羅文業(yè),沈 毅,羅 華,陳永江,陳 振,徐 源,楊 梨,劉一二,田 雪
(1.四川郎酒股份有限公司,四川古藺 646523;2.四川省醬香型白酒生態(tài)釀造工程技術(shù)研究中心,四川古藺 646523)
醬香型白酒的生產(chǎn)秉承傳統(tǒng)工藝,釀造過程嚴(yán)格按“12987”工藝進(jìn)行,即整個(gè)生產(chǎn)過程需要完成兩次投糧、九次蒸煮、八次發(fā)酵、七次取酒[1]。在生產(chǎn)過程中酒醅發(fā)酵情況對(duì)出酒率和酒質(zhì)都起著至關(guān)重要的作用。目前大多數(shù)酒廠對(duì)發(fā)酵情況的理化指標(biāo)監(jiān)控主要是水分、酸度、殘?zhí)?、淀粉,檢測方法所耗時(shí)間較長,不能迅速地反應(yīng)酒醅的發(fā)酵情況,不利于生產(chǎn)釀造。
本實(shí)驗(yàn)通過研究采用生物傳感器分析儀[2],建立酒醅中葡萄糖、L-乳酸及乙醇含量的快檢分析方法。
酒醅樣品:醬香型1~7次出池、入池酒醅。
試劑及耗材:緩沖液粉末:緩沖鹽,抗生素;葡萄糖、乳酸、乙醇混合定標(biāo)液:1 g/L、1 g/L、0.5 g/L;葡萄糖粉:分析純;乙醇:優(yōu)級(jí)純;乳酸:色譜純;葡萄糖電極酶膜;乳酸電極酶膜;乙醇電極酶膜;漏斗;定量濾紙:D12.5 cm。
儀器設(shè)備:生物傳感器分析儀(M-100),電子天平(感量0.1 mg),離心機(jī)(TD5A)。
1.2.1 配制緩沖液
將20 g 緩沖液粉末倒入1 L 試劑瓶內(nèi),確保所有緩沖液粉末進(jìn)入試劑瓶內(nèi),上下顛倒晃動(dòng)試劑瓶,使試劑瓶中的緩沖液充分溶解,放置2 h后方可使用。
1.2.2 配制葡萄糖、乳酸、乙醇混合水溶液(準(zhǔn)確度驗(yàn)證用)
用純水分別配制0.10 g/L、0.50 g/L、1.00 g/L 的葡萄糖、乳酸、乙醇混合水溶液。
1.2.3 樣品的前處理
稱取10.00 g酒醅于250 mL燒杯中,加50.0 mL水,攪勻,室溫下靜置浸泡30 min,中間每隔10 min攪拌一次,用定量濾紙過濾,以150 mL 三角瓶接取濾液,離心取上清液備用。
1.2.4 樣品的測定
取葡萄糖、乳酸、乙醇混合標(biāo)準(zhǔn)液,用吸管吸取標(biāo)準(zhǔn)液(不少于500 μL)加入樣品杯中,將標(biāo)準(zhǔn)液放至生物傳感器分析儀定標(biāo)位。將處理好的樣品用吸管吸取上清液(不少于500 μL)加入樣品杯中,將樣品液放至生物傳感器分析儀樣品位。標(biāo)準(zhǔn)品和樣品放置完畢后,點(diǎn)擊主菜單界面中的“測試”圖標(biāo),再點(diǎn)擊樣本所在杯位編號(hào),儀器會(huì)自動(dòng)進(jìn)行定標(biāo)校準(zhǔn),并完成測試。
1.2.5 檢測原理
采用特殊設(shè)計(jì)的生物氧化酶膜電化學(xué)傳感器對(duì)待測樣品濃度進(jìn)行檢測。儀器自動(dòng)采集樣本并導(dǎo)入至測試區(qū)域,樣本中所含的待測物質(zhì)在固定化生物氧化酶的催化下發(fā)生酶解反應(yīng)產(chǎn)生過氧化氫,電極檢測生成的過氧化氫濃度從而計(jì)算待測物質(zhì)含量。儀器通過對(duì)已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行定標(biāo),標(biāo)準(zhǔn)品的電壓值是衡量待測物質(zhì)濃度的尺度,未知濃度可與標(biāo)準(zhǔn)品的電壓信號(hào)相比較而獲得。
將濃度為0.10 g/L、0.50 g/L、1.00 g/L 的葡萄糖、乳酸、乙醇混合水溶液分別連續(xù)重復(fù)進(jìn)樣分析10次,結(jié)果見表1、表2、表3。計(jì)算其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)衡量方法的精密度,采用t 檢驗(yàn)法評(píng)價(jià)準(zhǔn)確性。從表1、表2、表3 可以看出,3 個(gè)濃度的葡萄糖、乳酸、乙醇混合水溶液相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD 值均比較小,3 個(gè)濃度的混合水溶液自由度為f=9,包含概率為95 %時(shí),計(jì)算得到的t 值均小于tf95(該符號(hào)表示概率為95 %時(shí)的某一自由度下的tp(v)值即不確定值)。由此可以看出,該方法檢測分析葡萄糖、乳酸、乙醇的準(zhǔn)確性和精密度都比較良好,滿足分析要求。
表1 3個(gè)濃度的混合水溶液葡萄糖分析結(jié)果
表2 3個(gè)濃度的混合水溶液乳酸分析結(jié)果
表3 3個(gè)濃度的混合水溶液乙醇分析結(jié)果
取已知含量入池酒醅、出池酒醅各一個(gè),分別添加一定量葡萄糖、乳酸、乙醇混合水溶液,進(jìn)樣分析,計(jì)算樣品加標(biāo)回收率。表4 是樣品加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)結(jié)果,葡萄糖回收率在90.0%~102.0%,乳酸回收率在90.0 %~110.0 %,乙醇回收率在90.0 %~110.0 %,各項(xiàng)數(shù)據(jù)均說明該方法的回收率比較良好。
表4 樣品加標(biāo)回收率
在1~7 輪次酒醅中,每個(gè)輪次隨機(jī)抽取入池酒醅、出池酒醅各3 個(gè),進(jìn)行前處理后,采用生物傳感器分析儀檢測分析。表5 為1~7 輪次酒醅入池糟、出池糟檢測分析結(jié)果。從表5 可以看出,不同輪次的入池酒醅、出池酒醅的葡萄糖、乳酸、乙醇具有一定的差異,可以通過出池酒醅的葡萄糖、乳酸、乙醇的含量初步判斷本輪次酒醅的發(fā)酵情況,同時(shí)結(jié)合該輪次酒醅出酒的質(zhì)量,可為制定酒醅控制指標(biāo)提供數(shù)據(jù)支持。
表5 不同輪次入池酒醅、出池酒醅分析結(jié)果比較
2.4.1 樣品檢測數(shù)量試驗(yàn)
在正常使用條件下,更換新酶膜,隨機(jī)抽取酒醅進(jìn)行前處理后上機(jī)分析,邊分析邊查看葡萄糖、乳酸、乙醇電極定標(biāo)電壓差(標(biāo)液電壓與空白電壓的差值)。表6 為葡萄糖、乳酸、乙醇酶膜分析樣品達(dá)到一定數(shù)量時(shí)葡萄糖、乳酸、乙醇電極定標(biāo)電壓差。
表6 分析不同樣品數(shù)量時(shí)葡萄糖、乳酸、乙醇電極定標(biāo)電壓差
從表6 可以看出,在分析樣品達(dá)到1100 個(gè)后,乙醇電極定標(biāo)電壓差下降至38 mV,1200 個(gè)后乙醇電極定標(biāo)電壓下降至30 mV 以下,說明乙醇酶膜已經(jīng)失去活性,需要更換新酶膜;在分析樣品達(dá)到2800 個(gè)后,乳酸電極定標(biāo)電壓差下降至38 mV,2900個(gè)后乳酸電極定標(biāo)電壓下降至30 mV以下,說明此時(shí)乳酸酶膜已經(jīng)失去活性,需要更換新酶膜;在分析樣品達(dá)到3000 個(gè)后,葡萄糖電極定標(biāo)電壓差下降至38 mV,3100 個(gè)后葡萄糖電極定標(biāo)電壓下降至30 mV 以下,說明葡萄糖酶膜已經(jīng)失去活性,需要更換新酶膜。由此可以看出,3 種酶膜可以分析樣品的數(shù)量是不一樣的,葡萄糖酶膜可以分析樣品數(shù)量最多,可達(dá)3000 個(gè)左右,乳酸酶膜2800 個(gè)左右,乙醇酶膜最少,只有1100個(gè)左右。
2.4.2 酶膜上機(jī)壽命試驗(yàn)
在正常使用條件下,更換新酶膜,開機(jī)待機(jī),然后每隔5 d定標(biāo)并分析樣品,記錄電極定標(biāo)電壓差,表7 為葡萄糖、乳酸、乙醇酶膜每隔5 d 的電極定標(biāo)電壓差。
表7 待機(jī)測試葡萄糖、乳酸、乙醇電極定標(biāo)電壓差
從表7 可以看出,在酶膜上機(jī)不分析樣品的情況下,待機(jī)20 d 時(shí),乙醇電極定標(biāo)電壓差下降至30 mV 以下,說明乙醇酶膜已經(jīng)失去活性,需要更換新酶膜;第30 天,乳酸電極定標(biāo)電壓差下降至30 mV 以下,說明乳酸酶膜已經(jīng)失去活性,需要更換新酶膜;第35 天,葡萄糖電極定標(biāo)電壓差下降至30 mV 以下,說明葡萄糖酶膜已經(jīng)失去活性,需要更換新酶膜。由此可以看出3 種酶膜上機(jī)不分析樣品達(dá)到一定時(shí)間時(shí),葡萄糖、乳酸、乙醇酶膜也會(huì)失去活性。
本實(shí)驗(yàn)采用生物傳感器分析儀分析醬香型不同輪次出、入池酒醅中的葡萄糖、乳酸、乙醇含量。從分析結(jié)果可以看出,不同輪次的入池酒醅、出池酒醅的葡萄糖、乳酸、乙醇具有一定的差異,入池酒醅的葡萄糖基本比出池酒醅高,入池酒醅的乙醇比出池酒醅乙醇低,乳酸波動(dòng)大。
通過方法的準(zhǔn)確性、精密度,以及加標(biāo)回收試驗(yàn),表明該方法的準(zhǔn)確性、精密度和回收率都比較良好;同時(shí),通過酶膜壽命(酶膜的活性)試驗(yàn),可以看出不同酶膜達(dá)到一定的使用次數(shù)或待機(jī)時(shí)間后,酶膜就要更換。