中国酒类酿造有着数千年的悠久历史[1-2]，白酒是我国特有的一种蒸馏酒，在中国食品工业中占据着重要的地位[3]。白酒是以粮谷为原料，大曲、小曲、麸曲、酒母等为糖化发酵剂，通过蒸煮、糖化、发酵、蒸馏而制得的蒸馏酒[4]。由于生产原料、工艺操作、贮存及运输等因素的影响，白酒中易出现各种异杂味（如苦味、涩味、臭味等）[5-6]。白酒中的“异杂味”问题，既会对白酒的风味产生负面影响，也会对品牌的市场份额产生一定的影响，随着消费者对白酒品质要求的提升，异杂味问题已引起行业主管部门的高度重视，地方政府与行业协会通过技术规范引导企业强化质量管控，如绵竹市人民政府2022年12月公开的《白酒异杂味的防治措施》中，将异杂味防治列为重点技术攻关项目，要求企业建立从原料筛选、生产工艺到贮存陈化的全过程异杂味防控体系[7-8]。
生产上常使用辅料清蒸、降低用曲量、控制发酵温度等手段预防白酒出现异杂味[9-10]。 但对于呈异杂味的成品白酒，可采用白酒后处理技术削弱异杂味[11]。白酒后处理技术是指在生产出白酒之后，对其进行相应的后续加工工艺[12]。在白酒后处理的研究中，主要使用的处理方法有冷冻过滤法[13]、吸附法（吸附介质主要有活性炭[14-15]、淀粉[16]、无机矿物质[17]、吸附树脂[13]等）、膜过滤法[18]等。其中活性炭作为吸附力强、性价比高的吸附介质，常被用于白酒异杂味的去除。
相关研究证明了活性炭对酒中的异杂味有一定的改善效果。 赵丹等[19]通过气相色谱-质谱联用（gas chromatography mass spectrometry，GC-MS）分析，认为高级醇是荔枝烈酒主要的致苦物质，并探讨了酒用活性炭对其去除效果，研究表明，活性炭能够有效去除荔枝烈酒中的苦味；鲁振东[20]使用13种吸附剂和6种蛋白酶处理苦味重的机械化生产的黄酒，结果发现粉末活性炭对黄酒中的呈苦味物质焦谷氨酸肽的脱除效果最好；王国安[21]通过调整活性炭的配比，成功处理了白酒酒尾的异杂味；COSME F等[22]测试了不同的商业脱臭活性炭对葡萄酒中赭曲霉毒素A的去除效果，发现只有一种中孔丰度较高的活性炭成功地完全去除了红葡萄酒中的赭曲霉毒素A，并且活性炭处理对白葡萄酒的色度特性有积极的影响，降低了葡萄酒的色度。LISANTI M T等[23]尝试用超高分子量聚乙稀材料、沸石分子筛或硅烷化的硅过滤介质等作为吸附剂，去除葡萄酒中的土霉味物质-土臭素，发现活性炭对土臭素的去除有一定效果。尽管活性炭在去除白酒异杂味方面表现出良好的效果，但不当使用活性炭可能会导致白酒中风味物质的大量损失，影响白酒的口感和风格，甚至造成不可逆的质量损失[24]。因此有必要对不同型号活性炭对白酒异杂味的影响进行研究。
该研究以异杂味浓香型白酒为对象，分别使用11种不同型号活性炭对白酒进行吸附过滤，对比吸附前后白酒的理化指标、风味成分及感官评分变化，并通过主成分分析（principle component analysis，PCA）方法对吸附前后白酒的香气质量进行评分，筛选出能够有效处理异杂味白酒的活性炭。 采取低温氮吸附（brunauer-emmett-teller，BET）、扫描电镜（scanning electron microscope，SEM）、傅里叶红外光谱（fourier transform infrared spectroscopy，FTIR）等方法对最适活性炭进行结构和性能表征，为生产上处理白酒异杂味问题提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
异杂味浓香型白酒由宜宾市某白酒企业提供。 不同型号的酒用活性炭#1～#11（符合食品添加剂生产许可）：泸州市南方过滤设备有限公司；叔戊醇（分析纯）、乙酸正戊酯（分析纯）、2-乙基丁酸（分析纯）：上海阿达玛斯试剂有限公司。
1.2 仪器与设备
活性炭过滤设备：泸州市南方过滤设备有限公司；8890-5977B气相色谱-质谱联用仪、色谱柱DB-WAX（30 m×0.25 mm×0.25μm）：美国安捷伦公司；ESJ200-4B分析天平：沈阳龙腾电子有限公司；101型电热鼓风恒温干燥箱：北京市永光明医疗仪器厂；ASAP 2460全自动物理吸附仪：美国麦克仪器公司；Apreo 2C场发射扫描电镜、NICOLET iS50 FT-IR傅里叶红外光谱仪：美国赛默飞世尔科技公司。
1.3 方法
1.3.1 活性炭对白酒的处理效果
将#1～#11活性炭分别置于活性炭过滤设备中，活性炭用量为7.5 g，吸附过滤2.5 L浓香型白酒原酒，白酒在过滤系统中循环3次，得吸附过滤后的酒样F-#1～F-#11，分析对比吸附过滤前后酒样的理化指标、挥发性风味成分，并将以上过滤后的酒样送酒体中心进行感官评价。
1.3.2 白酒理化指标测定
总酸含量：参考GB 12456—2021《食品安全国家标准食品中总酸的测定》中的测定方法；总酯、固形物含量：参考GB/T 10345—2022《白酒分析方法》中的测定方法。
1.3.3 白酒挥发性风味成分测定
酒样预处理：采用直接进样的方式，吸取990 μL原酒于直接进样的样品瓶中，加入10 μL的三内标混合物（叔戊醇、乙酸正戊酯和2-乙基丁酸），振荡摇匀备用。
GC条件：DB-WAX色谱柱（30 m×0.25 mm×0.25μm），进样口温度250 ℃，载气为氦气（He），柱流量1 mL/min，恒流模式。分流比5∶1进样，进样量为1 μL。升温程序：40 ℃保留8 min，以3 ℃/min升至100 ℃，保持2 min，再以4 ℃/min升至160 ℃，保留2 min，以5 ℃/min升温至240 ℃，保持5 min。
MS条件：电子电离（electronic ionization，EI）源，接口温度230 ℃，离子源温度230 ℃，四级杆温度150 ℃，全扫描模式，离子扫描范围25～550 amu。
定性定量分析：将气相色谱-质谱联用仪检测的未知化合物的图谱基于气相色谱线性保留指数（retention index，RI）和美国国家标准技术研究所（national institute of standards and technology，NIST）质谱库定性，选择匹配度＞80%的成分统计分析。采用三内标法（叔戊醇、2-乙基丁酸和乙酸正戊酯，质量浓度分别为16.123 g/L、18.426 g/L、17.743 g/L）进行半定量分析。
1.3.4 白酒感官品评
参考GB/T 16291.1—2012《感官分析选拔、培训与管理评价员一般导则第1部分：优选评价员》，征集9名专业白酒感官品评工作人员，由公司国家级白酒评委、省级白酒评委和国家一级注册品酒师组成。所有白酒品评实验均严格依照GB/T 33404—2016《白酒感官品评导则》技术规范，在公司专业品评工作间进行。
1.3.5 香气活度值计算
香气活度值（odor activity value，OAV）表示化合物浓度与香气阈值的比值，是表征香味物质对酒样香味贡献的一个重要指标，一般认为OAV＞1的香气化合物是对酒样有明显香气贡献的重要香气化合物[25]，OAV＞100的香气化合物为样品的特征香气成分[26]。在对风味成分进行定量分析的基础上，参考文献[26-28]中各香味物质的香气阈值，由各香气化合物质量浓度与香气化合物的阈值比计算得到OAV。
1.3.6 白酒香气质量评价模型的建立
以不同酒样中挥发性风味物质含量为变量，采用主成分分析（PCA），将多个指标转换成若干个综合性指标。主成分分析后，对各主成分的线性组合与方差贡献率之积的和进行综合评分，并对其排序，对香气质量优劣进行判别，并通过感官品评结果来检验[29-30]。
1.3.7 活性炭孔隙结构与表面化学性质的表征
（1）比表面积和孔径分析
采用ASAP 2460型全自动物理吸附装置，对试样在300 ℃下进行8 h的脱气，并以N2为吸附气，对试样的比表面积、孔隙结构等参数进行测试，利用BET方程计算比表面积，根据密度泛函理论分析孔径分布，利用t-plot方法计算微孔孔容。
（2）傅里叶红外光谱分析
将试样烘干至恒定质量，在波数400～4 000 cm-1范围内进行扫描测试。
（3）微观形貌分析
采用Apreo 2C场发射扫描电镜进行观测，用导电胶粘在样品台上测试，并对样品进行喷金处理。
1.3.8 数据处理与分析
所有实验均重复进行3次，实验数据采用Excel 2021软件进行统计和筛选，所得数据采用“平均值±标准差”表示。使用SPSS 27.0进行方差分析，Duncan多重比较法对数据进行差异显著性分析（P＜0.05表示差异显著），使用Origin 2021软件进行作图。
2 结果与分析
2.1 过滤前后异杂味白酒理化指标对比
不同型号活性炭过滤酒样总酯、总酸及固形物含量变化见表1。 由表1可知，活性炭处理后的酒样总酯与总酸均有一定的损失，经#1、#10处理的酒样的总酯损失量显著小于#2～#9、#11处理的酒样（P＜0.05），而#1处理的酒样的总酯损失小于#10处理的酒样，#1相较于其他10种活性炭对酯类的吸附量最小（总酯保留率达93.9%），#6对白酒中酯类的吸附量最大（降幅为17.8%）。
表1 不同型号活性炭对异杂味白酒理化指标的影响
Table 1 Effects of different types of activated carbon on physicochemical indexes of off-flavor Baijiu
注：小写字母不同表示各组之间存在显著差异（P＜0.05），下同。
酒样总酯含量/（g·L-1）总酯保留率/%总酸含量/（g·L-1）总酸保留率/%固形物含量/（g·L-1）固形物去除率/%原酒F-#1 F-#2 F-#3 F-#4 F-#5 F-#6 F-#7 F-#8 F-#9 F-#10 F-#11 1.720±0.007a 1.616±0.005b 1.541±0.032c 1.529±0.016c 1.514±0.006c 1.537±0.027c 1.414±0.006e 1.531±0.020c 1.482±0.001d 1.539±0.001c 1.614±0.006b 1.542±0.033c———69.9 38.9 45.2 12.9-8.7-84.1-28.5-44.5 6.1-7.6-39.4 93.9 89.6 88.9 88.0 89.4 82.2 89.0 86.2 89.5 93.8 89.7 1.427±0.014a 1.416±0.005a 1.334±0.023b 1.412±0.008a 1.348±0.041b 1.356±0.037b 1.247±0.040c 1.353±0.033b 1.348±0.041b 1.420±0.007a 1.414±0.006a 1.410±0.010a 99.2 93.5 99.0 94.5 95.0 87.4 94.8 94.5 99.5 99.1 98.8 0.174±0.002f 0.052±0.002k 0.106±0.001i 0.095±0.002j 0.152±0.001h 0.189±0.001e 0.320±0.001a 0.224±0.003d 0.252±0.001b 0.163±0.002g 0.187±0.001e 0.243±0.001c
经#1、#3、#9～#11处理后的酒样的总酸含量与经#2、#4、#5、#7、#8处理后的酒样的总酸含量有显著差异（P＜0.05），而与处理前酒样的总酸含量无显著差异（P＞0.05），且#1、#3、#9～#11五种活性炭对酸类的吸附能力为#9＜#1＜#10＜#3＜#11。 经#2、#4、#5～#8处理后的酒样的总酸保留率均低于95%，相较于处理前酒样的总酸含量显著下降（P＜0.05），下降幅度达5%～6.5%，而经#1、#3、#9～#11处理后的酒样的总酸含量有一定程度的下降，但与处理前酒样的总酸含量无显著差异（P＞0.05）。
经#1～#4、#9处理后的酒样的固形物含量均显著下降（P＜0.05），故#1～#4、#9五种活性炭对降低白酒中固形物含量有一定效果，且#1效果最佳（固形物去除率为69.9%）；而经#5～#8、#10、#11处理后的酒样的固形物显著升高（P＜0.05），推测原因为酒样与活性炭接触时，活性炭中的非挥发金属氧化物及其盐溶入酒样中，导致固形物含量增加。
综上，#1在保留酯类、控制酸类损失及去除固形物方面表现最优，适用于需最大限度保留风味物质的白酒处理；而#9最大的保留了白酒中的酸类成分，但可能会存在增加固形物的风险。
2.2 活性炭处理前后白酒挥发性风味成分分析
采用GC-MS技术对活性炭过滤前后共12个酒样的挥发性风味成分进行检测，并根据其含量计算原酒挥发性风味成分OAV，结果见表2。由表2可知，原酒中共检测出75种挥发性风味成分，包括醛类4种、酮类3种、酯类39种、醇类21种、酸类6种、醚类2种，其中24种OAV＞1的重要挥发性成分对白酒香气有较大贡献，且丁酸乙酯、辛酸乙酯、戊酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯的OAV＞100，认为该5种成分为原酒的特征香气成分。
表2 不同型号活性炭处理前后白酒样品的挥发性风味成分GC-MS检测结果
Table 2 GC-MS detection results of the volatile flavor components of the Baijiu samples before and after treatment with different types of activated carbon
化合物阈值/（μg·L-1）含量/（mg·L-1）原酒F-#1F-#2F-#3F-#4F-#5F-#6F-#7F-#8F-#9 F-#10 F-#11原酒OAV乙醛5-羟甲基糠醛异丁醛糠醛丙酮3-羟基-2-丁酮1,3-二羟基丙酮丁酸乙酯庚酸乙酯乙酸异戊酯甲酸乙酯乙酸乙酯醋酸异丙烯酯乙酸异丁酯乙酸苯乙酯丙酸丁酯辛酸乙酯原甲酸三乙酯丙酸甲酯月桂酸乙酯戊酸乙酯己酸乙酯丁二酸二乙酯（-）-乳酸乙酯癸酸乙酯异氰酸甲酯醋酸正丙酯三甲氧基酯十四酸乙酯丙酮酸乙酯乳酸乙酯棕榈酸乙酯二乙氧基乙酸乙酯烷醇乳酸酯反油酸乙酯亚油酸乙酯邻苯二甲酸环己基异丁基酯柠檬酸三丁酯丙酸乙酯苯乙酸烯丙酯丙烯酸乙烯酯76 45 1 89 4435 2 182 24 2 396 2 0.5 567 0.1 321 9 610 7 333 17 53 0.5 211 143 17 0.4 181 013 89 0.2 0.2 69 1 ND 72 2331 3 145 16 2 ND 2 0.5 3 ND 4 0.1 ND 1 12 523 4 179 17 ND ND ND 1 ND ND 5 0.3 0.5 34N D 19 ND ND 0.2 69 1 ND 72 1434 6 108 15 2 381 2 0.5 2 ND 3 0.1 43 1 12 406 4 ND ND 15 ND ND ND ND ND 5 0.3 0.3 22N D 13 ND ND 0.1 58 1 ND 62 2231 2 95 15 1 318 1 0.4 2 ND 3 0.1 0.2 1 12 368 4 ND 2 0.2 ND ND ND ND ND 4 ND 0.3 12N D 11 ND ND ND 68 0.4 ND 62 1133 7 98 14 2 324 2 0.5 2 ND 3 0.2 ND 1 10 351 4 311 9 ND ND ND ND ND ND 3 0.3 0.3 23N D 18 ND ND 0.1 58 1 ND 62 ND 431 3 117 14 2 315 1 0.4 3 ND 3 0.1 ND 1 12 416 4 307 2 53 ND ND 1 ND ND 5 0.2 ND 24N D 16 ND ND ND 76 ND ND 72 133N D 87 16 2 327 1 0.4 2 ND 4 0.2 ND 0.4 10 336 4 ND 73N D ND ND ND ND ND 0.3 0.4 ND 2 ND 19 ND ND ND 68 0.3 ND 72 ND 332 5 64 11 2 312 1 0.4 2 ND 2 0.2 ND ND 9 272 3 280 ND 0.1 ND ND ND ND ND 1 ND 0.2 ND ND ND 10 ND ND ND 69 1 ND 52 1231 2 106 16 2 358 2 0.5 2 ND 3 0.2 ND 1 12 396 4 287 6 ND ND ND ND ND ND 4 ND 0.2 23N D 12 ND ND ND 78 0.4 ND 62 1323 5 104 14 2 350 1 0.5 2 ND 3 ND ND 1 12 377 4 297 4 47 ND 1 ND ND ND 4 0.3 0.3 23N D 20 ND ND 0.2 71 11 ND 32 1433 0 88 15 2 305 112N D3N D ND 09 333 6 290 1 ND ND ND ND ND ND 1 ND ND ND 1 ND 12 ND ND ND 71 11 ND 64 1433 0 88 15 2 305 1 0.5 2 ND 3 ND ND ND 9 333 6 290 1 ND ND ND ND ND ND 1 ND ND ND 1 ND 12 ND ND ND 2 500 1 000 1 312 44 029—259—81 13 153 500 150 32 551——909—12——1 500 26 55 353 193—1 120——180—128 083 39 299——3 500——19 019——30.21 45.42 0.87 2.01—14.80—634.89 13.85 47.34 13.79 12.16——5.19—517.13——1.65 704.09 11 016.20 0.02—15.14——6.44—1.12 0.43——2.73——0.45——
续表
注：“ND”表示未检出，“—”表示未查阅到相关资料。
化合物阈值/（μg·L-1）含量/（mg·L-1）原酒F-#1F-#2F-#3F-#4F-#5F-#6F-#7F-#8F-#9 F-#10 F-#11原酒OAV甲氧基乙酸乙酯碳酸丙烯乙酯2-苯基乙基丙烯酸酯乳酸丙酯对苯二甲酸二丁酯烯丙醇正丁醇2-甲基丁醇异戊醇3-甲基-3-丁烯-1-醇正戊醇正己醇（2R,3R）-（-）-2,3-丁二醇（R）-（-）-仲丁醇（S）-1,2-丙二醇3,3-二甲基-1-丁醇正丙醇叔丁醇1,3-丙二醇1-苯基-1,2-丙二醇苯乙醇2,4-戊二醇异丁醇糠醇3-戊醇（S,S）-（+）-2,3-丁二醇己酸-1-13C冰醋酸丁酸正戊酸甲酸庚酸二甲醚1,3-丙二醇单乙醚0.4 1 0.2 24 13 33 30 191 622 183 ND ND 162 6————25 156 590 201 1 ND ND 5 26 24 159 581 ND ND ND ND 4 22 23 154 568 ND ND ND ND 7 26 23 126 561 0.2 ND ND ND 7 23 23 151 578 ND ND ND ND ND 25 23 145 565 ND ND ND ND 3 24 21 138 527 ND ND ND ND ND 25 23 150 563 ND ND ND ND 7 19 24 124 589 ND ND ND ND 5 27 24 174 591 ND ND ND ND 5 27 24 174 591 146 1 144 8 144 6 144 4 144 4 144 6 144 4 143 9 144 4 144 7 145 0 145 0 2 733—179 190—37 400 4 000 11.16—3.47—0.10 15.18 33 91 2 0.2 236 0.1 2 0.4 50 0.3 245 3 22 9 212 438 152 21 10 10 22 71 2 ND 216 ND 2 0.2 31 ND 238 ND ND 21 177 428 55 0.2 0.4 ND ND 1 ND 227 ND 2 0.2 31 ND 245 2 57 ND 115 433 55 0.3 ND ND 57 ND ND 225 ND 2 0.2 30 ND 238 2 ND ND 116 430 53 0.3 ND ND ND 87 2 ND 216 ND 2 0.2 31 ND 218 3 ND ND 169 429 56 ND ND 4 ND 232 ND 2 ND 32 ND 238 ND ND ND 124 432 45 0.3 ND 30 79 2 ND 206 25 2 0.2 25 ND 213 30 69 2 ND 217 23 89 2 ND 206 ND 2 0.4 28 ND 229 ND ND ND 131 421 52 0.3 0.3 ND 0.4 2——22 71 2 ND 229 ND 2 ND 31 ND 218 2 61 ND 124 416 42 0.3 ND——31.6 77 2 ND 264 ND 2 0.3 36 ND 266 ND ND ND 130 452 52 1 ND 4 0.4 3 31.6 77 2 ND 206 ND 2 0.3 36 ND 225 ND ND ND 130 435 52 1 ND 4 0.4 3 314 000 0.75 12————0.2 31 ND 223 2 ND ND 136 421 52 0.1 ND 200 000 1.23 11N D 117 435 ND 0.2 ND————512 312 13412 412 412 412 412 964 389—13 821 54.29 54.05—0.24 13 12————
糠醛是浓香型白酒中主要的苦味物质之一[31]，其在原酒中的含量为89 mg/L，经活性炭处理后，糠醛含量在各处理酒样中均有所降低，尤其在F-#10中下降至32 mg/L，明显低于原酒水平，表明F-#10活性炭对苦味的改善具有一定效果；关于臭味的形成，研究表明硫系化合物、酯类物质失衡及游离脂肪酸氧化酸败是主要来源[32]，由表2可知，某些酯类成分如乙酸乙酯（由396 mg/L）和丁酸乙酯（由52 mg/L）在活性炭处理后明显减少，这可能有助于缓解由酯类积累带来的不良气味；丁酸、正戊酸等酸类物质与酸味感知密切相关[33]，原酒中丁酸含量为152 mg/L，经活性炭处理后普遍显著下降，提示酸类物质含量的调控对酒体酸味的改善具有重要意义；辣味的产生与杂醇油、糠醛及乙醛等刺激性成分的含量密切相关[34]，乙醛在原酒中的含量为76 mg/L，经#3和#5处理后有较大幅度降低，有助于缓解白酒的刺激感，提升饮用舒适度。 活性炭处理在优化白酒中风味物质的组成、提升感官品质方面能发挥一定的积极作用。
原酒经#1～#11活性炭吸附过滤前后不同类别挥发性风味成分含量见图1。 由图1可知，活性炭处理后的白酒中醛类、酮类、酯类、醇类、酸类、醚类化合物均有一定程度的损失，#10活性炭对醛类化合物的吸附能力最强（去除率达54.8%），#6活性炭对醛类化合物的吸附能力最弱；#4活性炭对酮类化合物的吸附能力最强（去除率达46.2%），#1活性炭对酮类化合物的吸附能力最弱；#6活性炭对酯类化合物的吸附能力最强（去除率达58.7%），#5活性炭对酯类化合物的吸附能力最弱；#4活性炭对醇类化合物的吸附能力最强（去除率达17.9%），#1、#8、#11活性炭保留醇类效果相对较好， 保留率分别为88.9%、88.5%、88.7%；#7活性炭对酸类化合物的吸附能力最强（去除率达34.1%），#1活性炭对酸类化合物的吸附能力最弱；#6活性炭对醚类化合物的吸附能力最强（去除率达35.1%），活性炭型号的差异对醚类化合物的吸附效果无显著影响（P＞0.05）。综上，#4活性炭能够高效去除有害物质（醛类、酮类）并保留风味物质，而#1活性炭对风味物质的保留更优。
图1 不同型号活性炭对白酒样品各类别挥发性风味成分含量的影响
Fig.1 Effects of different types of activated carbon on various categories volatile flavor components contents of Baijiu samples
2.3 活性炭处理前后白酒感官品评对比
原酒与11种活性炭处理后的酒样的香气评分结果见图2。 由图2可知，11种活性炭在一定程度上改善了原酒的苦味，其中#1活性炭的去苦效果最为显著，其苦味评分由5降至1，表现出最佳的去苦效果，而#6活性炭的改善效果最差，其苦味评分仅略微降低，仍保持在较高水平；11种活性炭对于酸味、甜香和窖香的改善效果较为有限。 #2活性炭对白酒的酸味改善效果最佳，其酸味评分由4降至2.8，而#1活性炭则在甜香和窖香的改善上表现突出，分别提高至3.3和4.2，明显提升了其香气特征，#6活性炭对原酒的甜香有一定损害，评分降低至2.1，显示出其对香气的负面影响；对于辣味的改善，#2活性炭对辣味几乎没有改善效果，辣味评分从4降至3.7，而#1活性炭在去辣方面表现最好，辣味评分显著降低至2；对于臭味的改善，#1活性炭的除臭效果最为显著，其臭味评分由4降至2.1，表现出最佳的除臭效果，而#6与#7活性炭的改善效果差，其臭味评分仅略微降低，仍保持在较高水平；对于醇香的改善，除#6和#10外，其他9种活性炭均表现出不同程度的醇香改善，尤其是#1活性炭，其醇香评分提升至4，表现出显著的改善效果。
图2 活性炭处理前后白酒样品香气评分雷达图
Fig.2 Radar chart of aroma score of Baijiu samples before and after activated carbon treatment
异杂味主要指的是苦味、辣味、臭味与酸味，这些味道的强度过高可能会影响白酒的整体风味质量。 根据图2的分析，#1活性炭在去除苦味和臭味方面，表现出了最佳的综合效果，显著提升了白酒的感官品质。 其他活性炭虽然在某些方面有一定的改善效果，但在去除异杂味方面的表现不如#1。
2.4 不同型号活性炭处理白酒挥发性风味物质的主成分分析
为了能准确地评价白酒的品质以及指标贡献程度，采用主成分分析的方法进行研究，选取表2中24种OAV＞1的挥发性风味物质指标为变量，将各指标进行标准化处理后进行主成分分析。通过KMO和Bartlett检验可知，KMO=0.704＞0.6，且P值＜0.01，适合进行主成分分析。
主成分特征值及累计方差贡献率见表3。 由表3可知，前6个主成分的特征值均＞1，其中第一主成分的方差贡献率为39.560%，第二主成分的方差贡献率为27.781%，前6个公因子得到84.439%的累计方差贡献率，6个公共因子可以很好的反映原始变量的主要信息。
表3 主成分分析特征值及方差贡献率
Table 3 Eigenvalues and variance contribution rates of principal component analysis
主成分初始特征值总计方差贡献率累计方差贡献率/%提取载荷平方和总计方差贡献率累计方差贡献率/%123456 9.494 4.987 2.153 1.397 1.203 1.031 39.560 20.781 8.972 5.820 5.011 4.295 39.560 60.341 69.313 75.133 80.144 84.439 9.494 4.987 2.153 1.397 1.203 1.031 39.560 20.781 8.972 5.820 5.011 4.295 39.560 60.341 69.313 75.133 80.144 84.439
计算各主成分的得分以及综合得分，得到综合得分F的计算以各主成分的方差贡献率与权重加权求和，其计算公式为：F=0.395 6F1+0.207 81F2+0.089 72F3+0.058 2F4+0.050 11F5+0.042 95F6。 综合得分F是反映白酒中风味物质含量的指标，F值越高，表明白酒中风味成分含量越丰富，主成分综合得分及其排名见表4。由表4可知，11种活性炭对白酒的处理效果#1＞#5＞#2＞#4＞#10＞#9＞#3＞#7＞#11＞#8＞#6，说明#1活性炭对白酒中香气贡献大的化合物的吸附量最少，而#6活性炭对白酒中香气贡献大的化合物吸附量最多，#1活性炭最适合白酒的吸附过滤。 以上结果与理化性质指标和感官品评评分结果一致。
表4 主成分得分及排序
Table 4 Principal component score and ranking
样品F1F2F3F4F5F6综合得分F排名原酒F-#1 F-#2 F-#3 F-#4 F-#5 F-#6 F-#7 F-#8 F-#9 F-#10 F-#11 6.655 814 2.935 87 1.535 397-0.067 04 1.128 008 1.706 998-4.632 56-0.436 04-1.713 15-0.528 35-1.898 29-4.686 65 0.243 78 0.400 195 0.291 523-0.072 76-1.349 93 0.220 813-4.499 49-1.489 95-0.631 20-0.848 81 3.810 991 3.924 832 2.372 025-0.733 52-1.109 86-1.301 64 0.017 678 0.181 298 2.179 367-0.656 17-2.578 95-0.075 79 0.384 196 1.321 363 1.095 513 0.141 972-1.073 27-1.977 45-0.760 67-1.169 01-0.286 87 1.306 204 1.133 441 1.210 137 0.035 558 0.344 448-0.947 56-0.130 72 1.194 833-1.223 27 0.574 252 0.406 053-0.114 24 0.549 144-0.900 76 0.373 123 0.628 013-0.408 88-0.433 34 0.400 921-0.347 29 0.367 925-0.110 11 0.851 826-0.320 39 0.543 319-0.661 62 0.209 658-1.517 28 1.016 389 2.894 18 1.197 72 0.550 90-0.319 01 0.147 07 0.726 34-2.608 33-0.414 12-1.047 86-0.294 07 0.043 84-0.876 65 1248531 291 1761 0
2.5 活性炭比表面积与孔径分析
通过在77 K条件下的氮气吸附来识别活性炭的孔结构，#1活性炭的N2吸附等温线见图3。
图3 #1活性炭的氮气吸附-脱附等温线和孔径分布曲线
Fig.3 Nitrogen adsorption-desorption isotherms and pore size distribution curves of #1 activated carbon
由图3可知，吸附-脱附等温线的形状可以为碳的吸附机理和多孔结构提供初步的定性信息。 #1活性炭的N2吸附-脱附等温线符合Ⅳ型等温线，具有H3型的回滞环，该类型回滞环是片状颗粒的非刚性聚集体的典型特征，且该回滞环常出现在产生狭缝的介孔和大孔材料上。 采用BET模型计算#1活性炭的平均孔径为2.692 nm，总孔容为0.933 cm3/g，比表面为1 350.825 m2/g，可推测平均孔径大于2 nm的介孔碳材料更适于处理异杂味白酒。
2.6 活性炭傅里叶红外光谱分析
#1活性炭的傅里叶红外光谱图见图4。 由图4可知，波数570 cm-1与620 cm-1处附近吸收峰可归因于C-I伸缩振动；波数1 200～1 000 cm-1的吸收峰对应于C-O伸缩振动[35]；波数1 635 cm-1处附近的吸收峰对应于C=O双键的伸缩振动[36]；在波数3 450 cm-1处附近的吸收峰可归因于分子间氢键O-H伸缩振动。因此，上述官能团的存在有利于白酒异杂味的去除。
图4 #1活性炭的傅里叶红外光谱图
Fig.4 Fourier infrared spectra of #1 activated carbon
2.7 活性炭微观形貌分析
通过扫描电镜得到样品的表面形貌，对孔隙结构分析可以大致了解吸附性能。#1活性炭放大50 000倍后的扫描电镜图像见图5。
图5 #1活性炭的扫描电镜微观形貌图
Fig.5 Scanning electron microscope microscopic morphology of#1 activated carbon
由图5可知，#1活性炭存在微孔与介孔结构，表面光滑，与活性炭比表面积与孔径分析结果一致。
3 结论
该研究系统地评估了11种不同型号酒用活性炭对白酒异杂味的改善效果。通过对比处理前后白酒的理化指标、挥发性风味成分、感官评分并进行主成分分析，发现不同型号活性炭对白酒的处理效果差异显著。#1活性炭在改善异杂味白酒方面表现优异，能够有效去除白酒中的苦味、臭味，并最大程度保留白酒中的香气成分，保持了白酒的口感和风味。 通过低温氮气吸附-脱附、扫描电镜和红外光谱等技术对#1活性炭进行结构和性能表征，结果表明，#1活性炭具有较大的比表面积和良好的孔径分布，优异的吸附性能为其在白酒处理中的应用提供了理论支持。因此，#1活性炭被确认为最适合用于处理异杂味白酒的吸附介质，为白酒生产中的异杂味去除技术提供了有效的参考和实践依据。
[1]HONG J X,ZHAO D R,SUN B G,et al.Research progress on the profile of trace components in Baijiu[J].Food Rev Int,2023,9(3):1666-1693.
[2]XU Y,ZHAO J,LIU X, et al.Flavor mystery of Chinese traditional fermented Baijiu:The great contribution of ester compounds[J].Food Chem,2022,369:130920.
[3]TU W, CAO X, CHENG J, et al.Chinese Baijiu: The perfect works of microorganisms[J].Front Microbiol,2022,13:919044.
[4]CHAI L J, QIAN W, ZHONG X Z, et al.Mining the factors driving the evolution of the pit mud microbiome under the impact of long-term production of strong-flavor Baijiu[J].Appl Environ Microbiol,2021,87(17):e00885-21.
[5]黄敏，杨官荣，陈杰，等.浓香型曲酒酿造发酵以及生产全过程中异杂味产生的原因及预防和解决措施[J].酿酒，2022，49（2）：38-41.
[6]刘平，孙啸涛，许德富，等.浓香型白酒中主要异嗅味研究进展[J].食品与发酵工业，2023，50（16）：396-407.
[7]张灿.中国白酒中异嗅物质研究[D].无锡：江南大学，2013.
[8]赵欢.浓香型原酒陈化时间模型建立及活性炭联合贮存容器对其除杂催陈的研究[D].成都：四川农业大学，2023.
[9]杨平，蔡小波，黄孟阳，等.基酒中异味物质及其控制措施研究[J].酿酒科技，2020（10）：38-44.
[10]XU Y,WU M,ZHAO D,et al.Simulated fermentation of strong-flavor Baijiu through functional microbial combination to realize the stable synthesis of important flavor chemicals[J].Foods,2023,12(3):644.
[11]吴联海，彭学昌，王亚，等.浓香型白酒后处理方法的创新与运用[J].酿酒科技，2022（5）：61-64.
[12]乔敏莎.白酒中异嗅物质鉴定与去除的研究[D].天津：天津科技大学，2015.
[13]孙海浪，鲁水龙，马延斌，等.冷冻过滤＋树脂净化除浊工艺在青稞酒中的应用研究[J].酿酒科技，2023（1）：98-103.
[14]申丽，王奋明，王立飞，等.白酒活性炭的选型对比研究[J].酿酒，2021，48（3）：108-110.
[15]刘红微，王耀，杨玉珍，等.活性炭在处理酒样过程中的危害分析[J].酿酒，2021，48（5）：73-75.
[16]杨莹，叶芝红，徐柏田，等.可溶性淀粉、糯米淀粉除浊对低度白酒微量成分的影响[J].酿酒，2020，47（5）：50-54.
[17]罗勇，黄箭，谢正敏，等.白酒中硅藻土助滤剂金属离子迁移量探讨[J].酿酒科技，2020（8）：103-107.
[18]蒋智，赵金松，孙跃，等.高分子微孔膜过滤厚度对浓香型白酒风味的影响[J].食品与发酵工业，2020，46（13）：140-145.
[19]赵丹，曾新安.酒用活性炭对荔枝烈酒苦味物质影响的研究[J].食品工业科技，2012，33（4）：291-293.
[20]鲁振东.机械化黄酒中苦味物质及其调控技术的研究[D].无锡：江南大学，2021.
[21]王国安.基于酒用活性炭的酒尾异杂味去除方法研究[J].粮食流通技术，2019（11）：81-83.
[22]COSME F,INES A,SILVA D,et al.Elimination of ochratoxin A from white and red wines: Critical characteristics of activated carbons and impact on wine quality[J].LWT-Food Sci Technol,2021,140:110838.
[23]LISANTI M T, PIOMBINO P, GAMBUTI A, et al.Oenological treatments for the removal of geosmin, responsible for earthy off-flavour in wine[J].Bulletin de l'OIV,2009,82(935):71.
[24]袁春芳，苏建，王芳，等.不同大孔吸附树脂和酒用活性炭对浓香型白酒中醇酯的影响[J].中国酿造，2024，43（8）：243-248.
[25]孙金沅，宫俐莉，刘国英，等.古井贡酒酒醅挥发性香气成分的GC-MS与GC-O分析[J].食品科学，2016，37（24）：87-93.
[26]范文来，徐岩.白酒79个风味化合物嗅觉阈值测定[J].酿酒，2011，38（4）：80-84.
[27]倪兴婷，孙细珍，刘怀臣，等.浓香型白酒异嗅味-糠味物质解析[J].中国酿造，2024，43（7）：41-49.
[28]里奥·范海默特.化合物嗅觉阈值汇编[M].北京：科学出版社，2018.
[29]张雪波，肖世青，杜先锋，等.基于主成分分析法的安溪铁观音香气质量评价模型的构建[J].食品科学，2012，33（22）：225-230.
[30]崔新莹，吕志远，张梦梦，等.基于主成分分析法的中高温大曲香气物质评价模型的建立[J].食品安全质量检测学报，2023，14（7）：279-287.
[31]王尹叶.白酒中挥发性呈苦和/或涩味物质研究[D].无锡：江南大学，2018.
[32]吴文睿，董琪，刘露，等.基于GC-MS和嗅闻仪联用浓香型白酒中窖泥臭味成分分析[J].中国酿造，2021，40（3）：162-165.
[33]HONG J,TIAN W,ZHAO D.Research progress of trace components in sesame-aroma type of Baijiu[J].Food Res Int,2020,137:109695.
[34]DUAN G Y,WU Z X,DUAN Z X,et al.Effects of spicy stimulation and spicy-food consumption on human pain sensitivity: a healthy volunteer study[J].J Am Pain Soc,2019,21(7-8):848-857.
[35]KUMAR A, JENA H M.Preparation and characterization of high surface area activated carbon from Fox nut(Euryale ferox)shell by chemical activation with H3PO4[J].Result Phys,2016,6:651-658.
[36]MA W,LI H,YAO X,et al.Preparation of hydrophilic activated carbon through alkaline hydrolysis of ester for effective water-vapor adsorption[J].Separat Sci Technol,2016,51(2):193-201.