錢瀅文,張彥軍,柴宗龍,王杰斌,袁彩霞,洪霞

(1.甘肅省商業(yè)科技研究所，蘭州 730010；2.甘肅中商食品質(zhì)量檢驗(yàn)檢測有限公司，蘭州 730010)

醬油和食醋是我國傳統(tǒng)的調(diào)味品，具有悠久的歷史，作為人們?nèi)粘Ｉ钪兄匾恼{(diào)味品，醬油和醋是以糧食為原料經(jīng)多種微生物共同發(fā)酵而成的，含醇、有機(jī)酸、酯、酚、醛和糖類等多種物質(zhì)，這些成分共同賦予了醬油和食醋的色、香、味等特性，其中香氣成分是評價(jià)醬油和醋質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，而乙醇是醬油和食醋重要的特征香氣成分[1-5]。我國于2000年9月1日頒布了醬油和食醋的國家標(biāo)準(zhǔn)，在GB 18186-2000《釀造醬油》和GB 18187-2000《釀造食醋》中都明確規(guī)定要如實(shí)標(biāo)明醬油和食醋的生產(chǎn)方法[6，7]，但是由于缺乏規(guī)范的生產(chǎn)工藝標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)，假冒偽劣產(chǎn)品屢禁不止，危害了人體健康及行業(yè)的健康發(fā)展[8-10]。乙醇含量的多寡對醬油和食醋的營養(yǎng)價(jià)值與衛(wèi)生指標(biāo)有重要意義，可以準(zhǔn)確地定性鑒別真假醬油和食醋[11-15]，因此把醬油和食醋中乙醇的含量列為常規(guī)檢測指標(biāo)很有必要。

頂空氣相色譜法(HSGC)是用氣相色譜法來分析封閉系統(tǒng)中與液體(或固體)樣品相平衡的氣體的方法。HSGC法采用氣體進(jìn)樣，免除了樣品基質(zhì)對色譜柱的污染，并能除去非揮發(fā)物的干擾，使得譜圖簡單，干擾峰少。通過利用HSGC法的優(yōu)點(diǎn)，本文采用HSGC法快速測定醬油和食醋中的乙醇含量，從而達(dá)到快速測定醬油和食醋樣品中乙醇含量的目的。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

硫酸鎂和硫酸銨 天津市凱信化學(xué)工業(yè)有限公司；硫酸鈉和氯化鈉 天津市大茂化學(xué)試劑廠；Agilent 7890B氣相色譜儀、7697A 頂空自動進(jìn)樣器和20 mL頂空進(jìn)樣瓶 美國Agilent科技公司；色譜乙醇(99.9%) 瑞典Oceanpak公司；氮?dú)夂蜌錃?中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所；UPH-I-40L落地式超純水機(jī) 四川優(yōu)普超純科技有限公司；XB220A直讀式萬分位比重天平 上海天美天平儀器有限公司；試驗(yàn)用水(均為超純水)、醬油和食醋 隨機(jī)購于市場及超市。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

準(zhǔn)確稱取乙醇1.000 g于100 mL 容量瓶中，用超純水定容，得到濃度為10 mg/mL的儲備液；分別準(zhǔn)確量取10.0 mg/mL 儲備液0.1，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0 mL于100 mL 容量瓶中，用超純水定容，得到一系列標(biāo)準(zhǔn)溶液10，20，40，60，80，100 mg/L，將配制好的儲備液和標(biāo)準(zhǔn)溶液置于冰箱保存待用。

1.2.2 色譜分析條件

HP-5MS(30 m×0.25 mm×25 μm)；FID 檢測器溫度為250 ℃，氫氣流速為 35 mL/min，空氣流速為400 mL/min，尾吹(N2) 流速為25 mL/min；進(jìn)樣口溫度為200 ℃，分流比為30∶1； 柱流速為1 mL/min; 柱溫平衡時(shí)間1.0 min，程序升溫40 ℃(保持6 min)，以20 ℃/min升至200 ℃。頂空平衡溫度為90 ℃；平衡時(shí)間為30 min；氣液體積比為1∶1。

1.2.3 樣品分析

取醬油或食醋樣品0.1 mL，加超純水9.9 mL于頂空進(jìn)樣瓶中，并加1.0 g無水硫酸鈉，立即蓋緊瓶蓋，在自動恒溫箱中于90 ℃ 條件下平衡30 min，氣液比1∶1，在最佳選取條件下檢測乙醇的含量。

1.3 實(shí)樣計(jì)算

在實(shí)樣檢測中、醬油或食醋乙醇含量的計(jì)算公式如下：

式中：Ci為0.1 mL醬油或食醋樣品，加超純水定容至10 mL后乙醇含量的測定值，可由線性方程計(jì)算得到，mg/L；C為醬油或食醋中乙醇的含量，mg/L。

2 結(jié)果與分析

2.1 頂空平衡條件的選擇

頂空平衡時(shí)間和平衡溫度的選擇對乙醇含量的測定起著至關(guān)重要的作用。采用醬油樣品按1.2.3步驟，頂空平衡時(shí)間分別在20，25，30，35，40 min進(jìn)樣分析，見圖1。30 min后，得到的峰面積已經(jīng)趨于穩(wěn)定，說明此時(shí)已達(dá)到氣液平衡，因此本試驗(yàn)選擇恒溫時(shí)間為 30 min。

圖1 不同平衡時(shí)間對峰面積的影響Fig.1 Effects of heating time on the peak area

平衡溫度在 60，70，80，90，100 ℃進(jìn)樣分析，比較乙醇的峰面積，見表1。

表1 平衡溫度的優(yōu)化Table 1 Optimization of equilibrium temperature

峰面積隨著溫度的增加而增加，考慮到100 ℃時(shí)產(chǎn)生的大量水蒸氣對色譜柱產(chǎn)生的影響，因此，選擇90 ℃為最佳平衡溫度。

2.2 電解質(zhì)及其用量的選擇

樣品中添加無機(jī)鹽電解質(zhì)可提高溶液的離子強(qiáng)度，增加待測組分的活度系數(shù)，從而達(dá)到提高頂空響應(yīng)即提高方法靈敏度的目的。本文對硫酸鎂、硫酸銨、硫酸鈉和氯化鈉4種鹽分別采用醬油樣品按照1.2.3進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，見圖2。

圖2 不同電解質(zhì)對峰面積的影響Fig.2 Effects of electrolyte on the peak area

發(fā)現(xiàn)硫酸鈉的效果最好，所以選擇硫酸鈉作為添加電解質(zhì)。為了考察不同量的硫酸鈉對萃取效果的影響，加入0.5，0.8，1.0，1.5，2.0 g硫酸鈉，結(jié)果見圖3。

圖3 不同硫酸鈉的量對峰面積的影響Fig.3 Effects of sodium sulfate on the peak area

在加入0.5～1.0 g硫酸鈉時(shí)，樣品峰面積隨著無機(jī)鹽量的增加而增加；但當(dāng)硫酸鈉過量時(shí)，會減小擴(kuò)散速度，延長達(dá)到平衡的時(shí)間。綜合考慮，本試驗(yàn)選取加鹽量為1.0 g作為離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)劑。

2.3 線性范圍和檢出限

取1.2.1配制的乙醇系列標(biāo)準(zhǔn)工作液，在最佳的實(shí)驗(yàn)條件下測定，所得色譜圖見圖4。

圖4 60 mg/L乙醇標(biāo)準(zhǔn)溶液的色譜分離圖Fig.4 Chromatographic separation diagram of ethanol standard solution (60 mg/L)

由圖4可知，乙醇的保留時(shí)間為4.618 min，色譜峰分離良好。以進(jìn)樣質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)、峰面積為縱坐標(biāo)，見圖5。

圖5 乙醇標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.5 The standard curve of ethanol

得到標(biāo)準(zhǔn)曲線Y=2.056X+13.365，相關(guān)系數(shù)r=0.9984，在10～100 mg/L范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，以3倍信噪比(S/N=3)確定檢測限為1.6 mg/L，滿足定量分析要求。

2.4 精密度和回收率

表2 精密度實(shí)驗(yàn)Table 2 Precision test

各取6份食醋和醬油樣品，按1.2.3實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測定，由表2可知，食醋和醬油乙醇測定結(jié)果的RSD分別為3.03%和2.49%，表明該方法具有良好的精密度。向食醋和醬油樣品中分別加入低、中、高3種不同濃度的乙醇標(biāo)樣，按1.2.3實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測定(見表3)，實(shí)驗(yàn)的回收率為 95.49%～101.85%，RSD為1.04%～4.88%， 證明該方法能夠滿足分析的要求。

表3 回收率實(shí)驗(yàn)Table 3 Recoveries test

2.5 實(shí)樣檢測

利用本方法按1.2.3樣品分析步驟對市售食醋和醬油6個(gè)樣品進(jìn)行定性定量分析，測定乙醇含量值，見表4。

表4 實(shí)樣檢測結(jié)果Table 4 Sample testing results

由表4可知，醬油中乙醇含量在6427～7349.5 mg/L之間，食醋中乙醇含量為1250.2～4460.8 mg/L，與報(bào)道結(jié)果基本一致[16]，且RSD為1.39%～8.77%，說明方法適用性良好，該方法能夠滿足醬油和食醋中乙醇含量的測定。

3 結(jié)論

建立了以頂空氣相色譜快速檢測醬油和食醋中乙醇含量的方法，方法的線性范圍為10～100 mg/L，相關(guān)系數(shù)為0.9984，檢出限為1.6 mg/L，樣品加標(biāo)回收率為95.49%～101.85%。應(yīng)用于醬油和食醋檢測，檢出乙醇含量為1250.2～7349.5 mg/L， RSD介于1.43%～8.77%之間。本方法操作快速簡單，精密度高，能夠滿足醬油和食醋中乙醇含量的檢測要求，為保證產(chǎn)品質(zhì)量提供了參考。

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