流動分析儀快速檢測啤酒發酵液二氧化碳

宗緒巖，李麗，*，羅惠波，黃治國，衛春會，江文濤

（1.四川理工學院生物工程學院，四川自貢643000；2.釀酒生物技術及應用四川省重點實驗室，四川自貢643000）

流動分析儀快速檢測啤酒發酵液二氧化碳

宗緒巖1，2，李麗1，2，*，羅惠波1，2，黃治國1，2，衛春會1，2，江文濤1，2

（1.四川理工學院生物工程學院，四川自貢643000；2.釀酒生物技術及應用四川省重點實驗室，四川自貢643000）

為了更快捷、更精確的測定啤酒發酵液中二氧化碳的含量，使用連續流動化學分析儀對已知樣品進行了測定。在0.15 g/100 mL~0.75 g/100 mL濃度范圍內，具有良好的線性關系（R=0.99995）和重現性（RSD范圍為0.547%~1.078%），空白加標回收率較準確（98.667%~101.333%），并具有較低的檢出限（0.005 mg/L）。因此該方法可作為一種批量、快速、準確、環境友好的檢測方法應用于生產。

批量；準確；氣體透析膜；啤酒；二氧化碳

Abstract:To determine the content of carbon dioxide in beer broth,continuous flow chemistry analyzer was used for the detection of known samples.Data showed good linear relation(R=0.99995)and repeatability(RSD range 0.547%-1.078%)when the content of carbon dioxide ranged from 0.15 g/100 mL to 0.75 g/100 mL.The recovery rate(98.667%-101.333%)of control was accurate.The detection limit（0.005 mg/L） was lower.The method could be used in production for its batch,fast,accurate,and environmentally friendly.

Key words：batch;accurate;gas dialysis membrane;beer;carbon dioxide

二氧化碳在啤酒中既能提供適宜的殺口力，又能產生豐富的泡沫，因此國家標準GB 4927-2008《啤酒》中規定了啤酒成品中二氧化碳含量，但對于啤酒生產過程中的發酵液和清酒中二氧化碳含量的檢測也是很有必要的，是生產企業檢測的重要指標。

根據國家標準GB/T 4928-2008《啤酒分析方法》中二氧化碳測定采用的第一法——基準法，測定時間長，人為誤差大，測定中使用重金屬鋇鹽污染環境。壓力法作為第二法，優點是快速、準確、操作簡單、費用低廉[1]，但酒溫對檢測結果影響較大，酒樣放置與壓瓶口間距影響檢測結果[2]，且該方法只能用于瓶裝酒中二氧化碳含量的測定，對于發酵液或者清酒則不適用。專業的二氧化碳檢測儀器，測定準確，人為誤差小，但專一性過強，不能用于其他指標測定，相對設備投入過大。有報道采用電位滴定儀測定啤酒的二氧化碳含量，具有準確、簡單、無需專用設備、安全可靠的優點[3]，但該法在測定過程中，啤酒或發酵液中的某些弱酸可能會影響到檢測結果，造成測定誤差。基準法作為國家標準規定的仲裁法，具有自身校準的能力，但對于壓力法和專用的二氧化碳測定儀器，需定期進行校準，否則將產生儀器誤差。

本文針對上述方法存在的問題和缺點，采用連續流動化學分析儀，使用氣體膜技術，批量、快速、自動測定啤酒發酵過程中的發酵液、清酒及成品中的二氧化碳。

1 材料與方法

1.1 材料

磷酸鹽緩沖液（pH6.5）、酚酞、Brij-35、碳酸氫鈉、鹽酸均為分析純。

1.2 儀器與設備

微量自動化學分析儀（Astoria Analyzer System，Micro-CFA），取樣三角瓶，樣品杯。

1.3 標準溶液的配置

精確稱取14.3182g經過98℃~100℃條件下干燥2h的碳酸氫鈉，溶解后定容至100mL，即為14.3182g/100mL的碳酸氫鈉濃縮液，相當于7.5g/100mL的二氧化碳濃縮液。測定時分別稀釋為0.15 g/100 mL、0.30 g/100 mL、0.45 g/100 mL、0.60 g/100 mL 和 0.75 g/100 mL。

1.4 樣品的分析

1.4.1 儀器參數設定

進樣時間：60 s；沖洗時間：90 s；樣品洗液：B-水（含Brij-35）；系統穩定時間：15 min；測定波長：550 nm；每測定10個樣品做2次自動清洗和1次基線校正。

1.4.2 樣品的擺放順序

用二氧化碳（0.75 g/100 mL）的標準溶液做同步標記，后面為延遲估計和基線校正，然后按照濃度由低到高依次擺放標準液，接著是漂移校正和基線校正，最后放置樣品，并設定分別對樣品1#二氧化碳含量為0.38 g/100 mL、2#二氧化碳含量為0.52 g/100 mL及0.15 g/100 mL、0.45 g/100 mL的二氧化碳標準樣品分別進行10次測定。

1.4.3 測定流程

2 結果與分析

2.1 標準曲線的測定

對標準溶液進行自動分析后得到標準曲線見圖1。

其回歸方程為：y=-5.711E-4+1.675E-1x-5.036E-2x2，R=0.99995。由此可見，在測定濃度范圍內，標準曲線的線性良好，適合于定量分析。

2.2 精密度

對0.15 g/100 mL、0.45 g/100 mL的二氧化碳標準樣品及樣品1#和2#分別進行10次測定。結果（表1）表明，用本法測定具有較好的重復性。

表1 精密度測定結果Table 1 Result of RSD and recovery rate

2.3 空白加標回收率

已知濃度的標準品和樣品的空白加標回收率測定結果見表1。二氧化碳回收率在98.667%~101.333%之間，平均加標回收率在99.956%~100.133%之間，說明該方法是可行的。

2.4 檢出限

根據美國環境保護所（EPA）相關標準[4-5]，在置信水平為99%時，重復測定濃度與方法檢出限接近的樣品n次，計算出標準偏差STD。檢出限（MDL）計算公式：MDL=2.821×STD。

試驗使用濃度為0.15 g/100 mL的二氧化碳溶液作為標準樣，重復測定10次，10次測定結果的標準偏差STD=0.002，方法檢出限 MDL=0.002×2.821=0.005 mg/L。

3 注意事項

1）如果某個樣品濃度較高，已影響到其后的樣品分析時，應將被影響的樣品插于其他位置重復檢測，或延長進樣和清洗時間并重新試驗，確保結果準確。

2）如發現有滲漏，要檢查管路連接是否正確；若管線老化要及時更換。

3）分析過程中，應注意氣泡大小及均勻情況。如發現管路中有不均勻氣泡，要立即檢查產生的原因。

4 結論

傳統測定方法采用人工測定，分析樣品或者復雜、時間長、藥品有毒時間長、藥品有毒有污染，或者精度不高、人為誤差大，且測定批量樣品時間歇操作；本方法進行批量連續測定時，樣品測定時間約為13.5min，樣品間隔1.5 min，測定、分析過程均為自動操作，系統誤差較小。

應用微量自動化學分析儀測定發酵液中二氧化碳含量幾乎無需前處理，測定結果準確可靠，方法重復性好，檢測快速，回收率高，適合于發酵液中二氧化碳的批量快速準確分析。

[1]高艷.啤酒中二氧化碳含量測定的影響因素[J].啤酒科技,2007(12):55-56

[2]江瓊.啤酒中二氧化碳檢測準確性的試驗分析[J].啤酒科技,2010(2):50-51

[3]馬美范,宋學周.電位滴定法測定啤酒中二氧化碳含量[J].釀酒,1999(1):56-57

[4]楊陽,劉莉治,李秀珍,等.水中氰化物兩種測定方法的比較[J].中國衛生檢驗雜志,2008,18(9):1757-1758

[5]黃小紅,別娜娜,周圣東.連續流動分析儀測定地表水中的總氮[J].分析儀器,2010(4):36-38

Rapid Test of Carbon Dioxide in Beer Broth with Continuous Flow Chemistry Analyzer

ZONG Xu-yan1,2,LI Li1,2,*,LUO Hui-bo1,2,HUANG Zhi-guo1,2,WEI Chun-hui1,2,JIANG Wen-tao1,2
（1.College of Bioengineering,Sichuan University of Science&Engineering,Zigong,643000,Sichuan,China;2.Liquor Making Biological Technology&Application of Key Laboratory of Sichuan Province,Zigong 643000,Sichuan,China）

2011-11-05

釀酒生物技術及應用四川省重點實驗室開放基金項目（NJ2010-12）；四川理工學院科技項目（No.2010XJKRL002）

宗緒巖（1976—），男（漢），博士，研究方向：食品生物化學及發酵過程控制與監測。

*通信作者：李麗（1969—），女，講師，從事發酵工程領域研究。