顶空气相色谱法测定啤酒中乙醛含量

智越 李哲 姜志广 康晓霞

摘 要：本文使用配备毛细管柱和氢火焰离子检测器的气相色谱仪建立了一种顶空气相色谱法快速测定啤酒中乙醛含量的方法。结果表明，乙醛标准曲线范围在2～30 mg/L时具有良好的线性关系，相关系数为0.999 8;对同一啤酒重复测定6次，相对标准偏差为1.6%，检出限为0.1 mg/L;对啤酒进行加标回收测定，回收率在83.8%～95.5%。该方法操作简单、灵敏度高、结果准确度高，适合啤酒中乙醛含量的测定。

关键词：啤酒;乙醛;内标法;顶空气相色谱法

Determination of Acetaldehyde Content in Beer by Headspace Gas Chromatography

ZHI Yue1， LI Zhe1， JIANG Zhiguang2， KANG Xiaoxia2

（1.Bayannur City Product Quality Measurement and Testing Center， Bayannur 015000， China; 2.Yanjing Beer Inner Mongolia Jinchuan Co.， Ltd.， Bayannur 015000， China）

Abstract： A headspace gas chromatographic method for the rapid determination of acetaldehyde in beer was established by using a gas chromatograph equipped with capillary column and hydrogen flame ion detector. The results showed that the acetaldehyde standard curve had a good linear relationship in the range of 2～30 mg/L， the linear correlation coefficient r was 0.999 8; The relative standard deviation was 1.6% and the detection limit was 0.1 mg/L; The recovery rate ranged from 83.8% to 95.5%. The method has the advantages of simple operation， high in sensitivity and high in accuracy， which is suitable for the determination of cyanide content in beer.

Keywords： beer; acetaldehyde; internal standard method; headspace gas chromatography

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（批號：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。

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。

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。

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。

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。

参考文献

[1]沈楠.低产乙醛啤酒酵母的选育[D].无锡：江南大学，2013.

[2]LI H M，LI H J，LIU X H，et al.Analysis of volatile flavor compounds into permeated wheat beer by head space sampling-gas chromatography[J].Int J Agr Biol Eng，2012，5（2）：67-75.

[3]先元華，朱玉洁，梁宗余.不同固定化酵母载体对啤酒风味成分影响研究[J].中国酿造，2015，34（4）：47-50.

[4]崔云前，苏文超，吴梓萌，等.啤酒中常见异味成分控制的研究进展[J].中国酿造，2019，38（1）：9-12.

[5]苗延林.气相色谱分析啤酒中风味成分最简单的方法：直接进样法[J].中国酿造，2004，23（5）：35-37.

[6]张源麟，董建军，郝俊光，等.顶空固相微萃取-气相色谱-质谱法同时检测啤酒酿造大米中16种风味物质含量[J].食品科学，2015，36（22）：75-79.