張英姿,彭小東
(貴州省產品質量檢驗檢測院,貴州貴陽 550013)
白酒是中國傳統(tǒng)釀造酒中最為重要的一種酒,是以糧谷為主要原料,以大曲、小曲或麩曲以及酒母等為糖化發(fā)酵劑,經蒸煮、糖化、發(fā)酵、蒸餾而制成的蒸餾酒,其發(fā)酵過程會形成多種風味[1]。白酒的主要成分為水和乙醇,占98 %~99 %。其他微量成分為醛類、酯類、酸類、羧酸、多元醇、高級醇等有機物質,與白酒的質量和風味緊密相關[2]。白酒中高級醇是指含3 個碳以上的一元醇類物質,包括正丙醇、正丁醇、異丁醇、異戊醇等。高級醇主要是通過氨基酸降解和糖代謝合成[2-3]。適量的高級醇可使白酒醇甜,呈香、呈味[2]。高級醇同時又是形成酸酯的前體物質,存儲之后會使酒香更加濃郁[2,4]。但如果高級醇含量過高,或存儲時間過長,則會產生不良作用,使酒體變得味苦辛辣,甚至引起人們頭痛[5]。因此,白酒企業(yè)在生產和勾兌過程中及時檢測高級醇的含量并控制在一定范圍,對產品質量品質的把控很有必要。
作為高級醇重要組成成分之一的正丙醇通常味苦,呈青草香味,含量過高時會導致白酒風味欠佳,嚴重影響品酒體驗[4,6]。此外,正丙醇還容易導致醉酒和身體不適,有時會影響身體健康。因此,白酒中正丙醇的含量已成為我國白酒檢測的重要指標[7-9],也是白酒檢測領域的重要課題之一。
根據(jù)GB/T 10345—2022[10],可以使用氣相色譜法測定白酒樣品中正丙醇的含量,結果通常具有準確性和可靠性[2,11]。然而,由于某些白酒樣品含有一些特殊物質,出峰時間與內標物質叔戊醇非常接近,導致內標峰受到干擾,不容易分離,進而影響正丙醇的準確定量。鑒于此,本研究將通過優(yōu)化程序升溫、載氣流速等色譜條件,實現(xiàn)目標峰、干擾峰及內標峰的分離,采用內標法進行定量分析,以準確檢測白酒中正丙醇的含量,以期提高白酒質量和風味。
試樣:某酒類公司生產的白酒樣品。
標準物質及試劑:正丙醇標準物質(德國Dr.Ehrenstorfer GmbH 公司,CAS:71-23-8);叔戊醇標準物質(德國Dr.Ehrenstorfer GmbH 公司,CAS:75-85-4);色譜乙醇。
儀器設備:Aglient 7890B 氣相色譜儀(美國安捷倫公司);萬分之一天平(METTLER TOLEDO);移液器(德國普蘭德公司)。
1.2.1 氣相色譜條件
色譜柱:Agilent,ZKAT-LZP 930.2a,30 m×0.32 mm;柱溫:初溫40 ℃,保持7 min,以5.0 ℃/min升到90 ℃,以15 ℃/min 升到200 ℃,保持3 min;檢測器溫度:250 ℃;進樣口溫度:230 ℃;載氣流速:1.0 mL/min;氫氣流量:30 mL/min;空氣流量:400 mL/min;進樣量:1.0 μL;進樣方式:分流進樣,分流比30∶1。
1.2.2 標準曲線的配制
(1)正丙醇標準物質儲備液(10000 mg/L):準確稱取1.0 g(精確至1 mg)正丙醇標準物質于100 mL容量瓶中,50%的乙醇溶液溶解并定容,充分混勻。
(2)叔戊醇內標儲備液(2005.4 mg/L):準確稱取內標準物質叔戊醇2.0054 g(精確至1 mg)于100 mL容量瓶中,用50%乙醇溶液定容至100 mL,充分混勻。
(3)標準工作溶液:用50 %的乙醇溶液對正丙醇標準儲備液進行梯度稀釋,獲得40 mg/L、100 mg/L、200 mg/L、400 mg/L、600 mg/L、1000 mg/L標準工作溶液,同時加入適量的叔戊醇內標儲備液,使最終內標濃度為200.54 mg/L。
1.2.3 樣品前處理
移取適量的樣品置于10.0 mL 容量瓶中,加入0.1 mL 叔戊醇內標溶液,使用同一樣品定容,充分混勻,取1 mL用于氣相色譜測定。
1.2.4 計算公式
式(1)中:X 為樣品中正丙醇的含量,mg/L;C為從標準曲線得到待測液中正丙醇濃度與內標濃度對應的比值;M為對應內標的質量濃度,mg/L。
正丙醇標準曲線見圖1。由圖1 可知,正丙醇在40~1000 mg/L 濃度范圍內線性良好,回歸方程為Y=0.99988X,相關系數(shù)r=0.99988。
圖1 正丙醇標準曲線
對濃度為1000 mg/L的正丙醇標準溶液連續(xù)進樣6 次,根據(jù)測定值計算精密度,結果見表1。由表1 數(shù)據(jù)可知,6 次正丙醇重復測定結果的相對標準偏差為0.16%,表明該方法重復性好,精密度高。
表1 方法的重復性和精密度
實驗還考察了正丙醇和叔戊醇(內標)的保留時間,結果見表2、圖2。通過6次重復測定,正丙醇的保留時間相對標準偏差為0.02%,叔戊醇的保留時間相對標準偏差為0.03 %,兩者的保留時間穩(wěn)定,表明該方法的重現(xiàn)性良好,保留時間穩(wěn)定,能夠準確對正丙醇進行定性。
表2 正丙醇、叔戊醇保留時間的精密度
圖2 1000 mg/L正丙醇標準溶液疊加色譜圖(n=6)
檢出限:正丙醇濃度為40 mg/L 時,其信噪比(S/N)為43.8,以3 倍的S/N 計算,本方法的正丙醇檢出限為2.7 mg/L。
對待測樣品中的正丙醇含量進行測定,并對其進行加標回收試驗,加標量分別為40 mg/L、400 mg/L、800 mg/L,每組3 個平行樣,計算加標回收率(%)及其精密度(RSD),實驗結果見表3。由表3 可知,該方法的加標回收率為100.1 %~104.9%,回收率良好。
表3 回收率及其精密度
通過對氣相色譜條件(程序升溫及分流比條件)的優(yōu)化,以期達到干擾物與正丙醇、叔戊醇(內標)色譜峰的分離,結果見圖3 和圖4。改進前(圖3,按照GB/T 10345—2022 方法)正丙醇和叔戊醇(內標)出峰時間非常接近,并且中間有雜質峰干擾;改進后(圖4),正丙醇、叔戊醇和雜質峰能夠明顯的分離。
圖3 方法改進前白酒中正丙醇色譜圖
圖4 方法改進后的白酒中正丙醇色譜圖
本實驗采用氣相色譜內標法測定白酒中正丙醇的含量。結果表明,該方法操作簡單、快捷,并且能夠很好的把正丙醇、叔戊醇(內標)和酒中相近的物質進行分離,有助于正丙醇的準確定量,而且方法線性良好(r=0.99988),保留時間穩(wěn)定(RSD=0.02 %),重復性好(RSD=0.16 %),回收率高(100.1%~104.9%)。因此,該方法適用于白酒中正丙醇含量的檢測。