酒中有乾坤
谈到中国酒文化,人们往往第一个想到的就是诗词:
诗,可抒豪情,酒亦如是;
诗,可诉离别,酒亦如是;
诗,可谈情爱,酒亦如是;
诗,可叹年华,酒亦如是;
喜、怒、哀、乐皆可入酒、皆可如酒、皆可助酒、皆可煮酒,诗亦如是;
“酒与诗”的故事是一个太大的坑,我就不往里填了,话题也有点跑偏,其实今天重点是想介绍一下用GsBP-Inowax色谱柱分析中国三大名酒的结果情况,供君一阅!
中国传统白酒是以粮谷为原料,以酒曲为糖化发酵剂,经蒸煮、糖化发酵、蒸馏、贮存、勾兑而成。不同品牌不同产地的白酒所采用的原材料,发酵等生产工艺都不一样,这就意味着白酒成分非常复杂,主要是醇类,酯类和醛类和其他痕量风味物质。正是由于这些组分含量的区别,所以白酒的香气口感不同。
白酒常见的香型有酱香型、浓香型、清香型等,酱香型味最重(高级酯、高级醇等总含量也最高),浓香居中,清香更低(香型物质总含量也是最低的)。本文所介绍的三种名酒:茅台,五粮液和泸州老窖就分属酱香型和浓香型,并对它们进行成分以及主体香源物质进行分析。
传统上,一般先浓缩进行测定,但由于回收率不稳定,本文所采用的是直接进样法,气相色谱仪7890+FID分析。
以下是检测方法:
仪器:A7890 w/ FID
柱型:GsBP-Inowax, 30m x 0.32mm x 0.40um,订购号:2532-3004
炉温:50°C 5min 5 °C/min 200°C 2min
载气:氢气 @ 1.3mL/min (恒定流量)
进样口:分流40ml/min @ 240 °C, 0.1 μL
检测器: FID @ 260 °C
样品:茅台,五粮液,泸州老窖
进样量:1ul
图一茅台(酱香型)样品测试图谱 (A)峰1-7放大图 (B)峰11-16放大图
图二五粮液(浓香型)样品测试图谱 (A)峰1-6放大图 (B)峰9-16放大图
图三泸州老窖(浓香型)样品测试图谱
峰号 | 茅台 | 保留时(min) | 五粮液 保留时间(min) | 泸州老窖 保留时间 (min) | ||
1 | 乙醛 | 2.640 | 乙醛 | 2.597 | 乙醛 | 2.647 |
2 | 丙醛 | 3.292 | 丙醛 | 3.245 | 乙酸乙酯 | 4.048 |
3 | 异丁醛 | 3.365 | 异丙醛 | 3.318 | 乙醇 | 5.302 |
4 | 甲酸乙酯 | 3.595 | 乙酸乙酯 | 3.988 | 丁酸乙酯 | 7.374 |
5 | 乙酸乙酯 | 4.043 | 乙缩醛 | 4.199 | 戊酸乙酯 | 10.106 |
6 | 乙缩醛 | 4.267 | 甲醇 | 4.498 | 己酸乙酯 | 13.166 |
7 | 甲醇 | 4.555 | 乙醇 | 5.118 | 乳酸乙酯 | 16.605 |
8 | 乙醇 | 5.263 | 异丁酸乙酯 | 5.808 | 乙酸 | 20.086 |
9 | 丙酸乙酯 | 5.419 | 仲丁醇 | 6.990 | 丁酸 | 24.179 |
10 | 异丁酸乙酯 | 5.567 | 丁酸乙酯 | 7.291 | 正戊酸 | 26.550 |
11 | 仲丁醇 | 7.060 | 异戊酸乙酯 | 8.235 | 正己酸 | 28.759 |
12 | 丁酸乙酯 | 7.359 | 正丙醇 | 7.422 | 油酸乙酯 | 35.600 |
13 | 正丙醇 | 7.497 | 异丁醇 | 9.212 | ||
14 | 异戊酸乙酯 | 8.302 | 仲戊醇 | 9.941 | ||
15 | 异丁醇 | 9.322 | 戊酸乙酯 | 10.096 | ||
16 | 正丁醇 | 10.811 | 正丁醇 | 10.702 | ||
17 | 异戊醇 | 12.599 | 异戊醇 | 12.531 | ||
18 | 己酸乙酯 | 13.138 | 己酸乙酯 | 13.134 | ||
19 | 己酸丙酯 | 15.119 | 己酸丙酯 | 15.060 | ||
20 | 乳酸乙酯 | 16.590 | 庚酸乙酯 | 15.980 | ||
21 | 辛酸乙酯 | 19.869 | 乳酸乙酯 | 16.542 | ||
22 | 乙酸 | 19.992 | 正己醇 | 16.651 | ||
23 | 壬酸乙酯 | 21.633 | 己酸丁酯 | 18.679 | ||
24 | 丙酸 | 22.107 | 辛酸乙酯 | 19.842 | ||
25 | 己酸己酯 | 22.949 | 乙酸 | 20.021 | ||
26 | 正丁酸 | 24.141 | 壬酸乙酯 | 21.602 | ||
27 | 未知杂质 | 24.504 | 正丁酸 | 24.084 | ||
28 | 异戊酸 | 25.027 | 正戊酸 | 26.473 | ||
29 | 正己酸 | 28.754 | 正己酸 | 28.685 | ||
30 | 辛酸 | 29.843 | 十四酸乙酯 | 30.801 | ||
31 | 亚油酸乙酯 | 35.829 | 辛酸 | 32.818 |
图一是茅台酒的分析图谱,此酒属于酱香型白酒,因有一种类似豆类发酵时的酱香味。这种酒酒体醇厚,回味悠长。从放大图可以看出峰1-7和11-16分离状况详情:图(A)乙酸乙酯和乙缩醛分辨率为3.69;丙醛和异丙醛分辨率为1.82。甲醇的拖尾因子是1.18。图(B)几种主要醇类仲丁醇、正丙醇、异丁醇和正丁醇的峰形很好。
从成分上分析,酱香酒的各种芳香物质含量高种类多,但其中乙酸乙酯起很大的作用,茅台酒中乙酸乙酯的含量高于五粮液和泸州老窖。它的香味分为前香和后香。前香是由低沸点的醇、酯、醛类组成,起呈香作用;后香是由高沸点酸组成,起呈味作用,也是大家所说的空杯留香的原因。茅台酒的酸度是其它酒的3至5倍,主要以乳酸和乙酸为主。由于乳酸在FID上没有响应,但可以从乙酸的峰看出其含量是大于五粮液和泸州老窖的。高级醇的种类多含量高,其中正丙醇和异戊醇含量特别高。有些峰难以鉴别,如峰27在正丁酸和异戊酸之间出来,由于检测系统限制并没有鉴别出来。
图二和图三是浓香型白酒泸州老窖和五粮液的图谱。这种香型的白酒窖香浓郁,绵甜爽净。图二的放大图可以看出峰1-6和9-16的分离情况:图(A)乙酸乙酯和乙缩醛分辨率为3.72;丙醛和异丙醛分辨率为2.17。甲醇峰形较好,拖尾因子是0.94。图(B)几种主要醇类仲丁醇、正丙醇、异丁醇和正丁醇的峰形很好。
它的主体香源成分是己酸乙酯和丁酸乙酯。有机酸以乙酸和己酸为主,从图谱中可以看出己酸的含量比其它香型酒要高出几倍,其中乙酸含量在此酒中是要略高于己酸的,但由于乙酸在FID上响应较弱,所以峰面积小。五粮液中还有醛类和高级醇。在醛类中,乙缩醛较高,是构成喷香的主要成分。
图三中泸州窖酒的成分相对简单,相比于五粮液中还有其它低沸点的醇、酯、醛,泸州老窖只有几种主要成分乙酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸和正己酸, 这是浓香型酒几种典型的香味成分, 这几种成分含量明显高于五粮液:乙酸和己酸含量比同属浓香型白酒的五粮液要高,己酸乙酯和丁酸乙酯比酱香型白酒茅台高十倍左右。但其它成分含量很低。这种酒几乎不含除乙醇以外的醇类。
酒中一般含有大量酯类和仅次于酯类含量的酸类。酯类主要影响香气,乙酸乙酯、乳酸乙酯、己酸乙酯这三类起主导作用,其他酯类在呈香过程中起烘托作用。酸在酒中起调味作用需要比例适当,含量少则会导致味道寡淡,但过量会酸味重。不同含量的酯类和酸类再加上一些少量醇、酯、醛类形成了每种白酒的独特风格, 如同为浓香型泸州老窖和五粮液这些成分含量就有显著区别, 在下表中列出了这三种酒的特征组分和含量。
表2 三种酒的重要组分及其含量
白酒品牌 | 香味类型 | 重要组分(%) | 特征组分(%) |
茅台 | 酱香型 | 正丙醇(0.134) | 乙酸(0.175) |
异戊醇(0.163) | 乙酸乙酯(0.435) | ||
乳酸乙酯(0.278) | |||
五粮液 | 浓香型 | 乙缩醛(0.018) | 己酸乙酯(0.538) |
乙酸乙酯(0.185) | 丁酸乙酯(0.034) | ||
异戊醇(0.144) | 乙酸(0.047) | ||
乳酸乙酯(0.139) | 己酸(0.31) | ||
泸州老窖 | 浓香型 | 乙酸乙酯(0.16) | 己酸乙酯(0.41 |
乳酸乙酯(0.055 | 丁酸乙酯(0.006) | ||
乙酸(0.065) | |||
己酸(0.239) |
表3 总酸和总脂
白酒品牌 | 总酸 %* | 总脂 %* |
茅台 | 0.229 | 0.93 |
五粮液 | 0.391 | 1.0 |
泸州老窖 | 0.308 | 0.64 |
*含量是由面积归一法来计算的,由于这与FID响应有关且测试中峰面积计算有一定误差,所以得到的只是估值。乙酸由于在FID中响应低,其计算出来的含量也远低于实际值。
白酒中的成分是很复杂的,由于有些成分的含量低或者在FID上响应低,所以在以上的方法中没有列出。为了避免含量低导致未检出,我们通过增加进样量,减小分流比的方法,对比了60m气相色谱柱在38℃起始温度下进行检测的结果。
以下是检测方法:
仪器:A7890 w/ FID
柱型:GsBP-Inowax, 60m x 0.32mm x 0.50um,订购号:2532-6005
炉温:38°C 5min 5°C/min 200°C 20°C/min 260°C 6min
载气:氢气 @ 1.3mL/min (恒定流量)
进样口:分流20ml/min @ 240 °C, 0.1 μL
检测器:FID @ 260 °C
样品:五粮液
进样量:6ul
图四. 大量进样后五粮液样品测试谱图
在没有浓缩的情况下,30m的气相柱基本能够实现主要成分的分离且分析时间短。改变升温程序或者增加柱长可以检出一些微量物质,但由于响应值低很难分析,结果并没有得到很好的改善。而相比于这里的38°C,之前的50°C起始温度比较容易达到,减少了冷却时间,有助于快速分析。为了能够检测出更多的物质,可以用以下两种方式实现:1. 尝试以异辛烷为溶剂来萃取,将酒中风味物质浓缩或者用TCD进行测试。2.换用其他固定相的毛细管柱例如6425-6005来达到更好的分离效果。
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第5楼2020/11/03
说到白酒问题我每次都忍不住要提一下:白酒成分跟洋酒有很大不同,不要迷信国外的方法和柱子!
洋酒成分以醇为主,酯和醛较少,所以用wax柱比较多。而白酒酯和醛含量高,特别是乙酸乙酯和乙缩醛很多,这两个在wax柱上与甲醇很难分开。所以做白酒不要盲从国外的方法,wax柱做白酒是不合适的。
国内关于白酒的研究其实已经很多了,LZP-930是现在公认成熟的解决方案。这种柱子实际上就是1701与少量FFAP的混合固定相,极性比1701略微强一点,添加FFAP可以把乙酸往后推,不干扰正丁醇。如果想买进口柱子,用1701柱比wax柱要好,或者用厚液膜的624柱也是可以的。
p3276347
第7楼2020/11/03
谢谢高见