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氣相色譜測定啤酒中乙酸的含量

更新時(shí)間:2012-02-28      點(diǎn)擊次數(shù):3947

頂空氣相色譜測定啤酒中乙酸的含量
 


   
 乙酸是啤酒中含量zui高的有機(jī)酸,它是啤酒正常發(fā)酵產(chǎn)物,由乙醛氧化而來,是啤酒中對口感影響zui大的酸味物質(zhì)。
   
 乙酸,俗稱為醋酸,相對分子質(zhì)量60.05,純醋酸在16.6℃以下會(huì)凝固成冰狀,故又稱為冰醋酸,其分子式為CH3COOH。
   
 醋酸是無色水狀液體,具有強(qiáng)烈刺鼻的特征酸味,極易溶于醇、醚、甘油和CCI4,不溶于CS2,遇明火、高熱、強(qiáng)氧化劑易引起燃燒,有腐蝕性,能灼傷皮膚。
   
 乙酸形成的途徑有以下兩條:一條是發(fā)酵前期麥汁含量高和貯酒中不斷通風(fēng)的情況下,由乙醛和乙醇氧化形成;另一條是在發(fā)酵后期,酵母吸收丙酮酸進(jìn)行岐化反應(yīng),形成乙酸和乳酸。啤酒酵母在滅菌麥汁中只形成少量的乙酸,若污染雜菌,則生成大量乙酸。因此,在發(fā)酵中檢出酒的揮發(fā)酸以乙酸為主,也是作為發(fā)酵是否正常的標(biāo)志之一。

     啤酒中含有有機(jī)酸約100種以上,多數(shù)有機(jī)酸都具有酸味,它是啤酒的重要口味成分之一,酸類不構(gòu)成啤酒香味,酸味和其他成分協(xié)調(diào)配合,即組成啤酒的酒體,有機(jī)酸是成品啤酒中一類非常重要的風(fēng)味物質(zhì),適量的有機(jī)酸賦予啤酒愉快的口感,缺乏酸類的啤酒顯得呆滯、粘稠、不爽口,而酸過量或者種類太單調(diào),又會(huì)使啤酒口感粗糙、不柔和、不協(xié)調(diào),同時(shí)引起酸露頭,減低啤酒飲用性。因此,研究啤酒釀造過程的有機(jī)酸,通過代謝監(jiān)控酸的種類和含量,將直接影響到啤酒的品質(zhì)和風(fēng)味。
   
 啤酒中揮發(fā)酸控制標(biāo)準(zhǔn)為80mg/L,如大于100mg/L則為明顯污染發(fā)酵。
   
 乙酸的測定傳統(tǒng)方法采用常規(guī)水蒸氣蒸餾法,此方法既費(fèi)時(shí)費(fèi)力,且其中包括少量雜質(zhì),如甲酸、丁酸、戊酸等揮發(fā)脂肪酸,所以誤差比較大。隨著檢測技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在可采用液相色譜法和離子色譜法測定,但此儀器價(jià)格不菲,且在啤酒業(yè)應(yīng)用面不廣,對中小啤酒企業(yè)來說不太現(xiàn)實(shí),所以,筆者嘗試研究用頂空進(jìn)樣器----氣相色譜方法建立一種簡單快速的檢測啤酒中乙酸的測定方法,供同行參考指正。
實(shí)驗(yàn)部分
1.1 
儀器和試劑
1.1.1 
儀器裝置
   
 
氣相色譜儀配有FID檢測器
   
 
全自動(dòng)頂空進(jìn)樣器
     20mL頂空進(jìn)樣瓶,電子天平精度0.0001),微量自動(dòng)移液器,1mL5mL、10mL20mL、25mL移液管,100mL容量瓶,5mL量筒。
1.1.2 
試劑
   
 色譜純乙酸,色譜純無水乙醇,重蒸水
1.1.3 
色譜條件
   
 毛細(xì)管柱DMWAX色譜柱(30m×0.53×2um)
   
 進(jìn)樣口溫度200℃,檢測器溫度260℃,載氣:氮?dú)?span lang="EN-US">(10mL/min) 
,分流比101   
   
 色譜柱升溫程序:35℃保溫3min,10℃/min升溫至90℃,保溫1min,30℃/min升到220℃
   
 頂空進(jìn)樣器程序:柱溫85℃保溫30min,取樣器針溫120℃,傳輸線溫度120℃,

 
進(jìn)樣時(shí)間2s,頂空進(jìn)樣器載氣壓力120kpa。
1.2 
標(biāo)準(zhǔn)試劑的配制
1.2.1 
乙酸標(biāo)樣的配制
1.2.1.1 
稱取乙酸6.00mg,加入100mL容量瓶用*定容至100mL。
1.2.1.2 
1mL 1加入100mL容量瓶中,用4%酒精定容至100mL。
1.2.1.3 
2 1mL加入100mL容量瓶中,用4%酒精定容至100mL6ppm乙酸溶液。
1.2.1.4 
2 2mL加入100mL容量瓶中,用4%酒精定容至100mL12ppm乙酸溶液。
1.2.1.5 
2 5mL加入100mL容量瓶中,用4%酒精定容至100mL30ppm乙酸溶液。
1.2.1.6 
2 10mL加入100mL容量瓶中,用4%酒精定容至100mL60ppm乙酸溶液。
1.2.1.7 
2 15mL加入100mL容量瓶中,用4%酒精定容至100mL90ppm乙酸溶液。
1.2.1.8 
2 20mL加入100mL容量瓶中,用4%酒精定容至100mL120ppm乙酸溶液。
1.2.1.9 
2 30mL加入100mL容量瓶中,用4%酒精定容至100mL180ppm乙酸溶液。
1.3 
樣品預(yù)處理
   
 將啤酒樣品放于冰箱冷藏24小時(shí),不除氣量取5mL于頂空進(jìn)樣瓶,頂空自動(dòng)進(jìn)樣分析。
1.4
乙酸定性定量方法
1.4.1
乙酸定性
   
 以標(biāo)準(zhǔn)樣品保留時(shí)間、樣品加標(biāo)來定性。
1.5
乙酸定量
   
 將乙酸標(biāo)準(zhǔn)溶液在上述色譜條件和頂空條件下進(jìn)樣,以峰面積外標(biāo)法定量,用色譜軟件N3000建立色譜方法標(biāo)準(zhǔn)曲線方程自動(dòng)計(jì)算結(jié)果。
   
 乙酸定量結(jié)果表達(dá)
   
 X=A1×C/As
   
 式中:
   
 X---樣品中乙酸含量mg/L
   
 A1---樣品溶液峰面積
   
 AS---乙酸標(biāo)準(zhǔn)溶液峰面積
實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
2.1 
氣相色譜標(biāo)準(zhǔn)方法的建立
   
 將乙酸標(biāo)樣12ppm、30ppm60ppm、90ppm120ppm、150ppm
180ppm分別取5mL于頂空瓶中封口后,在頂空進(jìn)樣器程序進(jìn)樣分析,得到在不同濃度下所對應(yīng)的色譜峰面積,根據(jù)此面積和濃度利用色譜N3000軟件多點(diǎn)校正建立外標(biāo)分析方法,保存?zhèn)溆谩?span lang="EN-US">
2.2 
樣品的分析
   
 將樣品放置冰箱中冷藏24小時(shí),用量筒量取5mL于頂空進(jìn)樣瓶,在和標(biāo)準(zhǔn)樣品一樣的頂空進(jìn)樣器程序下自動(dòng)進(jìn)樣分析。
2.3 
樣品數(shù)據(jù)處理
   
 將樣品譜圖打開,加載建立的標(biāo)準(zhǔn)方法,自動(dòng)得出乙酸數(shù)。
2.3 
精密度與重現(xiàn)性實(shí)驗(yàn)
   
 取同一標(biāo)準(zhǔn)樣品,按外標(biāo)法進(jìn)樣在同條件下六次重復(fù)檢測測定結(jié)果見表1
2.4 
回收率試驗(yàn)
   
 分別往啤酒里面添加20mg/L,30mg/L,40mg/L乙酸,進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果見表2。
2.5 
不同品牌啤酒,用液相色譜和氣相色譜檢測乙酸結(jié)果對比。
   
 取不同品種同一批樣品分別用氣相色譜和液相色譜檢測,驗(yàn)證氣相色譜檢測乙酸的準(zhǔn)確度,檢測結(jié)果見表3。
結(jié)論
3.1 
從以上精密度實(shí)驗(yàn)中變異系數(shù)在5%以下,說明該方法精密度和重復(fù)性都很好,符合微量分析的要求。

3.2  同一樣品回收率測定結(jié)果均在90%105%之間,在色譜分析中是可以接受的,可以滿足日常分析要求。
3.3 
從液相色譜和氣相色譜測定結(jié)果對比來看,測定誤差在5%左右,可以接受。
注意事項(xiàng)
4.1 
保證進(jìn)樣量、色譜分析條件嚴(yán)格不變。
4.2 
標(biāo)準(zhǔn)方法應(yīng)定期校正,保證測定結(jié)果準(zhǔn)確性。
4.3 
樣品在密封進(jìn)取樣瓶后,應(yīng)盡快分析檢測,不宜放置時(shí)間過長,防止氧化使檢測結(jié)果偏高。


[
參考文獻(xiàn)]
[1]
李紅,陳元,郭瑞涵和張五九等.啤酒乙酸的來源、形成機(jī)理、影響機(jī)制的研究及基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測模型.啤酒科技,2007(9).
[2]
《酒業(yè)質(zhì)量技術(shù)參考》.2005(2)中國食品發(fā)酵工業(yè)研究院主辦.

 

 

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