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药香型董酒中萜烯类物质研究


更新时间:2013-10-6 11:08:52

  董酒是中国老八大名酒,属于药香型(董香型)白酒。其生产工艺独特:采用大曲和小曲两种工艺;制曲时添加中药材;特殊的窖泥材料;以及特殊的串香工艺。制取大曲用40味中药材,制取小曲用95味中药材,每种中药材的添加量是1-10g/kg。董酒的生产采用特殊的串香工艺,在制曲时添加少量的中药材,势必会对董酒的品质与风味产生重要的影响。


     萜类化合物广泛存在于植物中,分子式以异戊二烯为结构单位的倍数的烃类及其含氧衍生物,包括单萜烯类、倍半萜烯类以及二萜烯类化合物等。中药材中含有大量的萜烯类化合物。


     酒类中的萜烯类化合物具有呈香或呈味作用。研究人员对葡萄酒、苹果酒等发酵水果酒研究较多,如2004年Pineiro等人应用固相萃取技术检测葡萄酒中萜烯类化合物。2007年Xu和Fan等人应用液液微萃取(LLE)与顶空固相微萃取(HS-SPME)研究苹果酒的特征香气成分时检测到萜烯类化合物。同年,姜文广和范文来等人应用溶剂辅助蒸馏(SAFE)-气相色谱-串联质谱法检测到酿酒葡萄中30种游离态萜烯类化合物。这些化合物主要来源于葡萄原料。白酒中萜烯类化合物的研究报道甚少。1997年、1998年有研究人员在董酒中检测到3个萜烯类化合物,杜松烯、雪松烯与茴香醚(脑)。本实验研究目标是采用液液萃取与正相色谱技术结合GC-MS检测药香型董酒中的萜烯类物质,旨在更加全面地分析药香型董酒,为进一步研究药材在白酒风味中的作用奠定基础。


     1 实验部分


     1.1 样品和试剂


     药香型董酒(54%vol,董酒股份有限公司提供)。


     戊烷(德国CNW公司,色谱纯),无水乙醚、NaCl、无水Na2SO4(上海国药集团,分析纯),乙醇、鉴定中标明有RI的化合物(Sigma-Aldrich公司,色谱纯);C5-C30烷烃标样(天津光复精细化工研究所,色谱纯)。


     1.2 主要仪器


     气相色谱—质谱联用仪 Agilent GC6890-5975mass selective detector(MSD)、气相色谱-氢火焰离子化检测器 Agilent GC 6890-FID 美国安捷伦公司;DC-12 氮气吹扫仪 上海安谱科学仪器有限公司。


     1.3 实验方法


     1.3.1 液液萃取(LLE)


     液液萃取实验参照Fan等人的实验方法。将50mL酒样用超纯水稀释至10%vol,加NaCl至饱和,再用90mL重蒸后的戊烷:乙醚(体积比为1:1)分3次进行萃取。在分液漏斗中合并3次萃取的有机相共90mL。加入50mL的超纯水,用10%的NaHCO3溶液调pH为10。静置,有机相用10mL的超纯水水洗。水洗后剩下的有机相即为中性/碱性成分,氮吹浓缩到2mL。


     1.3.2 正相色谱分离


     由于中性/碱性组分复杂,采用硅胶柱进一步分离。参照Fan等人的方法,称取20g硅胶,用甲醇溶液浸泡过夜,湿法装柱后,依次用50mL甲醇、50mL重蒸乙醚和50mL重蒸戊烷进行洗柱。将氮吹浓缩后至2mL的中性/碱性组分加入柱中,依次用50mL的重蒸戊烷(F1),100mL重蒸的戊烷:乙醚(体积比为95:5,F2),50mL重蒸的戊烷:乙醚(体积比分别为90:10,F3;80:20,F4;70:30,F5;50:50,F6)和50mL甲醇(F7)洗脱得到7个组分(控制洗脱流速在1-1.5 mL/min左右)。收集各组分,无水Na2SO4干燥过夜,氮吹浓缩至200μL,待GC-MS分析。


     1.3.3 GC-MS条件


     实验采用极性与非极性双柱定性。FFAP柱(60m×0.25mm×0.25μm)分离的色谱条件:气相色谱进样口和检测器温度为250℃,载气为氦气,流速 2mL/min;进样量1μL,不分流进样;色谱柱升温程序:初温50℃,保持2min,以3℃/min升至170℃,170℃保持2min再以6℃/min升至230℃,保持15min。HP-5柱30m×0.25mm×0.25μm)分离的色谱条件:初温50℃,保持2min,再以6℃/min升至230℃,保持15min。其它条件同FFAP柱。
     质谱条件:EI电离源;电子能量:70eV;离子源温度:230 ℃;扫描范围:35 amu-350 amu。


     1.3.4 定性与半定量


     萜烯类化合物的定性通过与NIST 05质谱库(Agilent Technologies Inc.)中标准谱图比对,以及标准品的保留指数(RI)定性;没有标准品的,采用文献报道的RIL定性;否则为临时性鉴定。


     采用归一化法计算峰面积百分比。


     2 结果与讨论


     2.1 药香型董酒中萜烯的鉴定


     通过正相色谱各物质得到充分分离,结果较理想。如表1所示,从董酒中共分离鉴定了52种萜烯类化合物,包括14种单萜烯类化合物、38种倍半萜烯类化合物。其中F1组分分离得到了34种萜烯烃类(见图1),F3和F4组分分离得到了6种萜烯醛和酮类化合物,F5组分分离得到12种萜烯醇类物质。本实验采用正相色谱法分离与鉴定出董酒中的萜烯类物质较文献报道多检测到49种。


     图1 董酒经分离后F1组分在GC-MS上的总离子流图

 


     1.(+)-柠檬油精;2.中药烃A;3. p-伞花烃;4. α-长叶蒎烯;5. β-绿叶烯;6. (-)-丁子香烯;7.长叶松环烯;8. α-古芸烯;10.香附烯;11.α-雪松烯;12.长叶松烯;13.β-石竹烯;15.β-榄香烯;16.α-香柑油烯;17.白菖油萜;19.(+)-桉树烯;21.β-愈创木烯;22.γ-绿叶烯;24.(-)-别香树烯;25.γ-古芸烯;26.γ-蛇床烯;27. γ-衣兰油烯;30.α-蛇床烯;31.α-衣兰油烯;32.β-没药烯;33.β-花柏烯;34.δ-杜松烯;35.γ-杜松烯;36. (+)-Epi-二环倍半水芹烯;37. α-姜黄烯;38.α-杜松烯;39. (+)-花侧柏烯;41.卡拉烯;44. α-白菖考烯


     2.2药香型董酒中重要的萜烯类化合物


     通过峰面积百分比计算可得:p-茴香醛浓度最高(27.21%),其次是白菖油萜(11.31%),δ-杜松烯(7.38%),卡拉烯(5.11 %),樟脑(4.13 %),(-)-龙脑(3.65%),α-雪松烯(3.29 %)。从种类和总峰面积百分比看,倍半萜烯类化合物(54.7%)是董酒中的主要萜烯类化合物,含量较高的有白菖油萜、δ-杜松烯、卡拉烯、α文章来源华夏酒报-雪松烯。单萜烯类化合物峰面积百分比合计为45.27%,浓度较大的有p-茴香醛、樟脑和(-)-龙脑。从萜烯是否含氧分类分析,萜烯烃类有34种,氧化萜烯类有18种。萜烯烃类占总峰面积的52.73%,氧化萜烯类占总峰面积的47.24%。在氧化萜烯类中,只检测到6种萜烯醛和酮,但它们却占了总峰面积的34.21%,尤其是p-茴香醛,说明萜烯醛和酮对董酒的质量影响较大;共检测到12种萜烯醇,含量占总峰面积的13.03%。

表1 药香型董酒中萜烯类化合物的浓度

 


     3 结论


     应用正相色谱技术分离药香型董酒中萜烯类化合物,各物质得到了较好分离,结合GC-MS检测,极性与非极性柱定性,保证了实验的准确性。通过质谱谱库检索、标准品保留指数(RI)比对及参考文献的保留指数(RIL)比对分析,共鉴定出52种萜烯类化合物。


  通过峰面积百分比分析,发现p-茴香醛所占萜烯总峰面积最大(27.21%),其次是白菖油萜(11.31%),δ-杜松烯(7.38%),卡拉烯(5.11 %),樟脑(4.13 %),(-)-龙脑(3.65%),α-雪松烯(3.29 %)等。含量较高的是倍半萜烯类以及萜烯醛和酮,说明倍半萜烯烃、萜烯醛和酮对董酒的品质影响较大。当然,对这些重要萜烯类化合物的风味分析将有利于更加清晰地认识药香型白酒。

 
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