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顶空气相色谱法测定啤酒中乙醛含量

2022-04-28姜志广康晓霞

食品安全导刊 2022年8期
关键词:空瓶乙醛正丁醇

智 越,李 哲,姜志广,康晓霞

(1.巴彦淖尔市产品质量计量检测中心,内蒙古巴彦淖尔 015000;2.燕京啤酒内蒙古金川有限公司,内蒙古巴彦淖尔 015000)

乙醛是啤酒中含量最高的醛类,其含量高低直接影响了啤酒的品质。乙醛含量较高会给啤酒带来青苹果和辛辣的青草味,造成其口感的不协调。另外,饮用乙醛含量较高的啤酒易会引起“上头”等不舒适的生理反应[1]。

针对乙醛含量影响啤酒质量的问题,研究者以气相色谱法为主,对啤酒酿造过程及原料中风味物质进行了分析研究,结果表明,气相色谱法中采取直接进样,方法简便、制备损失小且无污染[2-4]。苗延林等[5]多次尝试用直接进样法对啤酒中风味物质进行分析。但由于啤酒黏度较大,其中的不挥发物质会对色谱柱造成污染,在后来的发展中,较少采用直接进样法,一般要进行预处理,并采用顶空分析法[6]。

本试验采用顶空气相色谱法对啤酒中的乙醛进行测定,该方法简单易行,能有效降低样品基质的影响,减少材料消耗,同时可以及时、有效地控制啤酒生产工艺中乙醛的含量,提高啤酒质量,为啤酒生产日常质量监测、工艺改进及监管部门相关检测人员提供了可靠的参考依据。

1 材料与方法

1.1 仪器与设备

气相色谱仪:Aglient 7890B-7697A顶空气相色谱仪;氢火焰离子化检测器(Flame Ionization Detector,FID);色谱柱:安捷伦125-7332气相色谱柱 DB-WAXETR(30 m×0.53 mm,1.0 μm);电子天平:梅特勒-托利多,ML204T/02型;高纯氮气:大连大特公司,99.999%。

1.2 材料与试剂

啤酒:金川啤酒(批号:20210824,10P,燕京啤酒内蒙古金川有限公司);无水乙醇:天津市科密欧化学试剂有限公司,色谱纯,≥99.7%;乙醛:上海麦克林生化科技有限公司,色谱纯,≥99.5%;正丁醇:上海阿拉丁生化科技股份有限公司,色谱纯,≥99.7%。

1.3 试验方法

1.3.1 溶液的配制

①乙醇-水溶液(40%体积分数):按2∶3(体积比)量取乙醇和纯水混匀,该溶液需冷却后使用;②乙醛标准储备液(1.0 g/L):乙醛经冷冻后,准确称取50 mg于50 mL容量瓶,用40%乙醇水溶液定容至刻度后摇匀。③正丁醇标准使用液(内标,2.0 g/L):将正丁醇恢复至室温,准确移取正丁醇125 μL标准品于50 mL容量瓶,用40%乙醇水溶液定容至刻度后摇匀。标准储备液、使用液的实际浓度需按照标准品的纯度和密度进行折算,于4 ℃条件下避光、冷藏保存期限2个月。

1.3.2 标准曲线的制备

分别吸取乙醛标准储备液(1.0 g/L)10 μL、25 μL、50 μL、100 μL 和 150 μL 于装有 5 mL 啤酒(基质)样液的顶空瓶中,配制成浓度为2 mg/L、5 mg/L、10 mg/L、20 mg/L和30 mg/L的标准曲线;分别加入正丁醇标准使用液(内标,2.0 g/L)0.1 mL,内标浓度为40 mg/L,压盖密封。

1.3.3 试验步骤

(1)样品处理。将待测样品直接倒入比色管中取样,比色管用待测酒样润洗2~3次。

(2)移除泡沫。取样5 mL,取样需用吸管把顶端泡沫移除干净,再继续吸取多余酒样,使酒液凹液面位置与比色管刻度线平齐。

(3)转移样品。将比色管中样品倒入顶空瓶中,停留8~10 s,以确保取样量的精确性。

(4)加入内标。用移液器准确移取0.1 mL正丁醇标准使用液至顶空瓶中。移液器枪头尖端可能会残留部分内标溶液,使其全部转移到顶空瓶中。

(5)压盖密封。压盖密封后检查瓶盖是否可以转动,若可以转动,需重新压盖。轻轻振荡顶空瓶使内标溶液与酒液混匀,待测。注意振荡时避免酒液接触密封垫片。

1.3.4 仪器条件

(1)顶空进样条件。样品瓶平衡温度50 ℃;定量环温度100 ℃;传输线温度120 ℃;样品瓶体积20 mL,样品平衡时间25.0 min;样品瓶填充时间0.14 min;定量环体积1.0 mL,定量环平衡时间0.05 min;进样持续时间0.50 min;样品瓶填充压力139.28 kPa。

(2)色谱条件。载气流速为5 mL/min,恒定压力模式,氢气流速30 mL/min,空气流速400 mL/min;进样口温度为150 ℃;检测器温度为200 ℃;程序升温条件为起始温度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;采用分流进样,分流比2∶1。

2 结果与分析

2.1 专属性试验

按1.3.3试验步骤进样,记录目标物乙醛和内标物正丁醇色谱图,如图1。结果表明,乙醛和正丁醇出峰均峰形良好,分离度很好,保留时间分别为2.083 min和6.930 min,峰周围均无干扰峰,专属性良好。

图1 样品色谱图

2.2 标准曲线

按1.3.2中方法进样,记录色谱图,各浓度已扣除啤酒(基质)样液中乙醛含量本底,以乙醛各系列标准溶液与内标溶液色谱峰面积的比值为纵坐标,以乙醛各系列标准溶液浓度与内标浓度的比值为横坐标,绘制标准曲线图,见图2。得到线性方程为y=1.224 55x+0.001 53,相关系数为0.999 8,乙醛在2~30 mg/L线性关系良好。

图2 标准曲线图

2.3 重复性及检出限

平行测定6份啤酒样品中乙醛的含量,结果显示重复性试验RSD为1.6%,并通过3倍信噪比计算得出检出限为0.1 mg/L,结果如表1。

表1 重复性(n=6)及检出限结果表

2.4 回收率

对啤酒样品进行加标,加入3个浓度水平(5 mg/L、15 mg/L、25 mg/L)各2份,共6份。结果显示回收率范围在83.8%~95.5%,方法准确度较高,结果见表2。

表2 回收率结果

3 结论

经过分析研究和实践测定表明,用顶空气相色谱法测定啤酒中乙醛的含量,内标法定量,方法操作简单、灵敏度高、结果准确度高,适用于啤酒中乙醛含量的测定,为啤酒生产日常质量检测、工艺改进及监管部门相关检测人员提供了可靠的参考依据。

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