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解决方案 | 全二维气质联用仪鉴别白酒风味组分
发表时间:2022-09-04阅读次数:42次

白酒是我国历史悠久的传统蒸馏酒,目前主要有以酱香型、清香型、浓香型、米香型四种香型为主的十二大香型白酒。由于原料及生产工艺的差异,不同香型白酒有着不同的风味组分特征,构成了白酒丰富多彩的风味特色。因此,白酒中的特征风味化合物分析已成为当今研究者的关注重点。

 

 
 
方案简介
 

 

随着科技的发展,白酒风味物质的分析方法逐渐由传统化学方法引向高端仪器分析。为了更好地支持白酒风味物质分析,禾信仪器秉承“做中国人的质谱仪器”发展理念,与中国食品发酵工业研究院标准和数字化研究发展部合作开展基于全二维气质联用仪(GGT 0620)等国际领先的白酒分析技术,推出白酒风味组分分析检测解决方案。

方案以全二维气质联用仪(GGT 0620)为核心设备,搭载全自动智能进样平台、全新半导体制冷固态热调制器和海量化合物数据分析软件,开展白酒中风味物质的高通量定性鉴定、定量分析,将现代高新技术融合进庞大复杂的白酒风味成分体系研究中,逐渐揭开不同香型白酒所含风味物质的神秘面纱,从而科学地引导中国白酒行业的快速发展。

 

全二维气质联用仪(GGT 0620)365娱乐游戏平台图片

 
应用案例
 

 

 

 01
某浓香型白酒风味成分分析
 

仪器配置参数

部分测试结果

风味成分定性分析

下图是该浓香型白酒样品的全二维色谱图,通过自动峰检测,共检测到1864种挥发性有机物成分,化合物组成非常丰富,且不同种类的化合物(酯类、醇类、有机酸类)在全二维色谱图呈现规律性分布。

 

某浓香型白酒样品的全二维色谱图

 

风味化合物组成分析

通过海量化合物数据分析软件(MDT)可以实现一键自动分析,一键完成数据自动分类及统计,确定该浓香型白酒中烷烃、烯烃、芳烃、酯类、醛类等类别化合物占比和主要风味成分,具体数据见下表。

 

某浓香型白酒样品的各类化合物数量及占比表

 

不同年份酒差异性分析

通过对该浓香型白酒的不同年份酒统计分析,较好地实现了对三个储存年限的年份酒的鉴别。下图中绿色Y3代表储存3年,蓝色Y6代表储存6年,红色Y9代表储存9年,通过图示可以看出,Y3与Y6、Y9不同年份酒能达到很好区分。

 

不同年份某浓香型白酒样品的聚类分析图

 

酒越陈越香,白酒储存年限越长,陈味越突出,入口感觉越细腻。通过GGT 0620可以对不同存储年限的酒风味物质进行鉴别,有助于各大白酒厂商筛选出口感较好的陈年老酒。

 

实验结论

使用 GGT 0620 结合海量化合物数据分析软件对某浓香型白酒样品进行非靶向分析,共测得1864多种挥发性有机物成分。与此同时,有效完成了对该白酒主要风味成分的类别和占比分析,并对不同年份酒开展了准确鉴别分析,为浓香型白酒风味物质的研究和不同年份酒的鉴定提供了一种准确有效的分析方法。

 

 

 02
某清香型白酒挥发性成分分析
 

仪器配置参数

部分测试结果

风味成分定性分析

下图是九类清香型白酒样品的全二维色谱图,每类样品检测出400-700种挥发性有机物,总计检出1600多种挥发性有机物成分,其中以 2-3#样品中检测到的化合物种类最多,达到 609 种,化合物组成非常丰富。

 

9个某清香型白酒样品的全二维色谱图

 

风味化合物组成分析

通过MDT数据处理软件对检测到的化合物组成进行统计分析,结果如下图,九类白酒样品中含量最高的化合物种类均是以癸酸乙酯、辛酸乙酯、月桂酸乙酯、己酸乙酯酯等为主的酯类化合物,相对含量都在50%以上。酮类、醇类、烯烃类及酸类化合物含量略低一些。

 

某清香型白酒样品的各类化合物数量及占比表

 

主成分物质分析

PCA是常用的无监督统计方法,用于降低大数据集的维数,以揭示样本间的差异,它对复杂数据集能提供直观解释,并从中揭示出数据集中观测数据的分组、趋势以及离群。采用PCA方法对九类清香型白酒样品采集数据进行差异化分析,并经MDT软件分析处理后得到832个变量,按类别区别划分为九组进行PCA分析,得分图如下图所示。

 

9个某清香型白酒样品的全二维色谱图

实验结论

使用 GGT 0620 结合化学计量学方法对九个清香型白酒样品进行非靶向分析,共测得 1600 多种挥发性有机物成分。Canvas 软件、MDT 软件可以联合处理和挖掘全二维气质联用数据,找出差异/相似化合物,最后通过商业化多元数据分析软件得到样品间的聚类关系,为区分不同类别的清香型白酒提供了一种快速、可靠的分析思路。

 

 03
某白酒样品中的氨基甲酸乙酯(EC)测定分析
 

仪器配置参数

部分测试结果

某白酒样品中的风味成分定性分析

下图是某白酒样品的全二维色谱图,通过自动峰检测,成功分离了上千种挥发性化合物,在选择离子模式下有助于从这个庞大的数据中找到目标物EC,并且白酒基质对目标物没有任何的影响。

 

△ EC 和 D5-EC在白酒基质中二维色谱图

△ EC 和 D5-EC在选择离子模式(M/Z 62,64)二维色谱图

 

某白酒样品中的EC定量曲线分析

按照实验方法依次从低浓度到高浓度对标准白酒样品溶液进行分析,在10-500μg/L的范围内,线性相关系数达到0.998,可以满足国标方法GB 5009.223-2014的要求。

 

EC测定的标准曲线

实验结论

禾信仪器GGT 0620是分析白酒中EC的有力工具,分析过程不需要繁琐的人工操作以及衍生试剂和有毒有害试剂的消耗,同时可保留丰富的样品挥发性物质信息,有效减小基质效应的影响。此外,该实验也为白兰地、威士忌等高酒精浓度饮料酒中EC的定量测定提供了新方法,为发酵食品的安全生产提供了新思路。

 

 04
白酒标准化数据库建立指导
 

目前,我国白酒风味研究还存在专业风味数据库缺乏的问题。在没有合适的谱图库的情况下,为了提高风味剖析的准确性和科学性,相关高校、科研院所及龙头生产企业都会分别购买几百种甚至上千种风味标准物质,但是相关资源共享还存在一定难度。基于全二维气质联用仪(GGT 0620),可以开展不同香型、相同香型、不同地区白酒样品的风味物质分析,完善升级中国白酒风味物质大数据库组分数量和相关信息,建立白酒的风味物质标准化数据库,为白酒真实性鉴别提供科学技术依据。

 
总结
 

 

禾信仪器白酒风味组分分析检测解决方案,既可以快速准确地研究庞大复杂的白酒风味成分体系,还可以监测白酒的关键性安全指标,实现白酒风味物质检测和安全监测的双重目标。未来,禾信仪器将聚焦更多高端质谱仪器,提供更多更专业化的白酒分析检测质谱解决方案,希望能为广大的白酒行业分析工作人员提供支持和帮助。

 

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