陸倫維，馮小兵，熊曉通，程平言，向祖祥，胡 峰

（貴州茅臺(tái)酒廠（集團(tuán)）習(xí)酒有限責(zé)任公司，貴州習(xí)水564622）

在白酒發(fā)酵過程中，窖池中各種微生物生化代謝及其相互作用、相互影響、協(xié)調(diào)發(fā)展共同構(gòu)成了窖池特定的微生態(tài)系統(tǒng)。其中，發(fā)酵酒醅充當(dāng)著物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)和信息傳遞的載體[1]。在出窖酒醅中，需要檢測(cè)的重要理化指標(biāo)有水分、酸度、淀粉含量、糖分、酒精度、總酯等。但是，酒精度是最關(guān)鍵的指標(biāo)之一[2]。檢測(cè)出窖酒醅中酒精度含量不僅能夠直觀反映酒醅的出酒率高低，而且還影響著酒的品質(zhì)[3]。因此，出窖酒醅酒精度的檢測(cè)對(duì)生產(chǎn)指導(dǎo)具有非常重要的意義。

酒精度是指酒中含乙醇的體積百分比，通常是以20℃時(shí)的體積比表示的。目前，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定酒精度檢測(cè)方法主要是酒精計(jì)法和密度瓶法。因?yàn)榫契瑸楣腆w且酒精度較低，酒精計(jì)法不適用。密度瓶法需要蒸餾且對(duì)環(huán)境溫度要求較高，不好控制，對(duì)操作者要求也較高[4]。而頂空進(jìn)樣法是比較適用于揮發(fā)性組分分析的一種分析方法，既可免去樣品萃取、濃縮等步驟，還可降低樣品中非揮發(fā)性組分對(duì)儀器的污染[5]。

本次研究利用頂空進(jìn)樣技術(shù)對(duì)揮發(fā)性組分分析的優(yōu)勢(shì)，聯(lián)合氣相色譜-質(zhì)譜儀，建立了一種快速測(cè)定出窖酒醅中酒精度的方法。通過檢測(cè)出窖酒醅的酒精度，為公司白酒生產(chǎn)車間提供了數(shù)據(jù)支持，為監(jiān)控窖池發(fā)酵過程是否異常提供了有益途徑，對(duì)白酒生產(chǎn)具有重要指導(dǎo)意義。

1 材料、儀器與方法

1.1 材料、試劑及儀器

樣品：出窖酒醅。

試劑：無水乙醇（色譜純）；氯化鈉（優(yōu)級(jí)純）。

儀器設(shè)備：氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀，Agilent GC 7890A-MSD 5975C；GERSTEL頂空進(jìn)樣器；電子天平AR2130/C，奧豪斯上海公司；高速離心機(jī)HC-3518，安徽中科中佳科學(xué)儀器公司；旋渦混合器QT-1，上海琪特分析儀器有限公司；恒溫水浴鍋（精度±0.1℃），國(guó)華電器有限公司；附溫度計(jì)密度瓶，上海信誼儀器廠有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品預(yù)處理

稱取一定量的酒醅于50 mL離心管中，加入一定量經(jīng)煮沸冷卻后的超純水，渦旋振蕩使其混合均勻；離心，靜置一段時(shí)間；取上清液4 mL于頂空瓶中，加入一定量的氯化鈉，進(jìn)行HS-GC-MS分析。

1.2.2 儀器分析條件

頂空條件：孵育溫度50℃，孵育時(shí)間2 min，進(jìn)樣量1 mL。

氣相色譜分析條件：色譜柱：DB-FFAP毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；進(jìn)樣口溫度180℃，載氣為氦氣，分流比10∶1；升溫程序：起始40℃，10℃/min升溫至90℃，不保持；再以30℃/min升溫至180℃，保持2min。

質(zhì)譜分析條件：傳輸線溫度250℃；EI離子源；離子源溫度：230℃；電子能量：70 eV；四級(jí)桿溫度150℃，全掃描采集模式，掃描范圍m/z:30～350 amu。

1.2.3 定性與定量

通過NIST11譜庫檢索及標(biāo)準(zhǔn)品比對(duì)進(jìn)行定性，采用外標(biāo)法進(jìn)行定量。

1.3 酒精度檢測(cè)方法（國(guó)標(biāo)密度瓶法）

以蒸餾法去除樣品中的不揮發(fā)物質(zhì)，用密度瓶法測(cè)定餾出液的密度。根據(jù)餾出液的密度，查表求得20℃時(shí)乙醇的體積分?jǐn)?shù)，即酒精度（%vol）。本次試驗(yàn)嚴(yán)格按照GB/T 15038標(biāo)準(zhǔn)中密度瓶法步驟對(duì)各酒醅樣品的酒精度進(jìn)行測(cè)定。頂空氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀測(cè)定結(jié)果以g/100 g表示，通過查表轉(zhuǎn)換成酒精度（即mL/100 mL）。

2 結(jié)果與討論

2.1 樣品預(yù)處理及條件優(yōu)化

將酒醅樣品中的乙醇充分浸提出來是確保檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確的關(guān)鍵，本研究通過對(duì)酒醅稀釋比例、離心速率、靜置時(shí)間和頂空條件等進(jìn)行優(yōu)化，獲得最優(yōu)條件。

2.1.1 酒醅稀釋比例優(yōu)化條件確認(rèn)

實(shí)驗(yàn)分別稱取出窖酒醅15 g、10 g、7.5 g、6 g、5 g于50 mL離心管中，加入經(jīng)煮沸冷卻后的超純水30 mL，水與酒醅比例（體積質(zhì)量比）分別為2∶1、3∶1、4∶1、5∶1和6∶1。經(jīng)過旋渦振蕩混合均勻后，離心靜置，取上清液，同一條件下HS-GC-MS進(jìn)樣分析，所得結(jié)果（轉(zhuǎn)化為酒精度）見圖1。

圖1 不同酒醅稀釋比例所得酒精度含量圖

在上述不同稀釋比例條件下，經(jīng)過同一條件HS-GC-MS分析可以得到較好的乙醇峰形，均在標(biāo)準(zhǔn)曲線范圍內(nèi)，且與國(guó)標(biāo)密度瓶法所得結(jié)果（2.06%vol）差異較小。因此，選擇水與酒醅稀釋比例為4∶1，即酒醅7.5 g，加水30 mL。

2.1.2 離心速率優(yōu)化條件確認(rèn)

按照水與酒醅稀釋比例添加樣品到50 mL離心管中，經(jīng)過旋渦振蕩混勻后，需要使酒醅與樣液分離開來，分別以6000 r/min、8000 r/min、10000 r/min離心10 min，結(jié)果見圖2，結(jié)果表明，采用10000 r/min離心效果較好。

圖2 不同離心速度對(duì)乙醇峰面積的影響

2.1.3 靜置時(shí)間優(yōu)化條件確認(rèn)

將離心后的離心管取出，放置一定時(shí)間，然后取4 mL進(jìn)行HS-GC-MS分析。靜置時(shí)間分別設(shè)為10 min、20 min、30 min和40 min,所得結(jié)果如圖3所示。結(jié)果表明，靜置時(shí)間為20 min時(shí)結(jié)果最佳。

圖3 不同靜置時(shí)間對(duì)乙醇峰面積的影響

2.1.4 氯化鈉濃度條件優(yōu)化

實(shí)驗(yàn)表明，在樣品中加入氯化鈉，可以增加溶液的離子強(qiáng)度，提高檢測(cè)組分的揮發(fā)性，進(jìn)而提高檢測(cè)靈敏度[6]。因此，在頂空瓶中加入4 mL樣品，分別加入0 g、1 g、2 g、3 g氯化鈉，使其氯化鈉濃度分別為0 g/mL、0.25 g/mL、0.50 g/mL、0.75 g/mL，進(jìn)行氯化鈉濃度條件優(yōu)化。其結(jié)果如圖4所示，結(jié)果表明，氯化鈉濃度為0.50 g/mL時(shí)為最佳。

圖4 不同氯化鈉溶液濃度對(duì)乙醇峰面積的影響

2.2 方法評(píng)價(jià)

根據(jù)優(yōu)化的條件對(duì)出窖酒醅進(jìn)行HS-GC-MS分析，得到的乙醇峰經(jīng)過譜庫檢索和標(biāo)準(zhǔn)品比對(duì)，可以有效檢測(cè)出乙醇含量，換算出酒醅的酒精度。

用超純水配制系列乙醇標(biāo)準(zhǔn)溶液，在優(yōu)化條件下分析檢測(cè)，建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，該方法在測(cè)定范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系。具體信息見表1。

表1 定量方法線性及檢測(cè)限、回收率

2.3 HS-GC-MS法與國(guó)標(biāo)密度瓶法結(jié)果比較

取3個(gè)出窖酒醅樣品，分別為1#、2#和3#。根據(jù)本實(shí)驗(yàn)優(yōu)化條件,用HS-GC-MS法測(cè)定樣品并與國(guó)標(biāo)密度瓶法所得結(jié)果進(jìn)行比較，結(jié)果見表2。

表2 HS-GC-MS法與國(guó)標(biāo)密度瓶法結(jié)果比較

從表2可知，HS-GC-MS法與國(guó)標(biāo)密度瓶法結(jié)果比較接近，準(zhǔn)確性較高，且快速簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)快速測(cè)定出窖酒醅的酒精度。

3 結(jié)論

通過頂空進(jìn)樣，聯(lián)合氣相色譜質(zhì)譜檢測(cè)技術(shù)建立了一種快速測(cè)定出窖酒醅酒精度的方法，通過優(yōu)化條件，確定了最優(yōu)參數(shù)。該法與國(guó)標(biāo)密度瓶法相比，具有速度快、簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，可以作為一種酒醅酒精度檢測(cè)的參考方法。