氣相色譜法同時測定白酒中丁酸等7種酸酯成分的含量

張國宇，向麗萍，侯睿，張琴，梁光月，張季

（1.遵義市產品質量檢驗檢測院，貴州遵義 563099；2.國家茶及茶制品質量監督檢驗中心，貴州遵義 563099）

白酒是一種傳統的中國蒸餾酒，由高粱或其他谷物制成，距今已有2000 多年的歷史[1]。20 世紀80年代，由于釀造工藝的區別，醬香型、清香型、濃香型、米香型成為白酒的四大基本類型，芝麻香型、馥郁香型等其他香型在此基礎上衍生而成，不同類型的白酒中關鍵呈香呈味物質不盡相同[2]。

作為評價濃香型白酒品質好壞的關鍵化合物——己酸，它既是己酸乙酯（濃香型白酒的主體香味物質）的重要前體物質，也與己酸乙酯的含量呈正比[3]。最新的白酒產品標準GB/T 10781.1—2021《白酒質量要求 第1 部分：濃香型白酒》[4]的附錄B中規定了己酸的測定方法。白樂宜等[5]以液液萃取作為前處理，結合GC-MS 分析了4種芝麻香白酒，定量結果表明乙酸乙酯、己酸乙酯和乳酸乙酯含量均較高。GB/T 10781.9—2021《白酒質量要求 第9部分：芝麻香型白酒》中附錄B 規定了乙酸測定方法[6]。喬翠紅[7]采用氣相色譜-嗅聞-質譜結合直接進樣法，對兼香型白酒的風味成分進行了測定分析，氣味活度值及香氣強度值的分析表明，乙酸、丁酸、己酸、乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯為兼香型白酒的主體香氣成分。李其書[8]對貯存三年半的董香型白酒使用氣相色譜儀測定酒體中總酯中的乙酯時發現，乙酸乙酯整體趨勢升高8.6%左右，己酸乙酯整體趨勢升高24.8%左右，丁酸乙酯整體趨勢升高100 %左右，乳酸乙酯整體趨勢升高22.5 %左右，再結合T/GZSX 066—2020《董香型白酒》[9]附錄中規定的丁酸檢測方法，說明丁酸和丁酸乙酯是其主體香味物質。

綜上所述，在不同香型白酒中，乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸、丁酸和己酸共7種酸酯是主要的主體香味物質。然而，目前尚無相關標準同時測定白酒中乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸、丁酸和己酸的含量，本研究在T/GZSX 066—2020《董香型白酒》附錄中丁酸檢測方法的基礎上，參考GB/T 10781.1—2021《白酒質量要求第1 部分：濃香型白酒》附錄中己酸的含量測定、GB/T 10781.9—2021《白酒質量要求 第9部分：芝麻香型白酒》附錄B 中乙酸測定方法等標準和文獻，確定了本方法的基本框架，包括內標物、檢出限、定量限、重復性和回收率等內容。

通過對氣相色譜儀的儀器條件進行充分優化，進行方法學實驗研究，建立了白酒中丁酸等7種酸酯含量同時檢測的氣相色譜儀測定方法。本方法采用直接進樣法，不需要對樣品進行前處理。氣相色譜法以試樣峰的保留時間定性，內標法定量。該方法的建立為快速、準確測定白酒中7種主要酸酯成分及白酒的質量控制提供了參考。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

酒樣：市售某品牌白酒。

試劑及耗材：乙醇，天津科密歐公司；實驗用水為Milli-Q 超純水；乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸、丁酸、己酸標準物質和2-乙基丁酸、醋酸戊酯內標標準物質，Bepure 公司；正己烷（分析純）、無水硫酸鈉（分析純），科密歐公司；微孔濾頭孔徑0.22 μ m，安譜公司。乙醇-水溶液（60+40,體積比）：量取120 mL 乙醇加入80 mL 超純水中，充分混勻。

儀器設備：氣相色譜儀（GC,8890），美國安捷倫公司；Milli-Q Reference 超純水發生器，美國Milli‐pore 公司；ALC-210.4 型電子天平，德國Sartorius 公司。分析天平：感量0.1 mg 和0.01 g。

1.2 試驗方法

1.2.1 標準溶液的配制

標準儲備液：分別取0.10 g 標準品乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸、己酸于10 mL的容量瓶中，用60 %的乙醇水溶液定容至刻度線，混勻，得濃度為10.00 g/L 乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸、己酸混合標準儲備液。

標準中間液：取該混標標準溶液5.00 mL 和0.10 g 標準品乙酸于10 mL 的容量瓶中，用60 %的乙醇水溶液定容至刻度線，混勻，得濃度為5.00 g/L乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸、己酸和10.00 g/L 的乙酸混合標準中間液。

標準工作液：取上述標準中間液0.2 mL于10 mL容量瓶中，用60 %的乙醇水溶液定容至刻度，混勻。配制成乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸、己酸濃度為0.1 g/L 和乙酸濃度為0.2 g/L的混合標準工作液。

內標溶液：稱取標準品醋酸戊酯2.287 g 和標準品2-乙基丁酸1.893 g 于100 mL 的容量瓶中，用60 %的乙醇水溶液定容至刻度線，混勻，得濃度為22.87 g/L 醋酸戊酯和18.93 g/L 2-乙基丁酸混合內標溶液。

標液工作曲線：分別取乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸、己酸濃度為0.1 g/L 和乙酸濃度為0.2 g/L混合標準工作液1.0 mL、5.0 mL，再取乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸、己酸濃度為5.0 g/L 和乙酸濃度為10.0 g/L 混合標準中間液0.2 mL、1.0 mL、2.0 mL、3.0 mL 于10 mL 容量瓶中，加入0.1 mL 內標混合標準溶液，用60 %的乙醇水溶液定容至刻度，混勻，配制成乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸、己酸濃度均為0.01 g/L、0.05 g/L、0.10 g/L、0.50 g/L、1.00 g/L、1.50 g/L，乙酸濃度為0.02 g/L、0.10 g/L、0.20 g/L、1.00 g/L、2.00 g/L、3.00 g/L 的標準工作溶液。

1.2.2 樣品前處理

吸取樣品5.0 mL 于10 mL 容量瓶中，加入內標溶液0.10 mL，用樣品溶液定容至10 mL，混勻后，上機檢測。

1.2.3 儀器參數與測定

色譜柱：中科ZKAT-LZP 9301 毛細管色譜柱（30 m × 320 μ m，0.25 μ m）或其他具有同等分析效果的毛細管柱，進樣量：1 μ L，載氣：高純氮，純度≥99.999 %，1.0 mL/min，進樣方式：分流進樣，分流比：約15∶1，尾吹約25 mL/min，空氣流量：300 mL/min，氫氣流量：30 mL/min，進樣口溫度：250 ℃，檢測器溫度：250 ℃，程序升溫：45 ℃（7 min）（12 ℃/min）→190 ℃（5 min）（15 ℃/min）→210 ℃（3 min），檢測器：氫火焰離子化檢測器（FID）。

2 結果與分析

2.1 儀器條件優化

根據7種酸酯的物理性質和化學性質（沸點、結構式等）以及極性特點確定所需色譜柱（依據相似相容原理）。根據各酸酯中最高物質的沸點確定進樣口溫度，保證所有樣品中目標物均能汽化，注意確保樣品檢測時不因高溫遭到破壞，所以進樣口溫度選擇為250 ℃，對于進樣量考慮到液體汽化后體積膨脹，襯管體積有限所以選擇進樣1 μ L。進樣量太多會導致襯管過載樣品不能瞬間完全汽化進入色譜柱，導致峰拖尾和峰擴展嚴重。載氣流速過大會影響色譜分離度，致使7種物質不能完全分開，對于化合物的定性和定量有所干擾。

程序升溫能夠提高色譜分離度，初始溫度選擇最低沸點樣品溫度，終溫大于最高組分沸點，但是要低于色譜柱最高耐受溫度。流速大小決定分離度效果及峰型。起初程序升溫只設置一階二階程序，后期升溫速率太快會導致基線漂移嚴重，所以在這個基礎上再增加了一階程序升溫。檢測器溫度保證樣品不冷凝，最終溫度高于最終柱溫30～50 ℃，確定為250 ℃。綜上所述主要從以下3 個方面優化檢測方法：（一）調節程序升溫，如改變初始溫度、升溫速率達到分離效果；（二）調節流速，速率小可以提高分離度；（三）不改變上述兩個條件的情況下，選擇合適的色譜柱，采用白酒專用色譜柱。

圖1 溶劑空白色譜圖

圖2 7種酸酯標準溶液和2種內標溶液色譜圖(1.5 g/L)

圖3 7種酸酯目標物添加回收色譜圖

2.2 檢出限和定量限

在相同的色譜條件下，配制0.5 g/L 的7種酸酯樣品連續進樣6 次，得到酒樣的氣相色譜圖和各色譜峰的峰面積，計算所有特征峰的信噪比，得到7種酸酯的檢出限和定量限，見表1。

表1 7種酸酯的檢出限和定量限試驗數據 (g/L)

2.3 重復性實驗

在相同的色譜條件下，配制0.5 g/L 的7種酸酯樣品連續進樣6 次，得到酒樣的氣相色譜圖和各色譜峰的峰面積，計算所有特征峰相對峰面積的RSD(%)，見表2。

表2 7種酸酯的重復性試驗數據

2.4 添加回收實驗

空白試劑為55%食用酒精。添加樣品，取試劑空白試樣5 mL，添加5.00 g/L 乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸、己酸和10.00 g/L 的乙酸混合標準中間液0.020 mL、0.06 mL 和0.20 mL，得添加濃度含量乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸、己酸為0.01 g/L、0.03 g/L 和0.10 g/L 的試樣，乙酸為0.02 g/L、0.06 g/L 和0.20 g/L 的試樣，與待測試樣同步處理?；厥章蕦嶒灁祿姳?。

表3 7種酸酯的添加濃度及其平均回收率的試驗數據 (%)

3 討論

本研究基于氣相色譜法建立了白酒中乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸、丁酸和己酸的測定方法，該方法前處理過程簡單，只需加入內標溶液和樣品溶液定容后上機檢測，乙酸在0.01～3.0 g/L 濃度條件下線性系數r2＞0.99，其余6種酸酯在0.01～1.5 g/L 濃度條件下線性系數r2＞0.99；乙酸和其余6種酸酯檢出限分別為0.006 g/L和0.003 g/L，定量限分別為0.020 g/L 和0.010 g/L；乙酸在0.02 g/L、0.06 g/L 和0.20 g/L 添加濃度水平上的回收率為98.67%～100.39%，其余6種酸酯在0.01 g/L、0.03 g/L 和0.10 g/L 添加濃度水平上的回收率為97.07 %～104.28 %。本方法前處理簡單，重復性好且分析時間短，能提高檢測效率并且結果準確度高，為醬香型白酒中丁酸等7種酸酯的檢測提供了技術參考。