聶 葉，焦 富，羅汝葉，李巧玉，牟明月

（貴州茅臺(tái)酒股份有限公司，貴州仁懷 564501）

在醬香型白酒生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)酒醅中乙醇的監(jiān)測(cè)是了解酒醅發(fā)酵狀態(tài)的重要參數(shù)之一。酒醅中乙醇測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到釀造過(guò)程酒醅發(fā)酵狀態(tài)的判斷，及時(shí)、準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果可為生產(chǎn)指導(dǎo)提供有效的數(shù)據(jù)支撐。選擇一種準(zhǔn)確、快速、穩(wěn)定的乙醇檢測(cè)方法對(duì)釀酒生產(chǎn)指導(dǎo)非常重要。目前對(duì)于乙醇的檢測(cè)方法有蒸餾法、氣相色譜法、頂空氣相色譜法、氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法等。GB 5009.225—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)酒中乙醇濃度的測(cè)定》中給出了4 種酒中乙醇濃度的測(cè)定方法，包括蒸餾法和氣相色譜法。針對(duì)酒醅中乙醇的測(cè)定目前無(wú)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，本文采用頂空氣相色譜法，結(jié)合超聲提取、冷凍高速離心技術(shù)，建立醬香型白酒酒醅中乙醇檢測(cè)方法，該方法具有快速、準(zhǔn)確、穩(wěn)定、成本低等特點(diǎn)。

測(cè)量不確定度是質(zhì)量控制的重要內(nèi)容之一。測(cè)定不確定度是合理地表征賦予被測(cè)量值的分散性，與測(cè)量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。測(cè)量不確定度的評(píng)定是評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)室測(cè)定結(jié)果可信度的定量指標(biāo)。目前有關(guān)乙醇含量測(cè)量不確定度評(píng)定主要集中在血液中乙醇含量測(cè)定，酒醅中乙醇含量的不確定度評(píng)定未見報(bào)道。本研究根據(jù)《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》（JJF 1059.1—2012）、CNAS-GL05：2011《測(cè)量不確定度要求的實(shí)施指南》及CNASGL06：2019《化學(xué)分析中不確定度的評(píng)估指南》，對(duì)頂空氣相色譜法（headspace gas chromatography，HS-GC）測(cè)量酒醅中乙醇結(jié)果的不確定度進(jìn)行評(píng)定，分析不確定度來(lái)源，確定影響結(jié)果的主要因素，以期為實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)乙醇的準(zhǔn)確性和可靠性提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、儀器

酒醅樣品：醬香型白酒出窖酒醅、堆積酒醅、窖內(nèi)酒醅；乙醇（純度≥99.9%），美國(guó)TEDIA公司。

儀器設(shè)備：頂空-氣相色譜儀（配有氫火焰離子化檢測(cè)器（flame ionization detector，F(xiàn)ID）），7697A-7890 B，美國(guó)Agilent 公司；離心機(jī)（MIKRO 220R），德國(guó)Hettich 公司；分析天平（XP205），梅特勒-托利多公司；實(shí)驗(yàn)室純水系統(tǒng)，上海HHitech 公司；回旋振蕩器（HZ-300），江蘇科析儀器公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 樣品前處理

準(zhǔn)確稱取15.00 g酒醅置于50 mL離心管中，加入30 mL 超純水，280 r/min 振蕩15 min，超聲提取5 min，4 ℃條件下8000 r/min 離心3 min，準(zhǔn)確吸取4 mL上清液至頂空瓶中進(jìn)頂空-氣相色譜儀分析。

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

準(zhǔn)確稱取2.5 g乙醇，用超純水定容至50 mL容量瓶中,搖勻即得質(zhì)量濃度為50.0 g/L 乙醇標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，4 ℃冰箱中保存?zhèn)溆?。用超純水逐?jí)稀釋標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，得到質(zhì)量濃度梯度為0.5 g/L、1.0 g/L、2.5 g/L、5.0 g/L、10.0 g/L、15.0 g/L的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

1.2.3 儀器條件

氣相色譜條件：色譜柱：DB-FFAP（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；進(jìn)樣口溫度160 ℃；載氣為氮?dú)?；柱流? mL/min；分流比：80∶1；升溫程序：40 ℃，不保持，10 ℃/min 升溫至90 ℃，不保持，30 ℃/min 升溫至180 ℃，保持2 min；氫火焰離子化檢測(cè)器（FID）條件：溫度250 ℃；氮?dú)饬髁?0 mL/min；空氣流量400 mL/min；尾吹氣流量25 mL/min。頂空（Agilent 7697A）進(jìn)樣條件：加熱箱溫度45 ℃；傳輸線溫度110 ℃；定量環(huán)溫度80 ℃；平衡時(shí)間6 min；進(jìn)樣持續(xù)時(shí)間0.5 min；樣品瓶振蕩頻率18次/min；樣品瓶填充壓力15 psi。

1.2.4 測(cè)量數(shù)據(jù)模型

酒醅樣品中乙醇含量按下列公式計(jì)算：

Y=(C×V)/M（1）

式中：Y——樣品中乙醇含量，g/kg；

C——測(cè)試溶液中質(zhì)量濃度，g/L；

V——提取被測(cè)組分的超純水體積，mL；

M——樣品稱取量，g。

1.2.5 測(cè)量不確定度來(lái)源分析

根據(jù)《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》（JJF 1059.1—2012），從數(shù)學(xué)模型和試驗(yàn)步驟分析，頂空氣相色譜法測(cè)定醬香型白酒酒醅中乙醇含量的不確定度主要來(lái)源：（1）乙醇標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液配制；（2）乙醇標(biāo)準(zhǔn)溶液配制；（3）乙醇標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度；（4）樣品稱量引入的不確定度；（5）實(shí)驗(yàn)回收率引入的不確定度；（6）酒醅樣品重復(fù)測(cè)定引入的不確定度。

圖1 頂空氣相色譜法測(cè)定醬香型白酒酒醅中乙醇含量的不確定度來(lái)源

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液配制引入的不確定度

2.1.1 乙醇標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)純度引入的不確定度

2.1.2 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)稱量引入的不確定度

2.1.3 標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液配制引入的不確定度

則合成得到乙醇標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液配制產(chǎn)生的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(S)為：

2.2 乙醇標(biāo)準(zhǔn)溶液配制引入的不確定度

由1.2標(biāo)準(zhǔn)溶液配制方法可知，用1 mL和5 mL移液器移取0.5 mL、1.0 mL、2.0 mL、3.0 mL 儲(chǔ)備液于10 mL 容量瓶中并定容，可配得標(biāo)準(zhǔn)系列溶液為0.5 g/L、1.0 g/L、2.5 g/L、5.0 g/L、10.0 g/L、15.0 g/L。該部分使用的量器有移液器和容量瓶，測(cè)量不確定度由移液器和容量瓶引入。

乙醇標(biāo)準(zhǔn)系列溶液配制過(guò)程中一共用到1 mL移液器4 次，5 mL 移液器2 次，10 mL 容量瓶6 次，則相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(V)為：

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度

按照試驗(yàn)方法，分別配制6 種不同質(zhì)量濃度的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，使用頂空氣相色譜法進(jìn)行測(cè)定，每個(gè)濃度3 個(gè)平行，得到乙醇標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)峰面積（見表1），采用最小二乘法進(jìn)行線性擬合，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線（見圖2），建立線性回歸方程y=81.626x+1.1165，R2=0.999。取1 份酒醅樣品，進(jìn)行3 次重復(fù)檢測(cè)，測(cè)定結(jié)果見表2。根據(jù)參考文獻(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度按式（2）、式（3）計(jì)算，結(jié)果如表3所示。

圖2 乙醇標(biāo)準(zhǔn)工作曲線

表1 乙醇標(biāo)準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)

表2 酒醅樣品測(cè)定結(jié)果

表3 擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線引入的不確定度分量

式中：a——標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率；

p——樣品的測(cè)定次數(shù)，p=3；

n——標(biāo)準(zhǔn)系列溶液重復(fù)測(cè)定總次數(shù)，n=18；

S——標(biāo)準(zhǔn)曲線的標(biāo)準(zhǔn)偏差；

C——標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的實(shí)測(cè)質(zhì)量濃度，g/L。

2.4 樣品稱量時(shí)引入的相對(duì)不確定度

2.5 實(shí)驗(yàn)回收率引入的不確定度

醬香型酒醅中70 %以上為高粱顆粒，樣品前處理過(guò)程未粉碎或未均質(zhì)，使目標(biāo)物提取可能不完全；酒醅樣品中富含有機(jī)酸、糖類物質(zhì)、脂類物質(zhì)等，提取液色澤深、基質(zhì)復(fù)雜，檢測(cè)過(guò)程易存在基質(zhì)效應(yīng)。使用回收率可以判斷樣品提取效率以及是否存在基質(zhì)效應(yīng)等。平行稱取樣品3 份，加入乙醇標(biāo)準(zhǔn)品，按1.2 方法進(jìn)行前處理后進(jìn)頂空氣相色譜儀檢測(cè)。加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果見表4，則不確定度u(F)由下式計(jì)算。

表4 加標(biāo)回收結(jié)果及不確定度

2.6 測(cè)量重復(fù)性引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

表5 重復(fù)性試驗(yàn)結(jié)果

2.7 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量量值和貢獻(xiàn)度見表6。合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

表6 頂空氣相色譜法測(cè)定酒醅中乙醇的不確定度量值和貢獻(xiàn)度

2.8 擴(kuò)展不確定度評(píng)定及結(jié)果表示

取包含概率95 %，包含因子k=2，則酒醅中乙醇含量測(cè)定的擴(kuò)展不確定度為：

當(dāng)酒醅中乙醇檢測(cè)結(jié)果為24.81 g/kg 時(shí)，不確定度表示為(24.81±1.24) g/kg，包含因子k=2，包含概率P=95%。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)醬香型白酒酒醅中乙醇含量測(cè)定方法不確定度的評(píng)定，當(dāng)檢測(cè)結(jié)果為24.81 g/kg 時(shí)，擴(kuò)展不確定度為1.24 g/kg。通過(guò)此次評(píng)定，得出乙醇測(cè)量過(guò)程中各分量及其貢獻(xiàn)度為：標(biāo)準(zhǔn)溶液配制24 %，測(cè)量重復(fù)性20%，標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合20 %，實(shí)驗(yàn)回收率12 %，樣品稱量3 %，標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液配制2%。標(biāo)準(zhǔn)溶液配制、測(cè)量重復(fù)性和標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合是引入不確定度的主要因素。因此在測(cè)定酒醅中乙醇含量實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，要使用已檢定合格的移液槍和容量瓶，嚴(yán)格規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)溶液系列配制操作，同時(shí)可增加平行樣品檢測(cè)次數(shù)、加強(qiáng)檢測(cè)人員技能培訓(xùn)，旨在減少測(cè)量結(jié)果的不確定，保證結(jié)果的準(zhǔn)確度。

圖3 各類不確定度分量的占比