流动分析仪快速检测啤酒发酵液二氧化碳

宗绪岩，李丽，*，罗惠波，黄治国，卫春会，江文涛

（1.四川理工学院生物工程学院，四川自贡643000；2.酿酒生物技术及应用四川省重点实验室，四川自贡643000）

流动分析仪快速检测啤酒发酵液二氧化碳

宗绪岩1，2，李丽1，2，*，罗惠波1，2，黄治国1，2，卫春会1，2，江文涛1，2

（1.四川理工学院生物工程学院，四川自贡643000；2.酿酒生物技术及应用四川省重点实验室，四川自贡643000）

为了更快捷、更精确的测定啤酒发酵液中二氧化碳的含量，使用连续流动化学分析仪对已知样品进行了测定。在0.15 g/100 mL~0.75 g/100 mL浓度范围内，具有良好的线性关系（R=0.99995）和重现性（RSD范围为0.547%~1.078%），空白加标回收率较准确（98.667%~101.333%），并具有较低的检出限（0.005 mg/L）。因此该方法可作为一种批量、快速、准确、环境友好的检测方法应用于生产。

批量；准确；气体透析膜；啤酒；二氧化碳

Abstract:To determine the content of carbon dioxide in beer broth,continuous flow chemistry analyzer was used for the detection of known samples.Data showed good linear relation(R=0.99995)and repeatability(RSD range 0.547%-1.078%)when the content of carbon dioxide ranged from 0.15 g/100 mL to 0.75 g/100 mL.The recovery rate(98.667%-101.333%)of control was accurate.The detection limit（0.005 mg/L） was lower.The method could be used in production for its batch,fast,accurate,and environmentally friendly.

Key words：batch;accurate;gas dialysis membrane;beer;carbon dioxide

二氧化碳在啤酒中既能提供适宜的杀口力，又能产生丰富的泡沫，因此国家标准GB 4927-2008《啤酒》中规定了啤酒成品中二氧化碳含量，但对于啤酒生产过程中的发酵液和清酒中二氧化碳含量的检测也是很有必要的，是生产企业检测的重要指标。

根据国家标准GB/T 4928-2008《啤酒分析方法》中二氧化碳测定采用的第一法——基准法，测定时间长，人为误差大，测定中使用重金属钡盐污染环境。压力法作为第二法，优点是快速、准确、操作简单、费用低廉[1]，但酒温对检测结果影响较大，酒样放置与压瓶口间距影响检测结果[2]，且该方法只能用于瓶装酒中二氧化碳含量的测定，对于发酵液或者清酒则不适用。专业的二氧化碳检测仪器，测定准确，人为误差小，但专一性过强，不能用于其他指标测定，相对设备投入过大。有报道采用电位滴定仪测定啤酒的二氧化碳含量，具有准确、简单、无需专用设备、安全可靠的优点[3]，但该法在测定过程中，啤酒或发酵液中的某些弱酸可能会影响到检测结果，造成测定误差。基准法作为国家标准规定的仲裁法，具有自身校准的能力，但对于压力法和专用的二氧化碳测定仪器，需定期进行校准，否则将产生仪器误差。

本文针对上述方法存在的问题和缺点，采用连续流动化学分析仪，使用气体膜技术，批量、快速、自动测定啤酒发酵过程中的发酵液、清酒及成品中的二氧化碳。

1 材料与方法

1.1 材料

磷酸盐缓冲液（pH6.5）、酚酞、Brij-35、碳酸氢钠、盐酸均为分析纯。

1.2 仪器与设备

微量自动化学分析仪（Astoria Analyzer System，Micro-CFA），取样三角瓶，样品杯。

1.3 标准溶液的配置

精确称取14.3182g经过98℃~100℃条件下干燥2h的碳酸氢钠，溶解后定容至100mL，即为14.3182g/100mL的碳酸氢钠浓缩液，相当于7.5g/100mL的二氧化碳浓缩液。测定时分别稀释为0.15 g/100 mL、0.30 g/100 mL、0.45 g/100 mL、0.60 g/100 mL 和 0.75 g/100 mL。

1.4 样品的分析

1.4.1 仪器参数设定

进样时间：60 s；冲洗时间：90 s；样品洗液：B-水（含Brij-35）；系统稳定时间：15 min；测定波长：550 nm；每测定10个样品做2次自动清洗和1次基线校正。

1.4.2 样品的摆放顺序

用二氧化碳（0.75 g/100 mL）的标准溶液做同步标记，后面为延迟估计和基线校正，然后按照浓度由低到高依次摆放标准液，接着是漂移校正和基线校正，最后放置样品，并设定分别对样品1#二氧化碳含量为0.38 g/100 mL、2#二氧化碳含量为0.52 g/100 mL及0.15 g/100 mL、0.45 g/100 mL的二氧化碳标准样品分别进行10次测定。

1.4.3 测定流程

2 结果与分析

2.1 标准曲线的测定

对标准溶液进行自动分析后得到标准曲线见图1。

其回归方程为：y=-5.711E-4+1.675E-1x-5.036E-2x2，R=0.99995。由此可见，在测定浓度范围内，标准曲线的线性良好，适合于定量分析。

2.2 精密度

对0.15 g/100 mL、0.45 g/100 mL的二氧化碳标准样品及样品1#和2#分别进行10次测定。结果（表1）表明，用本法测定具有较好的重复性。

表1 精密度测定结果Table 1 Result of RSD and recovery rate

2.3 空白加标回收率

已知浓度的标准品和样品的空白加标回收率测定结果见表1。二氧化碳回收率在98.667%~101.333%之间，平均加标回收率在99.956%~100.133%之间，说明该方法是可行的。

2.4 检出限

根据美国环境保护所（EPA）相关标准[4-5]，在置信水平为99%时，重复测定浓度与方法检出限接近的样品n次，计算出标准偏差STD。检出限（MDL）计算公式：MDL=2.821×STD。

试验使用浓度为0.15 g/100 mL的二氧化碳溶液作为标准样，重复测定10次，10次测定结果的标准偏差STD=0.002，方法检出限 MDL=0.002×2.821=0.005 mg/L。

3 注意事项

1）如果某个样品浓度较高，已影响到其后的样品分析时，应将被影响的样品插于其他位置重复检测，或延长进样和清洗时间并重新试验，确保结果准确。

2）如发现有渗漏，要检查管路连接是否正确；若管线老化要及时更换。

3）分析过程中，应注意气泡大小及均匀情况。如发现管路中有不均匀气泡，要立即检查产生的原因。

4 结论

传统测定方法采用人工测定，分析样品或者复杂、时间长、药品有毒时间长、药品有毒有污染，或者精度不高、人为误差大，且测定批量样品时间歇操作；本方法进行批量连续测定时，样品测定时间约为13.5min，样品间隔1.5 min，测定、分析过程均为自动操作，系统误差较小。

应用微量自动化学分析仪测定发酵液中二氧化碳含量几乎无需前处理，测定结果准确可靠，方法重复性好，检测快速，回收率高，适合于发酵液中二氧化碳的批量快速准确分析。

[1]高艳.啤酒中二氧化碳含量测定的影响因素[J].啤酒科技,2007(12):55-56

[2]江琼.啤酒中二氧化碳检测准确性的试验分析[J].啤酒科技,2010(2):50-51

[3]马美范,宋学周.电位滴定法测定啤酒中二氧化碳含量[J].酿酒,1999(1):56-57

[4]杨阳,刘莉治,李秀珍,等.水中氰化物两种测定方法的比较[J].中国卫生检验杂志,2008,18(9):1757-1758

[5]黄小红,别娜娜,周圣东.连续流动分析仪测定地表水中的总氮[J].分析仪器,2010(4):36-38

Rapid Test of Carbon Dioxide in Beer Broth with Continuous Flow Chemistry Analyzer

ZONG Xu-yan1,2,LI Li1,2,*,LUO Hui-bo1,2,HUANG Zhi-guo1,2,WEI Chun-hui1,2,JIANG Wen-tao1,2
（1.College of Bioengineering,Sichuan University of Science&Engineering,Zigong,643000,Sichuan,China;2.Liquor Making Biological Technology&Application of Key Laboratory of Sichuan Province,Zigong 643000,Sichuan,China）

2011-11-05

酿酒生物技术及应用四川省重点实验室开放基金项目（NJ2010-12）；四川理工学院科技项目（No.2010XJKRL002）

宗绪岩（1976—），男（汉），博士，研究方向：食品生物化学及发酵过程控制与监测。

*通信作者：李丽（1969—），女，讲师，从事发酵工程领域研究。