快速检测酱油和食醋中乙醇的含量

钱滢文,张彦军,柴宗龙,王杰斌,袁彩霞,洪霞

(1.甘肃省商业科技研究所，兰州 730010；2.甘肃中商食品质量检验检测有限公司，兰州 730010)

酱油和食醋是我国传统的调味品，具有悠久的历史，作为人们日常生活中重要的调味品，酱油和醋是以粮食为原料经多种微生物共同发酵而成的，含醇、有机酸、酯、酚、醛和糖类等多种物质，这些成分共同赋予了酱油和食醋的色、香、味等特性，其中香气成分是评价酱油和醋质量的重要指标之一，而乙醇是酱油和食醋重要的特征香气成分[1-5]。我国于2000年9月1日颁布了酱油和食醋的国家标准，在GB 18186-2000《酿造酱油》和GB 18187-2000《酿造食醋》中都明确规定要如实标明酱油和食醋的生产方法[6，7]，但是由于缺乏规范的生产工艺标准和质量检测标准，假冒伪劣产品屡禁不止，危害了人体健康及行业的健康发展[8-10]。乙醇含量的多寡对酱油和食醋的营养价值与卫生指标有重要意义，可以准确地定性鉴别真假酱油和食醋[11-15]，因此把酱油和食醋中乙醇的含量列为常规检测指标很有必要。

顶空气相色谱法(HSGC)是用气相色谱法来分析封闭系统中与液体(或固体)样品相平衡的气体的方法。HSGC法采用气体进样，免除了样品基质对色谱柱的污染，并能除去非挥发物的干扰，使得谱图简单，干扰峰少。通过利用HSGC法的优点，本文采用HSGC法快速测定酱油和食醋中的乙醇含量，从而达到快速测定酱油和食醋样品中乙醇含量的目的。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

硫酸镁和硫酸铵 天津市凯信化学工业有限公司；硫酸钠和氯化钠 天津市大茂化学试剂厂；Agilent 7890B气相色谱仪、7697A 顶空自动进样器和20 mL顶空进样瓶 美国Agilent科技公司；色谱乙醇(99.9%) 瑞典Oceanpak公司；氮气和氢气 中国科学院兰州化学物理研究所；UPH-I-40L落地式超纯水机 四川优普超纯科技有限公司；XB220A直读式万分位比重天平 上海天美天平仪器有限公司；试验用水(均为超纯水)、酱油和食醋 随机购于市场及超市。

1.2 实验方法

1.2.1 标准溶液配制

准确称取乙醇1.000 g于100 mL 容量瓶中，用超纯水定容，得到浓度为10 mg/mL的储备液；分别准确量取10.0 mg/mL 储备液0.1，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0 mL于100 mL 容量瓶中，用超纯水定容，得到一系列标准溶液10，20，40，60，80，100 mg/L，将配制好的储备液和标准溶液置于冰箱保存待用。

1.2.2 色谱分析条件

HP-5MS(30 m×0.25 mm×25 μm)；FID 检测器温度为250 ℃，氢气流速为 35 mL/min，空气流速为400 mL/min，尾吹(N2) 流速为25 mL/min；进样口温度为200 ℃，分流比为30∶1； 柱流速为1 mL/min; 柱温平衡时间1.0 min，程序升温40 ℃(保持6 min)，以20 ℃/min升至200 ℃。顶空平衡温度为90 ℃；平衡时间为30 min；气液体积比为1∶1。

1.2.3 样品分析

取酱油或食醋样品0.1 mL，加超纯水9.9 mL于顶空进样瓶中，并加1.0 g无水硫酸钠，立即盖紧瓶盖，在自动恒温箱中于90 ℃ 条件下平衡30 min，气液比1∶1，在最佳选取条件下检测乙醇的含量。

1.3 实样计算

在实样检测中、酱油或食醋乙醇含量的计算公式如下：

式中：Ci为0.1 mL酱油或食醋样品，加超纯水定容至10 mL后乙醇含量的测定值，可由线性方程计算得到，mg/L；C为酱油或食醋中乙醇的含量，mg/L。

2 结果与分析

2.1 顶空平衡条件的选择

顶空平衡时间和平衡温度的选择对乙醇含量的测定起着至关重要的作用。采用酱油样品按1.2.3步骤，顶空平衡时间分别在20，25，30，35，40 min进样分析，见图1。30 min后，得到的峰面积已经趋于稳定，说明此时已达到气液平衡，因此本试验选择恒温时间为 30 min。

图1 不同平衡时间对峰面积的影响Fig.1 Effects of heating time on the peak area

平衡温度在 60，70，80，90，100 ℃进样分析，比较乙醇的峰面积，见表1。

表1 平衡温度的优化Table 1 Optimization of equilibrium temperature

峰面积随着温度的增加而增加，考虑到100 ℃时产生的大量水蒸气对色谱柱产生的影响，因此，选择90 ℃为最佳平衡温度。

2.2 电解质及其用量的选择

样品中添加无机盐电解质可提高溶液的离子强度，增加待测组分的活度系数，从而达到提高顶空响应即提高方法灵敏度的目的。本文对硫酸镁、硫酸铵、硫酸钠和氯化钠4种盐分别采用酱油样品按照1.2.3进行实验，见图2。

图2 不同电解质对峰面积的影响Fig.2 Effects of electrolyte on the peak area

发现硫酸钠的效果最好，所以选择硫酸钠作为添加电解质。为了考察不同量的硫酸钠对萃取效果的影响，加入0.5，0.8，1.0，1.5，2.0 g硫酸钠，结果见图3。

图3 不同硫酸钠的量对峰面积的影响Fig.3 Effects of sodium sulfate on the peak area

在加入0.5～1.0 g硫酸钠时，样品峰面积随着无机盐量的增加而增加；但当硫酸钠过量时，会减小扩散速度，延长达到平衡的时间。综合考虑，本试验选取加盐量为1.0 g作为离子强度调节剂。

2.3 线性范围和检出限

取1.2.1配制的乙醇系列标准工作液，在最佳的实验条件下测定，所得色谱图见图4。

图4 60 mg/L乙醇标准溶液的色谱分离图Fig.4 Chromatographic separation diagram of ethanol standard solution (60 mg/L)

由图4可知，乙醇的保留时间为4.618 min，色谱峰分离良好。以进样质量浓度为横坐标、峰面积为纵坐标，见图5。

图5 乙醇标准曲线Fig.5 The standard curve of ethanol

得到标准曲线Y=2.056X+13.365，相关系数r=0.9984，在10～100 mg/L范围内线性关系良好，以3倍信噪比(S/N=3)确定检测限为1.6 mg/L，满足定量分析要求。

2.4 精密度和回收率

表2 精密度实验Table 2 Precision test

各取6份食醋和酱油样品，按1.2.3实验方法进行测定，由表2可知，食醋和酱油乙醇测定结果的RSD分别为3.03%和2.49%，表明该方法具有良好的精密度。向食醋和酱油样品中分别加入低、中、高3种不同浓度的乙醇标样，按1.2.3实验方法进行测定(见表3)，实验的回收率为 95.49%～101.85%，RSD为1.04%～4.88%， 证明该方法能够满足分析的要求。

表3 回收率实验Table 3 Recoveries test

2.5 实样检测

利用本方法按1.2.3样品分析步骤对市售食醋和酱油6个样品进行定性定量分析，测定乙醇含量值，见表4。

表4 实样检测结果Table 4 Sample testing results

由表4可知，酱油中乙醇含量在6427～7349.5 mg/L之间，食醋中乙醇含量为1250.2～4460.8 mg/L，与报道结果基本一致[16]，且RSD为1.39%～8.77%，说明方法适用性良好，该方法能够满足酱油和食醋中乙醇含量的测定。

3 结论

建立了以顶空气相色谱快速检测酱油和食醋中乙醇含量的方法，方法的线性范围为10～100 mg/L，相关系数为0.9984，检出限为1.6 mg/L，样品加标回收率为95.49%～101.85%。应用于酱油和食醋检测，检出乙醇含量为1250.2～7349.5 mg/L， RSD介于1.43%～8.77%之间。本方法操作快速简单，精密度高，能够满足酱油和食醋中乙醇含量的检测要求，为保证产品质量提供了参考。

参考文献：

[1]刘婷,孙晶,罗秀华,等.微萃取技术在食醋香气成分分析中的应用[J].中国调味品,2014,39(9):132-137.

[2]冯志成,张庆庆,阚清华,等.酱油中主要风味物质的测定分析[J].安徽工程科技学院学报(自然科学版),2010,25(1):8-10.

[3]Zhou Z L,Kong X W,Ji Z W,et al.Elucidation of the aroma compositions of Zhenjiang aromatic vinegar using comprehensive two dimensional gas chromatography coupled to time-of-flight mass spectrometry and gas chromatography-olfactometry[J].Journal of Chromatography A,2017,1487:218-226.

[4]Feng Y Z,Cai Y,Sun D X,et al.Reducing the influence of the thermally induced reactions on the determination of aroma-active compounds in soy sauce using SDE and GC-MS/O[J].Food Analytical Methods,2017,10(4):931-942.

[5]唐杰,龙晓琴,何银,等.赤水晒醋的香气成分分析研究[J].中国调味品,2011,36(10):135-139.

[6]GB 18186-2000，酿造酱油[S].

[7]GB 18187-2000，酿造食醋[S].

[8]刘少伟,阮赞林.“毒”酱油是怎样炼成的[J].质量与标准化,2014,40(10):28-29.

[9]杜兴林,秦娜.探讨我国食醋安全生产与监管[J].食品安全导刊,2015(6):19-20.

[10]Liu Y,Liu F Y,Zhang J F,et al.Insights into the nature of food safety issues in Beijing through content analysis of an internet database of food safety incidents in China[J].Food Control,2015,51:206-211.

[11]李鑫,陈小珍,姜侃,等.基于食醋中乙醇的δ13C值对其真伪鉴别的应用初探[J].中国调味品,2015,40(12):31-35.

[12]郭春红,代兴碧,吕长富,等.酸性重铬酸钾法快速鉴别酿造、勾兑酱油和醋的方法研究[J].重庆医科大学学报,2011,36(8):962-964.

[13]陈伯林.乙醇对酱油发酵体系中蛋白酶系的影响研究[J].现代食品科技,2011,27(10):1192-1195.

[14]谭建兵,代兴碧,周亮.酱油中乙醇的吹气分离-碱性高锰酸钾褪色法[J].中国卫生检验杂志,2013,23(10):2269-2270，2282.

[15]奚宽鹏,赵顺华,李信,等.酿造食醋与配制食醋鉴别方法研究现状[J].中国酿造,2017,36(11):7-10.

[16]阎玉林.酱油和醋香气成分的测定及生产工艺鉴定研究[D].武汉:华中农业大学,2008.