頂空氣相色譜法測定啤酒中乙醛含量

智越 李哲 姜志廣 康曉霞

摘 要：本文使用配備毛細管柱和氫火焰離子檢測器的氣相色譜儀建立了一種頂空氣相色譜法快速測定啤酒中乙醛含量的方法。結(jié)果表明，乙醛標準曲線范圍在2～30 mg/L時具有良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.999 8;對同一啤酒重復測定6次，相對標準偏差為1.6%，檢出限為0.1 mg/L;對啤酒進行加標回收測定，回收率在83.8%～95.5%。該方法操作簡單、靈敏度高、結(jié)果準確度高，適合啤酒中乙醛含量的測定。

關(guān)鍵詞：啤酒;乙醛;內(nèi)標法;頂空氣相色譜法

Determination of Acetaldehyde Content in Beer by Headspace Gas Chromatography

ZHI Yue1， LI Zhe1， JIANG Zhiguang2， KANG Xiaoxia2

（1.Bayannur City Product Quality Measurement and Testing Center， Bayannur 015000， China; 2.Yanjing Beer Inner Mongolia Jinchuan Co.， Ltd.， Bayannur 015000， China）

Abstract： A headspace gas chromatographic method for the rapid determination of acetaldehyde in beer was established by using a gas chromatograph equipped with capillary column and hydrogen flame ion detector. The results showed that the acetaldehyde standard curve had a good linear relationship in the range of 2～30 mg/L， the linear correlation coefficient r was 0.999 8; The relative standard deviation was 1.6% and the detection limit was?0.1 mg/L; The recovery rate ranged from 83.8% to 95.5%. The method has the advantages of simple operation， high in sensitivity and high in accuracy， which is suitable for the determination of cyanide content in beer.

Keywords： beer; acetaldehyde; internal standard method; headspace gas chromatography

乙醛是啤酒中含量最高的醛類，其含量高低直接影響了啤酒的品質(zhì)。乙醛含量較高會給啤酒帶來青蘋果和辛辣的青草味，造成其口感的不協(xié)調(diào)。另外，飲用乙醛含量較高的啤酒易會引起“上頭”等不舒適的生理反應[1]。

針對乙醛含量影響啤酒質(zhì)量的問題，研究者以氣相色譜法為主，對啤酒釀造過程及原料中風味物質(zhì)進行了分析研究，結(jié)果表明，氣相色譜法中采取直接進樣，方法簡便、制備損失小且無污染[2-4]。苗延林等[5]多次嘗試用直接進樣法對啤酒中風味物質(zhì)進行分析。但由于啤酒黏度較大，其中的不揮發(fā)物質(zhì)會對色譜柱造成污染，在后來的發(fā)展中，較少采用直接進樣法，一般要進行預處理，并采用頂空分析法[6]。

本試驗采用頂空氣相色譜法對啤酒中的乙醛進行測定，該方法簡單易行，能有效降低樣品基質(zhì)的影響，減少材料消耗，同時可以及時、有效地控制啤酒生產(chǎn)工藝中乙醛的含量，提高啤酒質(zhì)量，為啤酒生產(chǎn)日常質(zhì)量監(jiān)測、工藝改進及監(jiān)管部門相關(guān)檢測人員提供了可靠的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 儀器與設備

氣相色譜儀：Aglient 7890B-7697A頂空氣相色譜儀;氫火焰離子化檢測器（Flame Ionization Detector，F(xiàn)ID）;色譜柱：安捷倫125-7332氣相色譜柱DB-WAXETR（30 m×0.53 mm，1.0 μm）;電子天平：梅特勒-托利多，ML204T/02型;高純氮氣：大連大特公司，99.999%。

1.2 材料與試劑

啤酒：金川啤酒（批號：20210824，10P，燕京啤酒內(nèi)蒙古金川有限公司）;無水乙醇：天津市科密歐化學試劑有限公司，色譜純，≥99.7%;乙醛：上海麥克林生化科技有限公司，色譜純，≥99.5%;正丁醇：上海阿拉丁生化科技股份有限公司，色譜純，≥99.7%。

1.3 試驗方法

1.3.1 溶液的配制

①乙醇-水溶液（40%體積分數(shù)）：按2∶3（體積比）量取乙醇和純水混勻，該溶液需冷卻后使用;②乙醛標準儲備液（1.0 g/L）：乙醛經(jīng)冷凍后，準確稱取50 mg于50 mL容量瓶，用40%乙醇水溶液定容至刻度后搖勻。③正丁醇標準使用液（內(nèi)標，2.0 g/L）：將正丁醇恢復至室溫，準確移取正丁醇125 μL標準品于50 mL容量瓶，用40%乙醇水溶液定容至刻度后搖勻。標準儲備液、使用液的實際濃度需按照標準品的純度和密度進行折算，于4 ℃條件下避光、冷藏保存期限2個月。

1.3.2 標準曲線的制備

分別吸取乙醛標準儲備液（1.0 g/L）10 μL、25 μL、50 μL、100 μL和150 μL于裝有5 mL啤酒（基質(zhì)）樣液的頂空瓶中，配制成濃度為2 mg/L、5 mg/L、10 mg/L、20 mg/L和30 mg/L的標準曲線;分別加入正丁醇標準使用液（內(nèi)標，2.0 g/L）0.1 mL，內(nèi)標濃度為40 mg/L，壓蓋密封。

1.3.3 試驗步驟

（1）樣品處理。將待測樣品直接倒入比色管中取樣，比色管用待測酒樣潤洗2～3次。

（2）移除泡沫。取樣5 mL，取樣需用吸管把頂端泡沫移除干凈，再繼續(xù)吸取多余酒樣，使酒液凹液面位置與比色管刻度線平齊。

（3）轉(zhuǎn)移樣品。將比色管中樣品倒入頂空瓶中，停留8～10 s，以確保取樣量的精確性。

（4）加入內(nèi)標。用移液器準確移取0.1 mL正丁醇標準使用液至頂空瓶中。移液器槍頭尖端可能會殘留部分內(nèi)標溶液，使其全部轉(zhuǎn)移到頂空瓶中。

（5）壓蓋密封。壓蓋密封后檢查瓶蓋是否可以轉(zhuǎn)動，若可以轉(zhuǎn)動，需重新壓蓋。輕輕振蕩頂空瓶使內(nèi)標溶液與酒液混勻，待測。注意振蕩時避免酒液接觸密封墊片。

1.3.4 儀器條件

（1）頂空進樣條件。樣品瓶平衡溫度50 ℃;定量環(huán)溫度100 ℃;傳輸線溫度120 ℃;樣品瓶體積20 mL，樣品平衡時間25.0 min;樣品瓶填充時間0.14 min;定量環(huán)體積1.0 mL，定量環(huán)平衡時間0.05 min;進樣持續(xù)時間0.50 min;樣品瓶填充壓力139.28 kPa。

（2）色譜條件。載氣流速為5 mL/min，恒定壓力模式，氫氣流速30 mL/min，空氣流速400 mL/min;進樣口溫度為150 ℃;檢測器溫度為200 ℃;程序升溫條件為起始溫度35 ℃，以10 ℃/min速率升至135 ℃，再以5 ℃/min速率升至150 ℃，最后以10 ℃/min速率升至180 ℃，保持5 min;采用分流進樣，分流比2∶1。

2 結(jié)果與分析

2.1 專屬性試驗

按1.3.3試驗步驟進樣，記錄目標物乙醛和內(nèi)標物正丁醇色譜圖，如圖1。結(jié)果表明，乙醛和正丁醇出峰均峰形良好，分離度很好，保留時間分別為2.083 min和6.930 min，峰周圍均無干擾峰，專屬性良好。

2.2 標準曲線

按1.3.2中方法進樣，記錄色譜圖，各濃度已扣除啤酒（基質(zhì)）樣液中乙醛含量本底，以乙醛各系列標準溶液與內(nèi)標溶液色譜峰面積的比值為縱坐標，以乙醛各系列標準溶液濃度與內(nèi)標濃度的比值為橫坐標，繪制標準曲線圖，見圖2。得到線性方程為y=1.224 55x+0.001 53，相關(guān)系數(shù)為0.999 8，乙醛在2～30 mg/L線性關(guān)系良好。

2.3 重復性及檢出限

平行測定6份啤酒樣品中乙醛的含量，結(jié)果顯示重復性試驗RSD為1.6%，并通過3倍信噪比計算得出檢出限為0.1 mg/L，結(jié)果如表1。

2.4 回收率

對啤酒樣品進行加標，加入3個濃度水平（5 mg/L、15 mg/L、25 mg/L）各2份，共6份。結(jié)果顯示回收率范圍在83.8%～95.5%，方法準確度較高，結(jié)果見表2。

3 結(jié)論

經(jīng)過分析研究和實踐測定表明，用頂空氣相色譜法測定啤酒中乙醛的含量，內(nèi)標法定量，方法操作簡單、靈敏度高、結(jié)果準確度高，適用于啤酒中乙醛含量的測定，為啤酒生產(chǎn)日常質(zhì)量檢測、工藝改進及監(jiān)管部門相關(guān)檢測人員提供了可靠的參考依據(jù)。

參考文獻

[1]沈楠.低產(chǎn)乙醛啤酒酵母的選育[D].無錫：江南大學，2013.

[2]LI H M，LI H J，LIU X H，et al.Analysis of volatile flavor compounds into permeated wheat beer by head space sampling-gas chromatography[J].Int J Agr Biol Eng，2012，5（2）：67-75.

[3]先元華，朱玉潔，梁宗余.不同固定化酵母載體對啤酒風味成分影響研究[J].中國釀造，2015，34（4）：47-50.

[4]崔云前，蘇文超，吳梓萌，等.啤酒中常見異味成分控制的研究進展[J].中國釀造，2019，38（1）：9-12.

[5]苗延林.氣相色譜分析啤酒中風味成分最簡單的方法：直接進樣法[J].中國釀造，2004，23（5）：35-37.

[6]張源麟，董建軍，郝俊光，等.頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜法同時檢測啤酒釀造大米中16種風味物質(zhì)含量[J].食品科學，2015，36（22）：75-79.