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技術文章

白酒氣相色譜分析方法


 白酒氣相色譜分析方法
白酒香味成份復雜,除乙醇和水外,還有大量芳香組分存在。構成白酒質量風格的是酒內所含的香味成分的種類以及其量比關系。應用氣相色譜法能快速而準確地測出白酒中的醇類、酯類、有機酸類、碳基化合物、酚類化合物以及高沸點化合物等成分的含量。
一、填充柱DNP柱測定白酒中醇、酯等組分(一般酒廠需要,白酒)
 
 (一)DNP柱直接進樣法測定白酒中主要醇、酯成份
白酒中醇和酯是主要香味成份。吸取原樣品進行色譜分析,其優點是:操作簡便,測定結果準確性高、快速;缺點是:極其微量的組分不易檢出。
1樣品的配制
●2%內標的配制:
吸取2mL的內標--乙酸正丁酯于1OOmL的容量瓶中,(因內標物易揮發,可在瓶內先放少量酒精),用55%-60%的乙醇定容。
●1-2%標樣的配制:
分別吸取乙醛、甲醇、正丙醇、仲丁醇、乙縮醛、正丁醇、異戊醇、(正己醇)、(糠醛)各lmL,乙酸乙酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯、乳酸乙酯、己酸乙酯、乙酸異戊酯)各2mL一起加入1OOmL容量瓶中,用55%-60%(V/V)的乙醇定容,混勻后組成標樣。(在容量瓶中先加少許乙醇,以防揮發)
●混標的配制:
分別用移液管吸取標樣lOmL和內標5mL,用55%-60%(V/V)的乙醇定容到1OOmL,混勻后(可分裝)待用。
    混標中各組分i及內標含量計算公式:
               mi=ci×Vi×di×lO00
               ms=cs×Vs×ds×lO00
式中:mi/ms—混標中各組分i/內標的含量(mg/l0OmL);
     ci/cs—混標中各組分i/內標的濃度(V/V)
     Vi/Vs—混標中各組分i/內標的體積(mL)    ;
di/ds—混標中各組分i/內標的密度(g/mL)   ;
1000—算成以mg為單位的系數。
 
例:計算混標中正丁醇的含量
   m正丁醇=1%×lOml×0.809g/ml×lO00=80.9mg/100ml混標樣
   計算混標中乙酸乙酯的的含量
   m乙酸乙酯=2%×lOml×0.809g/ml×lO00=179.6mg/100ml混標樣         計算混標中內標--乙酸正丁酯的含量
   ms=2%×5ml×0.882g/ml×lO00=88.2mg/100ml混標樣
建議:在這樣條件不成熟的情況下,也可直接購買己配制好的混標待用。
 
●酒樣和內標混合樣的配制:在酒樣中加入2%內標0.2mL,配成 lOmL
  的酒樣溶液,混勻后待用。
    酒樣內標含量計算公式同上。
即: ms=2%×0.2ml×0.882g/ml×lO00×100/10=35.28mg/100ml酒樣   
 
在酒樣中直接加入內標的方法:
在酒樣中加入lOμL的內標物,配成 25ml的酒樣。
酒樣內標含量計算公式:
      ms=(Vs/l00O) ×ds×lOOO×lO0/25=4×Vs×ds
 即: ms=4×lO×0.882=35.28mg/lOOml酒樣
 式中: ms—就中內標物的含量(mg/lOOml)    ;
       Vs/l000—內標的純體積(μl換算成以ml為單位的系數)
       ds—內標的密度(g/ml)   ;
       1000—換算成以mg為單位的系數;
       100/25—換算成以1OOml計算的系數。
注:也可在 1OOml酒樣中加4OμL的內標物,或lOml酒樣中加 4μL  的內標物。記住加入內標的量要非常準確。有電子天平的廠家可采用稱重法加入,計算值更**。
 
2色譜操作條件的選擇
色譜儀:GC5890(同HP5890)型氣相色譜儀(南京科捷分析儀器有限公司),配FID 檢測器;
色譜柱:DNP混合柱(鄰苯二甲酸二壬酯20%固定液,吐溫-60 70%作
         減尾劑,載體為白色硅藻土Chromosorb W-HP)
         不銹鋼柱,Φ3×2m;
柱      溫:85℃~105℃;
汽化室溫度:130℃~145℃;
檢測器溫度:130℃~145℃;
載 氣 流速: 高純氮25~40mL/min;
氫 氣 流速:40~60mL/min;
空 氣 流速:300~600mL/min;
進樣量:0.4uL~luL。
 
3定性定量分析
●定性分析:用標樣測定各組分的保留時間,將測出的酒樣中的各組分與標樣對照,相同的保留時間作為定性的主要因素。
●定量分析:采用內標法計算。將乙酸正丁酯作為內標物。
A.求定量校正因子
先進標樣,得出各組分的保留時間和峰面積。根據定量校正因子
的計算公式:
fi = (As×mi)/(Ai×ms)
其中;
Ai,As--分別為組分i和內標物s的峰面積;
mi,ms--分別為組分i和內標物s的含量。
然后根據數據處理機的報告,編制峰鑒定表,將各組分的保留時
間和含量輸入,算出各組分的定量校正因子。
B.計算酒樣中醇酯的含量
      根據公式:fi = (As×mi)/(Ai×ms)
      推導出: mi = (As×fi)/(Ai×ms)       
      其中:
      Ai,As--分別為組分i和內標物s的峰面積;
      fi—組分i的定量校正因子;
ms--酒樣中內標物的含量(mg/100ml)
     (ms=4×lO×0.882=35.28 mg/100ml酒樣)
4白酒中主要醇、酯在DNP柱上的相對保留時間及其參數一覽表:
化合物 結構式 密度 相對保留時間 定量校正因子
乙醛 C2H4O 0.788 0.059 1.81
甲醇 CH3OH 0.791 0.093 1.45
乙醇 C2H5OH 0.791 O.125
乙酸乙酯 C4H8O2 0.898 0.180 1.40
正丙醇 C3H7OH 0.804 0.270 0.85
仲丁醇 C4H9OH 0.808 0.320 0.81
乙縮醛 C6H14O2 0.825 0.349 1.30
異丁醇 C4H9OH 0.806 0.430 0.68
正丁醇 C4H9OH 0.809 0.590 0.73
丁酸乙酯 C6H1202 0.879 0.690 1.10
乙酸正丁酯 CH3COOC4H9 0.882 0.826 1.00
異戊醇 C5H11OH 0.813 1.00 0.81
乙酸異戊酯 CH3COOC5H11 0.876 1.30 0.83
戊酸乙酯 C7H1402 0.877 1.46 1.01
乳酸乙酯 C5H10O3 1.042 1.70 1.72
糠醛 C5H4O2 2.60 1.20
己醇 C6H13OH 0.816 2.76 0.70
己酸乙酯 C8H16O2 0.872 3.06 0.90
補充:
●DNP色譜柱的制備:
固定液配比和涂布      DNP=M×0.2
                      吐溫-60=M×O.07
                 式中:M為載體質量(g)
    以丙酮為溶劑,將混合固定液溶解后倒入己稱重的載體中,要求溶液全部吸入載體后略有余量。在水浴中蒸發至干,于1O5℃烘箱烘干1.2小時,冷卻后待用。
●DNP色譜柱的老化
    色譜柱老化的目的是為了除去低沸點雜質和低分子固定液,并使固定液在載體表面有一個再分布的過程,使之均勻牢固。老化時,色譜柱的出口不要接檢測器,通載氣老化。
    DNP色譜柱的老化方法:
    1恒溫老化法:以柱溫1OO℃,低載氣流量下正常流量的1/4老化24h.
    2快速老化法:設柱初溫50℃,恒溫lOmin,以5℃/min的速率升至115℃,恒溫60min再降溫到50℃,重復老化一次即可。
 (二)雜醇油的分析
雜醇油包括正丙醇、異丁醇和異戊醇。白酒衛生指標中規定:雜醇油=異丁醇+異戊醇,如用對二甲氨基苯甲醛比色法測定,正丙醇不顯色,異丁醇和異戊醇顯出的顏色也不相同。按標準要術,混合標樣中異丁醇:異戊醇=1:4并不符合其在酒中的實際比值,因而會出現標準系列與酒樣色調不完全相同而難以比較的缺陷。氣相色譜法能準確定量異丁醇和異戊醇各自含量,結果更為準確可靠。
 
(三)己酸乙酯、乳酸乙酯的快速測定
     濃香型白酒中己酸乙醋的含量是直接影響自酒質童的關鍵指標。在濃香型白酒廠的生產控制中,有時不需要酒中的全組分,而只要掌握其主體己酸乙酯的香味組分含量以及和其它香味組分尤其是乳酸乙酯的量比關系,需要一個快速測定方法。
 
分析方法:
    采用DNP柱+吐溫60柱,將柱溫升高至12O℃,此時己酸乙酯的出峰短到十幾分鐘左右,由于乙酸丁酯和異戊醇分離度下降,故不適合作內標物(內標物直接影響到各組分的定量準確性,應與其他組分完全分開),而來用乙酸異戊酯為內標物,其在乳酸乙酯前出峰。
值得注意的是:柱溫提高后,原先分離不好的糠醛和己醇分離開來,但出峰順序發生改變,己醇在糠醛之前出峰。
 
(四)丙酸乙酯的測定
   在大多數酒中,乙縮醛的含量比丙酸乙酯大得多。但有些酒中丙酸乙酯含量也不可忽視。因丙酸乙酯和乙縮醛在DNP柱上重合,因先預處理,在酒樣中加入無機酸,使乙縮醛水解成醇和乙醛,而丙酸乙酯不變,再用DNP柱分析水解后的酒樣,即可測出丙酸乙酯的含量;
  乙縮醛水解式:
 CH3CH(C2H5O)2+H2O水解 2C2H5OH+CH3CHO
1色譜分析條件
    同前DNP分析條件。
2定量分析
    采用內標法計算。將乙酸正丁酯作為內標物。
A.丙酸乙酯定量校正因子的測定
    準確吸取丙酸乙酯2mL,加入1OOmL的容量瓶中,用60%(VW)
的乙醇溶液定容,配成2%的標準溶液。
     準確吸取2%的丙酸乙酯標準溶液和2%的內標溶液各0.1mL于lOmL的容量瓶中,用60%(V/V)的乙醇溶液定容,進樣分析。
丙酸乙酯定量校正因子的計算公式:
         f丙酸乙酯=As×m丙酸乙酯/A丙酸乙酯×ms
              =As×d丙酸乙酯/A丙酸乙酯×ds
其中:
A丙酸乙酯、As--分別為組分i和內標物s的峰面積;
d丙酸乙酯、ds--分別為組分i和內標物s的密度。
B.計算酒樣中丙酸乙酯的含量
準確吸取5ml酒樣于lOml容量瓶中,滴加1:3的鹽酸溶液2滴,用蒸餾水定容,在室溫下放置lh,然后添加內標溶液0.1ml,進樣分析。
       根據公式: f丙酸乙酯=As×m丙酸乙酯/A丙酸乙酯×ms
       推導出: m丙酸乙酯=As×f丙酸乙酯/A丙酸乙酯×ms
       其中:
         A丙酸乙酯、As--分別為丙酸乙酯和內標物s的峰面積;
          f丙酸乙酯--丙酸乙酯的定量校正因子;
          ms--酒樣中內標物的含量(mg/1OOml)
         (ms=2%×0.882×O.1×1000× (10O/5)=35.28mg/lOOml)
C.計算酒樣中乙縮醛的含量
 m乙縮醛=直接進樣法測出的乙縮醛含量—m丙酸乙酯×f乙縮醛/f丙酸乙酯
 
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