薏仁是禾本科薏苡（Coix lacryma-jobi L.）属的干燥成熟种仁[1]，兼具较高的药用与保健价值，已被列入中国药食两用目录，拥有广泛的开发和应用空间[2]。白酒是以粮谷为主要原料，借助大曲、小曲、麸曲、酶制剂及酵母等糖化发酵剂，经蒸煮、糖化、发酵、蒸馏、陈酿、勾兑而成的蒸馏酒[3]；薏仁白酒是以药食同源的薏仁为主要原料，经传统固态发酵、蒸馏工艺制成的特色白酒[4]。近年来，因其兼具白酒的风格与薏仁特有的营养与风味，加之健康消费趋势兴起，受到市场关注[5]。风味是决定白酒品质、典型性与消费者接受度的核心感官属性[6-7]。目前，围绕传统谷物酿造白酒（如高粱白酒）风味物质的研究已较为深入，对其挥发性成分、关键呈香物质及工艺影响已有系统认识[8-10]，然而，目前国内针对薏仁白酒的挥发性成分研究鲜有报道。
气相色谱-质谱（gas chromatography-massspectrometry，GC-MS）技术是复杂体系挥发性成分分离与鉴定的核心手段。顶空固相微萃取（headspace solidphase microextraction，HS-SPME）作为一种无溶剂、操作简便的样品前处理技术，能高效富集痕量挥发性与半挥发性成分[11-12]，并最大程度减少基质干扰，已广泛应用于各类食品与酒类风味分析[13-14]。本研究采用HS-SPME-GC-MS技术对4个轮次薏仁白酒的挥发性成分进行分析，通过对比各轮次挥发性成分差异，旨在解析薏仁白酒挥发性成分的变化规律，研究工艺与风味成分的相关性，为薏仁白酒的生产工艺标准化、风味品质提升、产品分级及勾调提供关键数据支持与理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
4个不同轮次薏仁白酒酒样 贵州庄稼汉薏米产业开发有限公司。
1.2 仪器与设备
8890-7000E GC-MS仪 美国Agilent公司；PAL RTC四合一多功能自动进样模块、DVB/C-WR/PDMS智能SPME纤维头 广州智达实验室科技有限公司。
1.3 方法
1.3.1 样品处理
所有酒样在分析前均未进行稀释处理，乙醇体积分数均为53%。为保证数据的可靠性与重现性，对每轮次样品均设置3次平行。准确量取10 mL酒样于20 mL顶空瓶中，参照Zhao Xingxiu等[15]的方法并稍加修改，选择已老化完成的DVB/C-WR/PDMS萃取头，60 ℃下孵化10 min、萃取30 min，250 ℃解吸5 min。
1.3.2 GC-MS条件
GC条件：采用DB-WAX弹性石英毛细管色谱柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；载气为高纯（99.999%）氦气，载气流量1.0 mL/min；分流比10∶1；汽化室温度230 ℃；升温程序：初始温度35 ℃（保持5 min），以5 ℃/min升至40 ℃，保持4 min；再以8 ℃/min升至130 ℃；再以10 ℃/min升至230 ℃，保持10 min。运行时间：41.25 min。
MS条件：电子电离源，离子源温度230 ℃，电离能量70 eV；接口温度230 ℃，四极杆温度150 ℃，倍增器电压1 927 V，质量扫描范围m/z 45～500。溶剂延迟时间2.75 min。
1.3.3 定性定量方法
原始数据经Agilent未知物分析软件解卷积算法分析检索后，通过NIST 20数据库进行相似度比对，筛选置信度≥90%的化合物，结合保留指数进行定性；采用峰面积归一化法计算各挥发性成分的相对含量。
1.4 数据分析
采用Excel 2010进行数据整理，采用TBtools进行聚类分析。软件Origin 2018、Illustrator CS6、GraphPadPrism 8用于数据可视化作图与进一步分析。
2 结果与分析
2.1 不同轮次薏仁白酒挥发性化合物组成
由表1可知，从不同轮次薏仁白酒中共检出54种挥发性成分，其中1、2、3、4轮次酒样分别鉴定到24、29、30、41种挥发性化合物。其中，从1、2、3、4轮次样分别检出0、1、5、15种独有挥发性化合物；4个轮次同时存在的化合物共有13种。
在1轮次薏仁白酒中鉴定出24种挥发性化合物，其中酯类7种，相对含量46.68%；醛及醛的衍生物4种，相对含量16.62%；醇类11种，相对含量21.71%；酸类1种（乙酸），相对含量12.49%；杂环类1种，相对含量2.50%；在2轮次薏仁白酒中鉴定出29种化合物，其中酯类15种，相对含量44.16%；醛及醛的衍生物4种，相对含量25.06%；醇类8种，相对含量21.38%；酸类1种，相对含量6.04%；杂环类1种，相对含量3.36%；3轮次薏仁白酒中鉴定出30种化合物，其中酯类15种，相对含量41.12%；醛及醛的衍生物3种，相对含量2.05%；醇类8种，相对含量21.46%；酸类1种，相对含量5.67%；杂环类2种，相对含量29.63%；含氮化合物1种，相对含量0.07%；4轮次薏仁白酒中鉴定出41种化合物，其中酯类13种，相对含量31.74%；醛及醛的衍生物8种，相对含量11.96%；醇类11种，相对含量39.94%；酸类2种，相对含量11.00%；杂环类1种，相对含量3.36%；酚类2种，相对含量0.59%；醚类1种，相对含量1.14%；其他3种相对含量0.27%。总体来说，醇类与酯类化合物构成薏仁白酒风味物质的主体，4个轮次占比均在60%以上。
表1 不同轮次薏仁白酒挥发性成分及其含量变化
Table1 Volatile components and their content changes in Coix seed Baijiu from different rounds
分类编号CAS号化合物1轮次2轮次相对含量/%3轮次4轮次1687-47-8(L)-乳酸乙酯5.86±0.825.55±0.055.32±0.015.10±0.542123-92-2异戊醇乙酸酯0.61±0.010.40±0.030.37±0.820.35±0.12354546-22-49-十六碳烯酸乙酯-0.15±0.010.08±0.100.21±0.214101-97-3苯乙酸乙酯-0.11±0.000.10±0.020.18±0.135123-25-1丁二酸二乙酯-0.83±0.020.78±0.16-6110-38-3癸酸乙酯-0.17±0.000.17±0.020.11±1.2171838-59-1甲酸-2-丙烯基酯-1.32±0.16--8107-31-3甲酸甲酯0.04±0.13--0.05±0.09酯类190110161--6331--52十十八二烷烷酸酸乙乙酯酯--0.29-±0.9000..2076±±00..6596--11628-97-7十六烷酸乙酯3.68±0.026.15±0.015.84±0.135.23±0.0012124-06-1十四烷酸乙酯-0.17±1.980.17±1.740.16±0.9913106-32-1辛酸乙酯-0.23±1.230.24±2.89-14544-35-4亚油酸乙酯2.66±0.194.20±0.014.02±0.225.55±0.0915922-68-9氧代乙酸甲酯---0.18±0.9816103-45-7乙酸-2-苯乙酯-0.21±0.100.20±0.280.49±0.2317141-78-6乙酸乙酯31.76±0.0120.91±0.0420.25±0.1310.46±0.2518111-62-6油酸乙酯2.07±0.023.47±0.073.25±0.123.67±0.2619590-86-33-甲基丁醛---0.50±0.1220100-52-7安息香醛---0.15±0.1421122-78-1苯乙醛---0.30±0.00醛及醛的衍生物2223398482-0-013-1-3异戊醛糠二醛乙基缩醛01..0646±±00..052601..2781±±00..687901..2681±±00..200521..3138±±00..9108247789-92-61,1,3-四乙氧基丙烷---2.02±0.72256314-97-2(2,2-二乙氧基乙基)苯0.08±0.000.17±0.190.16±0.390.28±0.0526105-57-7乙醛缩二乙醇14.84±0.1322.90±0.00-5.20±0.772724347-58-8(2R,3R)-(-)-2,3-丁二醇0.28±0.040.33±0.880.30±0.180.23±0.692871-23-81-丙醇5.41±0.782.50±0.252.54±0.0614.57±0.322971-36-31-丁醇---0.14±0.003071-41-01-戊醇10.66±0.15--12.93±0.2931513-85-92,3-丁二醇0.50±0.130.97±0.000.90±0.18-3278-92-22-丁醇0.94±0.001.68±0.021.53±0.09-3378-83-1异丁醇0.45±1.030.49±0.93-0.51±0.66醇类3345112003--5511--36异苯戊甲醇醇0.05-±0.0912.20-±0.9911.47-±0.050.11-±0.233660-12-8苯乙醇2.79±0.173.05±0.162.92±0.524.97±0.603714898-79-4仲丁醇--1.65±0.17-381066-42-8二甲基硅烷二醇0.43±0.78--0.12±0.1339111-35-33-乙氧基-1-丙醇0.06±0.98--1.31±0.4640107-18-62-丙烯-1-醇---4.72±0.25414412-91-33-呋喃甲醇0.14±0.980.16±0.00-0.33±0.124298-00-02-呋喃甲醇--0.15±0.00-酸类44437649--0199--47丙乙酸酸12.49-±0.006.04-±0.025.67-±0.0128..2773±±00..002045646-06-01,3-二氧戊环--26.48±0.04-杂环类46503-29-7氮杂环丁烷2.50±0.083.36±0.193.15±0.02-4775-55-82-甲基氮丙啶---3.36±0.23酚类449821719855--0899--912-甲4-氧乙基基-愈5-创甲木基酚苯酚------00..0581±±00..0123醚类50116-11-02-甲氧基-1-丙烯---1.14±0.09含氮化合物5179-17-4氨基胍--0.07±0.04-521000450-02-5未定---0.10±0.02其他531000282-41-1未定---0.11±0.01541000309-23-0未定---0.06±0.00
注：—.未检出。
2.2 不同轮次挥发性成分类别差异
由图1A可知，1～4轮次酯类占比整体呈逐渐下降趋势，但是酯类化合物种类逐渐增多，后续轮次酯类化合物数量均比1轮次多，成分趋于复杂化；十八烷酸乙酯、十二烷酸乙酯、亚油酸乙酯、油酸乙酯、十六烷酸乙酯等长链脂肪酸乙酯类化合物在后续轮次中均显著增加，主要成分从以乙酸乙酯为主（1轮次31.76%、2轮次20.91%、3轮次20.25%、4轮次10.46%）转变为多种酯类化合物共存的状态，特别是在第4轮次，各类脂肪酸乙酯的占比显著提升。
由图1B可知，4个轮次中醛类占比均较低，其中3-甲基丁醛（0.50%）、安息香醛（0.15%）、苯乙醛（0.30%）均为4轮次独有；糠醛（1轮次1.06%、2轮次1.28%、3轮次1.21%、4轮次2.33%）和异戊醛二乙基缩醛（1轮次0.64%、2轮次0.71%、3轮次0.68%、4轮次1.18%）在4个轮次中含量均较低。乙醛缩二乙醇（1轮次14.84%、2轮次22.90%、4轮次5.20%）相对含量在第2轮次达到峰值，第4轮次显著下降。
由图1C可知，醇类轮次间变化明显，4个轮次醇类占比分别为21.71%（11种）、21.38%（8种）、21.46%（8种）、39.94%（11种）。1轮次以1-戊醇（10.66%）为主，化合物种类最丰富（11种）；2、3轮次以异戊醇为主要组分，化合物种类减少；4轮次1-丙醇和1-戊醇 相对含量显著增加、苯乙醇相对含量达到最高值（4.97%）。杂醇油（1-丙醇、1-丁醇、1-戊醇、2-丁醇、异丁醇、异戊醇）是影响白酒风味的重要指标，4个轮次杂醇油占比分别为：1轮次17.46%、2轮次16.87%、3轮次15.54%、4轮次28.15%；1、2、3轮次杂醇油占比逐渐降低，4轮次达到顶峰。1轮次以1-戊醇和1-丙醇为主导；2、3轮次以异戊醇为主导，4轮次回归直链醇主导，以1-丙醇和1-戊醇为主，出现新的杂醇组分（1-丁醇、3-乙氧基-1-丙醇），杂醇油总量显著增加。
由图1D可知，乙酸前3个轮次占比逐渐下降，但4轮次有所回升（1轮次12.49%、2轮次6.04%、3轮次5.67%、4轮次8.23%）；由图1E～H可知，杂环类、酚类、醚类及含氮化合物几乎均仅在4轮次检出，例如，2-甲基氮丙啶（3.36%）、4-乙基愈创木酚（0.51%）、2-甲氧基-1-丙烯（1.14%）等。
图1 4轮次薏仁白酒挥发性成分差异
Fig.1 Differences in volatile components of Coix seed Baijiu among four rounds
2.3 挥发性成分聚类分析
由图2可知，有13个化合物均在4个轮次中出现。(L)-乳酸乙酯在4个轮次中的相对含量分别为5.86%、5.55%、5.32%、5.10%；异戊醇乙酸酯相对含量分别为0.61%、0.40%、0.37%、0.35%；十六烷酸乙酯相对含量分别为3.68%、6.15%、5.84%、5.23%；亚油酸乙酯相对含量分别为2.66%、4.20%、4.02%、5.55%；乙酸乙酯相对含量分别为31.76%、20.91%、20.25%、10.46%；油酸乙酯相对含量分别为2.07%、3.47%、3.25%、3.67%；糠醛相对含量分别为1.06%、1.28%、1.21%、2.33%；异戊醛二乙基缩醛相对含量分别为0.64%、0.71%、0.68%、1.18%；(2R,3R)-(-)-2,3-丁二醇相对含量分别为0.28%、0.33%、0.30%、0.23%；1-丙醇相对含量分别为5.41%、2.50%、2.54%、14.57%；苯乙醇相对含量分别为2.79%、3.05%、2.92%、4.97%；(2,2-二乙氧基乙基)苯相对含量分别为0.08%、0.17%、0.16%、0.28%；乙酸相对含量分别为12.49%、6.04%、5.67%、8.23%。
图2 4轮次薏仁白酒挥发性成分聚类分析
Fig.2 Cluster analysis of volatile components in Coix seed Baijiu among four rounds
1轮次无独有化合物；2轮次有甲酸-2-丙烯基酯1种独有化合物，相对含量为1.32%；3轮次有5种独有化合物，十二烷酸乙酯0.07%、仲丁醇1.65%、2-呋喃甲醇0.15%、1,3-二氧戊环26.48%、氨基胍0.07%；4轮次有15种独有化合物，氧代乙酸甲酯0.18%、3-甲基丁醛0.50%、安息香醛0.15%、苯乙醛0.30%、1-丁醇0.14%、2-丙烯-1-醇4.72%、1,1,3-四乙氧基丙烷2.02%、未定化合物1000450-02-5 0.10%、未定化合物1000282-41-1 0.11%、未定化合物1000309-23-0 0.06%、2-甲氧基-1-丙烯1.14%、2-甲氧基-5-甲基苯酚0.08%、4-乙基愈创木酚0.51%、2-甲基氮丙啶3.36%、丙酸2.77%。
3 讨 论
在白酒品质评价体系中，风味特征直接关联消费者偏好与产品接受度，现已成为风味化学与食品科学领域的研究焦点[16]。原酒普遍存在品质不稳定的问题，需经过勾调处理后方可面向市场，以此实现酒体协调、口感丰满，保障不同批次产品质量稳定[17]。
本研究基于HS-SPME-GC-MS技术探究薏仁白酒挥发性成分，共计鉴定出54种挥发性化合物；以酯类和醇类为主，4个轮次酯类和醇类总相对含量均在60%以上，这表明酯类和醇类是构成该体系风味与香气的核心骨架物质，这与周利等[18]研究结果相似。传统以高粱为原料的白酒中，酱香型白酒以乳酸乙酯为主导，浓香型白酒以己酸乙酯为主导，清香型白酒以乙酸乙酯为主导[19]，而以薏仁为原料的薏仁白酒中，脂肪酸酯种类更多，共有13种，这可能与薏仁原料脂肪酸组成中C16:0、C18:0、C18:1、C18:2占比较高有关。4个轮次酯类化合物相对含量（46.68%→31.75%）整体呈下降趋势。酯类物质是白酒香气的关键贡献者，其浓郁的果香、花香特质，可以平衡乙醇的刺激感、同时增加酒体醇厚感，赋予不同香型白酒鲜明的风格特征[20-23]；(L)-乳酸乙酯表现出愉悦的果香，对白酒的果味贡献更大，在12种香型白酒中均有发现[24]；而9-十六碳烯酸乙酯（2轮次0.15%、3轮次0.08%、4轮次0.21%）、十八烷酸乙酯（2轮次0.29%、3轮次0.26%）、十二烷酸乙酯（3轮次0.07%）、亚油酸乙酯（1轮次2.66%、2轮次4.20%、3轮次4.02%、4轮次5.55%）等高级脂肪酸呈味贡献大于呈香贡献，对口感塑造和留香时间发挥重要作用[25-27]；亚油酸乙酯相对含量随轮次推进由2.66%增至5.55%，油酸乙酯、十六烷酸乙酯亦呈类似上升趋势。这可能与薏仁米中较高含量的油脂、亚油酸、油酸和棕榈酸[28]密切相关。
醇类物质中，高级醇的种类构成与传统高粱白酒基本一致，与杨昆鹏[29]、张小娜[30]等研究结果相似；异戊醇（2轮次12.20%、3轮次11.47%）、异丁醇（1轮次0.45%、2轮次0.49%、4轮次0.51%）等高级醇则赋予白酒独特的醇香与回味，适量存在能增强酒体的丰满度，但过量则易带来苦涩感[31-32]。
在白酒微量风味成分中，醛类虽占比不高，却与白酒风味、基酒质量、酒体风格密切相关[33]；适量3-甲基丁醛（4轮次0.50%）、安息香醛（4轮次0.15%）、苯乙醛（4轮次0.30%）可产生花香和焦香等特有香气，但浓度过高则会产生令人不快且刺激的气味，扰乱香气平衡，这与前人研究结果[34-35]一致；糠醛（1轮次1.06%、2轮次1.28%、3轮次1.21%、4轮次2.33%）与吡嗪类、呋喃类、酚类物质共同构成酱香的复合焦糊香与烘焙香。在以高粱为原料的多种香型白酒中，四甲基吡嗪均被检出[36]，而本研究未检测到四甲基吡嗪，这可能是酿造工艺不同造成的。本研究检测出的乙酸（1轮次12.49%、2轮次6.04%、3轮次5.67%、4轮次8.23%）与丙酸（4轮次2.77%）含量变化特征与现有研究结果[37-39]基本一致。与乳酸类似，乙酸、丙酸等有机酸是白酒关键的呈香呈味物质，同时也是中长链脂肪酸及各类乙酯类风味化合物合成的重要前体物质。这类酸性成分不仅能够丰富酒体风味层次，更是调控白酒香气组成、奠定酒体风味基础的核心物质[40]。
酱香型白酒1～7轮次基酒中挥发性物质以酯类种类最为丰富，各轮次物质种类差异主要集中于酯类与醛酮类，且随轮次增加，酒体中醇类、酯类及酸类物质含量整体呈下降趋势[41]。本研究中的薏仁白酒4个轮次基酒同样表现出酯类物质种类最多的特征，但轮次间风味物质差异主要体现在醛类及其衍生物上，且随着轮次推移，薏仁白酒醇类化合物含量逐步提升，整体风味物质种类更为丰富。该差异性特征可能归因于薏仁原料富含脂质的特性，加之发酵体系多菌种协同代谢，多轮次发酵积累效应促使原料中难降解的大分子成分被微生物持续分解利用，进而形成独特的轮次风味变化规律。
4 结 论
薏仁白酒以酯类（31.75%～46.68%）和醇类（21.38%～39.94%）为核心的风味骨架体系，其中酯类化合物在前期轮次占比较高，醇类化合物在后期轮次占比显著上升。本研究阐明了薏仁白酒挥发性成分在发酵过程中的阶段特征与演化规律，为深入理解其风味形成机理提供了关键数据支撑；研究结果可为工艺优化调控风味物质生成提供理论依据，未来可结合感官评价进一步明确关键呈香物质的贡献度。
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