清香型白酒含硫化合物检测方法的建立及其在白酒关键风味组分分析中的应用

王雅茹1,2,庄 园2,刘子轩2,王 婧2,孙静宜2,3,王 健2,刘 冰1,高红波2,*

(1.天津科技大学食品科学与工程学院,天津 300457;2.中国食品发酵工业研究院有限公司,北京 100015;3.齐齐哈尔大学食品与生物工程学院,黑龙江 齐齐哈尔 161006)

摘 要:基于直接进样结合气相色谱-质谱建立同时检测清香型白酒中23种含硫化合物含量的方法,将其应用于酱香型、清香型、浓香型及芝麻香型白酒关键含硫化合物分析。结果表明,23种含硫化合物在0.05~10 mg/L范围内线性关系良好,决定系数均大于0.990,检出限为0.004~0.021 mg/L,定量限为0.013~0.070 mg/L,相对标准偏差不大于5.97%。清香型、浓香型、酱香型和芝麻香型白酒中共检出17种含硫化物,分别检出14、13、11、11种,其中7种含硫化合物为所有酒样共有。甲基硫代乙酸甲酯和糠硫醇仅在清香型白酒中检出,烯丙基甲基二硫醚在芝麻香型白酒检出。酱香型白酒中2-甲氧基噻唑、2-噻吩羧酸乙酯含量较高;浓香型白酒中硫代丁酸甲酯、2-巯基丙酸乙酯含量较高;清香型白酒中糠硫醇、二糠基二硫醚含量较高;芝麻香型白酒中烯丙基甲基二硫醚、二乙基二硫醚含量较高。2-戊基噻吩、甲基(2-甲基-3-呋喃基)二硫、甲基糠基二硫醚为4种香型白酒共有关键含硫化合物,其中,甲基(2-甲基-3-呋喃基)二硫的贡献度最高。本研究明确了不同香型白酒中含硫化合物的含量分布特征,可为白酒品质改良及特色香型研发提供理论指导。

关键词:白酒;含硫化合物;直接进样法;气相色谱-质谱;内标法;香气活性值

收稿日期:2025-09-16

基金项目: “十四五”国家重点研发计划重点专项(2022YFF0606800;2022YFF0606803)

第一作者简介: 王雅茹(2000—)(ORCID: 0009-0005-4202-6713),女,硕士研究生,研究方向为白酒风味物质。E-mail: wangyaru0618@163.com

*通信作者简介 高红波(1978—)(ORCID: 0009-0000-8672-6002),男,教授级高级工程师,硕士,研究方向为食品检测技术标准化。E-mail: 15011559852@139.com

Establishment of Detection Method for Sulfur-Containing Compounds in Light-Flavor Baijiu and Its Application in Analysis of Key Flavor Components of Baijiu

WANG Yaru1,2, ZHUANG Yuan2, LIU Zixuan2, WANG Jing2, SUN Jingyi2,3, WANG Jian2, LIU Bing1, GAO Hongbo2,*

(1. College of Food Science and Engineering, Tianjin University of Science and Technology, Tianjin 300457, China;2. China National Research Institute of Food and Fermentation Industries Co. Ltd., Beijing 100015, China;3. College of Food and Bioengineering, Qiqihar University, Qiqihar 161006, China)

Abstract: A method for the simultaneous determination of 23 sulfur-containing compounds in light-flavor Baijiu was established by direct injection coupled with gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS), and this method was further adopted for the analysis of key sulfur-containing compounds in sauce-, light-, strong-, and sesameflavor Baijiu. The results demonstrated that satisfactory linear relationships for all 23 sulfur-containing compounds were achieved within the concentration range of 0.05–10 mg/L, with all determination coefficients higher than 0.990.The limits of detection (LODs) ranged from 0.004 to 0.021 mg/L, and the limits of quantification (LOQs) were in the range of 0.013–0.070 mg/L, while all relative standard deviations were no more than 5.97%. A total of 17 sulfurcontaining compounds were detected in the four types of Baijiu, among which 14, 13, 11, and 11 compounds were separately identified in light-, strong-, sauce-, and sesame-flavor Baijiu, and seven sulfur-containing compounds were commonly present in all tested Baijiu samples. Methyl methylthioacetate and furfuryl mercaptan were only detected in light-flavor Baijiu, and allyl methyl disulfide was exclusively found in sesame-flavor Baijiu. Relatively high contents of 2-methoxythiazole and ethyl 2-thiophenecarboxylate were determined in sauce-flavor Baijiu;methyl thiobutanoate and ethyl 2-mercaptopropionate were abundant in strong-flavor Baijiu; furfuryl mercaptan and difurfuryl disulfide showed high levels in light-flavor Baijiu; allyl methyl disulfide and diethyl disulfide were predominant in sesame-flavor Baijiu. 2-Pentylthiophene, methyl(2-methyl-3-furyl)disulfide, and methyl furfuryl disulfide were confirmed as the key common sulfur-containing compounds in the four flavor types of Baijiu, and methyl(2-methyl-3-furyl)disulfide exhibited the highest aroma contribution. This study clarified the content profiles of sulfur-containing compounds in different flavor types of Baijiu and provided guidance for quality improvement and the development of characteristic aroma types.

Keywords: Baijiu; sulfur-containing compound; direct injection method; gas chromatography-mass spectrometry; internal standard method; odor activity value

DOI: 10.11882/j.issn.0254-5071.2026.06.035

中图分类号:TS262.3;O657.63

文献标志码:A

文章编号:0254-5071(2026)06-0274-08

引文格式:
王雅茹, 庄园, 刘子轩, 等. 清香型白酒含硫化合物检测方法的建立及其在白酒关键风味组分分析中的应用[J]. 中国酿造, 2026, 45(6): 274-281. DOI:10.11882/j.issn.0254-5071.2026.06.035. http://www.chinabrewing.net.cn

WANG Yaru, ZHUANG Yuan, LIU Zixuan, et al. Establishment of detection method for sulfur-containing compounds in light-flavor Baijiu and its application in analysis of key flavor components of Baijiu[J]. China Brewing, 2026, 45(6):274-281. (in Chinese with English abstract) DOI:10.11882/j.issn.0254-5071.2026.04.035. http://www.chinabrewing.net.cn

白酒作为中国传统的蒸馏酒品类,被誉为“国酒”,其酿造历史可追溯至2 000多年前[1]。中国白酒酿造工艺独特,口感丰富,从4大基本香型发展至12种香型[2]。中国白酒主体成分为水、乙醇,二者合计占总量的98%以上,其余不足2%的微量成分在白酒复杂体系中发挥着决定性作用。研究表明,我国白酒中的挥发性风味物质已达2 700多种,包括酯类、酮类、酸类、醇类、醛类和缩醛类、芳香族化合物、含氮化合物、含硫化合物、含氧杂环化合物、萜烯类和酚类[3-4]

含硫化合物具有阈值低、含量低的特点,能够赋予白酒特有香气[5]。香气活性值(odor activity value,OAV)可衡量化合物对整体香气的贡献程度,挥发性风味物质的OAV越大,对白酒香气形成的贡献越大,即为关键风味化合物[6-7]。沙莎[8]研究表明,糠硫醇对芝麻香型白酒风味有重要贡献,是烤芝麻香气的关键成分。此外,挥发性含硫化合物还可作为区分陈香型白酒年份和酱香型白酒香型差异的标志物,同时对人体健康也可产生积极影响[9]

白酒中常见的含硫化合物主要分为硫醇类、硫醚类、硫化氢及噻吩类等,检测白酒中含硫化合物组分,对明晰其调控酒体风味的作用机制具有重要意义[10]。用于提取和富集白酒中含硫化合物的前处理技术主要包括直接进样、液液萃取、固相微萃取等。其中,直接进样法操作简便、无需复杂前处理,可最大程度保留样品中目标含硫化合物的原始状态,避免萃取过程中的组分损失;液液萃取法适用范围广、富集浓缩效率高,能有效提升低含量含硫化合物的检测灵敏度;而固相微萃取法虽为无溶剂绿色萃取技术,但存在萃取头易老化、使用寿命有限、基质效应较强等固有缺陷[11]。目前含硫化合物常用的检测方法主要有气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)法、气相色谱-火焰光度检测器[12-14]、气相色谱-脉冲火焰光度检测器[15]、气相色谱-飞行时间质谱技术[16]等。GC-MS凭借GC的高效分离能力及MS的准确定性能力,常用于挥发性含硫化合物分析。通过选择离子监测模式可有效提高目标物的信噪比,在多组分同时分析时兼顾效率与精度[11,17]。目前,针对白酒中多种含硫化合物同时检测的系统性研究仍较为少见。

本研究基于直接进样结合GC-MS技术,建立清香型白酒中23种含硫化合物的同时测定方法,并采用该方法检测酱香型、清香型、浓香型及芝麻香型白酒中的含硫化合物,筛选关键挥发性风味化合物(OAV>1),为白酒中含硫化合物测定建立可靠方法,为不同香型白酒中关键含硫化合物分析提供理论参考及技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

酱香型、清香型、浓香型及芝麻香型白酒酒样信息见表1,均为市购。

表1 不同香型白酒样品信息
Table1 Information ofBaijiu samples with differentflavor types

香型编号等级乙醇体积分数/%JX-LJ-153 JX-17-953酱香型JX-42-4优级53 JX-XJ-153 NX-LZLJ-152 NX-GJG-152浓香型NX-BTQ-1优级34 NX-JSY-142 NX-JLF-138 QX-HX-156清香型QX-FYW-1优级42 QX-HX-252 QX-BE-142 ZMX-XZ-153 ZMX-BTQ-254芝麻香型优级ZMX-BDJ-134 ZMX-JZ-146

2-甲氧基噻唑、硫代丁酸甲酯、甲基硫代乙酸甲酯、糠硫醇、二乙基二硫醚、2-巯基丙酸乙酯、4,5-二甲基噻唑、二甲基三硫醚、3-巯基-3-甲基-1-丁醇、3-甲硫基丙醇、2-甲基四氢噻吩-3-酮、噻吩-2-甲醛、异丙基二硫醚、苯甲硫醇、3-甲硫基丙酸乙酯、3-巯基-1-己醇、烯丙基甲基二硫醚、2-戊基噻吩、甲基(2-甲基-3-呋喃基)二硫、2-噻吩羧酸乙酯、甲基糠基二硫醚、3-巯基己基乙酸酯、苯并噻唑、二糠基二硫醚标准品(纯度均≥95%)上海麦克林生化科技有限公司;无水乙醇(色谱级) 上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

1.2 仪器与设备

7700MSD GC-MS仪、AS-27C进样器、TR-5MS色谱柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm) 赛默飞世尔科技 (中国)有限公司;AB204-N电子天平(0.000 1 g) 梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司。

1.3 方法

1.3.1 标准溶液配制

准确称取23种含硫化合物标准品各0.1 g于100 mL容量瓶中,以无水乙醇定容,配制成质量浓度为1 000 mg/L 的标准储备液;准确移取1 mL各含硫化合物标准储备液于同一容量瓶中,以无水乙醇定容至10 mL,配制成质量浓度为100 mg/L的混合标准储备液;取适量含硫化合物混合标准储备液,用无水乙醇逐级稀释定容,配制成质量浓度为1、2、5 mg/L的混合标准工作液。

1.3.2 含硫化合物分析

1.3.2.1 前处理方法选择

直接进样:准确移取清香型酒样1 mL,分别加入20 μL 1 mg/L含硫化合物混合标准工作液,再各加入10 μL内标异丙基二硫醚溶液(100 mg/L),涡旋混匀后进行GC-MS分析。同时制备仅含内标的本底组(1.0 mL酒样+10 μL内标),计算回收率。

液液萃取:准确量取5.0 mL清香型白酒样品,加入10 μL内标异丙基二硫醚溶液(100 mg/L),涡旋混匀。加入氯化钠至饱和,转移至250 mL分液漏斗中,用二氯甲烷萃取2次(每次30 mL),振荡1 min,合并有机相。加入无水硫酸钠静置30 min脱水。取有机相于氮吹仪上浓缩至0.5 mL(切勿吹干),转移至进样瓶中进行GC-MS分析。设置本底组(5.0 mL酒样+200 μL等体积去离子水+10 μL内标溶液)和加标组(5.0 mL酒样+200 μL 1 mg/L含硫化合物混合标准工作液+10 μL内标溶液),计算回收率。

1.3.2.2 GC-MS分析

GC条件:TR-5MS色谱柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm);升温程序为初始温度40 ℃保持1 min,以3 ℃/min升至60 ℃,保持3 min,然后以5 ℃/min升至160 ℃,保持3 min,最后以20 ℃/min升至280 ℃,保持1 min;进样口温度250 ℃,进样量1 μL,流速1.0 mL/min,不分流进样模式。

MS条件:电子电离源,电子能量70 eV,传输线温度280 ℃,离子源温度230 ℃,选择离子监测模式,具体参数设置见表2。

表2 23种含硫化合物的MS参数
Table2 MS parameters of23 sulfur-containing compounds

2-甲氧基噻唑9.786115100 114硫代丁酸甲酯10.5987143 1082-巯基丙酸乙酯12.39313461 882-甲基四氢噻吩-3-酮15.38811660 88噻吩-2-甲醛15.82911183 112化合物保留定量离子定性离子时间/min(m/z)(m/z)甲基硫代乙酸甲酯11.55812061 104糠硫醇11.6358153 114烯丙基甲基二硫醚11.96012041 79二乙基二硫醚12.24612266 944,5-二甲基噻唑12.66411371 86二甲基三硫醚14.44412679 1113-巯基-3-甲基-1-丁醇14.7846971 1023-甲硫基丙醇14.92310661 73异丙基二硫醚16.69515066 108苯甲硫醇19.0789165 1243-甲硫基丙酸乙酯19.76714861 101

续表2

化合物保留定量离子定性离子时间/min(m/z)(m/z)2-戊基噻吩21.83315497 111甲基(2-甲基-3-呋喃基)二硫醚22.165160112 1132-噻吩羧酸乙酯22.568111128 156甲基糠基二硫醚23.4658153 160苯并噻唑23.90613582 1083-巯基己基乙酸酯24.57211683 102二糠基二硫醚36.0788153 128

定性定量分析:通过NIST标准谱库对数据进行自动检索,辅以人工图谱解析完成定性分析。以谱库匹配度不小于80%作为挥发性风味物质鉴定依据,经检索确认后,采用内标法进行定量,计算各挥发性风味物质含量。

1.3.3 方法学考察

1.3.3.1 标准曲线、检出限(limit of detection,LOD)、定量限(limit of quantitation,LOQ)

含硫化合物标准曲线:分别准确移取0.5、1、5、10、30、50、100 μL含硫化合物混合标准工作液,各加入10 μL 100 mg/L内标溶液,以无水乙醇定容,配制为质量浓度分别为0.05、0.10、0.50、1.00、3.00、5.00、10.00 mg/L的标准曲线工作液。以质量浓度(y,mg/L)为纵坐标,以峰面积(x)为横坐标绘制标准曲线并进行线性回归拟合。以3倍信噪比对应质量浓度为LOD,以10倍 信噪比对应质量浓度为LOQ。

1.3.3.2 加标回收率实验

向清香型白酒样品(1 mL)中依次添加低、中、高3个水平的含硫化合物混合标准工作液,加标水平分别为1、2、5 mg/L,基于1.3.2.2节的GC-MS条件进行测定,计算加标回收率。

1.3.3.3 精密度实验

准确移取清香型白酒酒样1 mL,加入10 μL 100 mg/L 内标溶液和10 μL 10 mg/L混合标准溶液,采用1.3.2.2节 的GC-MS条件进行检测。在同一天连续进样不少于 3次(n≥3)以评估日内精密度,连续3 d每天进样3次 (n=3)以评估日间精密度,要求相对标准偏差(relative standard deviation,RSD)<10%。

1.3.4 OAV计算

OAV是指香气化合物的质量浓度与其嗅觉阈值的比值,可衡量化合物对整体香气的贡献程度,OAV<0.1表明化合物对整体风味无贡献,0.1≤OAV<1表明化合物对整体风味有修饰作用,OAV≥1表明化合物对整体风味有贡献,定义为关键香气物质,OAV≥10表明化合物对整体风味有重要作用。OAV按下式计算[18]

式中:C为各香气化合物质量浓度/(μg/L);OT为香气化合物的嗅觉阈值/(μg/L)。

1.4 数据处理

数据采用Excel 2019软件进行处理,每个样品平行测定3次,结果以±s 表示。使用Origin 2024绘图。

2 结果与分析

2.1 方法学考察

2.1.1 前处理方法优化

参照GB/T 27404—2026《实验室质量控制规范食品理化检测》[19],直接进样的加标回收率范围应为80%~110%。由表3可知,液液萃取加标回收率为73%~120%,直接进样加标回收率为82%~109%,满足检测要求。因此,采用直接进样法进行后续实验。

表3 液液萃取与直接进样条件下23种含硫化合物的加标回收率
Table3 Spiked recovery rates for23sulfur-containing compounds under liquid-liquid extraction and direct injection

3-巯基-3-甲基-1-丁醇78823-甲硫基丙醇120102回收率/%化合物液液萃取直接进样2-甲氧基噻唑116106硫代丁酸甲酯7487甲硫基乙酸甲酯77101糠硫醇119109烯丙基甲基二硫醚114902-巯基丙酸乙酯77894,5-二甲基噻唑7392二甲基三硫醚118972-甲基四氢噻吩-3-酮11596噻吩-2-甲醛76102苯甲硫醇119983-甲硫基丙酸乙酯77963-巯基-1-己醇921082-戊基噻吩7894甲基(2-甲基-3-呋喃基)二硫醚118932-噻吩羧酸乙酯11693二乙基二硫醚114883-巯基己基乙酸酯7791苯并噻唑10692二糠基二硫醚86103甲基糠基二硫醚11994

2.1.2 加标回收率

由表4可知,23种含硫化合物平均加标回收率在84.03%~110.43%之间,处于合理范围内,回收率整体稳定,可满足样品中含硫化合物的定量分析需求。

表4 23种含硫化合物加标回收率
Table4 Spiked recoveries of23 sulfur-containing compounds

化合物本底值/加标量/测定值/(mg/L)(mg/L)(mg/L)回收率/%平均回收率/%1.001.33106.002-甲氧基噻唑0.272.002.55114.00104.875.005.0094.601.001.2087.00硫代丁酸甲酯0.332.001.9179.0086.205.004.9692.601.001.33101.00甲基硫代乙酸甲酯0.322.002.39103.50100.835.005.2298.001.001.44109.00糠硫醇0.352.002.66115.50110.435.005.69106.801.000.9090.00烯丙基甲基二硫醚0.002.001.8492.0091.475.004.6292.401.000.8989.002-巯基丙酸乙酯0.002.001.5879.0087.675.004.7595.001.001.2292.004,5-二甲基噻唑0.302.002.0989.5091.035.004.8891.601.000.9797.00二甲基三硫醚0.002.001.9195.5096.175.004.8096.003-巯基-3-1.000.8282.00甲基-1-丁0.002.001.6984.5084.03醇5.004.2885.601.001.02102.003-甲硫基丙醇0.002.002.21110.50107.035.005.43108.602-甲基四1.000.9696.00氢噻吩-3-0.002.001.9597.5095.83酮5.004.7094.001.001.02102.00噻吩-2-甲醛0.002.002.08104.00103.005.005.15103.001.001.2998.00苯甲硫醇0.312.002.31100.00100.535.005.49103.601.000.9696.003-甲硫基丙酸乙酯0.002.002.03101.5098.635.004.9298.40

续表4

(mg/L)(mg/L)(mg/L)回收率/%平均回收率/%己醇0.002.002.17108.50106.435.005.14102.802-戊基噻2.002.2794.5094.57基)二硫醚3-巯基己化合物本底值/加标量/测定值/1.001.08108.003-巯基-1-1.001.3294.00吩0.385.005.1495.20甲基(2-甲1.001.3393.00基-3-呋喃0.402.002.70115.00105.005.005.75107.001.001.3293.482-噻吩羧酸乙酯0.392.002.2894.5098.865.005.82108.601.001.1688.00二乙基二硫醚0.282.002.0789.5089.705.004.8691.601.001.3491.00基乙酸酯0.432.002.68112.50102.575.005.64104.201.001.2792.00苯并噻唑0.352.002.43104.00100.875.005.68106.601.001.55103.00二糠基二硫醚0.522.002.62105.00103.135.005.59101.401.001.3794.00甲基糠基二硫醚0.432.002.54105.50105.835.006.33118.00

2.1.3 线性关系、LOD、LOQ与精密度

由表5可知,在0.05~10 mg/L线性范围内,23种含硫化合物的线性回归方程决定系数均大于0.990,线性关系良好,LOD范围为0.004~0.021 mg/L,LOQ范围为0.013~0.070 mg/L,可进行定量分析。RSD均小于10%,其中,日内RSD值为0.02%~5.97%,日间RSD值为0.25%~4.96%。因此,该方法线性关系及精密度良好。

表5 23种含硫化合物线性关系、LOD、LOQ与精密度
Table5 Linear relationship,LOD,LOQ and precision of 23 sulfur-containing compounds

化合物线性方程决定LOD/LOQ/RSD/%系数(mg/L)(mg/L)日间日内2-甲氧基噻唑y=1.929 7x+0.363 30.994 20.0120.0403.234.43硫代丁酸甲酯y=1.443 0x+0.390 10.994 00.0130.0432.775.30甲基硫代乙酸甲酯y=1.513 2x+0.354 80.994 10.0120.0414.515.36糠硫醇y=3.838 0x+0.413 50.990 60.0080.0274.963.26

续表5

化合物线性方程系决数定(LmOgD/L/)(LmOg/QL/)日间RSD/%日内烯二丙硫基醚甲基y=1.766 9x+0.330 60.993 90.0120.0404.432.412-巯基丙酸乙酯y=9.994 4x+0.473 20.965 60.0050.0173.915.554,5-二甲基噻唑y=1.476 8x+0.358 40.994 40.0130.0422.105.97二甲基三硫醚y=4.125 5x+0.277 10.998 60.0070.0234.012.523-巯基丁-3醇-甲基-1-y=5.650 1x+1.350 50.997 20.0060.0203.780.203-甲硫基丙醇y=3.005 1x+1.024 10.996 80.0090.0304.142.982-甲吩基-3四-酮氢噻y=1.630 2x+0.350 90.994 80.0120.0403.272.57噻吩-2-甲醛y=2.059 2x+0.349 30.994 60.0110.0373.140.16苯甲硫醇y=1.921 0x+0.342 10.990 40.0120.0403.390.61丙3-酸甲硫乙基酯y=1.478 8x+0.366 00.994 00.0130.0421.693.623-巯基-1-己醇y=560.17x+0.573 80.998 10.0040.0131.764.222-戊基噻吩y=0.810 4x+0.355 90.994 40.0180.0600.440.45甲基喃基(2-)甲二基硫-醚3-呋y=3.134 0x+0.299 60.993 50.0090.0301.395.892-噻吩羧酸乙酯y=1.221 0x+0.355 60.994 40.0150.0502.685.76二乙基二硫醚y=1.479 0x+0.358 80.993 90.0130.0422.794.673-巯乙基酸酯己基y=3.407 5x+0.411 80.998 20.0080.0270.480.28苯并噻唑y=0.987 5x+0.356 70.994 30.0160.0530.550.25二糠基二硫醚y=1.476 9x+0.496 80.995 50.0110.0370.250.06甲二基硫糠醚基y=0.673 0x+0.436 60.991 90.0210.0700.260.02

2.2 白酒关键风味组分分析

2.2.1 不同香型白酒中含硫化合物含量分析

含硫化合物作为影响白酒风味品质的关键成分之一,是解析不同香型白酒风味特征的重要研究对象。目前,现行国家标准尚未对白酒中硫化物的测定方法作出明确规定。对不同香型白酒中含硫化合物含量进行分析,结果见表6。清香型、浓香型、酱香型和芝麻香型白酒共检出17种含硫化合物,分别检出含硫化合物14、13、11、11种,总质量浓度分别为5 791、5 972、5 905、4 741 μg/L。

表6 不同香型白酒中含硫化合物含量
Table6 Contents of sulfur-containing compounds in Baijiu of differentflavor typesμg/L

化合物酱香型浓香型清香型芝麻香型2-甲氧基噻唑799.0±159.8474.0±42.4373.0±30.6396.0±29.6硫代丁酸甲酯—577.0±115.4443.0±41.2—甲基硫甲代酯乙酸——405.0±31.9—

续表6

化合物酱香型浓香型清香型芝麻香型糠硫醇——468.0±39.6—烯二丙硫基醚甲基———523.0±104.6二乙基二硫醚—363.0±35.3364.0±30.4560.0±112.02-巯基丙酸乙酯495.0±45.5614.0±122.8—363.0±30.84,5-二甲基噻唑—368.0±31.8366.0±32.8—苯甲硫醇358.0±32.8688.0±137.6370.0±33.7—3-甲硫乙基酯丙酸721.0±144.2——458.0±39.42-戊基噻吩378.0±33.8408.0±38.2426.0±32.7490.0±42.7甲基基(2-)甲二基硫-醚3-呋喃392.0±36.2406.0±33.6437.0±37.2323.0±28.32-噻吩羧酸乙酯865.0±173.0362.0±29.2420.0±35.1410.0±33.7甲基糠基二硫醚463.0±44.3438.0±38.5445.0±42.1440.0±38.4苯并噻唑386.0±32.6359.0±30.1361.0±28.7358.0±30.23-巯乙基酸酯己基491.0±45.1417.0±35.7415.0±37.9420.0±39.1二糠基二硫醚557.0±111.4498.0±41.8498.0±41.5—

注:—.未检出。

由图1a可知,4种香型白酒中共有7种含硫化合物,包括2-甲氧基噻唑、2-戊基噻吩、甲基(2-甲基-3-呋喃基)二硫、2-噻吩羧酸乙酯、甲基糠基二硫醚、苯并噻唑、3-巯基己基乙酸酯。酱香型、芝麻香型白酒中共有化合物为3-甲硫基丙酸乙酯,其质量浓度分别为721.0、458.0 μg/L,与秦炳伟等[20]的研究结果相近;酱香型、芝麻香型与浓香型白酒中共有化合物为2-巯基丙酸乙酯,其质量浓度分别为495.0、363.0、614.0 μg/L;清香型、芝麻香型与浓香型白酒中共有化合物为二乙基二硫醚,其质量浓度分别为364.0、560.0、363.0 μg/L;苯甲硫醇、二糠基二硫醚是酱香型、清香型、浓香型共有的硫化物;硫代丁酸甲酯与4,5-二甲基噻唑是清香型与浓香型白酒共有的硫化物。由图1b可知,在检出的17种含硫化合物中,2-噻吩羧酸乙酯质量浓度最高,达362.0~865.0 μg/L;其次是2-甲氧基噻唑,为373.0~799.0 μg/L。在酱香型白酒中,2-甲氧基噻唑、2-噻吩羧酸乙酯含量较高;在浓香型白酒中,苯甲硫醇、2-巯基丙酸乙酯含量较高;在清香型白酒中,糠硫醇、二糠基二硫醚含量较高;在芝麻香型白酒中,烯丙基甲基二硫醚、二乙基二硫醚含量较高。甲基硫代乙酸甲酯和糠硫醇仅在清香型白酒中检出,质量浓度分别为405.0 μg/L和468.0 μg/L;烯丙基甲基二硫醚仅在芝麻香型白酒中检出,质量浓度为523.0 μg/L。

图1 不同香型白酒中含硫化合物种类Venn图(a)及含量气泡图(b)
Fig.1 Venn diagram of types(a) and bubble chart of contents(b) of sulfur-containing compounds in Baijiu of differentflavor types

2.2.2 不同香型白酒中含硫化合物OAV分析

如表7所示,4种香型白酒共有3种关键含硫化合物,分别为2-戊基噻吩、甲基(2-甲基-3-呋喃基)二硫、甲基糠基二硫醚。甲基(2-甲基-3-呋喃基)二硫的OAV均大于1 000,该化合物是样品中贡献度较高的关键含硫化合物。Duan Jiawen等[21]在探究酱香型白酒关键气味物质时发现,甲基(2-甲基-3-呋喃基)二硫具有肉味、硫味,对酱香型白酒的整体香气具有重要贡献。此外,白酒发酵异常时,若甲基(2-甲基-3-呋喃基)二硫含量过高,还会导致酱香型白酒中产生泡菜样异味[22]。甲基糠基二硫醚的OAV均大于500,具有烤肉味的香气特征。研究发现,该物质还是区分不同发酵阶段酱香型基酒的重要挥发性硫化物之一[23]。硫代丁酸甲酯在浓香型和清香型白酒中OAV分别为36.06和27.69,为白酒提供干酪、卷心菜气味;二乙基二硫醚在浓香型、清香型、芝麻香型白酒中具有较高的OAV(80~131),为白酒提供洋葱、硫磺气味;糠硫醇仅存在于清香型白酒中,且具有较高的香气贡献度,其OAV处于较高水平[9]

表7 不同香型白酒中OAV>1的含硫化合物
Table7 Sulfur-containing compounds with OAV>1in Baijiu of differentflavor types

名称阈值[9]/OAV 2-戊基噻吩287a甜香,水果香1.321.421.481.71甲基糠基二硫醚0.8a烤肉味578.75547.5556.25550.00硫代丁酸甲酯16a干酪,卷心菜36.0627.69二乙基二硫醚4.3b洋葱,硫磺84.4284.65130.23(μg/L)风味描述酱香型浓香型清香型芝麻香型甲基(2-甲基-3-呋喃基)二硫0.3a肉味,硫味1 306.671 353.331 456.671 076.67糠硫醇0.1b烤芝麻4 680

注:a.在53%乙醇中;b.在46%乙醇中。

白酒中挥发性含硫化合物的产生途径主要有2种:化学合成和微生物代谢[9,24]。美拉德反应是食品工业生产过程中一种常见的化学反应,为食品提供色泽和香味。半胱氨酸、胱氨酸等含硫氨基酸是酒类含硫化合物的重要前体物质,其在高温堆积的酿造条件下与还原糖发生美拉德反应,从而形成挥发性含硫化合物[25]。糠硫醇是酒类中重要的风味物质,该物质由蛋白质水解产生的含硫氨基酸,与原料中的L-阿拉伯糖发生美拉德反应生成[26]。此外,部分含硫化合物可通过酿造原料中的蛋白质经微生物作用降解为含硫氨基酸,后者进一步发生Strecker降解反应,最终转化形成相应的含硫风味物质[27]

3 结 论

本研究采用直接进样结合GC-MS技术建立同时检测清香型白酒中23种含硫化合物的方法。23种含硫化合物在0.05~10 mg/L范围内线性关系良好,决定系数均大于0.990,LOD为0.004~0.021 mg/L,LOQ为0.013~0.070 mg/L,RSD≤5.97%。清香型、浓香型、酱香型和芝麻香型白酒中共检出17种含硫化合物,分别检出14、13、11、11种,其中2-甲氧基噻唑、2-戊基噻吩、甲基(2-甲基-3-呋喃基)二硫、2-噻吩羧酸乙酯、甲基糠基二硫醚、苯并噻唑、3-巯基己基乙酸酯7种含硫化合物为酒样共有。甲基硫代乙酸甲酯、糠硫醇仅在清香型白酒检出,烯丙基甲基二硫醚仅在芝麻香型白酒中检出。2-戊基噻吩、甲基(2-甲基-3-呋喃基)二硫、甲基糠基二硫醚为4种香型白酒共有关键含硫化合物,其中,甲基(2-甲基-3-呋喃基)二硫为贡献度较高的含硫化合物。本研究为白酒中含硫化合物的测定提供了一种定性定量的技术方法,有助于探究微量含硫成分对白酒风味的影响,为香型鉴别、品质评价提供技术支持。

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