發酵尾氣回收二氧化碳產品中異味解析

王　崇，矯德仁，單曉萍

(1.中昊光明化工研究設計院有限公司 a.科研中心；b.大連光明化學工業氣體質量監測中心有限公司，遼寧 大連 116031；2.中石油 大連液化天然氣有限公司，遼寧 大連 116600)

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發酵尾氣回收二氧化碳產品中異味解析

王崇1a，矯德仁2，單曉萍1b

(1.中昊光明化工研究設計院有限公司 a.科研中心；b.大連光明化學工業氣體質量監測中心有限公司，遼寧 大連 116031；2.中石油 大連液化天然氣有限公司，遼寧 大連 116600)

摘要:以發酵尾氣為原料生產的食品級二氧化碳產品，在規定的量化項目檢驗合格的前提下，未知含氧有機物為二氧化碳產品中異味的主要來源。

關鍵詞:發酵尾氣；二氧化碳；異味

“水溶液氣味、味道及外觀”是食品級二氧化碳產品中一項極其重要的感官評價指標，在GB 10621—2006《食品添加劑 液體二氧化碳》標準中，它是對質量要求中已量化的及未明確限定的雜質給出一個綜合的終端限制。

二氧化碳產品的主要原料來自于各種工業廢氣及地下氣井，不同的生產原料和生產工藝生產的二氧化碳產品中，產生異味的物質不同，感官的味道亦差別很大。

1食品級二氧化碳產生異味的物質源

二氧化碳中產生異味的雜質主要為烴類、含氧有機物及硫化物，如：油的味道多源于烴類雜質；醇類、醛類、醚類等含氧有機物會呈現淡淡的酒香及甜味；硫化物則有著強烈的惡臭及腐味。人的嗅覺對各種硫化物的感知量不同，通常，硫化氫含量大于0.2×10-6時，在潔凈環境中即可察覺，硫醇類在0.1×10-6以上即可感知，但10-6級的氧硫化碳則無明顯味道。

食品級二氧化碳標準中規定的油脂、總揮發烴、總硫等含量的量化要求，有效的控制了導致產生異味的烴類、硫化物等雜質含量。但是近年來，在對二氧化碳樣品的檢測過程中發現：以發酵尾氣為原料生產的食品級二氧化碳產品，在規定的量化項目檢驗合格的前提下，味覺感官檢測項目仍不合格。為此進行了進一步的研究。

表1　產生異味雜質的量化控制項目及要求

注：1) 可口可樂及GB 10621—2006指標； 2) 其他含氧有機物包括：二甲醚、環氧乙烷、丙酮、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、乙酸乙酯、乙酸異戊酯。

2發酵尾氣回收二氧化碳產品異味源

在硫化物以總硫方式控制合格的前提下，發酵尾氣回收的二氧化碳產品中可能產生異味的雜質通常為醇、醛、醚、酮、酯等含氧有機物，除了標準中限定的項目外，還存在大分子的醛、酯、醇以及醚、酮、酸等。各類形態的含氧有機物是發酵尾氣回收二氧化碳產品的主要異味源，某些雜質含量在10-6級就有明顯的味道。在二氧化碳產品的其它指標都符合標準要求的情況下，仍存在“水溶液氣味、味道及外觀”不合格的可能性，這個結論會有很大的爭議，因為人的嗅覺靈敏度相差很大。因此，檢測樣品中是否含有標準要求以外的有異味的其它雜質就尤為重要，它有時是判斷樣品合格與否的重要依據。

在生物酶的作用下，發酵尾氣回收的二氧化碳氣體中的成分十分復雜，提純工藝的差別又使氣體產品中殘留的未知有機物的種類也不同，因此，很難定論這些有機物的具體組成。含氧有機物可導致異味，在本文中將GB 10621—2006標準中限定之外的含氧有機物統稱之為“未知含氧有機物”。

3未知含氧有機物的確定

3.1未知含氧有機物的確定

在適當的色譜條件下，進入樣品后，記錄儀上會出現多個雜質峰，經與標準物質比對，不是標準中規定的“其它含氧有機物”中所包含的雜質，這些物質通稱為未知含氧有機物。由于反應條件不同和生產工藝的不穩定，不同批次的產品中未知有機物的成分不同，因此同為發酵尾氣回收的二氧化碳產品產生異味的雜質也截然不同。

檢測條件：FID檢測器的氣相色譜儀，GDX-104色譜柱Φ4×0.5 m，柱溫80℃。

圖1　標準物質色譜圖

圖2　樣品中雜質色譜圖

3.2未知含氧有機物成分定量

由于缺少標準物質對這些雜質進行定性，因此，只能用一種已知的標準物質外標法對它計量，如未知有機物的體積分數(以乙醇計)x·10-6。

有些樣品中的未知有機物為大分子量的有機物合成產生的，在低溫色譜柱的條件下，保留時間比較長，因此，檢測這樣的未知有機物要升高色譜柱的溫度或更換色譜柱；未知有機物的沸點比較高，樣品的氣相中含量要小于液相中的含量，因此，要從樣品鋼瓶的液相取樣，氣化后進入儀器裝置進行檢測。

4對發酵尾氣回收的二氧化碳產品中異味問題的幾點建議

1. 當“水溶液氣味、味道及外觀”檢測不合格時應通過儀器分析確定“異味源”，并給出定量分析結果，以免因感官差異導致對檢測結果產生異議。

2. 對發酵尾氣原料建議在二氧化碳提純工藝時要考慮去除未知有機物，確保生產出合格的產品。

參考文獻：

[1] GB 10621—2006 食品添加劑 液體二氧化碳[S].

王崇(1981)，女，碩士研究生，工程師。畢業于大連理工大學有機化學專業?，F工作于中昊光明化工研究設計院有限公司科研中心。

Smell Parsing about Carbon Dioxide Products to Fermentation Tail Gas Recovery

WANG Chong1a, JIAO Deren2, SHAN Xiaoping1b

(1.Zhonghao Guangming Research & Design Institute of Chemical Industry Co., Ltd., a.Scientific Research Centre;b.Dalian Guangming Gas Quality Supervision and Inspection Center of Chemical Industry Co., Ltd.,Dalian 116031, China;2. PetroChina Dalian Liquefied Natural Gas Co., Ltd., Dalian 116600, China)

Abstract:In fermentation tail gas as raw material to produce food grade carbon dioxide products, under the premise of the prescribed quantitative project inspection, unknown oxygen-containing organic compounds as carbon dioxide products the main source of the smell.

Key words:fermentation tail gas; carbon dioxide; smell

作者簡介：

doi:10.3969/j.issn.1007-7804.2016.02.010

中圖分類號：TQ117

文獻標志碼：B

文章編號：1007-7804(2016)02-0038-02

收稿日期：2015-09-22