文本描述
浓香型白酒风味成分及检测技术研究进展
——朱定国
课程大纲
前言
微生物群落结构与风味化合物之间的关系
白酒挥发性成分种类分析研究进展
白酒风味物质的主要检测方法
展望
1前言
以浓香甘爽为特点，发酵原料是多种原料，以高粱为主，发酵采用混蒸续渣工艺。发酵采用陈年老窖，也有人工培养的老窖。浓香型白酒 以“无色透明、窖香优雅、绵甜爽净、柔和协调、尾净香长、风格典型”名扬海内外。
浓香型白酒基础
2微生物群落结构与风味化合物之间的关系
浓香型白酒除了己酸乙酯的特征香气外，还具有其它酸、酯、醛、醇等种类众多的微量的具有挥发性香味物质的有机化合物，它们均是构成白酒典型特征风味的重要物质。风味化合物在白酒中相互配合、相互衬托和约束，发挥各自的香味，促使不同特征香型白酒的形成。
曲药中主要微生物
窖泥中的主要微生物
生产浓香型酒，窖泥是基础。窖泥是己酸菌、甲烷菌、丁酸菌的载体。窖泥好坏直接影响浓香型白酒酒质优劣。窖泥中梭状芽胞杆菌
(Clostridium)等各种生香产酯微生物的代谢产物己酸乙酯是浓香型大曲酒主体香味物质。依据其感官特征，窖泥质量可分低级，普通和高级品质 ? ⑸锛蚪?br>2.1主要研究
吴衍庸等（2006）曾经从不同地区的酒窖中分离出多株具有产己酸能力的细菌，产酸率高达 20000 ppm。
郭艺山等（2013）从窖泥中分离出一株高产己酸的菌株，通过16SrRNA 系统发育分析，确定其与丁酸梭菌系统发育关系极为相近。采用浓缩己酸菌液制成的窖泥培养液，使得窖泥中功能微生物菌群得到加强，显著提高原液中己酸乙酯的含量，窖泥生香功能显著增加。
然而，窖泥环境中的微生物群落并非实验室条件下的单一菌群，是己酸菌、甲烷菌、乳酸菌、硫酸盐还原菌、硝酸盐还原菌、生香酵母、霉菌等多种微生物共存的有机整体，是一个复杂相互作用体系。例如，甲烷菌并不直接产生浓香型白酒风味化合物，但是甲烷菌会解除己酸菌代谢产物氢的抑制作用，在同一窖池环境中甲烷菌和己酸菌具有相同的变化趋势。同样，硫酸还原菌、硝酸还原菌的存在并不直接产生呈香物质，但是它们与己酸菌等产氢菌相耦联，实现“种间氢转移”，促进己酸菌等功能菌生长。基于窖泥微生物体系的复杂性，需要从整体微生物群落水平研究窖泥微生物群落与产香化合物组成之间的关系。
人工崔陈
殷涌光[2015]等采用高电压脉冲电场对浓酱兼香型“榆树大曲”进行催陈，结果表明，酒样总酸、总酯和总醛有所增加，而醇类物质含量有所下降， 这与自然陈酿 6
年以后酒样成分的变化趋势相符
林向阳[2010]等通过微波催陈德山大曲酒，
发现新酒的燥辣感消失，口味绵软，后味 较好，老熟效 果明显；
肖利明[2013]等在电磁场下处理新酒，使其生涩味明显减少，陈酒香气逐渐显现出来，乙醇和水分子之间的缔合度增强，酒体变得更加柔和顺口，饱满充实；
向英[2012]等通过低频超声处理豉香型白酒，发现酒中乙酸含量减少，乳酸乙酯含量升高，杂醇油含量略有降低；
张培芳[2009]等通过使用高频电子仪处理半成品酒， 降低了酒体中酯类物质的活性浓度，窖香浓郁，陈味突出，并提高了其稳定性；
刘睿颖[2011]等通过使用超高压水射流催陈新酿白酒， 使醛类物质和杂醇油含量减少，而且随着压力的增加，总酸含量上升，酯类物质含量降低，酒体香味优雅，口感绵和，陈香明显；
3白酒挥发性成分种类分析研究进展
郎召伟[2016]利用 HS-SPME（顶空固相微萃取） 结合 GC-MS 技术对泸型酒蒸馏过程基酒中的风味物质进行检测，共检测到105种挥发性风味物质，大量酯类化合物集中在酒头，从蒸馏开始时的1700.9 mg/L下降.至蒸馏结束时的320.5 mg/L；醇类物质含量从蒸馏开始时的22.1 mg/L下降至蒸馏结束时的11.9 mg/L；酸类物质含量在0～13 min 无较大变化，从14 min开始呈现上升趋势，16 min后大幅上升，蒸馏结束时达到 23.8 mg/L；醛类物质含量从蒸馏开始时的3.69 mg/L 上升至 17 min 时的 18.9 mg/L，随后又下降至14.67 mg/L
张卫卫等[2017]通过对不同等级白酒基酒中11 种典型风味物质含量的测定与分析，结合品酒师的品评结果可以得出：杜康不同等级中白酒基酒11 种典型风味物质中己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸乙酯、己酸 ? 煜灾≒＜0.05）。己酸乙酯与乳酸乙酯、己酸乙酯与乙酸乙酯的最佳比例分别在 1.2∶1 以下和 1.7∶1～1.4∶1，己酸含量为 160 mg/100 mL 时最佳。
胡格等[2013]采用气相色谱方法定量分析了3种发酵期的基酒在贮存过程中的乙醛、乙缩醛、异丁醛和糠醛含量的变化情况，以及醇、酸、酯含量的变化，得出同一种醛类物质同一时间在不同发酵期基酒中的含量，与发酵期短的浓香型基酒比，发酵期越长的基酒，其醛类物质含量越高。
4 白酒风味物质的主要检测方法
4.1 GC-O 技术
是一种发现样品中可能存在的香气化合物的技术, 它将传统的人工闻香与GC 技术结合, 在GC检测器前、色谱柱末端增加一个三通, 将原来直接进入检测器的气流分一路出来, 进行人工闻香。GC-O 常用的方法有香气萃取稀释分析法、香气强度分析技术、Charm 分析等。通常GC-O 技术与气相色谱-质谱联用, 进行化合物的鉴定。
4.2直接进样的GC-FID 技术
GC-FID 是白酒常用定量技术, 主要用于定量白酒中g/L 级或几百个mg/L 级的化合物, 这些化合物通常包括乙酸乙酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、1-丙醇、2-甲基丙醇、1-丁醇、3-甲基丁醇等。
2006 年, Fan 和 Qian 使用该技术研究了五粮液和剑南春酒, 总共检测到 132 种香气化合物, 鉴定出126 种香气化合物。
4.3 样品前处理技术
液液微萃取技术
白酒中一些浓度相对较高(mg/L 级)但极性较强的化合物,比如有机酸类化合物, 这些化合物采用液液微萃取的方法进行定量。
固相微萃取技术
SPME 技术最早应用于白酒研究是2005 年, 后来这一技术已经广泛应用于白酒[、酒醅、大曲、窖泥等的检测, 或用于检测一些特定的目标化合物, 如异嗅化合物、萜烯类化合物、吡嗪类化合物、含硫化合物等。
搅拌子吸附萃取技术
搅拌子吸附萃取于1999 年开发, 该技术比SPME 技术吸附容量大, 因此,与SPME 技术相比, 其检测灵敏度更高、检测限更低、回收率和重现性更好。目前, 该技术已经用于白酒的检测。
4.4 GC×GC-TOFMS全二维气相色谱
GC×GC-TOFMS全二维气相色谱具有分辨率高、灵敏度高、峰容量大等优势，十分适合复杂体系的分析研究；飞行时间质谱具有很高的采集频率，能够实现与全二维气相色谱的最佳配合。再加上仪器自带的高性能数据处理软件，具备自动峰识别以及图谱去卷积解析功能，大大提高了检测分析的灵敏度。
周庆伍等[2015]利用全二维气相色谱-飞行时间质谱( GC× GC-TOFMS) 分析技术同时测定白酒中 10 种吡嗪类物质。得出10种吡嗪类物质线性关系良好，相关系数R2为0.991～0.999，加标回收率为 79 %～96 %，满足白酒中吡嗪类痕量物质定量要求。
季克良等[2014]用全二维气相色谱/飞行时间质谱(GC×GC/TOFMS)研究白酒中微量成分,并对我国主要传统香型白酒中微量成分进行了比较。在相同条件下,酱香型白酒分出963个峰,浓香型白酒分出674个峰,清香型白酒分出484个峰。鉴定出浓香香型白酒匹配度大于800 的组分 873 种。
5 展望
我国依次开展了“中国白酒169 计划”“中国白酒 158 计划”和“中国白酒 3C 计划”，整体性地提高了白酒行业的科技水平，将传统白酒行业引向了现代生物科技，从而使得越来越多的研究者们通过高端仪器分析检测白酒挥发性成分。
仪器分析技术+风味化学结合+GC/MS-O 等技术呈现出明显的优势，而这些技术和方法作为辅助手段在日常分析中广泛应用并加大研究力度。
加大传统酿酒企业和高等科研院校的合作力度，并相互反馈科研及实际生产信息，共同促进传统白酒的世界化。
相信随着检测技术的不断提高和对浓香型白酒的深入研究，浓香型白酒中挥发性成分的神秘面纱将会逐一揭晓，为检测浓香型白酒中的非法添加物提供了基础，成为浓香型白酒质量研究最主要的技术平台。
谢谢大家
2 白酒中主要微生物群落结构
2.1细菌（Bacteria）
细菌的形态：球菌、杆菌、螺旋菌等
葡萄球菌
双球菌
球杆菌
链球菌
四联球菌
八叠球菌
弧菌
螺菌
螺杆菌
酒类中常见的细菌
1 醋酸杆菌(Acetobacter)
作用：将乙醇→（氧化）→醋酸→CO2 ＋H2O
2 假单胞菌 (Pseudomonas)
用 途：发酵生产VB12、丙氨酸、谷氨酸、葡萄糖酸、 色素、α-酮基-葡萄糖酸、果胶酶、生素、类固醇（甾体）的转化，有些菌株可利用烃类生产菌体蛋白(SCP)
3 乳酸菌 (Lactobacteriaceae)
同型发酵——某些菌发酵只生成乳酸
异型发酵——另一些菌不仅生成乳酸，还生成醋酸、乙醇、CO2
4 梭状芽孢杆菌 (Clostridium)
用 途：由淀粉或糖嫌气发酵生产丁二醇、丙酮、丁醇、乙醇、某些有机酸、核黄素等
2.2酵母（Yeast）
酵母是一群属于真菌的单细胞微生物
发酵特性：都能发酵葡萄糖、果糖、甘露糖，生成
酒精和甘油
－ 有些也能发酵半乳糖
－ 一般不发酵戊糖
－ 一些酵母能全部或部分发酵双糖、三糖
(如蔗糖、麦芽糖、乳糖、棉子糖等)
1 啤酒酵母(Saccharomyces Cerevisiae Hansen)
用 途：酿造葡萄酒和果酒，也可用于啤酒、蒸馏酒和酵母的生产
2 汉氏德巴利酵母(D. hansenula H. et P. Sydow)
用 途：能利用酒精作碳源生成乙酸乙酯也可将葡萄糖转化成磷酸甘露聚糖
注 意：是酒精生产的有害菌
毕赤氏酵母 (Pichia Hansenula) 用 途：能利用石油或农副产品及工业废料生产菌体蛋白，有些菌株能生产麦角固醇、苹果酸、磷酸甘露聚糖
白色球拟酵母 [T.candide (Saito) Lodder] 特点和用途：能转化葡萄糖为D-阿拉伯糖醇及赤藓醇，利用烃类生产蛋白质
2.3 放线菌
A：卡特利链霉菌；B：弗氏链霉菌；
C：吸水链霉菌金泪亚种；
D：卡那霉素链霉菌；E：除虫链霉菌；
F：生磺酸链霉菌
A：诺尔斯氏链霉菌；B：皮疽诺卡氏菌；
C：酒红指孢囊菌；D：游动放线菌；
E：小单胞菌； F：皱双孢马杜拉放线菌
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