cè)定范圍內(nèi),并具有非常好的分離度,說(shuō)明此方法適合于濃香型白酒風(fēng)味物質(zhì)δ13C的檢測(cè)。
圖1 濃香型白酒風(fēng)味物質(zhì)GC-IRMS圖譜
按照1.2中設(shè)定的方法,標(biāo)樣和濃香型白酒樣品經(jīng)相應(yīng)前處理后,用GC-IRMS連續(xù)6次測(cè)定市場(chǎng)上3種品牌濃香型酒樣中異戊醇、己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸、己酸的δ13C值,并用標(biāo)樣標(biāo)定濃香型酒樣,結(jié)果見表1。
表1 多次測(cè)定濃香型酒樣中風(fēng)味物質(zhì)的δ13C值 (‰)
表2 不同比例外源添加后濃香型白酒1風(fēng)味物質(zhì)δ13C值 (‰)
由表1可知,品牌不同、原料不同可導(dǎo)致3種濃香型白酒擁有不同風(fēng)味物質(zhì)δ13C值;用GC-IRMS測(cè)定濃香型酒樣中異戊醇、己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸、己酸的δ13C值時(shí),標(biāo)準(zhǔn)偏差STD均小于國(guó)際穩(wěn)定同位素精度測(cè)試允許值0.2‰,說(shuō)明用GC-IRMS測(cè)定濃香型白酒風(fēng)味物質(zhì)δ13C的重復(fù)性良好,儀器穩(wěn)定性高。
在不同的時(shí)間,按照1.2.1的方法處理同一濃香型酒樣后,以1.2的方法測(cè)定該酒樣中異戊醇、己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸、己酸的δ13C值,并用標(biāo)樣標(biāo)定,結(jié)果見圖2。
圖2 不同時(shí)間測(cè)定同一濃香型白酒的風(fēng)味物質(zhì)δ13C值
在5 d時(shí)間內(nèi)分5次,每次平行測(cè)定2次同一濃香型白酒(52%vol)的風(fēng)味物質(zhì)δ13C值,發(fā)現(xiàn)異戊醇δ13C值穩(wěn)定在-28.8‰~-28.5‰范圍內(nèi)、己酸乙酯δ13C值穩(wěn)定在-24.5‰~-24.2‰范圍內(nèi)、乳酸乙酯δ13C值穩(wěn)定在-16.6‰~-16.3‰范圍內(nèi)、乙酸δ13C值穩(wěn)定在-25.0‰~-24.6‰范圍內(nèi)、己酸δ13C值穩(wěn)定在-26.7‰~-26.2‰范圍內(nèi),標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于國(guó)際穩(wěn)定同位素精度測(cè)試允許值0.2‰,說(shuō)明用此方法測(cè)定濃香型白酒風(fēng)味物質(zhì)δ13C的再現(xiàn)性良好。
測(cè)得本研究所用濃香型白酒樣1中異戊醇、己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸、己酸的摩爾含量后,分別向其中添加不同摩爾比例的外源風(fēng)味物質(zhì),獲得不同風(fēng)味物質(zhì)添加量的濃香型白酒1樣品,測(cè)定其風(fēng)味物質(zhì)δ13C值,結(jié)果列于表2。
從表2可以看出,外源添加物質(zhì)δ13C與濃香型酒樣1中相應(yīng)風(fēng)味物質(zhì)δ13C的絕對(duì)差值無(wú)論大還是小,只要添加一定量的外源物質(zhì),就可能使?jié)庀阈途茦?相應(yīng)風(fēng)味物質(zhì)δ13C偏離穩(wěn)定范圍,說(shuō)明本文測(cè)定方法有望為鑒別濃香型白酒是否外源添加風(fēng)味物質(zhì)提供技術(shù)支持。
建立了濃香型白酒中幾種重要風(fēng)味物質(zhì)(異戊醇、己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸、己酸)δ13C值的GCIRMS測(cè)定方法,該方法結(jié)果準(zhǔn)確、穩(wěn)定性好、風(fēng)味物質(zhì)分離度佳、重復(fù)測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于國(guó)際穩(wěn)定同位素精度測(cè)試允許值0.2‰,完全滿足測(cè)定需求;通過(guò)添加外源風(fēng)味物質(zhì)模擬實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了本試驗(yàn)測(cè)定方法有望為濃香型白酒是否外源添加風(fēng)味物質(zhì)的鑒別工作提供技術(shù)支持,但由于本試驗(yàn)是基于特定樣品范圍內(nèi)(市售某些品牌52%vol濃香型白酒)的探討性研究,對(duì)于其他品牌、其他濃度白酒的驗(yàn)證仍需開展進(jìn)一步的工作。
[1] 范海燕,范文來(lái),徐巖.應(yīng)用GC-O和GC-MS研究豉香型白酒揮發(fā)性香氣成分[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2015,41(4):147-152.
[2]FAN W L,QIAN M C.Identification of aroma compounds in Chinese“Yanghe Daqu”liquor by normal phase chromatography fractionation followed by gas chromatography/olfactometry[J].Flavour and fragrance journal,2006,21(2):333-342.
[3]FAN W L,SHEN H Y,XU Y.Quantification of volatile compounds in Chinese soy sauce aroma type liquor by stir bar sorptive extraction and gas chromatography-mass spectrometry[J].Journal of the science of food and agriculture,2011,91(7):1187-1198.
[4]胡國(guó)棟.氣相色譜法在白酒分析中的應(yīng)用現(xiàn)狀與回顧[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2003,29(10):65-69.
[5]尋思穎,董睿,彭黔榮,等.高效液相色譜法測(cè)定醬香型白酒中揮發(fā)性酚類物質(zhì)[J].食品科學(xué),2012,33(24):239-243.
[6]徐占成,陳勇,王雙.利用全二維氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)和吸附攪拌萃取技術(shù)對(duì)中國(guó)名酒劍南春酒體風(fēng)味質(zhì)量特色的研究[J].釀酒,2012,39(5):6-8.
[7]周慶伍,徐祥浩,湯有宏,等.基于全二維氣相色譜-飛行時(shí)間質(zhì)譜分析技術(shù)同時(shí)測(cè)定白酒中10種吡嗪類物質(zhì)[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2015(26):354-355.
[8] 向雙全,張志剛.GC-FID快速分析濃香型白酒中的主要成分[J].釀酒科技,2012(3):92-93.
[9]季克良,郭坤亮,朱書奎,等.全二維氣相色譜/飛行時(shí)間質(zhì)譜用于白酒微量成分的分析[J].釀酒科技,2007(3):100-102.
[10]FAN W L,QIAN M C.Characterization of aroma compounds of Chinese“Wuliangye”and“Jiannanchun”liquors by aroma extract dilution analysis[J].Journal of agricultural and food chemistry,2006,54(7):2695-2704.
[11]練順才,蘭世蓉,劉英.大曲濃香的老窖酒香氣成分初探[J].釀酒科技,1995(2):62-63.
[12]張琦,徐勇,沈才洪,等.濃香型白酒揮發(fā)性風(fēng)味成分分析研究進(jìn)展[J].釀酒科技,2017(12):98-104.
[13]KELLY S D,RHODES C.Emerging techniques in vegetable oil analysis using stable isotope ratio mass spectrometry[J].Grasas y aceites,2002,53(1):34-44.
[14]CAMIN F,PAVONE A,BONTEMPO L,et al.The use of IRMS,1H NMR and chemical analysis to characterise Italian and imported Tunisian olive oils[J].Food chemistry,2016,196:98-105.
[15]TANJA P,NIVES O,DORIS P,et al.Fatty acid composition and δ13C isotopic ratio characterisation of pumpkin seed oil[J].Journal of food composition and analysis,2016,53:85-90.
[16]CROFT L R.Stable isotope mass spectrometry in honey analysis[J].trends in analytical chemistry,1987,6(8):206-209.
[17]MARIJAN N,DORIS P,NIVES O.Discrimination between Slovenian cow,goat and sheep milk and cheese according to geographical origin using a combination of elemental content and stable isotope data[J].Journal of food composition and analysis,2016,52:16-23.
[18]KARMEN B B,KLEMEN E,DARJA M,et al.Isotopic and elemental characterisation of Slovenian apple juice according to geographical origin:preliminary results[J].Food chemistry,2016,203:86-94.
[19]CAMIN F,DORDEVIC N,WEHRENS R,et al.Climatic and geographical dependence of the H,C and O stable isotope ratios of Italian wine[J].Analytica chimica acta,2015,853:384-390.
[20]鐘其頂,王道兵,熊正河.固態(tài)法白酒與固液法白酒的同位素鑒別技術(shù)[J].質(zhì)譜學(xué)報(bào),2014,35(1):66-71.
[21]王道兵,鐘其頂,李國(guó)輝,等.發(fā)酵乙醇中13C/12C分布的影響因素研究[J].釀酒科技,2014(11):6-9.
[22]鐘其頂,熊正河,王道兵.一種鑒別固態(tài)法白酒真?zhèn)蔚姆椒ǎ篊N102384947A[P].2012-03-21.
[23]陳文斌,鐘其頂,王道兵,等.氣相色譜-同位素質(zhì)譜(GC-C-IRMS)測(cè)定飲料酒中乙醇13C/12C比值方法研究[J].釀酒科技,2013(5):143-146.