全二维气相色谱技术在酒类挥发性化学成分检测中的应用
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酒的品质通常受风味类型、原料来源、生产工艺等因素的影响。
为了赚取更高的利润，掺假和冒名是酒行业长期以来较为关注的问题[1-2]，因此，酒的品质评价显得尤其重要，其中酒的挥发性化学物质是评价酒品质的最重要的因素之一，通常包括小分子的烃、醇、酯、羧酸、酮、醛以及含氮和硫的化合物[3]。
目前已经有大量致力于酒风味挥发性化学成分检测技术的研究，如气相色谱-吸闻器（gas chroma-tography-olfactometry，GC-O）[4-7]、气相色谱-质谱联用（gas chromatography-mass spectrometer，GC-MS）或者气相色谱-氢火焰离子化检测器联用（gas chromatography-flame ionization detector，GC-FID）[8-13]等。
然而，之前的研究表明酒是一种复杂的基质，并且在一维气相色谱（one-di-mensional gas chromatography，1D-GC）分析中常发生许多的共流出峰，导致检测结果出现“假阳性”的现象，因此，具有更高分离能力的技术仍然有待研究。
全二维气相色谱（comprehensive two-dimensional gas chromatography，GC×GC）在复杂化合物的色谱分离中具有较多优势[14-21]。
如图1所示，它提供了一个真正的正交分离系统，把分离机理不同而又互相独立的两支色谱柱以串联方式结合组成二维气相色谱。
在这两支色谱柱之间装有的一个调制器起捕集再传送的作用[22]。
经第一支色谱柱分离后的每一个馏分，都需先进入调制器，进行聚焦后再以脉冲方式送到第二支色谱柱中进行进一步的分离，所有组分从第二支色谱柱进入检测器。
信号经数据处理系统处理后，得到以第一支柱上的保留时间为第一横坐标，第二支柱上的保留时间为第二横坐标，信号强度为纵坐标的三维色谱图，或二维轮廓图[23]。
由于在这个过程中，样品经两次完全独立的分离，并在第一次分离运行的时间中完成二维分离，而不是简单的中心切割技术，因此大大提高了对基质干扰背景中目标分析物的分离效果，并且能够在较短的分析时间内提供相当多的样品成分信息[18]。
到目前为止，GC×GC已广泛应用于分析石油、农药、大气污染物和环境全二维气相色谱技术在酒类挥发性化学成分检测中的应用肖雪，陈啸天，钱沉鱼，向章敏*（广东省测试分析研究所广东省化学危害应急检测技术重点实验室，广东广州510070）摘要：酒的风味是评价酒质量品质的重要指标，其中的挥发性化学成分是影响风味的关键因素。
在酒类挥发性化学成分检测中，与常用的一维气相色谱相比，全二维气相色谱技术极大地提高了色谱的分离能力和分析速度，具有广泛用途。
该文综述了全二维气相色谱在中国白酒、葡萄酒、啤酒等不同酒类挥发性物质检测中的应用，为解析不同酒的风味特征提供物质基础和方法参考。
关键词：全二维气相色谱；酒类；挥发性化学成分中图分类号：O657.63文章编号：0254-5071（2019）03-0005-05doi:10.11882/j.issn.0254-5071.2019.03.002引文格式：肖雪，陈啸天，钱沉鱼，等.全二维气相色谱技术在酒类挥发性化学成分检测中的应用[J].中国酿造，2019，38（3）：5-9.Application of comprehensive two-dimensional gas chromatography in the analysis offlavor chemical components for alcoholic drinkXIAO Xue,CHEN Xiaotian,QIAN Chenyu,XIANG Zhangmin*(Guangdong Provincial Key Laboratory of Emergency Test for Dangerous Chemicals,Guangdong Institute of Analysis,Guangzhou510070,China)Abstract：The flavor of alcoholic drink is an important indicator for evaluating the quality.The volatile chemical components are the key factors af-fecting the pared with conventional one-dimensional gas chromatography(1D-GC),comprehensive two-dimensional gas chromatography (GC×GC)can realize better separation and analysis speed,and had a wide range of uses in the detection of volatile chemical constituents of alcoholic drink.The application of GC×GC in the determination of flavor components in Baijiu(Chinese liquor),wine and beer,etc.was reviewed,which pro-vided material basis and method reference for analyzing the flavor characteristics of alcoholic drink.Key words：comprehensive two-dimensional gas chromatography;alcoholic drink;volatile chemical components收稿日期：2018-09-27修回日期：2019-02-19基金项目：广东省科学院实施创新驱动发展能力建设专项（2018GDASCX0808和2017GDASCX0104）；广东省科技计划项目（2017B030314091）；广东省工业分析检测科研基础条件和能力建设专项资金资助作者简介：肖雪（1992-），女，硕士，研究方向为毛细管电泳、多维色谱及高分辨质谱应用技术研究。
*通讯作者：向章敏（1981-），男，研究员，硕士，研究方向为多维色谱及高分辨质谱应用技术研究。
污染物、精油、食品和药物等领域，并将随着该技术的不断发展而扩展到更多的领域，同时与适宜的风味物质提取方法相结合，如顶空分析技术、固相微萃取技术、同时蒸馏萃取法、溶剂辅助风味蒸发系统和超临界CO 2流体萃取法等，对香气组型分离及指纹识别[19]、目标挥发性化合物分析[20]和鉴定未知物[14]方面具有更大的发展前景。
最近，周茜等[24]也概述了国内外GC ×GC 在酒类领域的发展现状及研究动态。
而本文主要综述了全二维气相色谱技术在中国白酒、葡萄酒、啤酒等酒中的应用，旨在为其他酒类风味化学物质检测提供参考。
1在中国白酒中的应用中国白酒是世界上最古老的酒种之一，其通常是高粱、小麦、大米、玉米等谷物发酵后精馏而成，再将新鲜的馏分通过一段时间陈酿，以获得稳定的芳香风味[4]。
ZHU S 等[25]利用全二维气相色谱技术分析了茅台酒中的风味化学成分，与一维气相色谱相比，GC ×GC 显示了明显的分析优势，能够检测出茅台酒中528个组分，包括有机酸、醇、酯、酮、醛、缩醛、内酯、含氮和含硫化合物。
另外，YAO F 等[26]先通过液-液萃取（liquid-liquid extraction ，LLE ）和固相微萃取（solid-phase microextraction ，SPME ）对样品进行预处理，然后用全二维气相色谱-飞行时间-质谱（two-dimensional gas chromatography/time of flight-mass spectrometry ，GC ×GC-TOF-MS ）鉴定了泸州老窖酒的风味成分，在18种浓香型老窖酒中检测到了1300多种化合物，其中320个化合物是每一种酒都有的，另一些则具有各自的特征成分。
该研究还发现了24种具有生物活性的化合物，并且有数百种化合物被确定可能是泸州老窖酒特殊风味的来源。
顶空固相微萃取（headspace-solid phase microextraction ，HS-SPME ）与全二维气相飞行时间质谱相结合的方法常被用来分析白酒的挥发性风味化学成分。
李俊等[27]采用此方法对白酒中62种主要挥发性风味成分进行分析，并对不同轮次的贵州传统工艺酱香型白酒进行了检测分析，发现不同轮次酒的挥发性风味物质差异明显，从而为酱香型白酒勾兑和酒品质评价提供了物质基础和方法参考。
同时，用该方法阐明了古井贡酒的风味特征，可鉴定出包含醇类、酸类、酯类、醛酮类以及健康功能成分在内的挥发性风味成分800多种，并表明在这些物质的共同作用下，赋予了古井贡酒集风味、口感、健康于一体的完美品质[28]。
陈双等[29]采用此方法在景芝芝麻香型白酒中检测到1029个色谱峰，进一步采用多级鉴定策略确认了可信度较高的挥发性化合物340种，其中在芝麻香型白酒中鉴定出的挥发性组分主要包括酯类130种，醇类26种，有机酸类15种，醛、酮、缩醛类88种，含氮化合物16种，呋喃类20种，含硫化合物25种，萜烯类14种，其他类6种，并首次鉴定了挥发性含硫化合物11种和萜烯类化合物12种。
多种挥发性含硫化合物香气独特，香气阈值极低可能对芝麻香型白酒香气特征具有重要贡献。
芝麻香型白酒中鉴定出的萜烯类化合物除了具有独特的香气特征外，还具有重要的生理活性。
此外，搅拌吸附萃取（stir bar sorptive extraction ，SBSE ）[30-31]和LLE [32-35]分别与GC ×GC-TOF-MS 相结合的技术在白酒分析方面也有诸多报道。
所以，全二维气相色谱技术可与其他多种分析技术联合，用于中国白酒的酿造及其特征挥发性化学成分的解析具有重要意义。
2在葡萄酒中的应用香气是决定葡萄酒品质的重要因素之一，挥发性的甲氧基吡嗪是葡萄酒香气中的重要成分。
RYAN D 等[36]通过HS-SPME 结合氮磷检测器（nitrogen phosphorus detection ，NPD ）和GC ×GC-TOF-MS 从葡萄酒中检测到了甲氧基吡嗪，并比较了两者检测2-异丁基-3-甲氧基吡嗪（2-methoxy-3-（2-methylpropyl ）pyrazine ，IBMP ）的能力，结果使用GC ×GC-NPD 对IBMP 的检测限能达到0.5ng/L ，比使用GC ×GC-TOF-MS 的检测限（1.95ng/L ）低，但两种方法都能精确而灵敏地对葡萄酒中IBMP 含量进行检测。
