现代测试方法在葡萄酒香味物质研究中的应用.doc

现代仪器分析技术在葡萄酒中香味物质研究中的应用摘要：香味物质是决定葡萄酒风味、典型性的主要因素，也是衡量葡萄酒质量的重要指标。随着科技的发展，除了可以通过感官评价外，还可以通过分析、总结、概括一些现代分析技术（主要是GCMS技术、电子鼻技术和电子舌技术等）分析酒中的风味物质，利用现代测量仪器的方法科学的分析酒类风味物质的一些组成、含量及特有风味物质的结构等。葡萄酒的香味主要由葡萄品种固有的而且在酿造过程中不发生变化的香味物质，以及葡萄酒发酵和陈酿过程中残剩的香味物质组成，由于这些香味物质在感官性质上相互影响，很难通过感官评价单一化合物的重要性，了解葡萄酒在各工艺阶段产生的不同香气以及对这些香气物质的深入研究将有助于提高葡萄酒的质量1。因此分析和总结现代仪器分析技术在其研究中的应用是非常必要的。关键词：葡萄酒、仪器分析技术、香味物质正文国内外的研究结果表明, 葡萄酒中共有600800 种的各类挥发性化合物, 总量在0.81.2g/L2。化合物种类繁多，且含量甚微，为感官评价增加了难度，同时由于人为的主观因素，导致感官分析评价葡萄酒感官质量的分析结果的重复性和再现性差。这也是感官分析的主要缺陷。因此仪器分析成了葡萄酒感官质量评价的有力补充工具。仪器分析良好的重复性、再现性及定性定量分析功能，使其在葡萄酒产品质量评价、产地和品种鉴别等方面的应用研究成为必不可少的一部分。1非色谱技术模拟人体感觉器官进行香气分析的“电子鼻”(ElectronicNoses)在食品香气的分析上应用较早。该技术主要由不同亲和力的电子气体感应器组成这些感应器由金属氧化物、有机聚合物和水晶、或者铌酸锂等制作而成。与人鼻相似，“电子鼻”识别的不是单一化合物，而是特征性的气味。挥发性化合物与感应器之间的物理、化学变化产生电子信号，电信号随时间的变化曲线即为样品的香气谱图。尽管传感器的灵敏度很高，但检测限度通常只有10-53-4。而葡萄酒中乙醇、二氧化碳和水蒸气对“电子鼻”电子感应器的灵敏度很高，造成感应器过多吸附钝化，影响其他香气成分的信号识别，所以在分析之前，需要先除去这些高含量成分5。Lozano等6用配备锡双氧化物多元感应器的“电子鼻”分析白葡萄酒中的29种典型香气特征，然后用主成分分析(PCA)和人工神经网络(PNNs)处理数据。该方法对不同气味特征的正确区分率能达到977。通常葡萄酒中具体的香气成分需要色谱技术进行分离、鉴定和定量。但如果代表产品质量的一种或多种成分已知，则可用顶空质谱法直接通过已知成分的特征离子碎片定性定量，从而省去费时较长的色谱分离时间。Marti等8采用直接顶空-质谱技术(HSMS)分析葡萄酒中的香气成分，开发了一种葡萄酒香气成分HSMS分析方法和多元统计技术。在供试样品内，该法能够区分不同产地、品种和年份的葡萄酒其分析速度可达10 min样品。HSMS被许多研究者称为另一类型的“电子鼻技术”，因为存在于样品顶空气体总质谱库中的每一离子碎片相当于一种典型的传感器。全扫描质谱图中的特征离子碎片比几个传感器的信号要多的多，所以全扫描分析所得的数据量就足够大采用化学计量学方法筛选特征离子碎片就能得到预期结果。如果预先知道特征离子碎片或范围。就可通过改变质谱扫描的范围调整该法的选择性和灵敏度。这一方法的主要缺陷与电子鼻类似，即不能进行单一化合物的定性与定量检测。2色谱技术色谱技术是分析葡萄酒中香气成分的主要详细定性、定量方法。挥发性物质的检测可以用气相色谱偶联多种检测器进行。最常用的是火焰离子检测器法(FID)，它可以获得样品的全检测香气谱图。为了获得特殊类别化合物的香气谱图，如葡萄酒中的含硫化合物和含氮化合物。可以选择其他的特殊检测器阻8-9。近些年来，气相色谱-质谱联用(GCMS)分析技术是葡萄酒香气成分研究中应用最好的技术，它可以在缺乏标样的情况下，同时定性定量分析样品中多种香气成分10-12。由于GC-MS 得到的总离子流色谱图或质量色谱图的色谱峰面积与相应组分的含量成正比，可以采用色谱分析法中的归一化法、外标法、内标法等进行定量。色谱技术也可以对样品中香气成分进行感官特征检测。气相色谱-嗅觉测量技术(Gas ChromatographyOlfactometry or CCO)在葡萄酒香气成分气味活性的研究中应用广泛。可以进行气味特征和气味强度的分析。在该技术中。经过培训的闻香员类似于检测器，直接对色谱分离的物质进行感官分析。香味物质的研究方法主要有气相色谱闻香法(GC/O)和气相色谱香味萃取稀释分析法(GC- AEDA) 二种主要的方法, 此二种方法已经被广泛应用于葡萄酒、威士忌、白兰地等酒的分析中13- 16。嗅觉测量技术常常与其他检测器(FID，MS)并用，既可定性定量分析香气成分。也可进行香气成分的感官分析，得到对整体香气贡献较大的气味物质20。与气相色谱相比液相色谱很少在葡萄酒香气分析上应用目前主要是用来进行气相色谱分析样品的前处理和热不稳定化合物的分析检测。总结葡萄酒香气是产品感官质量的重要方面。能够体现葡萄酒产品质量和风格特色，因此分析葡萄酒中的香气成分对于葡萄酒产品的质量评价和真伪鉴别意义重大。香气成分的非色谱分析方法是基于气味成分电子感应器的“电子鼻”和基于特征离子碎片识别的顶空质谱法，虽不能定性定量分析单个香气成分，但可通过特征气味和特征离子碎片描述葡萄酒样品的质量特点和风格特色。葡萄酒香气主要的仪器分析方法是气相色谱法。在检测器灵敏度一致的条件下，气相色谱分析的效果取决于香气成分的样品准备。如何根据研究目标选择合适的香气萃取技术和分析方法，如何将仪器分析结果更好地与感官分析结果结合，如何通过合适的分析方法筛选代表葡萄酒产品特征的香气成分仍将是今后的研究重点。参考文献：1王方，王树生；葡萄酒中的香味物质来源，山外葡萄与葡萄酒2005,5；50-512 Ferreira V, Ortn N, Escudero A, Lpez R, Cacho J, Chemical characterization of the aroma of Grenache Ros wines: Aroma extract dilution analysis, quantitative determination, and sensory reconstitution studies, J. Agric. Food Chem., 2002, 50 (14), 4048- 4054.3Mielle P，Marquis FAn alternative way to improve the sensitivity of electronic olfactometersJSen and Actuat且1999，58：526-05354Plutowska B，Wardencki WAromn grams-Aromatic profiles in the appreciation 0f food quadityJFood Chemjtry,2007，lOh 8458725 Mielle PElectronic noses：Towards the objective instrumental characterization of food aromaJTrends Food Sci Techn，1996,7：4324386 陶永生，李华.葡萄酒香气成分的仪器分析方法评述；科技导报；2008,26（24）89-937 Dittmann B，Zimmermann B，Engelen C，et a1Use of the MS-sensor to discriminate between different dosages of garlic flavoring in tomato sauceJ Agri Food Chem,2000,48：2887-28928 Liu HuweiGas chromatography and its appficafionMBeijing：China Chemical Industry Press2000：133-2259 Sun YuqingWang YanzongModem chromatography and its application for pharmaceutical analysisMBeijing: Science Press，2005：71，96，145-154481493,535-56410李华，胡博然，张予林贺兰山东麓地区霞多丽干白葡萄酒香气成分的GCMS分析中国食品学报，2004，（3）：727511陶永胜，李华，王华中国不同产区赤霞珠干红葡萄酒香气成分数据的可视化分析分析化学，2008，36（5）：653657 12 Fan W, Qian M C, Characterization of aroma compounds of Chinese “Wuliangye” and “Jiannanchun” liquors by aroma extraction dilution analysis,J. Agric. Food Chem., 2006, 54 (7), 2695- 2704.13 Grosch W, Evaluation of the key odorants of foods by dilution experiments, aroma models and omission, Chem. Senses, 2001, 26533- 545.14 Fang Y, Qian M, Aroma compounds in Oregon Pinot noir wine determined by aroma extract dilution analysis (AEDA), Flavour and Fragrance J., 2005, 20 22- 29.15 Demyttenaere J C R, Martinez J I S, Verhe R, Sandra P, Kimpe N D,Analysis of volatiles of malt whiskey by solid- phase microextraction and stir bar sorptive extraction, J. Chromatogr. A., 2003, 985 (1- 2),221- 232.16 Ebeler S E, Terrien MB, Butzke C E, Analysis of brandy aroma by solid- phase microextraction and liquid- liquid extraction, J. Sci. Food. Agric., 2000, 80 (5), 625- 630.17 Fan W, Qian MC, Headspace solid phase microextraction (HS- SPME)and gas chromatography- olfactometry dilution analysis of young and aged Chinese Yanghe Daqu liquors, J. Agric. Food Chem., 2005, 53(20), 7931- 7938.18 Fan W, Qian M C, Identification of aroma compounds in Chinese Yanghe Daqu liquor by normal phase chromatography fractionation followed by gas chromatography/olfactometry, Flavour and Fragrance J., 2006, 21 (2), 333- 342.19Lee S J, Noble A C. Characterization of odor-active compounds in Californian chardonnay winos using GC