基于GC-MS的黃酒檢測應用概況

陳喜東 朱寶生 韋麗婷

摘 要：氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀可用來分析黃酒中各類風味物質(zhì)和微量成分等。本文綜述了黃酒風味感官及物質(zhì)檢測方法的研究進展，分析了氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀在黃酒中的特征風味成分物質(zhì)、安全控制及不同年份黃酒指紋圖譜建立中的應用。

關(guān)鍵詞：氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）;黃酒;檢測

Application of GC-MS in the Determination of Components in Huangjiu

CHEN Xidong1， ZHU Baosheng2， ZHU Liting2

（1.Meizhou Grain Quality Inspection Station， Meizhou 514000， China; 2.Guangxi Institute of Light Industrial Science and Technology Co.， Ltd.， Nanning 530031， China）

Abstract： GC-MS can be used to analyze various flavor substances and trace components in Huangjiu. This paper reviews the research progress of flavor， sensory and substance detection methods of Huangjiu， and analyzes the application of gas chromatography-mass spectrometry in the characteristic flavor components， safety control and fingerprint establishment of Huangjiu in different years.

Keywords： gas chromatography-mass spectrometer （GC-MS）; Huangjiu; detection

黃酒是我國的傳統(tǒng)釀造酒，從誕生到現(xiàn)在已有

4 000多年的歷史[1]，因其富含有機酸、糖類、微量營養(yǎng)成分而備受國人喜愛。黃酒的釀造工藝較為傳統(tǒng)，在生產(chǎn)過程中選用優(yōu)質(zhì)大米或糯米為原料，以酒藥、麥曲、米曲或紅曲作為發(fā)酵劑釀造而成的發(fā)酵原酒。經(jīng)過復雜的發(fā)酵、陳釀等工藝，多層次的理化變化才使得黃酒具有柔和圓潤的口感[2]。氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（Gas Chromatography -Mass Spectromete，GC-MS）有著氣相色譜對測定成分的高效分離和質(zhì)譜對未知化合物的定性鑒定而被廣泛應用于不同領(lǐng)域的分析檢測。利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀可以精確地分析黃酒中微量物質(zhì)的含量，為其特征風味物質(zhì)成分分析、指紋圖譜建立及質(zhì)量控制的形成提供依據(jù)。

1 黃酒風味感官及物質(zhì)檢測方法研究進展

隨著人們生活水平的提高及科技的發(fā)展，喜愛黃酒的人不再只關(guān)注口感、品牌、包裝，而越來越關(guān)注產(chǎn)品的品質(zhì)。因此，研究人員不再局限于風味感官品評，而是借助高級儀器等輔助手段開展儀器感官及成分檢測分析，深層次挖掘黃酒的營養(yǎng)價值，逐漸從感性階段發(fā)展到定性、定量的全面分析階段[3-5]。目前，國內(nèi)外研究者研究出不同的檢測分析黃酒的方法，按照風味感官可分為傳統(tǒng)感官分析以及以電子舌、電子鼻模擬感官的儀器分析。前者的特點是經(jīng)過一定的培訓，人體的舌頭、鼻子可對具有一定閾值的風味物質(zhì)進行感官分析，并能專業(yè)描述;后者是由交互敏感傳感器陣列、信號調(diào)理電路以及模式識別算法構(gòu)成的模擬人的舌頭和嗅覺進行感官分析，按照風味物質(zhì)檢測，主要分為化學法和儀器法[3-5]?；瘜W法主要包括分光光度法、皂化法、滴定法和碘量法，特點是儀器簡單、易操作、成本低，但其靈敏度低，操作較煩瑣，且不能同時測定各種化合物;儀器法主要分為氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用、固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用、固相萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用、攪拌棒吸附萃取氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用和高效液相色譜技術(shù)。采用萃取技術(shù)進行風味物質(zhì)萃取，以液相或氣相色譜作為分離系統(tǒng)，可對強極性、難揮發(fā)、熱不穩(wěn)定性的化合物進行有效分離，與能夠提供相對分子質(zhì)量與結(jié)構(gòu)信息的質(zhì)譜結(jié)合進行定性

分析。

近年來，科學家們?yōu)镚C和MS的改進和替代作了不少嘗試。但似乎沒有一種能夠替代傳統(tǒng)的以GC-MS為基礎的分析酒類風味并證明比它更優(yōu)越的方法。近40年來，GC-MS在風味分析領(lǐng)域占據(jù)著最重要的統(tǒng)治地位，并將繼續(xù)成為主流。

2 GC-MS在分析黃酒中特征風味物質(zhì)成分中的研究進展進展

GC-MS最早誕生于1957年，由Roland Gohlke和Fred McLafferty首先開發(fā)，因體積龐大、易損壞無法商用，至1964年才出現(xiàn)第一臺商業(yè)四極質(zhì)譜儀，1968年實現(xiàn)與電腦聯(lián)用，經(jīng)過數(shù)十年的技術(shù)升級迭代，形成了現(xiàn)在相對成熟和完善的檢測儀器，逐漸由簡單的食品氣味檢測分析發(fā)展到環(huán)境、生物、醫(yī)藥和石油等許多領(lǐng)域成分檢測的定性定量

分析。

LIU等[6]采用頂空固相微萃取法對黃酒中的揮發(fā)性物質(zhì)進行萃取，采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，通過氣味活度值分析氣味特征和強度，從酒樣中共鑒定出64種揮發(fā)性化合物，包括酯類14種、醇類7種、醛類5種、酮類5種、苯衍生物12種、烴類12種、萜烯類2種、酚類3種、酸類2種和雜環(huán)類

2種。

3 GC-MS在黃酒安全控制中的研究進展

3.1 GC-MS在黃酒釀造中危害性物質(zhì)的分析

黃酒從原料篩選到發(fā)酵陳釀成熟的整個過程中，因氨基酸的轉(zhuǎn)化或分解，脂肪類物質(zhì)的脫氫及醇酸發(fā)生復雜的酯化反應，常伴有氨基甲酸乙酯（Ethyl Carbamate，EC）、生物胺等產(chǎn)生。

3.1.1 氨基甲酸乙酯

WU等[7]利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀對從工廠采集的黃酒原料、半成品和成品進行檢測分析，發(fā)現(xiàn)原料中沒有EC的存在，而是產(chǎn)生于發(fā)酵、蒸煮和儲藏過程中。董文靜等[8]利用GC-MS法建立了一種客家娘酒中EC的測定檢測方法，其回收率能達到95.01%～99.88%，相關(guān)系數(shù)r2為0.999 9，檢出限為

1.1 μg/kg，定量限為3.7 μg/kg。

3.1.2 生物胺

XIAN等[9]建立了冰浴輔助氫氧化鈉凈化和GC-MS/MS同時分析啤酒和黃酒中亞硝基胺的新方法，樣品加入內(nèi)標后用乙腈-乙酸乙酯萃取并采用固體氫氧化鈉冰浴凈化萃取液體系。目標物富集后，在HP-INNOWAX石英毛細管柱上分離，采用動態(tài)多反應監(jiān)測模式（MS/MS）測定，亞硝基胺在2～

200 μg/L呈良好的線性關(guān)系，回歸系數(shù)均大于0.999。檢出限為0.5～1.5 μg/kg，3種加標水平的平均回收率在81.5%～121.0%。

3.2 GC-MS在黃酒外源危害物質(zhì)中的分析

谷物原料受到農(nóng)藥污染可能會引起黃酒中的藥物殘留。此外，部分商家為改善黃酒風味，在生產(chǎn)過程中，向低檔黃酒中添加各類人工合成甜味劑或非法添加一些有害物質(zhì)，對健康產(chǎn)生不利影響，所以對外源性危害物質(zhì)的檢測控制顯得異常重要。

李進義等[10]利用氣相色譜-質(zhì)譜建立了黃酒中敵敵畏的測定檢測方法，其在0.05～10.0 mg/L線性良好，r2為0.999 8。液液萃取法平均回收率為89.4%～94.5%，固相萃取法平均回收率為102%～114%。姜文良等[11]采用GC-MS法測定黃酒中甜蜜素，方法快速準確、靈敏度高，線性范圍是2～80 mg/L，最低檢出限為1 mg/L，回收率為85%～100%。

4 GC-MS在不同年份黃酒指紋圖譜的建立中的研究進展

酒類指紋圖譜是借用中藥指紋圖譜的發(fā)展和應用而來，最先發(fā)展起來的是酒類化學成分色譜指紋圖譜，特別是高效液相色譜和氣相色譜。因指紋圖譜能整體反映酒類產(chǎn)品的質(zhì)量，故近年來對酒類指紋圖譜技術(shù)研究越來越廣泛。

朱潘煒等[12]使用固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用鑒別不同年份成品黃酒并分別建立了3年、5年、10年陳釀的成品酒的GC-MS指紋圖譜，同時采用頂空固相微萃取-氣相色譜聯(lián)用質(zhì)譜法分析黃酒的揮發(fā)性和半揮發(fā)性成分，建立1～10年陳基酒的GC-MS指紋圖譜，并發(fā)現(xiàn)不同生產(chǎn)批次的黃酒基酒具有較好的相似性，其相似度值均大于

0.990 0。戴鑫[13]應用氣相色譜-聞香技術(shù)時間-強度法和GC-MS結(jié)合香氣活力值法確定黃酒的特征致香成分，基于黃酒香氣成分通過統(tǒng)計分析對黃酒樣品進行了酒齡、產(chǎn)地的鑒別分類。

5 展望

黃酒種類繁多，主要產(chǎn)區(qū)集中于東部地區(qū)，尤其是江浙一帶。因其悠久的人文歷史，精湛獨特的釀造工藝，得天獨厚的釀造條件和卓越的內(nèi)在品質(zhì)，深受人們的喜愛。隨著生活水平的提高和保健意識的增強，人們轉(zhuǎn)向崇尚健康、營養(yǎng)、保健的新飲酒價值觀念，因此對酒的保健功能的研究也越來越受到重視。黃酒發(fā)展存在的不足主要有幾點：①不同的酒種之間市場化競爭較為激烈，相較白酒和啤酒等，黃酒市場份額較小;②相關(guān)酒企整體實力不強，真正有規(guī)模、有品牌實力的企業(yè)數(shù)量不多，大部分是中小型企業(yè)，部分企業(yè)依然存在設備簡陋、資金薄弱，無力加大科技和市場投入，低端產(chǎn)品較多，品牌效應不明顯的特點;③部分黃酒企業(yè)存在生產(chǎn)粗放、產(chǎn)品科技含量較低、科研力量不強、研究設施不全及科技信息來源有限，往往很難單獨完成某一項科研成果等問題;④多年來主要對江浙一帶的黃酒研究較多，而對山東即墨酒和廣東客家娘酒等其他類型的黃酒研究甚少;⑤目前對這些類型的黃酒研究僅停留在基礎營養(yǎng)價值的層次上，在其原料選擇、工藝優(yōu)化、品質(zhì)檢測以及功能性成分等方面還沒有開展深入的研究。在凝聚黃酒的品牌效應、科技含量，加大科技創(chuàng)新與成果的轉(zhuǎn)化，保證傳統(tǒng)良好風味及品質(zhì)的基礎上改善其工藝條件、提高氨基態(tài)氮的含量、降低殘?zhí)橇?，將對整個黃酒行業(yè)甚至中國酒業(yè)的發(fā)展都具有很好的市場前景及深遠的社會意義。此外，黃酒的釀造工藝如何標準化、規(guī)范化和現(xiàn)代化，實現(xiàn)品質(zhì)的提升也是當下需要解決的研究課題。

參考文獻

[1]王洪燕，張生萬，李美萍，等.GC-MS分析不同地區(qū)黃酒中的易揮發(fā)成分[J].釀酒科技，2015（9）：115-121.

[2]倪贊.中國黃酒保健功能的研究[D].杭州：浙江大學，2006.

[3]王立媛，曹建明.黃酒中揮發(fā)性風味物質(zhì)檢測方法的進展[J].中國衛(wèi)生檢驗雜志，2006（3）：380-381.

[4]魯小利.基于電子舌的黃酒品質(zhì)檢測[D].杭州：浙江大學，2007.

[5]李方舟.黃酒發(fā)酵過程中酒精度與pH值的可見/近紅外光譜檢測研究[D].杭州：浙江大學，2012.

[6]LIU J K，ZHAO W， LI S H，et al.Characterization of the key aroma compounds in proso millet wine using headspace solid-phase microextraction and gas chromatography-mass spectrometry[J].Molecules，2018，23（2）：462.

[7]WU H M，CHEN L， PAN G S，et al.Study on the changing concentration of ethyl carbamate in yellow rice wine during production and storage by gas chromatography/mass spectrometry[J].European Food Research and Technology，2012，235：779-782.

[8]董文靜，何嘯峰，沈潔，等.固相萃取-氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測定梅州地區(qū)客家娘酒中的氨基甲酸乙酯及其食用風險評估[J].食品安全質(zhì)量檢測學報，2021，12（9）：3508-3513.

[9]XIAN Y P， WU Y L， DONG H，et al.Ice-bath assisted sodium hydroxide purification coupled with GC–MS/MS analysis for simultaneous quantification of ethyl carbamate and 12 N-nitrosoamines in yellow rice wine and beer[J].Food Chemistry，2019，300：125200.

[10]李進義，閔國平，方云波，等.氣相色譜-質(zhì)譜測定黃酒中的敵敵畏[J].中國衛(wèi)生檢驗雜志，2019，29（16）：

1935-1937.

[11]姜文良，錢玉根，楊民.GC-MS法測定黃酒中的甜蜜素[J].中國食品添加劑，2008（5）：156-158.

[12]朱潘煒，周建弟，劉東紅.不同年份成品黃酒對照GC-MS指紋圖譜的建立[J].中國食品學報，2012，12（1）：191-197.

[13]戴鑫.基于氣相色譜-質(zhì)譜的黃酒香氣分析和酒齡、產(chǎn)地鑒別[D].上海：上海應用技術(shù)學院，2014.