王 蒙,仝夢卓,許育民,馮 暉
(河南省食品工業(yè)科學(xué)研究所有限公司,河南鄭州 450000)
甲醇是白酒中的有害成分,主要由原料中的果膠內(nèi)甲基酯分解而成[1-2],是衡量白酒安全質(zhì)量的重要衛(wèi)生指標(biāo)。飲用過多白酒,甲醇在體內(nèi)積蓄,產(chǎn)生毒性更強(qiáng)的甲酸和甲醛,嚴(yán)重影響人體的視神經(jīng)系統(tǒng)和血液系統(tǒng)。4~10 g 的甲醇即可引起嚴(yán)重中毒、失明甚至死亡[3-6]。因此,國家對其含量有著嚴(yán)格的規(guī)定[7]。目前酒中甲醇檢測的方法有亞硫酸鈉品紅比色法,填充柱氣相色譜法等[8-9]。近年來,毛細(xì)管柱氣相色譜法因其快速、高效的特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于白酒樣品成分的檢測中[10-13]。本文采用AT.LZP-930毛細(xì)管柱,對儀器檢測條件進(jìn)行優(yōu)化和選擇,實(shí)現(xiàn)甲醇和乙醛的較好分離,建立了氣相色譜內(nèi)標(biāo)法檢測甲醇的分析方法,為白酒中甲醇的日常檢測提供便利。
耗材及試劑:白酒,市購;乙醇,色譜級;甲醇、乙酸正丁酯、叔戊醇、乙酸正戊酯,純度不小于99 %;13 種白酒混標(biāo),河南潤輝科技公司;實(shí)驗(yàn)用水均為超純水。
儀器設(shè)備:GC 2010 plus 氣相色譜儀(配FID 檢測器),日本島津公司;AT.LZP-930 白酒專用柱(30 m×0.25 mm×0.1 μm),蘭州中科凱迪化工新技術(shù)有限公司;Labsolution色譜工作站。
1.2.1 氣相色譜測定條件
載氣為氮?dú)?,流速?.2 mL/min;程序升溫:柱初始溫度50 ℃,保持4 min,以3.5 ℃/min 升溫至150 ℃,保持5 min;進(jìn)樣口溫度:180 ℃;檢測器溫度:200 ℃;分流比50∶1;氫氣流速:40 mL/min;空氣流速:400 mL/min;進(jìn)樣量1 μL。
1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制
參照GB 5009.266—2016[9]。
1.2.3 樣品測定
吸取試樣10 mL 于試管中,加入20 g/L 內(nèi)標(biāo)溶液0.1mL,混勻,取1 μL 進(jìn)樣,內(nèi)標(biāo)多點(diǎn)校正法定量。
內(nèi)標(biāo)物既要能完全溶解于樣品中,不與樣品組分發(fā)生反應(yīng),又要能被色譜柱所分離,且不受試樣中其他組分峰的干擾。在白酒樣品中分別加入叔戊醇、乙酸正丁酯、乙酸正戊酯3 種內(nèi)標(biāo)物,在上述色譜條件下考察內(nèi)標(biāo)物在ATLZP-930 白酒專用柱上的出峰情況。隨機(jī)抽取15 個(gè)市售白酒,通過檢測分析發(fā)現(xiàn)3 種內(nèi)標(biāo)物均能與甲醇完全分開。但叔戊醇與白酒中的雜醇油異丁醇出峰時(shí)間接近,不能達(dá)到有效分離;乙酸正戊酯出峰時(shí)間處也出現(xiàn)一個(gè)未知干擾峰;而乙酸正丁酯出峰時(shí)間處無雜質(zhì)峰干擾。因此,本次試驗(yàn)確定內(nèi)標(biāo)物為乙酸正丁酯。
2.2.1 柱初始溫度和柱流速
保持其他條件不變,實(shí)驗(yàn)比較了35 ℃、40 ℃、45 ℃、50 ℃、55 ℃、60 ℃的柱初始溫度。由圖1 可知,溫度越低,甲醇與乙醛及乙醇的分離度越好,但峰型扁平。隨著柱初始溫度的升高,甲醇與乙醛及乙醇的分離度有所下降,但甲醇的峰型逐漸趨于對稱且緊縮尖銳,分離時(shí)間也相對縮短。綜合峰型、分離度及分離時(shí)間,最終確定柱初始溫度為50 ℃。通過測試比較1.0 mL/min、1.2 mL/min、1.5 mL/min、1.8 mL/min、2.0 mL/min 的柱流速發(fā)現(xiàn),流速增大,甲醇峰型扁平,在1.2 mL/min 流速條件下,甲醇與乙醛既能完全分離,峰型又好(見圖2)。因此流速設(shè)定為1.2 mL/min。
2.2.2 分流比
實(shí)驗(yàn)對比了20∶1、30∶1、40∶1、50∶1、60∶1、70∶1的分流比,進(jìn)樣后發(fā)現(xiàn),在分流比為20∶1 的條件下,甲醇峰型拖尾;從40∶1 處開始甲醇峰型逐漸尖銳(見圖3)。然而隨著分流比的增大,不但會(huì)降低甲醇響應(yīng)面積同時(shí)也有可能帶來分流歧視,對定量結(jié)果影響較大。因此綜合考慮選用分流比為50∶1。
2.2.3 進(jìn)樣口溫度和檢測器溫度
從圖4可以看出,進(jìn)樣口溫度為160 ℃時(shí),甲醇峰型較差。進(jìn)樣口溫度為180 ℃、200 ℃、220 ℃時(shí),甲醇分離效果好,峰型尖銳對稱。180 ℃時(shí)甲醇峰面積最大。因此進(jìn)樣口溫度選擇180 ℃。為了防止冷凝,檢測器溫度應(yīng)大于進(jìn)樣口溫度。通過測試180 ℃、200 ℃、220 ℃、240 ℃的檢測器溫度發(fā)現(xiàn),甲醇與乙醛的分離度及甲醇峰型都較好,但隨著檢測器溫度升高,甲醇峰面積逐漸降低。因此,檢測器溫度選擇200 ℃。
通過實(shí)驗(yàn),確定氣相色譜測定甲醇的最優(yōu)條件為:進(jìn)樣口溫度180 ℃,檢測器溫度200 ℃,柱流量1.2 mL/min,柱初始溫度50 ℃,保持4 min,以3.5 ℃/min 升溫至150 ℃,保持5 min。以乙酸正丁酯為內(nèi)標(biāo)物,在此條件下混標(biāo)溶液及樣品中甲醇與乙醛及乙醇的分離效果好且甲醇峰型對稱尖銳(白酒樣品圖譜見圖5)。
以甲醇系列標(biāo)準(zhǔn)工作液的濃度為橫坐標(biāo),以甲醇和乙酸正丁酯色譜峰面積的比值為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果表明,在本色譜條件下,甲醇濃度在0.052~1.04 g/L 范圍內(nèi)呈線性,線性回歸方程為Y=0.593256x,R2=0.9998,以3 倍基線噪聲計(jì)算檢出限為0.02 g/L。
在本色譜條件下,對白酒樣品中甲醇濃度平行測定6 次,計(jì)算RSD=0.92 %,加標(biāo)回收率在94.21%~103.11%之間(如表1所示)。
表1 樣品加標(biāo)回收率結(jié)果
本實(shí)驗(yàn)通過對氣相色譜檢測條件的優(yōu)化和選擇,提高了甲醇的分離度,改善了甲醇的峰型。以乙酸正丁酯為內(nèi)標(biāo)采用多點(diǎn)校正,最大限度消除了儀器的系統(tǒng)誤差,增加定量的準(zhǔn)確性,甲醇的相關(guān)系數(shù)為0.9998,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.92%。該方法簡單快速,分離效果好,精密度高,重現(xiàn)性好,為今后白酒中甲醇含量的質(zhì)量分析研究提供了方法依據(jù)。