多維氣相色譜法檢測(cè)酒中甲醇研究

劉星辰

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

（1）掌握色譜定量分析的原理和方法（外標(biāo)法）；

（2）了解氣相色譜儀氫火焰離子檢測(cè)器FID的性能和操作方法；

（3）了解氣相色譜法在產(chǎn)品質(zhì)量控制中的應(yīng)用；

（4）學(xué)習(xí)氣相色譜法測(cè)定甲醇含量的分析方法。

實(shí)驗(yàn)原理

甲醇、乙醇：一般白酒釀制過程中不可避免地會(huì)有甲醇產(chǎn)生。甲醇是一種無色透明的液體，其性質(zhì)具有高度的揮發(fā)性能，對(duì)人體的危害很大。甲醇可以被人體吸收，并且具有很強(qiáng)的毒性，在人體內(nèi)被氧化以后，以甲醛、甲酸的形式存在，其對(duì)人體的神經(jīng)系統(tǒng)損害嚴(yán)重，特別強(qiáng)調(diào)其對(duì)人體視神經(jīng)系統(tǒng)的損害尤為嚴(yán)重，一般情況下，在人食入5 g 就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的中毒現(xiàn)象，食入量超過 12. 5 g就很大可能導(dǎo)致人體死亡，白酒發(fā)酵時(shí)卻又難以將甲醛和乙醇完全分離，因其對(duì)人體危害極大，而我國又是白酒產(chǎn)量大國，故國家在白酒產(chǎn)量的酒精控制上制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來限制白酒當(dāng)中酒精含量，防止其對(duì)人體的危害，進(jìn)一步把危害降到最低，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)（GB10343-89），食用酒精中甲醇含量應(yīng)低于0.1g·L-1（優(yōu)級(jí)）或0.6 g·L-1（普通級(jí)）。

氣相色譜法：氣相色譜法是一種化學(xué)領(lǐng)域分離分析技術(shù)，他具有高效、快速而靈敏的分化學(xué)分析特點(diǎn)，其分離效能極強(qiáng)。定量引入合適的混合物樣品進(jìn)入色譜系統(tǒng)后，其混合物會(huì)被氣化，然后被流體攜帶進(jìn)入色譜柱，由于樣品各部分性質(zhì)不同，在柱內(nèi)與固定物作用力的大小也不相同，這個(gè)作用力的大小直接影響柱內(nèi)的遷移速度，換言之，其遷移速度也不同，這時(shí)不同的因素之間的作用力促使色譜柱中混合物分離以后的物質(zhì)先后離開，化合物分離后組分進(jìn)入檢測(cè)器，檢測(cè)器將物質(zhì)的濃度和質(zhì)量信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸給記錄儀或顯示器，最終得到色譜圖。其保留值可以用來定性，其峰高或峰面積可以用來定量。

外標(biāo)法：操作受條件限制，外標(biāo)法一般用純組分的溶液（化合分離的物質(zhì)）或已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液配制不同含量的規(guī)格化標(biāo)準(zhǔn)溶液，達(dá)到準(zhǔn)確進(jìn)樣的目的，根據(jù)色譜圖中組分分離物的峰面積（或峰高）判斷組分含量，后對(duì)組分含量作標(biāo)準(zhǔn)曲線。在操作條件相同的情況下，依據(jù)樣品的峰面積（或峰高），從標(biāo)準(zhǔn)曲線上觀察其相應(yīng)分離物組分含量。氣相色譜是分離、檢測(cè)白酒中甲醇含量的有力方法，操作條件相同的條件下，將等量的試樣和含甲醇的標(biāo)準(zhǔn)樣進(jìn)行色譜分析，由保留時(shí)間判斷試樣中甲醇的含量或其試樣中是否有甲醇存在，難以確定試樣中甲醇含量，觀察試樣和標(biāo)準(zhǔn)樣溶液中甲醇峰的峰面積，比較之后確定試樣中甲醇的含量。

儀器與試劑

儀器：天美CG7900氣相色譜儀，氫火焰檢測(cè)器（FID），色譜工作站，毛細(xì)管柱，10?L微量注射器1支，100mL容量瓶1只，25mL容量瓶5只，5mL吸量管1只。

試劑：甲醇（色譜醇），60%乙醇水溶液（不含甲醇）。取1μL進(jìn)樣無甲醇峰即可。

GC-7900氣相色譜使用方法：（1）打開氣體發(fā)生器，確認(rèn)凈化器上各開關(guān)閥保持全開狀態(tài)（ON），30-40min后待氮?dú)猓瑲錃猓諝獾膲毫χ岛筮_(dá)到相應(yīng)值，打開儀器電源開關(guān)，進(jìn)入D-7900工作站，將進(jìn)樣口溫度設(shè)定為180℃，檢測(cè)器溫度設(shè)定為200℃，柱溫50℃。點(diǎn)開對(duì)應(yīng)的檢測(cè)器信號(hào)通道（FID：1通道），等儀器升溫穩(wěn)定。（2）點(diǎn)火：查看檢測(cè)器待其溫度達(dá)到設(shè)定值，并保持儀器右側(cè)下面氣路面板上對(duì)應(yīng)檢測(cè)器的空氣和氫氣閥處于全開狀態(tài)。按點(diǎn)火鍵，確認(rèn)所使用的檢測(cè)器火已點(diǎn)著（觀察是否有水蒸氣產(chǎn)生和基線是否有變化）。待基線水平后，依次進(jìn)樣分析。（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束，先關(guān)閉氫氣發(fā)生器，然后設(shè)定柱箱溫度值為30，關(guān)閉進(jìn)樣器和檢測(cè)器，降溫，待柱箱溫度低于50℃退出軟件，關(guān)閉儀器電源開關(guān)，關(guān)閉氣體發(fā)生裝置。

實(shí)驗(yàn)步驟

色譜柱的準(zhǔn)備：安裝石英毛細(xì)管柱并調(diào)試正常，石英毛細(xì)管柱規(guī)格內(nèi)徑為0.32mm、長(zhǎng)為30m，液膜厚0.5?m。

色譜操作條件：檢測(cè)器FID；進(jìn)樣口溫度180℃；檢測(cè)器溫度200℃；柱溫50℃。

甲醇標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制：準(zhǔn)備濃度為60%乙醇溶液裝入100mL 容量瓶中， 然后使用電子天平準(zhǔn)確稱量 0.5000g 的色譜甲醇混于此容量瓶中， 最后用濃度60%的乙醇溶液定容， 得到溶液濃度為5g/L 的甲醇儲(chǔ)備液。

將分別準(zhǔn)確吸取標(biāo)準(zhǔn)甲醇儲(chǔ)備液 1.0，2.0，3.0，4.0，5.0mL置于 5個(gè) 容積25mL 容量瓶中， 用 濃度為60%乙醇稀釋到刻度， 混勻，這時(shí)分別得到0.2，0.4，0.6，0.8，1.0 mg/mL的甲醇標(biāo)準(zhǔn)溶液。

標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的制作：用微量注射器吸取1?L不同色譜級(jí)甲醇注入色譜儀，獲得色譜圖，以保留時(shí)間作為對(duì)照定性參照，確定甲醇色譜峰。

在色譜工作站建立新的面積外標(biāo)法，在色譜條件確定情況下， 依次由低到高進(jìn)行分析標(biāo)準(zhǔn)使用液，注意標(biāo)準(zhǔn)使用液分別用注射器準(zhǔn)確取 1μL ， 每個(gè)濃度點(diǎn)用色譜儀進(jìn)行3次分析，測(cè)得峰面積， 以甲醇平均峰面積為縱坐標(biāo)標(biāo)為Y，甲醇濃度為橫坐標(biāo)標(biāo)為x，根據(jù)峰面積和峰高繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，得到線性方程和相關(guān)系數(shù)。