（环境工程专业论文）白酒非挥发性组分研究.pdf

南京理下大学硕 士 : 论文白酒非挥发性组分研究 abs tract the reare h u ndre d s o f ki n d s o f c 0 m pou n d s 玩c hi n e seal co h o l s ， th e 伪n te n t s o f w h ich d e ci d c th e t a s te s o f d i ffere n t kin d s al coh o l s . t 七 e secom pou n d s can b e d i v i d e d in to v o l a t u e a n d n o nvo l a t il e . the v o l atile com pou n d s werew i l d l y s tu d i e d i u the p a s t ， 伪m p a r a t iv e l y fe wp a per s a bou t th e n o n v o l a t il c werer e ported . thi s h a s a 到 七 ct e d peo p l e 5 u n d e rs ta n d i n g toc 刊 的 e seal cohol . t h enonvol atil ecom pou n d s in d i fferen t 伪i n e se al coh o l s w e rec o m pare db yg a s c hr o m at o 邵 aphi 刁 m as s s pe c t ro met ri c 价c 八 以 s) a 批r de ri vat 泳d w itbbst e a ( n ，0 一 1 5 ( t r i m e th y l s il y l ) tri fl u o ro acet ami de) +t m c s0 d m e t h y l c 址 o ro s il a n e ) re a g e n t t 七ema i nwo rk 、 v e re l istedbe i o w ( 1 ) d i ffere n t p re trea tme n ts 机rer e v i 洲edan d co m p a re d ， inw h ich fi e e z e d rys y s te m werech o o se d a s t b e p rc trea tme n t fo r q u al i tativ e a naly s is a ndatthe stageoft ry in g t he mctho d o f c 址 o m at o gr a p h y ; the m e t ho d o f w at e r b at h w i t h re d u ce d p re s s u rew e reu se d w hen quant it at iv e anal ysis. ( 2)the op生 如al con d i t i o n o f d e ri v a l 吐 a ti onw as曲oose d a ft e r s tu d y i n g t hee 月 免 c l of d i ffer e n t com peu nds whe n t hey w e red e ri v a t 泣 e d a t d i ffere nt忆 m per atures a nd d i 到 七 r e n t t 加e . a n d t h e re s u l tss howed t h a t h e a t e d wi t h w a t e r b a 1 h at7 0ocfor 4( 】 n l inw a s l h e a p p rop ri ate con d i t i on . ( 3 ) s e v e 耐 t ypi cal c h in e seal co h o 1 s wer e co mp ared ， su chasthe m o u 面 sp i ri t ， j i a nnan chu n sp 试 t ， fen 印i ri t ， a n d guoj i aol 5 73. the re s ul tss ho w e d t h atthe con te n tso f thenon v o l a t i u e加 d i 月 免 rent al cohol swe re v c ry d i ffer e n t :thecon t e n ts oft hc non v o l a t i tl c inm 0 u tai w e reth e hi gbe s t ，guoj i ao1 5 7 3w e ret 址 se con d j i ann an c h u n sp in t w e reth e th 词， and fe n s p 州 t w e ret h e l o w e s t ; the rew e rehi 沙con t e n tso f fatt y 硕de t h e r e th y l a n di actic a d din m o u tai sp沉 t ， s od i dj l a n n a n c h u nsp i rit and g u oj i a o l 5 7 3 ，but th e con te n tsi n m o u ta i sp i ri t w e rehi ghe r th a n o th e rs ， a n d t h e rewas a h i 沙 co n te nt of su 脚 in j l a n 刃 目 n c h u nsp iri tan dguojiao巧 73， whi cb w as 叩 to 8 0 .3 6 mg/ l 即n 1 l kfyword s : g oms ， n o n v o l a t i t l e ， d e ri v a 山a ti o n ， c h in e seal coh ol， q u a l i ta t i v e ， q u ant i ta t i vc. 南京理t大学硕 1: 论文自酒 非 挥 发 性 组 分研 究 声明 本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果， 尽我所知， 在本 学位论文中， 除了 加以 标注和致谢的 部分外， 不包含其他人已 经发表或 公布过的研究成果， 也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使 用过的材料。 与我一同工作的同事对本学位论文做出的 贡献均己 在论文 中作 了明确的说明。 研 究 生 、目斗 弃 一初夕 年阴吞 日 学位论文使用授权声明 南京理工大学有权保存本学位论文的电 子和纸质文档， 可以 借阅或 上网公布本学位论文的部分或全部内容， 可以向有关部门或机构送交并 授权其保存、 借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内 容。 对于保密 论文， 按保密的有关规定和程序处理。 研 究 生 签 名 二 聋 涟 一-冲 。 ) 年) 月 了 日 南京理t大学硕 上 论文白酒非挥发性组分研究 1绪论 l l 白酒的香味成分及其作用 白 酒是以高 粱等粮谷为主要原料， 以大曲、 小曲 或曲及 酒母等为糖化发酵剂， 经蒸煮、糖化、发酵、蒸馏、陈酿、勾兑而制成的一个多组分体系，主要的成分是 水、乙醇，二者的总含量约占白 酒组成的 98%，剩下的 2 %是形成名优白酒独特风 味的色谱骨架成分和微量香味成分。它们在白酒中所占比例虽少，但却决定着白酒 的 质量和独特风味 11 。 经过多年的研究证明， 白 酒香味组成极其复杂， 组分种类繁多， 含量范围很广， 经 鉴定已 发现的各种香味成分约3 4 2 种， 其中定 量检出1 50余种， 它们分别为醇类3 6 种， 酷类99种， 酸类55种， 碳基化合物20种， 缩醛37种， 芳香族化合物26种， 含氮化合物 38种 ，吠 喃 化 合 物7 种 ，含 硫 化 合 物6 种 ，醚 类14种 ，芳 香 烃 类1 种 ，其 他3 种 12 。 采 用 现代分 析技术虽然在白 酒中已 经检测出数百 种组分， 但仍然有 很多未 知的 组分有待 发现和 确定， 这些组分大多是难挥发的物质。 表1 .1 茅 台 、 剑 南 春 等 名 优白 酒 香 味 成 分 气 相 色 谱 分 析 结果 1】 ( m 岁 l) 成分茅台酒剑南春汾酒二花酒液态酒 甲醇2 1 02 (xj1 7 4652 1 6 正丙醇2 2()2 3095l97752 第三一 j 醇43一一一一 仲 j 一 醇4 5l 3()3 3一1 8 1 异一 j 一 醉1 7 21 401 1 64 6 25 69 正 j 醇954 3on820 第二戊醇4 7+ 第二戊醇1 19+一一一 异戊醉礴 6 93 4 05469 60741 正戊醇4 9 63 月 d5 4 69 6()741 正己醉2 7n一一一 庚醇1 01十+一一一 辛醇5 620一一一 甲酸乙醋212136 乙酸乙酣1 4 701 250305 92 293 1 0 丁酸乙醋2 61342 戊醇乙醋531 01 乙酸异戊醋2623 己酸乙醋4 24245 02210 南京理工大学硕 1 : 论文白酒 非 挥 发 性 组 分 研 究 -n|. 一一10卜63 -一，二，瓦飞， 一-匕，6，; 1-35 一-94).二 一一92 3 1 34 26161894569 1 3 7 8 1 34 5 3一一一一 +1十 2二2841 50582221371417122772 6911051203+40+ 9 7 3 216205 135一一一12 5 5 01 4o 120.2 1625 68ll r- 0- 庚酸乙醋 辛酸乙醋 乳酸乙醋 甲酸 乙酸 丙酸 丁酸 异一 j 一 酸 戊酸 异戊酸 己酸 庚酸 辛酸 乳酸 甲醛 乙醛 丙醛 己酮 丁二酮 异戊醛 正己醛 正戊醛 糠醛2 94 注:十 + 或十 表示迹或极微量。 从表 1 . 1 可以 看出，白 酒的香 味成分主要是 酷类、酸类、 醇类和其他物 质。 l l i 醉类物质 酷类是具有芳香性 气味的 挥发性化合物， 是构 成酒 香的主要物质， 对形成各种酒 的典型香起决定性的关 键作用。 酒类中的 醋类主要是c l 一c 18的 碳直链脂肪酸醋。 1 2 个碳的脂肪酸醋香气弱，持续时间短;3 一5 个碳的脂肪酸的酷具有脂肪臭，酒中含 量不宜过多;6 12个 碳的 脂肪酸醋香气浓， 持续时间较长，12 个碳以 上的 脂肪酸醋 几乎没有什么香气。 白酒中的酷类以乙酷类物质为主，主要为乙酸乙酷、己酸乙酷、 乳酸乙酷， 三者 之和占 酒的总酷量的85%以 上， 故称为 三大酷。 三大酷含量的 变化， 对酒的风 味有着 决定性的影响。 乙 酸乙 酷浓时呈苹果、 香蕉香， 稀时呈 凤梨香和菠萝香; 已酸乙 酷浓 南京理t大学硕 七 论文白酒非挥发性组分研究 时呈辣味和臭味、 稀时赋予白酒特殊的窖香;乳酸乙酷具有香不露头的特征，对酒的 口味有浓厚带甜的感觉，浓时带涩味。 三大酷的含量和相互之间的配比不同，构成了白酒的不同风格。 例如:己酸乙酷 是沪香型白酒的主体香气成分， 乙酸乙醋是汾香型白酒的主体香成分， 而乳酸乙酷在 汾香型白 酒和沪香型白酒中 含量都较高111 。 非 挥发 性的乙 酷主要是肉 豆 寇酸乙酷、 棕 相酸乙酷、亚油酸乙酷、油酸乙醋和硬脂酸乙酷等。 l l z 酸 类物质 酸是白 酒中的重要呈味牲质， 它与其它呈香、 呈味物质， 共同 组成白 酒所特有的 芳香。含酸量少的酒，酒味寡淡，香味短;如酸味大，则酒味粗糙。适量的酸在酒中 能起到缓冲作用，可消除酒饮后上头，口味不协调等现象。酸还能促进酒的甜味感， 但过酸的酒 甜味减少， 也影响口 味。 一般优质白 酒酸的含量较高， 约高 于普通白 酒一 倍，超过普通液态酒的两倍。 白 酒中 的酸类，分挥发酸和不挥发酸两类。挥发 酸有甲 酸、乙 酸，丙酸、丁酸， 已酸，辛酸，其中以乙酸为主，一般在白酒中的含量达0. 5 1 克/ 升，它们对主体香 气既起烘托作用，又起缓冲作用。由于它们能挥发，又具有刺激作用， 所以适当的含 量能烘托酒的主体香，同时酸和醇的亲合性强，能形成酷，增加酒香， 减少酒的刺激 性。 白酒中的非挥发性酸以乳酸为主，其次有苹果酸，酒石酸，柠檬酸、唬拍酸、 葡萄糖酸、肉豆范酸、棕搁酸、亚油酸、油酸和硬脂酸等，它们比较柔和，对酒的后 味 起着缓冲，平衡作用， 使酒质调和，减少烈性，平 衡酒香 ll jl3.玻拍 酸调和酒味， 且利酒体。 柠檬酒， 酒石酸， 酸味 长， 且使酒爽口 ， 过量刺口 。 这些不挥发的有机酸 在酒中起调味解暴作用， 只要含量比例得当， 使人饮后感到清爽利口，醇滑绵柔。若 含量 过高， 酸味重， 刺鼻 121 。 l 1 3 醉 类物质 醇类在酒中占有重要地位，它是酒中醇甜和助香剂的主要物质，也是形成香 味 物质的 前驱物质， 醇与酸作 用而生成各种酷， 从而构成白 酒的 特殊芳香。 白酒中的醇类，除乙醇为主外， 还有以下主要的醇类: 甲醉、 丙醉，第三丁醇、 仲丁醇，异丁醇， 第三戊醇、第 二戊醇、 异戊醇，正戊醇、己 醇， 庚醇，辛醇、 正丁醇、丙 三醇、异丙醇， 2. 子 一 丁二 醇等。白酒中含 有少量的高 级醇赋于白 酒特 殊的香 气，并起衬托酷香的 作用， 使香气更完满，这些高级醇在白 酒中既是芳香 成分，也是呈味物质。高 级醇在酒中的 含量多少，以 及各种醇之间的比 例，给白 酒的风味以重要的影响。 酒中除了上述的高 级醇外， 还有若干多元醇， 例如甘油 ( 丙 三醇) ， 2 ， 3 一丁二 醇， 环己六醉，甘露醇等，它们是白酒中的甜味物质。 甘油具有甜味，使酒带有 自 然 南京理一大学硕 l 论文白 酒 非 挥 发 性 组 分研 究 感， 适量 添加，使 酒有柔和、浓厚之感. 丁四 醇( 赤 癣醇) 甜味大于蔗糖两倍， 戊五 醇 ( 阿 拉伯糖醇) 也是甜味 物质，巳六醇 ( 甘露醇) 有很强的甜味， 使酒 有水果的 甜味， 这 些多元醉均为粘稠液体，都能给白酒带来丰满的醇厚感。 醇类中的 卜 一 苯乙 醇， 是构 成白 酒风格香的必要 成分， 给酒带来 类似玫 瑰的香 味， 持久性强，过量时带来苦涩味。 醇类还可以和脂肪酸结合生成醋，或多或少地增加酒 香。 l l 4 多阶类化合物 多酚类物质是一类含有苯环结构的有机化合物， 在苯环的不同部位有 “ 。 o h ” 等 取代基。 根据其 结构的 不同， 可将多酚类物质分为两大类: 非 类黄酮类( 加nnavo lloi d s) 和类黄酮类( fl avo noi d s)。 非类黄酮类依其分子结构的不同可分为安息香酸类( benzo ic 硕d ) 苯甲 醛类( 价nz a l d e h y d e ) 、 肉桂酸 类( c in nam i c acid ) 、 对轻基乙 醇类( c innamal d e ) 等 几 类 ; 类 黄 酮 类 分 为 黄 酮 醇 类、 花 色素 类 和 黄 烷 醇 类， 每 类 包 括 很 多 种 1叼 。 酚类化合物在各种类型的白酒中，均存在不同的量， 4 一乙基愈疮木酚、 丁香 酸、香草酸、阿魏酸、酪醇、水杨酸等，在茅香型酒中含量较多，起呈香作用，在 其它类型的白酒中起助香作用，并能烘托主体香气，使酒味绵长，但这类物质的含 量要恰当， 过量往往会使 酒的典型风格失真151 。 l l s 毅基化合物 具有拨基的醛类对形成酒的主体香气有一定作用，酒香与醛类化合物的含量 与 种类有密切关系。白酒中的醛类包括甲醛、乙醛，丙醛、丁醛， 戊醛，已醛、 庚醛，糠醛，乙缩醛等. 乙醛是白酒的主要醛类化合物，从卫生角度考虑，其含量应低于0. (x x) 2 %， 实际上， 名、 优白酒中的乙 醛含量都较高，茅台酒 达 0 .0 7 %，沪州 特曲、五粮液 为0. 0 3 一0. 0 7 %。乙醛味冲辣，富有亲合性，可以和乙醇缩合而减少醛的刺激，贮 存时间一长，则乙醛与乙醇缩合的量就多，乙醛的刺激味就大大减少.而形成的 乙缩醛的量为乙醛量的 3 一4倍，优质酒的乙缩醛含量高达 1 00 毫克 / 1 00 毫升以 上， 成为白 酒的主要成分之一，而 液态 法白酒所 含的乙 醛、乙 缩醛的量都很少 11- 13 1 l l 氮基 酸: 迄今为止，自 然界中己 经发现了50 多 种氨基酸， 其中 参与蛋白 质合成的氨基 酸只有 20 多 种， 称为基本氨基酸. 氨基酸主 要有两种存在形式， 一种是以 游离态 存在于生理体液 ( 血浆、尿) 、 食品 ( 酒、饮料)中， 另一种是以结合态存在于肤 和蛋白质中。 白 酒中含有极少 量的 氨基酸， 而啤酒和果酒相比白 酒则 含有较多的氨基酸。 有 报道称这种现象的原因在于白酒中的游离氨基酸和还原糖发生了美拉德反应， 生成 南京理工大学硕 卜 论文白酒 非 挥 发 性 组 分 研 究 了毗啧、毗 睫等杂 环化合物161 。具 体反应机理见图l l 。 图 l l美拉德反应反应机理lel 1 .2白酒分类及其风味特点 白酒香气成分的含量虽然极微小，但在恰当的配比下，却使白酒具有优美的特 殊的芳香。各种酒的香气特征是它的香气成分的量的平衡表现。白酒中的香气成分 不管怎 样复 杂， 在每种型、 格的白 酒中 ，总有一个主体香和附加香成 分， 合起来组 成白酒的典型香。 1 9 63 年第二届全国评酒会以后， 根据各种酒特有的酿造工艺所生 产出的独 特风格， 逐步 确认了 酱香型、 浓香型、 清香 型、 米香型及其它香型， 这就 是我国白 酒的5 大香型. 在其它香型中， 又分出凤型、 特型、 药香型、兼香型、 豉 香型、 芝麻香型等6 种。 这种方 法按酒的主体香气成 分的 特征进行分类， 在国 家级 评酒中，通常都采 用这种方法11 门 。 l 2. 1 佑香型 又称茅香型，以 贵州茅台酒为代表，国家 名酒还 有四川郎 酒。 主体香型 成分目 前尚未确定， 初步 认为 是一组高 沸点物 质。 成品茅台酒由酱香、 窖底、醇甜 等不同 类型茅台酒精 心勾兑而成， 酒精 度 52一 53 度， 其风格特点是:酱香突出， 香气柔 和幽雅，香而不艳，柔而不 淡; 酒体醇厚，回味绵长。 颜色允许微 黄，香 味细腻、 复杂、柔顺， 酷香 柔雅协调。 酒味大于 香， 苦度适中， 酒度虽低而不淡。倒 入杯中 过夜，香气持久不失，饮后空杯香气犹存，具有空杯留香之绝珍。 南京理一大学硕 l 论文自酒 非 挥 发 性 组分 研 究 酱香型酒的香 味按嗅比法来划分， 可分为 前香与后香两部分， 前香主要是由 低 沸点的醇、醋、醛类物质组成，起呈香的作用。后香是由高沸点的酸性物质组成， 对呈 味 起主 要 作 用， 它是 空 杯 香 的 构 成 物 质 igj 。 在 高 沸 点 物 质 中 ， 糠 醛 含 量 很 高 ， 是构 成焦香的 成分。 除糠醛外， p 一 苯乙醇的 含量比 清香型酒和浓香型酒高三倍， 在 空杯香中，它的香 气是明 显的。 另外，酚类化合 物的 香草醛、 阿魏酸， 丁香酸等， 这些高沸点物质，对提高酱香有一定的作用。再者，由于酱香型酒生产过程中温度 较高，热化学变化产生的香味物质亦可能是其特点， 例如已检出的四甲基毗啧比其 他香型酒的含量要高。 酱香型白酒尤其是茅台酒的香味成分极为复杂，对其主体香味的组成情况，目 前尚无定论，一般认为，高沸点的拨基化合物和酚类化合物含量较多，对形成主体 香味 起着重要作 用， 其它酸、 醋， 醇类物质只是作为 助香 成分罢了。 l 2. 2 浓香型 又称沪香型，以四川的沪州特曲为代表，国家名酒还有宜宾五粮液。主体香物 质是己酸乙酷和适量的丁酸乙酷，伴有适量的糟香和微量的泥香。其风格特点是: 窖香浓郁， 绵柔甘冽， 香味协调， 入口 甜， 落口 绵， 尾净余长。 沪香型白 酒产量 大， 种类多，有的是爆香，有的是柔香，有的是落口闭，有的是落口散。但共性是香味 浓郁，窖香糟香口味协调，入口 甜并有回甜，即 “ 无甜不成沪o 浓香型的主体香味成分是己酸乙醋和丁酸乙酷，这是窖香的主要成分。浓香型 酒的己酸乙酷要比酱香型酒高几十倍，在口味上绵甜甘冽是其特点，主要是由于存 在丙三醇、双乙酞和 2 ，3一丁二醇等绵甜物质的缘故。另外还有有机酸对协调口 味起很大作用，沪型酒的有机酸以乙酸为主，其次是乳酸和己酸，它的己酸含量比 其它香型酒要高得多。此外，还有醛和高级醇。在醛类中，乙缩醛较高，据说是构 成喷香的主 要成分。 高级醇类在浓香型酒中的 含量比 较少， 它和酷的比 例仅1 : 0 . 1 8， 与其它香型比较起来，也是比较低的。 1 .2 3 清香型 以山西杏花 村的 汾酒为代表，降度以 前酒精 度为 65 度， 主体香 物质为乙酸乙 酷和乳酸乙酷 ( 主要是衬托作用) 为主， 总酷 含量比 浓香型，酱香型 低， 它主要突 出了乙酸乙酷和乳 酸乙 酷的比 例协调， 含有比 其他香 型白 酒较多的 唬拍酸二乙酷， 代表着传统白 酒的 风格。 清香型酒的风 格是清香 纯正诸味协调， 醇甜柔 和， 余味爽 净。 它的主 体香 味成分是乙酸乙 酷和乳酸乙醋。 从总酷来说，它比浓香型、 酱香型 都低， 而且 突出了乙 酸乙 酷。乳酸乙 酷与乙酸乙 酷的比例协调，其比 值仅为0. 3左 右。己酸乙酷含量很低。另外，还含有较多的多元醇， 双乙酞、2 ，3 一丁二醇等甜 味芳香物质，所以醇甜爽净。 l 2. 4 米香型 南京理t人学硕 1 : 论文自酒 非 挥 发 性 组 分 研 究 以 大米为原料， 采用半固态工艺生 产. 代表酒有广西三花酒、 全州湘山 酒、 长 乐 烧等小曲 米酒， 主体香型 物质为 乳酸乙 酷和p 一 苯乙醇，乙 酸乙酷也 较多， 所含的 高级醇也比一般白酒要高。米香型白酒的特点为:蜜香清柔、幽雅、纯净，入口绵 甜，落口爽净，回味怡畅。从酷的含量看，米香型酒中仅有乙酸乙酷和乳酸乙酩， 基本上不含有其他酷类，也是它的特点之一，再和其它微量的醇，醛类，构成其风 味特征。 l 2. 5 其它香型 其他香型的 酒主要是一些工艺独 特、 香型别 具一格， 对其香 型定义及主 体向 其 成 分有待进一步确定， 或是以一 种香 型为主 兼有其他香型的白 酒， 如风格香气馥郁、 药香 舒适、 醇甜味浓、 后味爽快的董酒闭 。 其他香型的酒多数兼有 两种以 上主体 香， 其闻 香、口 香和回 香各有不同， 具 有一酒多香的 风格， 如: 药香型， 凤香型， 兼香 型，特型，豉香型和芝麻香型等。 在这一类酒中， 以 董酒为典型， 董酒的风格是香 气馥 郁， 药香舒展， 醇甜味 浓， 后味爽快。董酒的主要香气成分是乙酸乙醋和乳酸乙酷，其次为丁酸乙醋， 药香以 肉桂醛为主， 在口味上，由于含酸量较高， 而且含有比例协调的丁酸，故风味特殊， 有人 认为带 有豆腐乳香气。 l 3资香型白酒二 茅台酒的香味成分和风格特点 贵州茅台酒是世界著名蒸馏名酒之一， 她和法国科涅克白兰地、 英国苏格兰威士 忌并列为世界三大蒸馏酒。她以酱香突出，幽雅细腻、醇厚圆润、留香持久的独突风 格， 优秀品质， 深受国内外消费者青睐， 她是中国白酒代表， 在中国现代和当代的政 治、 经济 和外文舞台上发挥了 积极的 独特作用， 是中华民 族的 宝贵遗产， 是东方食品 的骄傲。 茅台酒继承着我国酒业文化和历史， 独特的生产工艺和独特的品味风格代表 了中 国白 酒的精华19 。 茅台酒的风格是酱香突出， 优雅细腻，回味悠长。酱香的主要成分是什么，至 今还没有确切的结论，过去曾认为是 4一乙基愈创木酚，但是 1 979年胡国栋的研 究结果证明，它只是酱香型酒中重要成 分之一，还不 算是 特征香的 成分门181 。日 本 人曾 认为酱香型白 酒中 重要成分是: 4 一轻基一双 或5 ) 乙 基一5 ( 或2)甲 基一3 ( 2 均 吠 喃 酮 ( 简 写为hem 玲 ， 它 具 有 脆 饼 的 浓 厚 甜 香 。 从 酱 香 酒 的 成 分 分 析 来 看， 它 的 成分是比较复杂的，各种芳香物质含量都高，而且种类也多。在是否存在特征香成 分明确之前，以复合香味来解释酱香型酒的香味是比较恰当的。 茅台作为中国酱香型高档白酒的典型代表，具有极其独特的、无法复制的品位 风格.由于酱香香味物质种类数量非常多，除了低沸点的醛类、酷类外，茅台酒还 富 含高沸点化合物， 是各香型白 酒相应组分之冠。 这些高沸点 化合物包括了 高沸点 的有 机酸、 有机醇、 有机醋、芳 香酸和氨基酸 等。 这些高沸点化合物的 存在，明 显 南京理一大学硕 卜 论文自酒 非 挥 发 性 组分 研 究 地改变了香气的挥发速度和口味的刺激程度。 茅台酒富含有机酸及有机醇，其中乙酸，乳酸和正丙醇含量很高，这些小分子 酸及醇一般具有较强的酸刺激感和醉刺激感，而在茅台酒的口味中，并没有体现出 这样的尖酸口 味 和醇刺激性， 感到的是柔和的酸细 腻感 和柔和的 醇甜感。 这与高 沸 点化合物对口味的调节作用有很大的关系。在茅台酒的香气中，它的香气挥发并不 是飘逸和强烈， 而表现出 香气幽雅而持久， 特别 是在它的 空杯留 香中， 长时间 地保 持它原有的香气特征，这种特征也与高沸点化合物的存在有直接的关系。 除酱香型白酒含有大量的非挥发性组分外，清香型白酒如汾酒、浓香型白酒如 沪州老窖等类型的白酒中也含有一定量的非挥发性组分， 这些非挥发性组分对清香 型和浓香型白酒的风格口味起着不同程度的贡献，影响着白酒的风味。 白酒尤其是酱香型茅台酒富含高沸点化合物这一组分特点，是决定白酒的某些 特征的一个重要的因素。采用现代分析技术特别是气相色谱技术，已对白酒中挥发 性、半挥发性组分进行了深入研究，已检出的单体有数百种之多。但仍然有很多种 组分有待发现和确定， 这些组分大多 是难挥发的物质， 这个缺陷 严重 影响了 人们对 白酒的全面了解。 表1 .2名 优白 酒 高 沸点 香 气 成分 含 量 ( m 留 l oo m l) ll 成 分茅台酒剑南春 .9石363 424住 门了，1月f闷 2.4.2.5. 辛酸乙酷 壬酸乙酷 癸酸乙酷 丁乙酸二乙醋 3 一 乙酸苯乙醋 月桂酸乙醋 肉豆翘酸乙醋 棕搁酸乙醋 油酸乙醋 亚油酸乙醋 2， 3-丁二醉 癸醇 p 一 苯乙醇 月桂酸 肉豆翘酸 二花酒液态自酒 09 1。 .48 1-526.51986.4 仓 740 一 6 5 0 一 5 8 72.813.60.961.06 3.41，91.62.80.43 :6石沸75 85450. 3o .1 0 一 4 20 . 9 1 6 .o3() .5 1 0 51 16 114洲0.3843.12.77 5 0 一 2 5 1 . 1 l 7 0 一 3 8 0. 34 3 3 一 2 0 . 06 0 注6 ，1二 : 23 0.410.04”0.7029 ，口勺矛 3.0.0. 1836.40.18170.250.74 南京理工大学硕士论文 白 酒 非挥 发 性 组 分 研 究 1 .4 色谱技术在白 酒组分分析中的应用 长期以 来人们对白 酒中香味 物质的 研究主 要集中 于其中 的挥发性、半 挥发性组 分， 对这些组分的 检测基本上都是采用气相色谱或气相色谱与 质谱联用技术。 采用气相色谱法分析白酒香味组分的工作始于1 9 69年， 中国食品发酵工业研究院 与中科院大 连化物所 合作， 万良 才、 胡国栋首次对茅台酒香味 组分进行了 剖析研究， 采用了包括填充柱、 毛细管柱和制备色谱在内的一系列分离方法以及红外、 质谱等鉴 定技术， 从茅台酒中定性鉴定出50种组分， 从而奠定了在我国采用现代色谱技术分析 白 酒的基础门 。 1 9 76年内 蒙古化工所 沈尧坤使用了 d n p 填充 柱， 使白 酒中的甲 醇、 杂 醇油以及乙酸乙酷、己酸乙 醋的 测定分析变得简便实用171 。 20世纪80年代进入实际应用的高效 石英毛 细管色 谱柱具有极高的分离效能， 在解 决了耐水与溶剂的关键问题后， 很快进入了白酒直接进样的分析领域， 并获得了快速 的推广和广泛的应用110 llllj 。 胡国栋等运用毛细管色谱柱技术， 准确测定了白 酒中 c z . cls 的 20 种 游 离 脂 肪 酸 及 三 种 苯 竣 酸 112 1 ， 王 忠 彦 等 检 测了 白 酒 中 的 色 谱 骨架 成 分， 并例举了 部分名优白 酒的成分 含量11 ， 吴天祥，王 利平等 用气质联用 ( g c 月 吸 5) 分析 了茅台王子酒的香气成分， 测定出茅台王子酒香气的主要成分， 加深了对茅台酒的认 识1 1 3 1 。 l 4. 1对有机酸的 分析枪侧 白 酒的酸类物 质中， 甲酸、 乙 酸、 丙酸、 丁酸等低碳脂肪酸属于 挥发酸， 其中乙 酸是主要的挥发性有机酸; 白酒中的非挥发性酸以乳酸为主， 其次有苹果酸， 酒石酸， 柠檬酸、玻拍酸、葡萄糖酸等。 对低碳脂肪酸的检测， 国内 沿用较久的是节酷化法以 及丁 酷化法l7lll 】 ， 对于己酸 以上的高碳脂肪酸的分析则多用甲酷化法。 这些方法各有所长， 但它们都需要衍生为 酷类后才 能进气相色谱分析测定， 所以操作繁琐， 并且溶剂的反复萃取会影响测定结 果的准确性。 进入八十年代， 随着毛 细管 柱色谱技术的 进步， 使脂肪酸不经衍生而 直接供 g c 测 定成为 可能。 cz一 c s的游离短 链脂肪酸 可以 通过酒 样直接进样进行测定， 而对 c g以 上的长 链脂肪酸的 测定 还较为繁琐， 但可以 不经过衍生 化的 处理。 胡国 栋等将酒样经 中和、 浓缩后没有 经过衍生直接注入毛 细管色谱柱，经过气 相色谱 质谱鉴定并且 采 用三种内标物定量， 准确测定出了白酒中的c z 一 毛18的二十种游离脂肪酸以及三种苯 梭酸 11 51 。 进 入 九 十 年 代 高 效 毛 细 管 柱 直 接进 样 测 定白 酒 微 量 香 味 组 分 法 就 不 再 需 要 萃 取、 衍生 这些繁琐的 操作，因 此更为简单实用l 111 71 ，该方 法可以 在未经任何前处理 的情况下 将白酒直 接注入毛细管柱， 并使包括醇、 酷、 酸、 醛、 毗啧及 缩醛在内， 多 达60 余种的“ 骨架” 组分， 通过一次进样分析， 即 可取得较为准确的定量结果， 因而 是目 前从事白酒色 谱分析的 首选技术11 8 。 南京理工大学硕七论文白酒非挥发性组分研究 但是如果未经衍生而要采用 g c 法直 接测 定乳酸， 或其它轻基、 酮基取代酸、二 元 酸等不挥发酸 ， 技 术上还有些难度， 不过采用液相色 谱法( hl，lc) 或离子色谱法 ( i c ) 则 是 这 个 解 决 问 题的 合 适 途 径 之 一 18 。 并 且 用 气 相 色 谱 ( c c ) 测 定 有 机酸 时 ，常 因 酸 的沸点较高、 不易 气化而需要先对其衍生再进行 测定 或经过一 些其他的前 处理 ， 方法 繁琐11 91 一 【 22; 又因 有机反应不易定 量进行而直接影响 测定 结果的 准确性。 而高效液 相色 谱( hl， lc) 测定有机酸时， 显著地比 g c法简便， 在测定芳香族 有机酸和多元酸时更 是如此12 3 1 一 1 25 1 。 近年来，对 ( 反相)高效液相色谱应用的报道层出不穷，( 反相)高效液相色谱 ( rp一 hp lc) 在分析有机酸方面得到了 广泛的应用 1 26 1 一 1 301。早期的 有机酸 液相色谱 测定方法， 大多是采用阳离子交换法分离， 然后以示差检测器检测。因其检测器影响 因素多，灵敏度低，样品需要富集。 目前反相高效液相色谱是应用最广泛的液相色谱法， 已用于各种有机化合物的分 离， 在食品、 医药、 生物分析等领域中起着重要作用。用高效液相色谱法分析食品中 有机酸不仅简便、快速，而且选择性好，准确度高。 rp 一 h p i 刃在分析测定果汁、白酒 以 及水果中 的非挥发性有 机酸方面也 得到了 广泛的 应用151 ， 一 1341， 实验结果表明: 使用 rp一 h p lc方法可以有效地测定非 挥发 性有机酸， 并且方法简便易行， 具有 较高的 准确 度和精确度。高海燕等应用rp一 h p lc 从果汁中分析测定出了草酸、酒石酸、奎宁酸、 苹果酸、 莽草酸、 抗坏血酸、乳酸、乙酸、 柠檬酸、 富马酸、 琉拍酸等n 种有机酸 1 3 8 1 但是在应用r p 一 h p l c 法测定有机酸时存在对流动相酸度的最佳控制问题，赵景 蝉等对此进行了 较深入的研究。 她们研究并给出了 流动相最佳p h 的选择通 式: 并用 研究得出的 结论选择了 测定甲 酸、乙 酸、 丙酸、 丁酸和丙二酸、 丁二酸、 戊二酸、 己 二酸时的色 谱条件1周，以此论证了他们的结论. 应用hplc来测定葡萄酒中 有机酸的方法也得 到了 广泛的 应用1 切一 【划。 对啤酒中 有机酸 类物 质的 研究也取得了 显著的进展l0 l l 4. 2对氮基酸的分 析侧定 1 95 8 年， s p ac kman 等 首 先 提 出了 用阳 离 子 交 换 色 谱 与 柱 后荀 三 酮 衍 生 结 合 的 方 法分析蛋白质中的氨基酸， 实现了氨基酸分析的自 动化。随后， 人们不断地发展出新 的氨基酸分析方法，柱前衍生反相高效液相色谱法、高效阴离子交换色谱一 积分脉冲 安培 检测法、 毛细管电 泳技术 ( c e ) 141 卜l3 l等相继应用于氨基酸的分析。 氨基酸是黄酒和啤酒中重要的营养组分之一， 在白酒中也含有微量的氨基酸。 利 用 邻 苯 二 甲 醛 (opa) 一 9 一 药甲 基 氯甲 酸 醋 (fm o c) 进 行 氨基 酸 柱前 衍 生 ，反 相 高 效 液 相色谱测定啤酒中 氨基酸含量的 方法， 己 经成功的应用到对麦汁、 发酵液以 及啤酒中 氨基酸含量的检测 研究中 【 441。 南京理工大学硕 l 论文自酒 非挥 发性 组 分 研 究 目 前对 氨基酸的分析多采 用反相高 效液相色谱法， 分析周期至少需要半小时以 上， 后 来 发 展 起 来高 效 毛 细 管电 泳 法 脚 ， 虽 然 有 较 大 改 进 ，但 仍 需 要 采 用 化 学 衍 生 技 术 及 梯 度洗脱以 提高 其分离、 检测性能， 采用衍生化法会费时费力而 且损害准确性， 而且17种 氨基酸( 大多文献报道只能测定17 种) 完全依靠保留 时间来定性， 准 确度不高。 l c 一 m s 脱5 联用技术的发展充分 利用了 三级四极 质谱仪的分离和定性能力， 它在 分析测定氨基酸方 面的 应用使氨基酸分析测定的准确度、灵敏 度显著提高，节省了 样 品 准备时间 和分析时间， 并且能同时分析18种游离的氨基酸【461。 气相色谱一 质谱联用 技术在氨基酸的分 析测定中 也得到了 广泛的应用，取得了显著的 成果 14 刀 一 【5 刀 。 1 .4 j 对多酚的分析 侧定 自 从1 9 81年，ri chard 提出 “ 法国 悖论” 后， 对多 酚的研究就引 起了人 们极大 的兴 趣，许多色谱工作者对多 酚展开了 深入的 研究158一 【 闪 。 这些研究都有力地证 明多酚有很强的预防心血管疾病的作用，能有效防止动脉硬化，并且具有一定的清 除自 由 基、 防 癌、 抗 肿 瘤的 作 用 【65 一 冈。 c . p rocstos ， d. se re li， m ，k o m a iti s 在 经 过 t ms衍生后分别用 rp . h r 比 和 g c-ms分析测定了含有芳香物质的植物，并对两 种方 法进行了 对比 169 。西班牙学者采用液相色谱一 质谱对葡萄酒中的多酚进行了 分 析测定，并对多酚与抗氧化作用的关系也进行了 深入的 研究【 701171 。 在酿制茅台酒的高粱皮壳中， 存在大量的多酚 物质， 表现出涩苦味。经过燕煮和 发酵后， 可转化为芳香物质， 赋予浓香型酒一种特有的香气，因 此，茅台酒相对于其 他白酒而言含有较多的多酚类物质。 到目前为止， 采用衍生化法一 气相色谱从茅台酒 中鉴定出的非挥发性酚类化合物有:对轻基苯甲醛、间轻基苯乙酮、水杨酸、香草 醛、 邻轻基苯乙酸、 邻轻基苯丙酸、对轻基苯甲酸、对轻基苯乙酸、 对经基苯丙酸、 香草酸、4 一 轻基一3 一 甲 氧基苯丙酸、苯丙酸和邻苯二甲 酸等151 。 l 4. 4 对其它组分的 分析侧定 以 烷基 毗嗦为 代表的含氮 化合物是 具有酱 香或焦香风味的白 酒中十分重要的香 味组分， 由 于含量大多 低于l m 岁l ， 因此在分析上颇具难度。 国外 传统方法在用 于白 酒 分 析时仅能 测定少 数几种组分， 余晓等通过对毗嗦解离常数的测 算， 改 进了 提取时的 酸 化条件， 从而实 现了1 次进样从茅台酒中检出36 种含氮化合 物， 其中 2 9种为 烷基毗 嗦类。 含硫的有机化合物在饮料酒中的 含量极其低微， 但由于 它们的香味阐值很小， 因而 对酒的风味具有一定的影 响。 但是对于白 酒中 的含硫化合物测定 ， 国内很少有人 涉及， 其主 要原因是分析 技术 难度过大， 采用f p d检测器虽可获得 特征信号， 但在g c 八 城 5上 却 难觅踪影， 定 性鉴别十 分困 难. l 4. 5小结 现代气相色谱分析技 术进入我国白 酒分析领域， 已 经历了 近 4d个春秋 ， 进入九十年 南京理工大学硕士论文白酒非挥发性组分研究 代中 期后， 随 着国内 外气相色谱 仪器、 柱技术和样品制备方法的日 臻 成熟 ， 国 外对于应 用气相色谱分析测定蒸馏酒香味组分分析技术的报道已日趋减少， 国内的相关研究也 己 鲜见， 但这不 等于气相色谱法在白 酒分析中 的应用研究已 走到尽头， 事实 上， 最近出 现的全二维 ( oc x g c ) 气相色谱仪， 己 为组分复杂的白酒香味 研究提供了 仪器使用 上新的转机 ， 路 鑫、 季克良 等采用目 前国际 上最先进的全二维气相色谱 / 飞行时间 质谱 技术手段详尽地研究了茅台酒中香味物质， 特别是挥发性、半挥发性组分， 从四种单 体酒和 2 个成品 酒中 鉴定出了 8 00多 个组分【 周。 与白 酒口 味 相关的难挥发组分的 研究， 还需要气相色谱一 质谱(gc-m s) 、高效液 相 色 谱( iip“) 及 毛 细 管电 泳 ( h p c e ) 的 帮 助 ，而 固 相 微 萃 取 ( s p m 日 或 固 相 萃 取 ( s p e) 技术在白 酒样品 制备方面的应用，也使 得白 酒组分的 分析测定更加简便易行。 l s本课题研究的内 容和意义 酱香型白 酒尤其是茅台 酒， 它继承着我国 酒业文化和历史。其特殊的工艺 “ 四 高一长”是其他名优白酒所没有的。茅台作为中国酱香型高档白酒的典型代表，有 着 “ 世界名酒”的盛名，它具有极其独特的、无法复制的品位风格。由于酱香香味 物质种类数量非常多，除了 低沸点的醛类、酷 类外， 茅台酒 还富 含高沸点化合物， 是各香型白酒相应组分之冠。这些高沸点化合物包括了高沸点的有机酸、有机醇、 有机酷、芳香酸和氨基酸等，它们的存在，明显地改变了香气的挥发速度和口味的 刺激程度。 清香型白酒如汾酒、浓香型白酒如沪州老窖等类型的白酒中也含有一定量的非 挥发 性组分， 这些非 挥发性组分对清香型和浓香型白 酒的风格口味 起着不同 程度的 贡献，影响着白酒的风味。 白酒尤其是酱香型茅台酒富含高沸点化合物这一组分特点，是决定白酒的某些 特征的一个重要的因素。采用现代分析技术特别是气相色谱技术，己对白酒中挥发 性、半挥发性组分进行了深入研究，己检出的单体有数百种之多。但仍然有很多种 组分 有待发 现和确定， 这些组分大多是 难挥发的 物质， 这个缺陷严重影响了 人们对 白酒的全面了解。 由 于地域、 文化的限制， 国外 对酒类的 研究主要集中 在葡萄酒、 香槟、 伏特加、 郎 姆 酒 等 ， 特别 是 对葡 萄 酒 的 组 成 进 行了 深 入 细 致 的 分 析 1川 。 “ 他山 之 石， 可以 攻 玉” 国外大量的相关资料对我们的研究工作提供了丰富的资料和实验方法，对国 外资 料的 借鉴可以 极大的开拓我们的视野， 促进我们工作的进展。 本文是研究白酒中的非挥发性组分， 探讨白酒中的高沸点化合物组成，提升对 白酒的 认识， 为揭示白酒尤其是酱香型、 浓香型和清香型白 酒的组分 特点 奠定基础。 本文的 研究内 容主要有以 下几点: ( 1 ) 对白酒非挥发性组分的前处理方法的选择和研究; 南京理丁大学硕 t: 论文 自酒非挥发性组分研究 ( 2 ) 对不同 衍生条件的分 析比 较: ( 3 ) 对不同风格口味、不同品牌白酒非挥发性组分的分析比较。 2酒样的预处理和硅烷化 2. 1 主要仪器及试剂 2 . 1 . 1仪器 气质联用仪:s b i m a dsu o p 201 o g c 一 ms联用仪 ( 日本岛津公司) : 旋转蒸发器:r e 一 5 2 a旋转蒸发器 ( 上海亚荣生化仪器厂) : 真空冻 干机: f r e e z e dry s y s te m /f r e e z 0 n e 4 .5 ( l a b c o n co ) ; 纯水 机m i l l i . q ( m il l i 一 加re ) ; 超声波 清洗器: 舒美k 0 1 18 ( 昆山 市超声电 子有限公司) ; 电子天 平: m e t t l e ra e l oo ( m e tu e 卜 tol ed o instrum ent u d 瑞典 梅特勒一 托利 多仪器有限公司) 。 2. i j试剂 酒样:一种典型的酱 香型白 酒 (53 度) 的两种成品酒 (5# 和 6#) 和4 种单体 酒 ( 1 # 醇甜型、2 # 酱香型、7#窑底型和 群陈