頂空氣相法測(cè)定醋中的甲醇和乙醇含量

摘 要:建立一種用于食醋中可能殘留的甲醇和乙醇的頂空氣相色譜檢測(cè)方法，并討論了各種條件對(duì)測(cè)定的影響。方法采用氫火焰檢測(cè)器檢測(cè)，甲醇和乙醇能夠完全分離，線性良好，方法檢測(cè)限分別為8.91mg/L和7.28mg/L，6次測(cè)定的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為5.31%和3.01%，樣品的加標(biāo)回收率分別為96.9%～94.2%。測(cè)定了6種樣品中的甲醇和乙醇含量，方法簡(jiǎn)便、快速、重現(xiàn)性好，基本上能滿足食醋中甲醇和乙醇含量的分析。

關(guān)鍵詞:頂空氣相色譜甲醇乙醇

中圖分類號(hào):TS264.21文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2011)05(b)-0120-02

Determination of Methanol and Alcohol Content Used for Vinegar by Head-space Gas Chromatography

Kong Xiang-wei ，Tang Ming-he

Zhejiang University of Technology，Hangzhou 310000，China

Cangnan County Institute for Technical Supervision and Testing of Quality，Wenzhou 325800， China

Abstract:An analytical method was developed for the determination of methanol and alcohol used for Vinegar by head-space gas chromatography，and various conditions effect on the results were discussed.Hydrogen flame ionization detector was selected，and methanol and alcohol were separated from each other completely.Results showed the good linearity range of this method.The detection limits of methanol and alcohol were 8.91mg/L and 7.28mg/L，the recovery ofmethanol and alcohol were 96.9% and 94.2% with precision of 5.31% and 3.01% RSD (n=6).During the experiments，6 kinds ofsamples were analyzed.This method is simple，rapid， accurate，and can be applied for determining the methanol and alcohol content used for vinegar.

Key words:head-space;gas chromatography;methanol;alcohol

食醋是我國(guó)勞動(dòng)人民在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中制造出來(lái)的一種酸性調(diào)味品。它能增進(jìn)食欲，幫助消化，在人們飲食生活中不可缺少[1]。在我國(guó)的中醫(yī)藥學(xué)中醋也有一定的用途。全國(guó)各地生產(chǎn)的食醋品種較多。著名的山西陳醋、鎮(zhèn)江香醋、四川麩醋、東北白醋、江浙玫瑰米醋、福建紅曲醋等是食醋的代表品種。

食醋是用糧食等淀粉質(zhì)為原料，經(jīng)微生物制曲、糖化、酒精發(fā)酵、醋酸發(fā)酵等階段釀制而成。其主要成分除醋酸(3%～5%)外，還含有各種氨基酸、有機(jī)酸、糖類、維生素、醇和酯等營(yíng)養(yǎng)成分及風(fēng)味成分，具有獨(dú)特的色、香、味。它不僅是調(diào)味佳品，長(zhǎng)期食用對(duì)身體健康也十分有益[2]。

對(duì)食醋中的揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行研究，不僅能鑒定食醋的品質(zhì)，而且能了解其中的有害物質(zhì)。目前我國(guó)對(duì)食醋中揮發(fā)性有機(jī)物的研究較少[3-4]，特別是采用頂空氣相色譜法同時(shí)測(cè)定食醋中甲醇和乙醇含量。本文就是通過(guò)建立一種快速檢測(cè)方法，同時(shí)測(cè)定食醋中甲醇和乙醇含量。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

化學(xué)試劑:甲醇、乙醇均為色譜純，氯化鈉、硫酸銨、無(wú)水硫酸鈉均為分析純。

儀器設(shè)備: Agilent 7890N 氣相色譜儀 (配有FID氫火焰檢測(cè)器、Agilent 頂空進(jìn)樣器7694E)美國(guó)安捷論公司

1.2 分析條件

頂空條件:頂空瓶加熱溫度90℃，定量環(huán)溫度100℃，傳輸線溫度105℃，

樣品預(yù)平衡時(shí)間30min，進(jìn)樣時(shí)間1min，進(jìn)樣體積1ml.

色譜條件:HP-5色譜柱，(30m×0.220mm);載氣為高純氮?dú)猓髁繛?.0ml/min，高純氫氣流量為40ml/min，氮氧混合氣流量為300ml/min。進(jìn)樣口溫度為180℃，檢測(cè)器溫度為200℃。采用分流進(jìn)樣，分流比為10∶1。程序升溫:初始溫度為40℃，保持5min，以30℃/min的速度升至100℃，保持2min.電解質(zhì):無(wú)水硫酸鈉0.8g。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 工作曲線繪制

分別吸取甲醇和乙醇標(biāo)準(zhǔn)溶液各10ml于25ml的容量瓶中，用純水定容。將配置好的標(biāo)準(zhǔn)溶液密封、混勻，并迅速存放于冰箱中待用。取混合標(biāo)準(zhǔn)5uL，10uL，20uL，40uL，80uL，100ul于25ml的頂空瓶中，分別加入0.8g硫酸鈉和5ml的純水，以標(biāo)樣實(shí)際體積為橫坐標(biāo)，對(duì)應(yīng)的峰面積為縱坐標(biāo)，做出標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.3.2 樣品處理方法

直接吸取5ml的樣品食醋于頂空瓶中，加入0.8g的硫酸鈉，在90℃下恒溫預(yù)熱30min，頂空進(jìn)樣器自動(dòng)抽取瓶?jī)?nèi)氣體進(jìn)行氣相色譜分析，測(cè)量各組分峰面積。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線求對(duì)應(yīng)含量，并計(jì)算出有機(jī)物的濃度。

1.4 計(jì)算公式

本文的計(jì)算方法參考GB/T 10004-2008《包裝用塑料符合膜、袋干法復(fù)合、擠出復(fù)合》中的溶劑殘留的檢測(cè)方法[5]。該標(biāo)準(zhǔn)裁取0.2m2的待測(cè)樣品，并將樣品迅速裁成10mm×30mm的碎片，裝入500ml的三角瓶中，用5ml注射器取1ml的瓶中氣體。由于本文采用的頂空進(jìn)樣的型號(hào)規(guī)格不同，其樣品瓶的體積為25ml，并且吸取的是液體樣品，則計(jì)算公式有所變化，具體見(jiàn)公式1。

公式1

W:待測(cè)物質(zhì)濃度，單位為毫克每升(mg/L)

P:待測(cè)物質(zhì)的密度，單位為毫克每微升(mg/uL)

U;試樣體積，單位為升(L)

V:樣品測(cè)得值對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的體積，單位為微升(ul)

2 結(jié)果與討論

2.1 程序升溫的選擇

程序升溫的設(shè)置是氣相色譜的重要參數(shù)，它直接影響分離效能和分離速度。因此選擇合適的程序升溫是色譜分析的關(guān)鍵。程序升溫的選擇主要是受混合樣品的組成及其物理性質(zhì)所決定的。在保證良好的分離效果、較好的峰形與峰尾的前提下，盡量縮短整個(gè)程序升溫的時(shí)間和降低最高使用溫度。按照1.2的分析條件，可得到良好分離的色譜圖，具體見(jiàn)色譜圖1。

2.2 平衡溫度的影響

平衡溫度對(duì)檢測(cè)結(jié)果影響很大，溫度過(guò)高，使氣體逸出，溫度過(guò)低，則樣品組分難以揮發(fā)，達(dá)不到檢測(cè)要求。本文采用在頂空瓶中加入20uL上述混合標(biāo)準(zhǔn)、5ml的純水、0.8g硫酸鈉，分別在60℃，70℃，80℃，90℃，100℃下，平衡30min后，測(cè)定相應(yīng)的峰面積。

結(jié)果表明:隨著溫度的升高，峰面積逐漸加大，靈敏度也隨之有所增大。考慮到水的沸點(diǎn)為100℃，若選擇平衡溫度100℃，會(huì)造成樣品沸騰，污染進(jìn)樣管，影響測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。同時(shí)還考慮到平衡溫度過(guò)高會(huì)引起頂空瓶的耐壓和氣密性等問(wèn)題，。所以選用90℃為平衡溫度。

2.3 平衡時(shí)間的影響

平衡時(shí)間的長(zhǎng)短同樣對(duì)樣品的平衡體系起著非常重要的作用。平衡時(shí)間過(guò)低， 樣品揮發(fā)不完全，平衡時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則回收率不再增加，增加了檢測(cè)時(shí)間。本文采用在頂空瓶中加入20uL混合標(biāo)準(zhǔn)溶液、5ml純水、0.8g硫酸鈉，將該溶液在90℃下，分別平衡15min、30min、45min、60min，然后用頂空進(jìn)樣器抽取氣樣進(jìn)行分析，比較峰面積。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，樣品的峰面積隨著平衡時(shí)間的延長(zhǎng)而增大，但平衡時(shí)間在30min 后，其峰面積基本不再增加，由此可知此平衡時(shí)間下，瓶?jī)?nèi)已達(dá)到氣液兩相平衡。考慮到樣品的分析時(shí)間，本實(shí)驗(yàn)選擇平衡時(shí)間為30min。

2.4 電解質(zhì)及其用量的選擇

在液體樣品中加入電解質(zhì)，可以使組分的活度系數(shù)增大，從而提高頂空氣體組分中的濃度。本文選擇了無(wú)水硫酸鈉、硫酸銨、氯化鈉這三種鹽進(jìn)行比較。在頂空瓶中加入20uL混合標(biāo)準(zhǔn)溶液、5ml純水以及上述三種電解質(zhì)0.8g，將溶液在 90℃下，分別平衡30min。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在加入同等質(zhì)量的三種鹽的情況下，添加無(wú)水硫酸鈉的頂空氣體樣品中，其標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)峰面積較高，所以選擇無(wú)水硫酸鈉作為本實(shí)驗(yàn)的電解質(zhì)。

電解質(zhì)的用量也同樣影響著組分的活度系數(shù)。本文在頂空瓶中加入20uL混合標(biāo)準(zhǔn)溶液和5ml純水，同時(shí)在混合溶液中分別加入0.2g、0.5g、0.8g、1.0g、1.5g的無(wú)水硫酸鈉，將此溶液在 90℃下，分別平衡30min。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:1.在常溫下，電解質(zhì)超過(guò)1g很難完全溶解，需要加熱助溶。2.隨著電解質(zhì)用量的增加，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的峰面積逐漸增大。綜合以上兩點(diǎn)考慮，本文選擇電解質(zhì)的用量為0.8g。

2.5 工作曲線及檢出限

按照1.3.1標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)準(zhǔn)曲線的配置方法，計(jì)算出回歸方程和相關(guān)系數(shù)(見(jiàn)表1)，根據(jù)信噪比=10計(jì)算檢出限。

2.6 回收率和精密度

同時(shí)吸取兩份食醋樣品(選擇甲醇和乙醇含量較少的樣品)，其中一份加入20uL混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，另外一份不加標(biāo)準(zhǔn)溶液。在同樣的條件下，測(cè)定6次，計(jì)算平均回收率和6次檢測(cè)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

2.7 樣品分析

按照所確定的試驗(yàn)方法，分別測(cè)定6種食醋中的甲醇和乙醇含量。6種食醋中的甲醇、乙醇含量見(jiàn)表3。

3 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到了良好的線性方程，相關(guān)系數(shù)均大于0.9990。在樣品中加入混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，測(cè)得樣品中甲醇和乙醇的回收率分別為96.9%和94.2%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別5.51%和3.01%。同時(shí)，本文將此法對(duì)實(shí)際樣品進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)得的甲醇含量在19.38mg/L～42.16mg/L之間，乙醇含量在116.58mg/L～306.12mg/L之間。所以本法的準(zhǔn)確度和精密度都比較高，適合于食醋中甲醇和乙醇含量的測(cè)定。

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