全二维气相色谱（GCxGC）在酿酒行业的应用分析

POLYTECH普立泰科 全二维气相色谱 (GCXGC)在酿酒行业的应用分析 白酒是中华民族历史悠久的独特产物，是世界六大著名蒸馏酒之一，深受国内外广大饮者的赞誉。中国传统白酒中的微量成分十分丰富，囊括化合物种类众多，包含有醇类、酯类、酸类、醛酮类、羰基化合物以及杂环化合物等多种化合物。随着科研技术力量的提升，人们对于白酒中微量成分的认识也越来越深刻。过去几十年科研人员利用气相色谱、气质联用、液相色谱等分析技术可以从白酒中检测出多达数百种的微量物质，但是，这对于微量成分繁多的白酒来说仅仅只是冰山一角，管中窥豹。如表一种所列，茅台酒的研究历史长达40年，随着科研设备的进步，能够分析出的化合物也越来越多了，这对于揭开白酒神秘的面纱起到了决定性作用。特别是近些年全二维气相色谱(GCxGC)体系的应用以来，白酒的研究有了飞跃突破，不仅对于微量的风味成分进行鉴定，还能将超微量的风味成分鉴定出来，正真使得白酒风味成分的研究上了一个新的台阶。 表一茅台研究历程 时间 1966年 1968年 1982年 1991年 2004年 2006年 醚醇类 10 26 27 30 43 155 酸类 15 25 25 27 28 85 脂类 15 39 45 50 62 380 羰基类 8 18 29 32 32 73 酚类 12 9 12 12 96 含氮类 33 36 46 36 芳香族 — — 8 90 其他 — — 2 48 合计 48 120 168 187 231 963 测试方法 纸上层析 GC/MS GC/MS GC/MS GC/MS GCXGC-MS 由于复杂体系分离分析的需要，多维联用技术成为近年来国际上研究的热点。其中，全二维气相色谱(GCXGC)即是近年发展起来的一种高分辨、高灵敏度的分离鉴定技术。与普通的一维气相色谱相比，全二维气相色谱联用技术具有分辨率高、峰容量大、灵敏度高、分析速度快、族分离效应和瓦片效应等优点，因而该技术在复杂体系的分析方面具有其他方法无法比拟的优势，白酒中一些长期分不开的、鉴定不了的微量成分将会随着此技术的应用得以解决。 目前应用 GCX GC 进行白酒研究主要有以下几个方面： 1、发现新的风味成分化合物。如徐占成老师，在“利用 SBSE 和全二维气质联用 (GCXGC-TOFMS)新技术解析白酒香味物质的研究”一文中提到，应用该技术对中国传统名优白酒中的香味成分展开了全面细致的研究，能够从不同名优白酒中分离分析出上千种微量成分，远远多于其他分析技术。中国白酒因工艺特殊性决定了其微量成分十分丰富。目前为止，中国白酒中定性检测到的微量风味成分已经突破1000种，其中可以应用直接进样技术和固相萃取技术进行定性定量的有900余种，但有近100种物质含量在ug或ng甚至更低数量级，这些组分还有一个显著特点，就是隐藏在白酒含量较大组分峰内部，无法通过一维色谱谱图或者气质联用仪器被检测到，这些成分是中国白酒真正的重要风味化合物，它们对白酒风格典型好风格的形成起着至关重要的作用。 2、应用微量成分标记物对酒品进行类型和年龄的判别。 地址：北京市海淀区温泉镇高里掌路中关村翠村科技园15号楼1单元1层邮编：100095电话： 1" Dimension (s) 1" Dimension (s) 如上两图，作者应用呋喃、内脂、挥发酚、缩醛等类化合物进行深入研究，将化合物分布在一个二维时间平面上，这是只有全二维气相色谱才能构筑的化合物分布平面图。最后作者将研究出的化合物用作标记物，作为研究酒年代和种类的依据，并得到了很好的验证。下图为其最后研究结果，从图中可以看出，不同年代、不同类型的酒都有各自不同的标记化合物。 M3Y O5Y▲IOY O15Y +17Y◇18Y口19YA20Y 3、香气贡献值的研究。我们知道，不管是白酒还是红酒，都有一定的香气，那么香气的组成如何检测?每种组分所贡献的香气值该如何进行计算呢? 近几年不仅国内研究人员对于白酒的香气贡献值进行研究，国外也有大量人员在研究红酒的香气贡献值，如“Quantitative analysis of headspace volatile compounds using comprehensive two-dimensional gaschromatography and their contribution to the aroma of Chardonnay wine” 一文中所述作者应用全二维气相色谱研究酒的香气活性值和相对贡献值。研究结果表明，挥发性有机物对于香气的贡献值要远远高于半挥发和不挥发性化合物，其中以辛酸乙酯、己酸乙酯、丁酸乙酯、β-大马酮四类化合物贡献的香气值最高，其含量代表了酒的香味特性。另有43种化合物也有一定的香气贡献，但远远低于上述所述4类化合物。 4、不同酒品的比较。 对于不同酒品的比较的研究非常多，r，一方面这可以识别假冒伪劣产品，另一方面也可以作为不同酒品的对比，从化学组成上就酒品进行高低分类，同时，各个酒厂建立自己产品的化合物谱库，也有助于其推广和打击假冒产品。 地址：北京市海淀区温泉镇高里掌路中关村翠湖科技湖15号楼1单元1层邮编：100095电话： 如上图所示，左图为起泡酒的全二维色谱二维平面图，右图为原酒的全二维气相相谱二维平面图，图中红圈部分标注出其差异组成，通过谱图的对比，我们很容易发现其不同。再者，由于全二维气相色谱具备族组分分离和瓦片效应等分离特点，其不同类型的化合物分布在谱图的不同区间，研究人员很容易就能辨别出其差异化合物为何物。 全二维气相色谱不仅有以上几个方面的应用，还在酿酒工艺的中间控制、酒的口感组成、勾兑酒的勾兑比例、酒品的分类、菌种代谢产物等研究有大量应用，这里就不再赘述了。 酒品的复杂程度使得建立一套快速全面剖析白酒的风味化合物中的关键香气、特征香气与重要香香化合物的方法，建立白酒风味化合物的定性定量方法与感觉结合的技术体系，以及评价体系显得十分必要。 欢迎各位酒品研究专家投稿、交流。 小编在此感谢! 普立泰科 ( 地址：北京市海淀区温泉镇高里掌路中关村翠湖科技园15号楼1单元1层邮编：100095电话： 8610-82735800 传真：8610-82735809 网址： w w w.pltk.com.cn ) 传真： 网址： www.pltk.com.cn 由于复杂体系分离分析的需要，多维联用技术成为近年来国际上研究的热点。 其中，全二维气相色谱（GC×GC）即是近年发展起来的一种高分辨、高灵敏度的分离鉴定技术。与普通的一维气相色谱相比，全二维气相色谱联用技术具有分辨率高、峰容量大、灵敏度高、分析速度快、族分离效应和瓦片效应等优点，因而该技术在复杂体系的分析方面具有其他方法无法比拟的优势，白酒中一些长期分不开的、鉴定不了的微量成分将会随着此技术的应用得以解决。