鄒沫君，唐詩(shī)文

（1.樂(lè)山市食品藥品檢驗(yàn)檢測(cè)中心，四川 樂(lè)山 614003；2.樂(lè)山師范學(xué)院，四川 樂(lè)山 614000）

氟是自然界中廣泛分布的元素之一，也是人體所必需的微量元素，雖然對(duì)人體有益，但并非多多益善，適量的氟可以促進(jìn)人體骨骼和牙齒的鈣化，增強(qiáng)骨骼的強(qiáng)度，但是長(zhǎng)期過(guò)多攝入，可干擾骨代謝乃至引發(fā)人全身性中毒，肌體內(nèi)各組織器官都會(huì)受到一定程度的損害，且氟不易通過(guò)代謝排出體外[1-3]。人體對(duì)氟含量也最為敏感，生理需求量為每日0.5～1.0 mg，從滿足人體對(duì)氟的需求到由于氟過(guò)多而導(dǎo)致中毒的量之間相差不大，可以看出氟對(duì)人體的安全范圍比其他微量元素窄得多，因此要更加注意食品中氟含量對(duì)人體健康的影響[4-5]。

白酒作為中國(guó)人餐桌上的必備飲品，承載著我國(guó)的悠久歷史和文化[6]。近幾年，白酒行業(yè)負(fù)面新聞不斷，從“勾兌門”、“塑化劑”、“年份酒”等一直到“敵敵畏”等質(zhì)量安全事件，讓本就處于低谷的行業(yè)，更加蒙上了陰影，我國(guó)白酒質(zhì)量引起了社會(huì)的高度關(guān)注[7]。無(wú)機(jī)陰離子是關(guān)乎白酒質(zhì)量的重要組成物質(zhì)，主要引入的途徑有原料選取、加工助劑以及人為添加等，無(wú)機(jī)陰離子的種類及濃度決定著白酒的類型和品質(zhì)，同時(shí)也影響著酒的口感、色澤及生物穩(wěn)定性[8-9]。因此，建立一種可靠的分析檢測(cè)方法對(duì)白酒的原料、生產(chǎn)過(guò)程中的半成品以及成品中的無(wú)機(jī)陰離子含量進(jìn)行檢測(cè)具有非常重要的意義。

目前檢測(cè)酒中無(wú)機(jī)氟的方法有離子選擇電極法、比色法、氣相色譜法和離子色譜法等[10-15]，其中氟離子選擇電極法雖然操作簡(jiǎn)便，但對(duì)于測(cè)試條件有一定要求，白酒中富含多種有機(jī)酸，pH值較低時(shí)，氟離子與溶液中氫離子生成HF或HF2-，從而降低溶液中氟離子的濃度，影響測(cè)試的準(zhǔn)確性和精密度；比色法操作步驟繁瑣，靈敏度低；氣相色譜頂空測(cè)定氟需要進(jìn)行衍生化處理。離子色譜法自問(wèn)世以來(lái)，一直是分析化學(xué)領(lǐng)域中發(fā)展最快的分析檢測(cè)技術(shù)之一，已被廣泛用于各種物質(zhì)的檢測(cè)，具有快速、靈敏、選擇性好等優(yōu)點(diǎn)，在環(huán)境分析、食品分析及藥物分析中應(yīng)用廣泛[16-21]。本研究探索建立了梯度淋洗-電導(dǎo)檢測(cè)白酒中氟化物的離子色譜方法，白酒試樣只需進(jìn)行簡(jiǎn)單前處理后，采用對(duì)氟離子有特殊選擇性的高效陰離子交換柱IonPac AS19進(jìn)行分離，測(cè)定白酒中氟化物的含量。旨在對(duì)白酒中氟化物快速靈敏的檢測(cè)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

白酒（包含濃香型白酒、清香型白酒、醬香型白酒）：市售；氟化物標(biāo)準(zhǔn)品（500 μg/mL）：北京曼哈格生物科技有限公司；甲醇（色譜純）：北京百靈威科技有限公司；實(shí)驗(yàn)室用水為超純水（電阻率=18.25 MΩ·cm）。

1.2 儀器與設(shè)備

Thermo Scientific TM ICS-1100離子色譜系統(tǒng)（包括DS6 Heated Conductivity Cell檢測(cè)器、Dionex EGC Ⅲ自動(dòng)淋洗液發(fā)生器、Dionex AERS500（4 mm）陰離子抑制器、Dionex AS-DV自動(dòng)進(jìn)樣器、Chromeleon7.2 SR4色譜數(shù)據(jù)系統(tǒng)、Dionex OnGuard II RP小柱（2.5 mL））：德國(guó)Thermo SCIENTIFIC公司；KQ-700型超聲波清洗器：昆山市超聲儀器有限公司；UPT-Ⅱ-10T優(yōu)普系列超純水器：四川優(yōu)普超純科技有限公司；0.22 μm水系進(jìn)口聚醚砜PES濾膜：美國(guó)PALL公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 色譜條件

分析柱：IonPac AS19分離柱（250 mm×4 mm）、IonPac AG19保護(hù)柱（50 mm×4 mm）：德國(guó)Thermo SCIENTIFIC公司；淋洗液：KOH（淋洗液在線發(fā)生裝置產(chǎn)生）；梯度淋洗條件：0～12.0 min，3 mmol/L KOH；12.1～18.0 min，35 mmol/L KOH；18.1～23.0 min，3 mmol/L KOH；流速：1 mL/min；柱溫：30 ℃；檢測(cè)器：電導(dǎo)檢測(cè)；定量環(huán)：500 μL；抑制器：AERS 500（4 mm），自循環(huán)模式抑制，電流87 mA；背壓：1706 psi；背景電導(dǎo)：0.58 μS。

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

準(zhǔn)確移取一定體積的水中氟化物標(biāo)準(zhǔn)品溶液，按比例用純水稀釋，配制成質(zhì)量濃度為0.005 mg/L、0.010 mg/L、0.020 mg/L、0.050 mg/L、0.10 mg/L、0.20 mg/L的氟化物標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。在設(shè)定的色譜條件下，采用外標(biāo)法定量，作氟化物峰面積-質(zhì)量濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.3.3 酒樣的前處理

將白酒試樣稀釋10倍，依次過(guò)0.22 μm微孔濾膜、Dionex OnGuard II RP小柱處理后用于色譜分析。Dionex OnGuard II RP小柱在使用前須提前活化：向容量為2.5 mL柱中注入5 mL色譜純甲醇，再注入10 mL超純水，平行放置，活化30 min后即可使用。

2 結(jié)果與分析

2.1 酒樣前處理?xiàng)l件的選擇

陰離子交換柱以高分子化合物為填料，拓寬了試樣及淋洗液的pH耐受范圍。而白酒的釀造發(fā)酵過(guò)程是一個(gè)非常復(fù)雜的生化反應(yīng)，隨之產(chǎn)生大量富含營(yíng)養(yǎng)成分的有機(jī)物質(zhì)，其中不乏大分子物質(zhì)。這類大分子物質(zhì)與陰離子交換柱中的填料之間有較強(qiáng)的親合作用，不易洗脫出來(lái)。若不經(jīng)適當(dāng)?shù)那疤幚憝h(huán)節(jié)將其去除，連續(xù)多次進(jìn)樣分析后，陰離子交換柱柱效將迅速降低。本試驗(yàn)采用Dionex OnGuard II RP小柱，以大孔結(jié)構(gòu)的聚二乙烯基苯聚合物為填料，通過(guò)共價(jià)吸附作用，對(duì)疏水性化合物尤其是不飽和化合物和芳香化合物具有較強(qiáng)的捕獲能力。故直接將酒樣稀釋10倍，以Dionex OnGuard II RP小柱吸附溶液中大分子有機(jī)物質(zhì)后上機(jī)測(cè)定。

2.2 色譜條件的選擇

2.2.1 淋洗液系統(tǒng)選擇

陰離子分離分析中常用的淋洗液有Na2CO3/NaHCO3體系和KOH體系，Na2CO3/NaHCO3體系經(jīng)抑制器后轉(zhuǎn)化為H2CO3，背景電導(dǎo)20～30 μS，而KOH體系經(jīng)抑制后轉(zhuǎn)化為H2O，背景電導(dǎo)＜2 μS，背景更低，因此具有更低的檢出限。而且考慮到Na2CO3/NaHCO3體系淋洗液需要手工配制，難免會(huì)有人為誤差，而KOH體系淋洗液可以配合在線淋洗液自動(dòng)發(fā)生器使用，十分方便，不受環(huán)境因素影響，具有極好的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性。因此選用KOH體系。

2.2.2 淋洗液濃度選擇

白酒釀造過(guò)程中，經(jīng)過(guò)發(fā)酵，產(chǎn)生富含各類風(fēng)味物質(zhì)，如一些小分子有機(jī)酸類，這些組分與IonPac AS19分離柱的親和力相對(duì)小，且與氟離子相近，對(duì)弱保留的氟離子的分離檢測(cè)產(chǎn)生較大的干擾，很難分離，甚至是共淋洗，造成檢測(cè)結(jié)果偏高，嚴(yán)重干擾氟離子的測(cè)定。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)摸索，綜合考慮試樣分離度和分析時(shí)間，最終選取前12 min用低濃度3 mmol/L KOH淋洗液，待目標(biāo)物出峰后將淋洗液濃度提高至35 mmol/L，實(shí)現(xiàn)了氟離子的準(zhǔn)確測(cè)定。

2.2.3 柱溫和流速耐受性考察

取“1.3.2”項(xiàng)下線性第3點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，分別考察采用不同柱溫（28 ℃、30 ℃和32 ℃），以及不同流速（0.8 mL/min、1.0 mL/min和1.2 mL/min）進(jìn)行測(cè)定時(shí)儀器色譜行為的變化。以峰面積計(jì)，不同柱溫條件下相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（relative standard deviation，RSD）為0.56%；不同流速條件下RSD為0.52%。表明在實(shí)際測(cè)定過(guò)程中色譜條件有微小變化時(shí)，各組分含量測(cè)定條件較寬，測(cè)定結(jié)果不受影響，系統(tǒng)具有較好的耐受性，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 系統(tǒng)耐受性考察結(jié)果Table 1 Results of systematic tolerance test

2.3 色譜行為

經(jīng)過(guò)試驗(yàn)摸索，綜合考慮試樣分析時(shí)間及分離度等因素，最終選取“1.3.1”項(xiàng)下色譜條件，實(shí)現(xiàn)了白酒試樣中氟化物的準(zhǔn)確測(cè)定。氟化物標(biāo)準(zhǔn)溶液、陰性試樣溶液以及陰性加標(biāo)試樣溶液色譜圖見(jiàn)圖1。由圖1可知，該方法專屬性好，選擇性高，加標(biāo)樣品出峰良好。

圖1 氟化物標(biāo)準(zhǔn)品（A）、陰性試樣（B）及陰性加標(biāo)試樣（C）色譜圖Fig.1 Chromatogram of fluoride standard (A),negative sample (B) and spiked negative sample (C)

2.4 方法學(xué)考察

2.4.1 線性關(guān)系、方法檢出限和定量限考察

將配制好的氟化物標(biāo)準(zhǔn)工作溶液上機(jī)測(cè)定，得到氟化物峰面積與質(zhì)量濃度的線性關(guān)系，擬合回歸方程式，確定相關(guān)系數(shù)。將氟化物色譜信號(hào)峰與基線信號(hào)進(jìn)行比較，確定最低檢出限（S/N=3）和定量限（S/N=10），試樣按1.3.3所述制備，得出方法檢出限和定量限，結(jié)果見(jiàn)表2。

由表2可知，氟化物在0.005～0.20 mg/L范圍內(nèi)線性關(guān)系良好（R=0.999 9），且該方法檢出限低（5.21 μg/L），完全能滿足分析檢測(cè)要求。

表2 氟化物的回歸方程、相關(guān)系數(shù)、最低檢出限、定量限Table 2 Regression equation,correlation coefficient,limit of detection and quantitation of fluoride

2.4.2 方法精密度考察

取濃香型白酒試樣，按“1.3.3”項(xiàng)下方法制備6份供試品溶液進(jìn)行色譜分析，在“1.3.1”項(xiàng)色譜條件下測(cè)定各組分含量，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 精密度試驗(yàn)結(jié)果Table 3 Results of precision tests

由表3可知，檢測(cè)的氟化物檢測(cè)結(jié)果RSD值為0.91%，表明該方法精密度良好。

2.4.3 方法穩(wěn)定性考察

取制備好的濃香型白酒試樣供試品溶液，按“1.3.1”項(xiàng)下色譜條件分別于0、4 h、8 h、12 h、16 h、20 h和24 h進(jìn)樣，測(cè)定氟化物色譜峰面積，計(jì)算氟化物質(zhì)量濃度，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Results of stability tests

由表4可知，穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果RSD值為0.51%，供試品溶液在24 h內(nèi)穩(wěn)定，表明該方法穩(wěn)定性良好。

2.4.4 方法回收率考察

分別精密量取一定量的濃香型白酒、清香型白酒、醬香型白酒試樣，加入高（0.10 mg/L）、中（0.02 mg/L）、低（0.01 mg/L）3種濃度的氟化物標(biāo)準(zhǔn)溶液。按照所建立的方法進(jìn)行處理和測(cè)定，對(duì)每個(gè)添加水平做3次平行試驗(yàn)，計(jì)算各組分的平均回收率及其RSD值，以考察方法的準(zhǔn)確性，結(jié)果見(jiàn)表5。由表5可知，氟化物的平均回收率在97.18%～99.54%范圍內(nèi)，RSD值為0.86%～1.10%，表明該方法準(zhǔn)確度較好，符合分析檢測(cè)要求。

表5 加標(biāo)回收率試驗(yàn)結(jié)果Table 5 Results of standard recovery rate tests

2.4.5 實(shí)際試樣測(cè)定

利用該文建立的方法，對(duì)樂(lè)山地區(qū)市售的不同香型的白酒試樣進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表6。由表6可知，該方法可對(duì)不同香型白酒試樣進(jìn)行測(cè)定，不同香型白酒中氟化物含量存在一定的差異。

表6 白酒試樣中氟化物含量分析結(jié)果Table 6 Analytical results of fluoride in Baijiu samples

3 結(jié)論

本研究建立以IonPac AS19（4 mm×250 mm）色譜柱分離，3～35 mmol/L KOH溶液作為梯度淋洗液，流速1.0 mL/min，進(jìn)樣量500 μL，離子色譜-電導(dǎo)法檢測(cè)白酒中氟化物。該方法分離效果好，檢測(cè)速度快，操作簡(jiǎn)便，試樣基質(zhì)干擾小，靈敏度高，能滿足實(shí)際檢測(cè)工作的要求，便于推廣。同時(shí)，本文對(duì)不同香型（濃香型、清香型和醬香型）白酒試樣進(jìn)行了氟化物含量的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)由于不同香型的酒原料不同，生產(chǎn)工藝不同，所含氟化物的量也不盡相同。希望通過(guò)測(cè)定白酒中無(wú)機(jī)陰離子的含量有助于分辨真?zhèn)?、區(qū)別優(yōu)劣、改進(jìn)生產(chǎn)工藝，達(dá)到控制白酒品質(zhì)的目的。