氣相色譜法快速測量黃酒和調味料酒中酒精度含量
發布時間：2021-03-27作者：lht來源：點擊：次
黃酒是世界上最古老的酒類之一，唯中國有之，與啤酒、葡萄酒并稱世界三大古酒，在世界三大釀造酒中占有重要的一席。黃酒產地較廣，品種很多，著名的有山東即墨老酒、贛州黃先生黃酒、無錫惠泉酒、江陰黑杜酒、紹興狀元紅等黃酒。黃酒含有豐富的營養，含有21種氨基酸，人體自身不能合成必須依靠食物攝取8種必需氨基酸黃酒都具備，故被譽為“液體蛋糕”。目前產品標準主要有GB13662-2018《黃酒》、NY/T897-2017《綠色食品黃酒》等。料酒"是烹飪用酒的稱呼，料酒是在黃酒的基礎上發展起來的一種新品種，它是用酒精做為主體，另外再加入一些香料和調味料做成的，其酒精濃度低，含量在15%以下，而酯類含量高，富含氨基酸。在烹制菜肴中使用主要是去腥、增香，可以增加食物的香味，去腥解膩；同時，它還富含多種人體必需的營養成分，甚至還可以減少烹飪對蔬菜中葉綠素的破壞。料酒的成分主要有黃酒、糖分、糊精、有機酸類、氨基酸、酯類等。目前產品標準有中國商務部發布的SB/T10362-2007《調味料酒》，以及中國酒業協會發布的團體標準T/CBJ 8101-2019《谷物釀造料酒》、浙江省品牌建設聯合會發布的浙江釀造團體標準T/ZZB0527-2018《釀造料酒》等團體標準和企業標準，無論是黃酒還是調味料酒，都深受普通老百姓的喜愛。
黃酒和料酒，酒精度都是主要的質量指標之一。乙醇是一種有機物，俗稱酒精，是帶有一個羥基的飽和一元醇。GB 13662-2018《黃酒》標準中，酒精度檢測所用的設備主要是全自動天平密度儀和快速蒸餾器，類似GB 5009.225-2016《食品安全國家標準酒中乙醇濃度的測定》標準中第一法密度瓶法。SB/T 10362-2007《調味料酒》酒精度檢測是參照引用GB 13662-2018《黃酒》標準，而中國酒業協會發布的團體標準T/CBJ 8101-2019《谷物釀造料酒》、浙江省品牌建設聯合會發布的浙江釀造團體標準T/ZZB 0527-2018《釀造料酒》等標準中酒精度的檢測是引用GB 5009.225-2016《食品安全國家標準酒中乙醇濃度的測定》，而GB 5009.225-2016《食品安全國家標準酒中乙醇濃度的測定》標準中，主要常用有第一法密度瓶法和第二法酒精計法；第三法氣相色譜法僅適用于葡萄酒、果酒、啤酒，樣品前期處理同第一法，第一法和第二法中，樣品前期處理比較繁瑣，人為誤差大，檢測結果受環境溫度影響，樣品消耗多且費時耗力，無法進行批量操作。如第一法中密度瓶法，標準規定操作如下：樣品經混合均勻，用容量瓶量取100mL樣品于500mL蒸餾瓶中，用50mL水分三次沖洗容量瓶于蒸餾瓶中，加2顆玻璃珠，連接冷凝管，用容量瓶接收（外加冰?。?，收集餾出液接近刻度，于20℃水浴中保溫30min，再加水至刻度。將煮沸冷卻至15℃的水注滿至已恒重的密度瓶中，插上溫度計，在20.0±0.1℃的水浴中，當溫度達到20℃并保持20min，用濾紙吸去溢出的液體，蓋上小帽，取出密度瓶，用濾紙擦干稱量。將水倒出，用無水乙醇、乙醚洗密度瓶，吹干，用試樣沖洗3次，裝滿，稱重?？梢姍z驗者的操作水平經驗對結果有明顯的影響。筆者在實驗中利用安捷倫7890B氣相色譜FID氫火焰離子化檢測器進行檢測，不僅檢測結果重現性好，而且樣品前期處理簡單，樣品直接用一級水稀釋至一定的倍數，用氣相專用小柱凈化，干擾物質少，消除了人為誤差，該方法操作簡單快捷、準確度高、精密度好，適用于黃酒以及料酒中的酒精度的快速檢測，是定量檢測酒精度的理想方法。
1 材料與方法
1.1 儀器與試劑
1臺氣相色譜儀配有FID檢測器，7693液體自動進樣器和150位進樣盤。
丙酮（C3H6O,CAS號：67-64-1色譜純）純度≥99.9%，乙醇（C2H6O,CAS號：64-17-5.色譜純）純度≥99.9%，上海安譜實驗科技有限公司的有機相針式濾器（尼龍），100只/罐，13mm,0.22μm。
1.2 色譜條件
色譜條件：色譜柱：DB-WAX(50m×0.32mm×1.0um）；進樣量0.5μL（由于安捷倫7890B襯管為5190～2295,1μL水氣化時的體積超過襯管體積，故進樣量為0.5μL）；進樣口溫度250℃；分流比20∶1；柱箱：40℃（1min）以4℃/min升至130℃，再以20℃/min升至210℃，后運行250℃（1min）；檢測器：300℃；空氣流速400mL/min；氫氣流量30mL/min；尾吹氣流量：5mL/min；色譜柱氮氣流量1.0mL/min。
1.3 標準曲線
1.3.1 乙醇標準溶液儲備液
1%vol，在20℃時，準確吸取1mL乙醇至100mL容量瓶中，用一級水定容至刻度，混勻，0～4℃低溫冰箱密封保存。
1.3.2 丙酮標準溶液
1%vol，在20℃時，準確吸取1mL丙酮至100mL容量瓶中，用一級水定容至刻度，混勻，0～4℃低溫冰箱密封保存。
1.3.3 標準曲線
分別吸取乙醇標準儲備溶液0.1、0.2、0.4、0.8、1.0mL于10mL的容量瓶中，然后加入0.2mL丙酮標準溶液，以一級水定容至刻度，依次配制成乙醇含量為0.01、0.02、0.04、0.08、0.1%vol系列標準工作液，現用現配，測定乙醇和丙酮峰面積，以乙醇系列標準工作液的濃度為橫坐標，以乙醇和丙酮色譜峰面積的比值為縱坐標，利用安捷倫脫機狀態下的工作站繪制標準曲線。
1.4 試樣制備及測定
因為黃酒和調味料酒的酒精度正常在8%vol～17%vol左右，成分復雜，且乙醇峰面積太大，故不直接進樣，在20℃時，將樣品用一級水稀釋500倍（稀釋后的酒精度在0.016～0.04之間），取市場上酒精度8%vol黃酒，見如下操作：樣品經充分混合均勻，吸取試樣2.0mL于100mL的容量瓶中，以一級水定容至刻度，混勻，再從100mL的容量瓶中吸取樣液1mL于10mL的容量瓶中，加入0.20mL丙酮標準溶液，最后以一級水定容至刻度，混勻，用0.22um氣相濾頭過濾于進樣瓶中，待測。
在試驗條件下，FID檢測器樣品和標準品的色譜圖見圖1、圖2。
圖1 標準譜圖
Figure 1 Standard spectrogram
圖2 實際樣品的色譜圖
Figure 2 Chromatogram of actual sample
樣品中，丙酮的塔板數為166857，乙醇的塔板數為265316，分離度為31.32，兩者完全分離，效果很好，能滿足標準規定的要求。
圖3 內標法標準曲線譜圖
2 結果與討論
2.1 檢測器及柱箱程序升溫的選擇
從上面可以得出：FID檢測器對乙醇檢驗具有明顯的優勢，與原有標準相比，具有快速、簡便、準確等優點，氣相色譜儀器相對于全自動天平密度儀等設備，本身靈敏度高，選擇性高，重現性好。選擇實驗室常用的有機試劑乙腈、丙酮、正丁醇作為內標物，經過多次實驗，發現丙酮為內標物最好，0.02%vol丙酮的峰面積為157.8,0.04%vol乙醇的峰面積為168.9，兩者的物理化學性質相似，互溶，是黃酒或調味料酒中不可能存在的物質，兩者不反應，分離的時間相差3min左右，所以最終選擇丙酮作為內標物，進樣體積的變化不會影響定量結果，能顯著提高分析結果的準確度和精密度。利用正交試驗法對色譜柱、進樣口、檢測器溫度進行優化設計，找出最佳溫度和程序升溫時間。即：FID檢測器300℃，進樣口室度：250℃，柱溫箱：40℃（1min），以4℃/min升至130℃，再以20℃/min升至210℃，后運行250℃（1min）后運行250℃，載氣：高純氮；柱流速：1.0mL/min。進樣模式：分流比20∶1，進樣量：0.5μL。
2.2 色譜柱的選擇
實驗室常用的氣相色譜柱為非極性、弱極性、中等極性、極性柱，選擇常用的DB-1（非極性）、DB-5（弱極性）、DB-1701（中極性）DB-WAX、BD-624（極性柱）進行試驗。根據兩種有機物丙酮和乙醇性質，以及參考相關文獻，最終選擇DB-WAX毛細管柱（50m×0.32mm×1.0μm），分離效果最理想，柱效高，峰形較好。
2.3 標準曲線、精密度和檢出限
按試驗方法測定標準使用液系列，0.01%～0.1%vol范圍內呈線性，利用安捷倫7890B氣相色譜儀工作站中的校正表得出線性回歸為Y=0.529493X-0.00249903，相關系數為R2=0.99976,0.04%vol標準譜圖中，工作站得出的信號噪聲比33.6，逐級稀釋至0.004%(v/v）時，工作站得出的信號噪聲比為3.4，即0.004%vol是乙醇的最低檢測濃度，此時樣品的實際酒精度0.0171×5×100=8.55%vol，取市場上8%vol黃酒10份，按照1.4進行制備及測定，做精密度試驗，測出乙醇相對標準偏差RSD為1.86%。
表1 乙醇檢測結果及RSD
2.4 方法的回收率
按1.4處理8%vol黃酒共3份于10mL容量瓶中，迅速加入0.2、0.4、0.8mL乙醇儲備標樣。按1.4試驗方法進行分析，平行測定3次，被測樣品加標回收率乙醇為94.7%～99.5%，測定結果準確可靠。
表2 8%vol黃酒中乙醇加標回收率
3 結論
采用該方法對黃酒和調味料酒中酒精度進行測定，方法采用內標法標準曲線法，前處理簡單，儀器分析時間短，樣品用的少，干擾組分少，環境污染小，通過對樣品的加標回收和樣品中目標物質的反復多次驗證，測試結果表明，該方法精密度和準確度高，靈敏度好，對標準方法進一步的優化，完全滿足GB/T13662-2018《黃酒》、SB/T10416-2007《調味料酒》和中國酒業協會制訂的T/CBJ 8101-2019《谷物釀造料酒》等標準規定的要求，方法分析結果快速、準確，非常適合基層的檢測技術機構批量黃酒和調味料酒中酒精度快速定量檢測。