骆茂香，邱树毅，徐兴江，陈仁远，叶才虎*

（1.贵州省酒类产品质量检验检测院，贵州 遵义 564500；2.贵州大学 酿酒与食品工程学院，贵州 贵阳 550025；3.贵州茅台酒股份有限公司，贵州 遵义 564500）

中国白酒是世界上知名的蒸馏酒，具有悠久的历史和独特的风味特征[1]。为了适应消费者对健康饮酒的日渐重视[2]和新颖口感的需求，中国白酒的风味特征逐渐呈现百花齐放，日新月异的特点，这就对业内准确快速检测白酒中风味物质的能力提出新的要求。

白酒中的风味物质可分为挥发性风味物质和非挥发性风味物质两种。之前的研究通过感官评价和气相色谱结合的方式[3-4]对白酒中的挥发性成分进行了深入的分析。目前已经检测出2 400多种挥发性风味成分[5]，为深入认知白酒提供了充分的数据基础。而白酒中非挥发性成分主要包括有机酸、氨基酸、酚类及元醇等，它们构建了白酒味觉的骨架成分，也影响了消费者对白酒口感和品质的直观评价[6]。但行业对非挥发性风味成分的研究方法缺乏系统性的总结，对白酒中非挥发性成分的风味贡献和健康功能仍缺乏深入认识[7]。

本文总结了白酒中有机酸、氨基酸、多元醇及非挥发性酚4类主要非挥发性风味物质的风味特性及生理功能，阐述了非挥发性成分的预处理方法，并对白酒中4类非挥发性风味化合物的检测方法进行综述，旨在为深入全面探索白酒的非挥发性风味物质及其健康功能，为改进非挥发性风味检测技术提供参考。

1 白酒中非挥发性风味化合物

白酒中的非挥发性物质是指不能从液体或固体基质中蒸发或升华的物质，主要包括非挥发性有机酸、氨基酸、多元醇及酚类物质，它们对白酒的味觉和口感具有重要的影响[8]，与挥发性呈香化合物共同构成白酒的风味，同时，其具有相应的生理功能。

1.1 白酒中非挥发性有机酸的风味特性及生理功能

有机酸类化合物不仅是白酒中酯类风味物质的前体，其自身也对白酒的整体风味和感官特征产生重要影响。范文来等[9]在11个香型（浓香型、清香型、酱香型、兼香型、米香型、风香型、芝麻香型、老白干香型、特香型、药香型、豉香型）白酒样品中检测出42种有机酸类化合物，提出中国白酒中含量最高的有机酸为乙酸和乳酸，其余含量较高的有机酸为丁酸和己酸，4种有机酸占白酒总酸含量的90%以上。乙酸、乳酸和丁酸都呈现微酸带甜的味觉特征，可以增加白酒的回甜味与醇和感，缓和白酒中的苦味和辣味，增强白酒的适口性。己酸可以和乙醇反应生成己酸乙酯，己酸乙酯构成浓香型白酒的主体风味物质。因此，研究不同白酒中有机酸类化合物的含量对探究不同白酒的风味差异具有科学意义。

白酒中的有机酸类化合物对生理健康同样产生重要影响，有机酸可以有效地对抗肠道内的病原体。常韶娜等[10]研究发现，酱香型白酒中有机酸类化合物可以影响幽门螺杆菌的脲酶活性，通过降低毒性蛋白（CagA和VacA）的表达，抑制幽门螺杆菌对胃上皮细胞的损伤。较高浓度的乙酸会抑制大肠杆菌细胞的生长[11]，这表明适度饮用白酒有利于调节人体肠道菌群的结构。同时，研究还发现，乳酸具有降低血糖和抑菌作用，琥珀酸、酒石酸、柠檬酸、苹果酸、富马酸等有机酸均有抗炎作用[12]。

1.2 白酒中氨基酸的风味特性及生理功能

白酒中的氨基酸主要来源于谷物的发酵过程，不仅是为白酒贡献“甜”味和“鲜”味，还能缓和白酒的酸味和碱味，对改善白酒的味觉特征有一定贡献[13-14]。范文来[15]研究发现，中国白酒中的氨基酸总含量为16.24～28.57 mg/L，且不同香型白酒的氨基酸含量存在差异，浓香型白酒中氨基酸的含量最高，而清香型和豉香型次之，酱香型和兼香型白酒的氨基酸含量最低。

白酒中的氨基酸不仅对风味特征有重要影响，对机体饮酒后的生理反应同样产生影响。谢佳[16]研究发现，向白酒中添加L-亮氨酸、L-丙氨酸、牛磺酸和N-乙酰半胱氨酸以及α-硫辛酸都能不同程度地降低小鼠醉酒程度。此外，白酒中包含多种必需氨基酸（essential amino acid，EAA）如谷氨酸、天冬氨酸、色氨酸、苏氨酸、甘氨酸等，能够被人体吸收利用[17]。

1.3 白酒中多元醇的风味特性及生理功能

多元醇（糖醇）类物质主要由酵母菌利用葡萄糖等还原糖代谢产生[18]，为白酒提供“甜”味口感[19-20]，可以使酒体更加绵柔醇厚[21]。

多元醇类化合物不仅影响白酒的感官特征，也对人体的健康产生影响。研究表明，多种白酒中均检测到丙三醇（甘油）、甘露醇、赤鲜糖醇、木糖醇、山梨醇、半乳糖醇、阿拉伯糖醇、麦芽糖醇和鼠李糖等多元醇类化合物[21-22]。其中，丙三醇可以改善肠道环境，加快皮肤血液循环的作用，甘露醇可以改善心脑血管功能，调节人体血压[23-24]；赤藓糖醇是天然且零热量的健康糖源，食用后不会刺激胰岛素分泌，可以辅助调节血压和血糖[25]；木糖醇能有效促进肝糖元合成，可以改善肝功能，对肝炎、肝硬化等病有明显的辅助治疗效果，研究表明，进入肠道的多元醇能通过调节肠道菌群改善人体肠胃功能，适量的多元醇对肠易激综合征有一定治疗效果[25-26]。

1.4 白酒中非挥发性酚类的风味特性及生理功能

酚类化合物是白酒中重要的呈香呈味物质，可以提供独特的烟熏风味、焦酱味、奶香味和窖泥味等风味特征[27]，同时对酒类产品的口感也有重要影响。白酒中酚类化合物可分为挥发性酚类化合物和非挥发性酚类化合物两种。白酒中的非挥发性酚类化合物主要为多酚类化合物，其主要来源于酿酒原料（如高粱皮壳）中。多酚一般表现为涩、苦味，经蒸煮和发酵后转变为酚酸、酚醛等芳香物质[28]。因此，研究分析非挥发性酚类的含量可以帮助改善白酒的风味和口感。

白酒中非挥发性酚类物质的多酚类化合物具有抗氧化能力[29]。水杨酸具有一定的杀菌活性，可以起到抗炎作用[30]。香草醛在特定情况下可以抑制神经炎症，并提高大鼠的神经功能[31]。有研究报道，对冠心病、糖尿病、高血脂、痛风等都有一定的预防作用[32-35]。阿魏酸是一种抗氧化剂，也是防癌物质，具有抗炎镇痛的功效[36]。

2 白酒中非挥发性成分的衍生化法预处理

围绕非挥发性成分的理化特性，一系列预处理实验方法被逐一开发出来，其中衍生化法预处理方式被广泛应用于多种难挥发物质的分析过程[37]。衍生化法的原理是通过酯化、酰化、硅烷化、环化、烷基化等化学反应改变目标化合物分子中的部分原子或官能团[38]，提高待检测化合物的挥发性和稳定性，最终使样品满足气相色谱或液相色谱的检测要求[39-40]。根据衍生反应进行的场所，可以将其分为柱前衍生化和柱后衍生化两大类。根据目标检测物的性质和实验需求，选择合适的检测方法处理白酒样品，可以有效提高非挥发性风味化合物的检测和分离效率。常见非挥发性风味物质的衍生化方法见表1。

表1 常见非挥发性风味物质的衍生化方法比较Table 1 Comparison of derivatization methods of common non-volatile flavor components

3 白酒中4类非挥发性风味化合物的检测方法

白酒中有机酸、氨基酸、多元醇类及非挥发性酚类4种主要非挥发性化合物的检测方法见图1。

图1 白酒中非挥发性化合物及其检测方法Fig.1 Non-volatile compounds in Baijiu and their detection methods

3.1 白酒中有机酸的检测方法

检测白酒中非挥发性有机酸的方法有衍生化结合气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）法、高效液相色谱（high performance liquid chromatography，HPLC）法、气相色谱（GC）法和离子色谱（ion chromatography，IC）法等。

3.1.1 衍生化结合气相色谱-质谱法

GC-MS法的使用成本较低且操作较简单，但由于白酒中的非挥发有机酸浓度较低且极性较强，极易粘附在色谱柱中，影响气相色谱在有机酸类检测中的应用。因此，必须先对样品进行衍生化处理方能使用色谱系统对白酒有机酸进行精确定量。MA Y H等[52]以溴乙烷为衍生剂，对白酒样品进行烷基化法预处理。随后通过GC-MS对不同品种的白兰地和中国白酒中的有机酸进行检测，最终建立了一种可靠的白酒中有机酸检测方法。杨会等[37，47]以BSTFA为衍生剂，通过硅烷化法处理浓缩后的白酒样品，再通过GC-MS进行检测定量，从浓香、酱香、清香等8种主要香型白酒中检测并定量了27种不挥发有机酸。

3.1.2 高效液相色谱法

高效液相色谱是色谱法的一个重要分支，具有分析速度快、分离效能高、灵敏度好，能够分析沸点较高但不能气化的热不稳定生理活性物质[53-54]。超高效液相色谱（ultraperformance liquid chromatography，UPLC）的色谱柱填充相的粒径更小，更加利于待检测物质的分离[55]。相较于气相色谱，高效/超高效液相色谱方法可以省去繁琐的衍生化处理样品的过程，也可以有效克服液相色谱基线漂移较大、检出限高的缺点[56]。张瑞景等[57]利用超纯水定容后过滤直接进样，通过HPLC法测定了白酒中乳酸、乙酸、丁酸和己酸的含量，该方法在8～430 mg/L范围内线性关系良好（R2＞0.999），精密度试验结果相对标准偏差（relative standard deviation，RSD）＜1.6%，加标回收率为97.24%～104.40%。刘露等[58]采用白酒样品蒸发后进样的方式，建立了超高压液相色谱-四极杆飞行时间-质谱（ultrahigh performance liquid chromatography quadrupole-time of flight-mass spectrometry，UPLC-QTOF-MS）仪检测白酒中酒石酸、苹果酸、阿魏酸等9种酸类物质的方法，该方法可在14 min内完成白酒中9种有机酸检测，且前处理简单、准确、重现性好。

3.1.3 毛细管气相色谱法

与传统的填充柱相比，毛细管柱具有分离效率高、选择性好、灵敏度高、分析速度快等优点[59]。胡国英等[60]通过毛细管气相色谱法建立了一种测定白酒中有机酸类组分含量的方法。通过毛细管气相色谱柱DB-WAX进行色谱分离，建立了乙酸、丁酸、戊酸和己酸的标准曲线，该方法能有效分离白酒中的微量组分并且保持良好的稳定性。

3.1.4 离子色谱法

离子色谱（IC）法是高效液相色谱的一种，相比于气相色谱，离子色谱法不需要衍生处理，具有灵敏度高，分离度好等特点[61]。对有机酸含量较高的白酒样品，甚至可以做到直接进样分析[1]。罗莉等[62]用臣氏水对特香型白酒稀释20倍后直接进样，建立了离子色谱法测定白酒中甲酸、乙酸、丙酸等9种有机酸的方法，该方法在0.2～106 mg/L范围内具有良好的线性范围，加标回收率为94%～109%，RSD＜3%。宋卫得等[63]建立了梯度淋洗IC法测定市售白酒中乳酸、乙酸、马来酸等26种有机酸的方法，确定了适于26种组分测定的多级梯度淋洗条件及实验条件，即流速1.00 mL/min，pH值5.2～6.5，26种组分在0.02～2.00 mg/L质量浓度范围内具有良好的线性关系（R均＞0.99）。

3.2 白酒中氨基酸的检测方法

目前应用于白酒及其他酿造产物中氨基酸的检测方法主要有柱后衍生高效阳离子交换色谱法、柱前衍生反相高效液相色谱法、高效阴离子交换色谱-积分脉冲安培检测（high-performance anion exchange chromatography-integrated pulsed aperometric detection，HPAEC-IPAD）法和超高效液相色谱-质谱法等。

3.2.1 柱后衍生高效阳离子交换色谱法

柱后衍生高效阳离子交换色谱（high performance cation exchange chromatography，HPCEC）法是一种较为经典的氨基酸检测方法，其原理是利用氨基酸在酸性条件下形成阳离子而在阳离子交换柱中分离，使用茚三酮作为柱后衍生化试剂处理分离后的氨基酸，再用紫外可见光度检测器进行检测[64]。张巧玲等[14]通过纯净水浸泡样品，磺基水杨酸处理后离心过滤，茚三酮柱后衍生方法，利用HPCEC定量检测了酱香型白酒大曲中天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸等18种氨基酸。

3.2.2 柱前衍生反相高效液相色谱法

柱前衍生反相高效液相色谱（reverse phase-high performance liquid chromatography，RP-HPLC）法的原理是将样品中的氨基酸在进入色谱柱前即转化为易被反相色谱分离的衍生物[65]。相较于使用传统的氨基酸分析仪，柱前衍生反相高效液相色谱法因检测灵敏度高，易于自动化操作的特点，被广泛用于酒中氨基酸的检测。张庄英等[66]采用邻苯二甲醛（o-phthalaldehyde，OPA）-芴基甲氧基羰酰氯（9-fluorenylmethyl chloroformate，FMOC）柱前衍生化处理，建立了RP-HPLC法定量分析8个香型的47个原酒样品和7个香型的31个成品酒样品中谷氨酸、天冬氨酸、瓜氨酸等18种游离氨基酸的方法，并对不同香型白酒中氨基酸进行差异分析。

3.2.3 高效阴离子交换色谱-积分脉冲安培检测法

高效阴离子交换色谱-积分脉冲安培检测（HPAECIPAD）法的原理是将氨基酸的羧基在强碱性介质中转化为阴离子，同时对氨基酸分子中的氨基施加一定的电位，使氨基在贵金属电极表面发生氧化反应，从而实现氨基酸的阴离子交换色谱分离和积分脉冲安培检测[66-67]。孙洁等[68]通过蒸馏水定容，离子色谱前处理柱过滤、膜过滤后进样，利用HPAEC-IPAD定量测定了芝麻香型酒醅样品中苏氨酸、甘氨酸、缬氨酸等10种氨基酸。与大多数传统方法相比，离子色谱-积分脉冲安培检测法既不需要柱前或柱后衍生化，也不需要样品氧化[69]，拥有操作简单、灵敏度高的优点。目前离子色谱-积分脉冲安培检测法在白酒酒体风味的检测分析中应用较少，有较大的潜力尚待发掘。

3.2.4 超高效液相色谱-质谱法

由于具有快速而直接，不需要衍生化步骤的特点，超高效液相色谱-质谱法常被应用于多种样品中的氨基酸检测[70-71]。除了可以鉴定氨基酸，超高效液相色谱-质谱法也可以对白酒中的多肽类物质进行检测。但该种方法对设备要求较高，限制了超高效液相色谱-质谱法的推广应用。NIU Y W等[72]在样品中加入硼酸盐缓冲液和AccQ·Tag试剂，建立了UPLC-MS法测定赖茅白酒中丝氨酸、丙氨酸、甘氨酸、γ-氨基丁酸等21种氨基酸的方法。YIN Z T等[73]采用旋转蒸发浓缩样品，乙酸乙酯萃取，冻干溶解前处理方法，采用Nano-UPLC-MS/MS从青稞白酒中共鉴定出18种肽。

3.3 白酒中多元醇的检测方法

目前，研究白酒酒体中多元醇的方法主要有衍生化法结合气相色谱-质谱法和离子色谱法。此外，高效阴离子色谱-脉冲安培法和高效液相色谱-蒸发光散射检测器（high performance liquid chromatography-evaporative light scattering detector，HPLC-ELSD）法目前已被应用于其他类型的样品中多元醇类的检测中，这可以为拓展新的白酒非挥发性风味化合物检测方法提供参考。

3.3.1 衍生化法结合气相色谱-质谱法

白酒中的多元醇具有极性高、亲水性强以及挥发性低的理化特性，不易被气相色谱直接检测[74]。因此能够对白酒中多元醇进行准确定量分析的方法较少，而衍生化法可以显著改善多元醇类物质的色谱性能，提升其挥发性和稳定性。将糖类和多元醇类衍生化为易挥发且稳定的衍生物，再通过气相色谱-质谱法进行分析检测，是一种较为成熟的方法[75]。其中，通过BSTFA衍生剂对样品进行硅烷化处理并结合气相色谱-质谱进行检测的方法最为常见。王晓丹等[76]通过氮吹浓缩，加入吡啶和BSTFA，对样品硅烷化衍生，利用GC-MS定量分析了老白干酒样中阿拉伯糖等4种糖类和甘油、赤藓糖醇等7种多元醇类化合物，该法线性范围宽，达到了对酒样中糖和糖醇类化合物的分析要求，具有一定的准确性和精确性。向玉萍[77]采用同样的预处理方法，利用GC-MS对酱香型、浓香型及老白干香型3种香型白酒中山梨醇、木糖醇等7种多元醇进行了准确分析。

3.3.2 离子色谱法

IC法检测酒中的多元醇是比较成熟的一种分析方法。韩兴林等[21]采用旋转蒸发加氮吹浓缩后进样，建立准确定量清香型白酒中甘油、赤藓糖醇、半乳糖醇等8种多元醇的离子色谱法。宋林林等[22]利用相同的样品预处理方式，建立准确定量枝江白酒中丙三醇、山梨醇、甘露醇等8种多元醇的离子色谱法，该方法相关系数为0.987 8～0.999 5，RSD为0.05%～12.47%，回收率为73.76%～120.20%。

3.3.3 高效阴离子交换色谱-脉冲安培法

该方法的原理是糖类化合物具有弱酸性及亲水性，在强碱性溶液中能够以阴离子形态存在。因此可用强碱性溶液做流动相，在使待检测化合物在阴离子交换树脂（固定相）中交换分离。同时，糖类化合物的还原性致使其能够在适当的电位下于工作电极表面发生氧化或还原反应时，通过检测电流变化即可对物质进行分析测定[78]。高效阴离子交换色谱-脉冲安培法具有无需衍生反应和样品纯化过程，检测范围广，灵敏度高等优点，目前已被应用于啤酒[79]和葡萄酒[80]中多元醇类化合物的检测，但很少应用于白酒酒体的糖醇类化合物的检测，因此该方法有很大的潜力尚待发掘。

3.3.4 高效液相色谱-蒸发光散射检测器法

蒸发光散射检测器（ELSD）法的检测主要分为雾化、蒸发和检测三个步骤，首先将流动相雾化形成气溶胶，然后在漂移管中将溶剂蒸发，最后用激光检测剩余的溶质颗粒[81]。ELSD对不含发色团的化合物如碳水化合物[82]、脂肪酸[83]和氨基酸[84]等有良好的检测效果。HPLC-ELSD法在白酒酒体检测方面的应用有待进一步拓展。

3.4 白酒中非挥发酚类化合物的检测方法

目前对白酒中非挥发性酚的检测方法包括液相色谱及其衍生方法和衍生化法结合气相色谱-质谱法。

3.4.1 液相色谱及其衍生方法

超高效液相色谱-质谱法技术具有灵敏度高、选择性好的特点[85]，被广泛应用于酚酸、酚醛类化合物的研究中。方玲玲等[86]通过超高液相色谱-串联四级杆质谱联用技术建立了樱桃酒中酚酸的检测方法，其中没食子酸、4-羟基苯甲酸、绿原酸、香草酸和咖啡酸5种生物活性酚酸被分离及准确定量。吴子阳等[35]通过固相萃取结合高效液相色谱（HPLC）对不同香型白酒中阿魏酸、没食子酸、对香豆酸、丁香酸和（+）-儿茶素水合物5种非挥发性酚类物质进行定性与定量分析，结果表明，酱香型白酒中5种非挥发性酚类活性化合物的总含量最高，而芝麻香型白酒中阿魏酸的含量最高。王戎等[87]采用固相萃取结合液相色谱-四级杆飞行时间质谱联用技术，建立了白酒中没食子酸、阿魏酸、香草酸、丁香酸、芥子酸等10种酚酸及酚酸酯类化合物的定量分析方法，并通过高回收率和良好的线性关系证明了该方法的可靠性。

3.4.2 衍生化法结合气相色谱法

如果在设备等存在局限的情况下，可以考虑通过衍生化法定量分析白酒中的非挥发酚类化合物。傅玉书等[88]以N,N-二甲基甲酰胺（N，N-dimethylformamide，DMF）为衍生剂，将白酒样品中的非挥发性酚类化合物烷基化使其转化为挥发性的四甲基硅烷（tetramethyl silane，TMS）衍生物，再通过毛细管柱气相色谱进行定量分析，最终从酱香型白酒中检出了11种非挥发性酚类化合物。郑伟[28]以BSTFA为衍生剂，对白酒样品进行硅烷化衍生处理，以检测白酒样品中的非挥发性成分，并证明了酱香白酒中含有多种非挥发性酚类风味化合物。

4 总结与展望

白酒中非挥发性风味化合物对白酒的滋味特征和健康功能产生重要影响，但是由于这一类复杂成分含量较低，导致分析检测难度高。本文以有机酸、氨基酸、多元醇类及非挥发性酚类化合物四类主要的非挥发性风味成分为核心，对其风味特性、生理功能及检测方法进行总结。目前衍生化结合气相色谱-质谱法、液相色谱-质谱法、离子色谱法等已经被广泛应用于非挥发性风味化合物的定性定量检测。伴随着现代分析检测技术的不断发展，高效液相色谱结合示差折光检测器、蒸发光散射检测器、高分辨质谱，近红外光谱法，同位素质谱等这些常用于药物、蛋白质组学等领域的高端检测技术也可运用于白酒分析检测，虽然目前相关的研究很少，但是空间及潜力非常大。这些更高端的检测设备在今后一定时期内将会越来越多地被用于白酒香味及滋味成分分析，白酒年份酒鉴别，白酒名优酒真实性鉴别，白酒老熟过程中香味和滋味化合物的变化等研究。只有更深入解锁白酒中的奥秘，才能更好地为提升白酒品质，发展健康白酒产业提供更科学的参考依据，更好地助力白酒产业高质量发展。