唐美華，屠春燕，陶 燕，吳燕嬌

（南京工業(yè)大學(xué)生物與制藥工程學(xué)院，江蘇南京210009）

毛細(xì)管區(qū)帶電泳法測(cè)定葡萄酒中金屬陽(yáng)離子

唐美華，屠春燕，陶 燕，吳燕嬌

（南京工業(yè)大學(xué)生物與制藥工程學(xué)院，江蘇南京210009）

采用高效毛細(xì)管區(qū)帶電泳，在pH4.0的電解液中，以28mmol·L-1乳酸為絡(luò)合劑，50mmol·L-1咪唑?yàn)楸尘霸噭?，?0kV、210nm條件下10min內(nèi)分離測(cè)定了八種金屬陽(yáng)離子，并對(duì)電泳條件進(jìn)行優(yōu)化。八種離子的線性回歸方程的相關(guān)系數(shù)在0.9991～0.9998之間，遷移時(shí)間和峰面積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為0.21%～0.97%和1.65%～7.47%。將建立的方法用于葡萄酒中金屬陽(yáng)離子的測(cè)定，取得了滿意結(jié)果，各離子的回收率在92.4%～102.7%。

毛細(xì)管電泳，葡萄酒，金屬陽(yáng)離子

葡萄中含有一定量的金屬元素，在酒的生產(chǎn)過程中容器、管道及工具等設(shè)備中的金屬也會(huì)溶入葡萄酒中，使酒中的金屬離子含量過高。錳會(huì)影響葡萄酒的整個(gè)生產(chǎn)過程；鉀、鈉、鈣、鎂是影響葡萄酒咸味的主要成分；鉀、鈣可以與酒石酸結(jié)合生成溶解度較小的酒石酸氫鉀和酒石酸鈣，二價(jià)鐵與空氣接觸氧化成三價(jià)鐵，三價(jià)鐵與酒中的磷酸鹽、單寧反應(yīng)，生成白色磷酸鐵沉積和黑色或藍(lán)色不溶物［1］，這些變化使葡萄酒出現(xiàn)失光、渾濁等現(xiàn)象，從而影響葡萄酒的風(fēng)味、質(zhì)量和穩(wěn)定性，因此測(cè)定葡萄酒中的金屬離子含量，對(duì)葡萄酒的生產(chǎn)、監(jiān)控、經(jīng)營(yíng)等方面都有積極的意義。目前測(cè)定酒中金屬離子的方法有比色法［2］、原子吸收光譜法［3］、ICP-AES法［4］、離子色譜法［5］等。前述兩種方法一般不能同時(shí)分析多種離子，有時(shí)要進(jìn)行樣品前處理，操作繁瑣，測(cè)定時(shí)間長(zhǎng)。離子色譜法能對(duì)多種陽(yáng)離子實(shí)行同時(shí)測(cè)定，但其主要缺點(diǎn)是消耗的試劑量大，色譜柱價(jià)格高且實(shí)際樣品中的復(fù)雜成分會(huì)縮短色譜柱的使用壽命。毛細(xì)管電泳法具有簡(jiǎn)單、高效、快速和微量的特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于分離多種化合物。本文選用乳酸為絡(luò)合劑、咪唑?yàn)楸尘拔談?，建立了毛?xì)管區(qū)帶電泳法測(cè)定葡萄酒中金屬陽(yáng)離子的方法，并取得了滿意的結(jié)果。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

葡萄酒樣品 市售葡萄酒1、2、3、4；乳酸、咪唑、酒石酸、檸檬酸、乙酸、硝酸、鹽酸、CoCl2·6H2O、CaCl2·2H2O、MnCl2·4H2O、Ba（NO3）2、KCl、FeCl2· 4H2O、MgCl2·6H2O、NaCl 以上試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純；純水 娃哈哈純凈水。

P/ACE MDQ毛細(xì)管電泳儀 美國(guó)Beckman公司，配有二極管陣列檢測(cè)器；非涂漬石英毛細(xì)管60cm ×75μm（i.d.）；pHS型酸度計(jì) 杭州東星儀器設(shè)備廠。

1.2 電泳條件

檢測(cè)波長(zhǎng) 210nm；分離電壓 20kV；氣壓進(jìn)樣1psi，時(shí)間 5s；分離溫度 20℃；運(yùn)行電解液：50mmol·L-1咪唑+28mmol·L-1乳酸，pH4.0。

沖洗程序：進(jìn)樣前用0.5mol·L-1NaOH溶液沖洗2min，純水沖洗3min，0.1mol·L-1HCl溶液沖洗2min，純水沖洗3min，運(yùn)行電解液沖洗20min，20kV電壓下平衡15min。2次進(jìn)樣之間用0.5mol·L-1NaOH溶液沖洗1min，純水沖洗3min，運(yùn)行電解液沖洗3min。進(jìn)樣前用0.22μm濾膜過濾。

1.3 溶液的配制

1.3.1 電解液的配制 稱取咪唑0.34g、乳酸0.25g，用80mL純水溶解，用1mol·L-1HCl調(diào)節(jié)pH至4.0，后定容于100mL容量瓶中，搖勻。

1.3.2 金屬陽(yáng)離子對(duì)照品溶液儲(chǔ)備液的配制 準(zhǔn)確稱取各金屬離子對(duì)照品，超聲溶解，用純水稀釋成一定濃度（K、Ba各1.5mg·mL-1，Na、Ca、Mg、Mn、Fe、Co各0.5mg·mL-1，F(xiàn)e2+用時(shí)配制）。

1.3.3 葡萄酒樣品溶液的配制 取葡萄酒樣品1mL，用純水定容至10mL。進(jìn)樣前用0.22μm濾膜過濾。

2 結(jié)果與討論

2.1 最佳分離條件的選擇

2.1.1 絡(luò)合劑種類的選擇 金屬離子大多遷移率相近，很難做到直接分離，加入絡(luò)合劑可改變金屬離子的荷質(zhì)比，增大遷移率的差異，以達(dá)到分離的目的。本文考察了乳酸、檸檬酸、乙酸、酒石酸四種絡(luò)合劑對(duì)分離的影響。以乙酸、檸檬酸和酒石酸為絡(luò)合劑，組分峰重疊嚴(yán)重；以乳酸為絡(luò)合劑，各組分峰基本能達(dá)到基線分離，且峰形較好，故本文選擇乳酸為絡(luò)合劑。

2.1.2 電解質(zhì)溶液pH的選擇 電解質(zhì)溶液的pH影響電滲流的大小。另外絡(luò)合劑通常為弱酸，電解液pH的變化也會(huì)影響其解離，影響金屬離子與絡(luò)合劑之間的絡(luò)合平衡，引起有效淌度的變化。因此電解液pH對(duì)組分的遷移時(shí)間和分離度影響較大。實(shí)驗(yàn)在pH3.5～5.6范圍內(nèi)考察了電解液的不同pH對(duì)組分分離的影響。當(dāng)pH=3.5時(shí)，F(xiàn)e和Co峰重疊嚴(yán)重，隨著溶液pH增大，他們之間的分離度增加，當(dāng)pH=4.0、4.5時(shí)，各組分分離均較好，隨著pH進(jìn)一步增大，組分間分離度減小。故本文選擇電解液的pH為4.0。

2.1.3 電解液中咪唑、乳酸濃度比的選擇 保持咪唑和乳酸總濃度不變，考察兩者不同濃度比時(shí)（咪唑∶乳酸=3.0、2.0、1.8、1.0、0.5、0.3）各組分的分離情況，當(dāng)咪唑和乳酸的濃度比在2～1之間，各組分間均有較好分離。隨著兩者濃度比的降低，F(xiàn)e、Co峰開始重疊。本文選擇咪唑和乳酸濃度比為1.8。

2.1.4 電解液濃度的選擇 電解液濃度的變化使電滲流及組分的有效淌度發(fā)生變化，從而引起分離度及遷移時(shí)間的變化，同時(shí)電解液中咪唑濃度的變化也影響檢測(cè)靈敏度。實(shí)驗(yàn)考察了不同濃度的咪唑（咪唑濃度分別為38、50、55、65mmol·L-1）對(duì)組分分離的影響。當(dāng)咪唑濃度在38～65mmol·L-1時(shí)分離均較好，且隨著濃度增加，分離度增加，但出峰時(shí)間延長(zhǎng)，峰高降低，靈敏度下降。本文選擇咪唑濃度為50mmol·L-1。

2.1.5 pH調(diào)節(jié)劑的選擇 在其它條件相同的情況下，考察了不同pH調(diào)節(jié)劑（硝酸、鹽酸、乙酸）對(duì)組分分離的影響。采用鹽酸調(diào)節(jié)電解液的pH時(shí)，各組分分離較好。本文選擇鹽酸為電解液的pH調(diào)節(jié)劑。

2.1.6 電壓和溫度的選擇 綜合考慮組分的分離情況和遷移時(shí)間，確定分離電壓為20kV，分離溫度為20℃。

2.1.7 選定條件下的電泳圖 在選定的分離條件下，陽(yáng)離子對(duì)照品、葡萄酒樣品的電泳圖如圖1。

2.1.8 干擾實(shí)驗(yàn) 在選定的電泳條件下，Zn2+、Ni2+、Cd2+、Pb2+、Cu2+、Hg2+、Se2+、Fe3+和 Cr3+對(duì)測(cè)定無干擾。

2.2 線性范圍、檢出限、精密度

配制不同濃度的陽(yáng)離子對(duì)照品，按1.2的操作條件進(jìn)行CZE分析。以各陽(yáng)離子的峰面積A對(duì)濃度c進(jìn)行線性回歸，得各組分的線性回歸方程及線性范圍、相關(guān)系數(shù)；將同一樣品重復(fù)進(jìn)樣7次，考察精密度；通過分析無限稀釋后的有機(jī)酸對(duì)照品母液，以3倍信噪比（S/N）計(jì)算檢出限；取同一種葡萄酒溶液2份，一份用本方法直接測(cè)定，另2份各添加一定量對(duì)照品，考察回收率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。八種陽(yáng)離子線性方程的相關(guān)系數(shù)均在0.9991～0.9998之間，線性關(guān)系良好；各陽(yáng)離子遷移時(shí)間及峰面積的RSD分別在0.21%～0.97%及1.65%～7.47%之間，回收率在92.4%～102.7%之間，方法具有較好的精密度和準(zhǔn)確度。

2.3 不同品種葡萄酒中陽(yáng)離子的測(cè)定

取不同品種的葡萄酒樣品，按1.3、1.2進(jìn)行樣品稀釋和測(cè)定，結(jié)果見表2。由表2可知，不同風(fēng)味的葡萄酒中K、Na差別較大。

3 結(jié)論

該方法具有快速、簡(jiǎn)單、樣品用量少等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足葡萄酒生產(chǎn)過程的工藝控制和葡萄酒產(chǎn)品質(zhì)量控制。

［1］邱冬梅.葡萄酒非生物不穩(wěn)定性的防治［J］.江蘇食品與發(fā)酵，1996（4）：12-14.

［2］GB/T 5009.90-2003.食品中鐵、鎂、錳的測(cè)定［S］.

［3］李茵萍，劉叢，杜為軍，等.穆塞萊斯葡萄酒中微量元素的分析［J］.中國(guó)釀造，2009，203（2）：150-151.

表1 金屬陽(yáng)離子線性范圍、線性方程和精密度

表2 不同種葡萄酒中金屬陽(yáng)離子含量

［4］夏擁軍，張慧，吳福平.ICP-AES法同時(shí)測(cè)定葡萄酒中的鐵、錳、鉛和銅［J］.食品科技，2007，32（8）：230-232.

［5］郭龑茹，朱巖，葉明立.離子色譜法測(cè)定啤酒中的無機(jī)陰離子和陽(yáng)離子［J］.食品科學(xué)，2006，27（4）：174-176.

Determination of metal cation in grape wine by using capillary zone electrophoresis

TANG Mei-hua，TU Chun-yan，TAO Yan，WU Yan-jiao
（College of Biotechnology and Pharmaceutical Engineering，Nanjing University of Technology，Nanjing 210009，China）

At voltage 20kV，detection wavelength 210nm，eight metal cations were separated and detected within 10min by capillary electrophoresis in electrolyte of pH4.0 using 28mmol·L-1lactic acid as complex agent and 50mmol·L-1imidazole as background reagent in the UV-detection.Various conditions for the separation were studied and optimized.All the correlation coefficients（r）were between 0.9991～0.9998 and the relative standard deviation of migration time and area were 0.21%～0.97%and 1.65%～7.47%.The method was used to detect eight cations in wine，the results were satisfactory and the recovery was between 92.4%～102.7%.

capillary electrophoresis；wine；metal cation

TS262.6

A

1002-0306（2011）02-0336-03

2009-09-27

唐美華（1967-），女，學(xué)士，工程師，研究方向：食品分析和化學(xué)分析。