液相色谱分析法在白酒检测中的运用分析

2022-11-16李永霞

食品安全导刊 2022年23期

李永霞

（金徽酒股份有限公司，甘肃陇南 742300）

白酒是以粮谷为原材料，把大曲、小曲、麸曲或者酒母当作糖化发酵剂，再经过蒸煮、糖化、发酵和蒸馏等工序制作而成的蒸馏酒。白酒主要是由酒精和水组成的，除此之外，白酒中还含有各种有机物，包括醛类、醇类、酸类、酯类、高级醇和多元醇等。由于地域、酿造工艺、发酵时间、存储时间以及原料取材等因素的影响，白酒的微量有机物含量都不尽相同，各类有机物比例的不同，也就形成了不同风味的白酒。

1 白酒中的微量有机物

1.1 有机酸

有机酸能有效消除白酒中的异味，让白酒拥有浓香型风味[1]。有机酸主要有乳酸、乙酸、丁酸和己酸，占有机酸含量的89%左右，也被称作白酒的四大酸。白酒的香味和口感主要由四大酸的含量和配比决定。其中，乳酸主要是抑制白酒有害生物的繁殖，减少白酒的苦涩感和辛辣感，但是含量过高，也会降低白酒口感；乙酸的主要作用是散发和缓和白酒本身的香味，如果含量过高，也会抑制白酒自身的香味；丁酸拥有水果的香味，可以提高白酒的窖香，不过过多的丁酸会使白酒出现其他异味；己酸能提升白酒的香味，过量的己酸会让白酒变浑浊。

1.2 氨基甲酸乙酯

氨基甲酸乙酯又被称作尿烷，在白酒中是一种常见的代谢副产物。有研究表示，氨基甲酸乙酯属于2A类的致癌物质，而乙醇有促进氨基甲酸乙酯的致癌性的作用。氨基甲酸乙酯主要在白酒的发酵和存贮过程中形成，乙醇和尿素也会加速氨基甲酸乙酯形成[2]。

1.3 甜味剂

在很多小型加工企业，为了提升白酒甘醇的口感，会在白酒加工期间违规添加某些甜味剂。纯白酒中禁止使用甜味剂，非纯白酒对甜味剂的使用也有限制[3]。例如，《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》（GB 2760—2014）中就明确规定了甜蜜素、纽甜和阿斯巴甜等甜味剂的限量和适用范围。

1.4 酯类化合物

白酒在发酵后期会产生酯类化合物，在芳香性物质中含量最高，其中主要包括乙酸乙酯、乳酸乙酯、己酸乙酯等。浓香型和浓酱兼香型白酒的主体香味为己酸乙酯，其含量也直接影响着白酒的质量[4]。

2 液相色谱分析法概述

高效液相色谱分析法（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）是将液体作为流动相，使用高压输液系统，将缓冲液、不同比例混合的溶剂或者具有不相同极性的单一溶剂等流动相泵入装有固定相的色谱柱，待色谱柱内成分均被分离之后，在检测器内进行检测，实现对试样的分析[5]。高效液相色谱法主要用于检测难挥发性物质。

高效液相色谱仪由5个系统构成。①高压输液系统，包括梯度洗脱装置、过滤器、高压输液泵和储液罐等。②进样系统，是指把标准品以及处理好的样品注入高效液相色谱仪的部分，例如使用六通阀。其操作简单，有利于实现自动化操作，还具有良好的重现性，因此被广泛应用。③分离系统，主要作用为将性质类似的混合物分开，是液相色谱仪不可缺少的部分，分离系统中物质不同，流动相和固定相的分配系数不相同，从而能使混合物分离开。使用梯度洗脱可以缩短检测时间，使分离达到更好的效果。④检测系统是将经过高效液相色谱仪分离后的组分转化为一种能计算电信号的装备。检测器种类繁多，选择检测器应该参照待测物质的性质。⑤数据处理系统，在进样参数设置、参数设置以及数据处理分析的场景下使用。

3 白酒微量组分定量检测及相关性分析

3.1 酸类物质

白酒的香味主要受酸类物质影响，不同种类和数量的有机酸会给白酒带来不同的口感和风味。一定量的酸不仅具有缓冲效果，还会提升白酒的甜度。好的白酒的含酸量普遍高于普通白酒，因此含酸量对白酒品质有重要作用。张瑞景等[6]通过高效液相色谱法同时对己酸、乳酸、乙酸和丁酸4种有机酸进行测定，再通过调整白酒中乙醇的体积分数（1%～70%），研究白酒中乙醇含量的差异对4种酸的影响，并基于此结果提出改良策略。结果表明，在8～430 mg/L有机酸拥有良好的线性关系，相对标准偏差小于1.6%，加标回收率在97.24%～104.40%。乙醇的比例与丁酸和己酸的保留时间没有直接关系，但是对乳酸和乙酸有部分影响，表现在乙醇的体积分数低于3%时，其保留时间与标样的保留时间有0.1 min的差值。此研究针对3种不同香型的白酒，结论也能充分证明不同白酒之间的四大酸含量存在差异，测得的实验数据与白酒的香味有关，结论与实际相符，因此该方法可用于白酒实际生产过程中对乳酸、乙酸、丁酸和己酸的测定。

刘露等[7]采用液相色谱法对白酒中的琥珀酸进行了分析检测，流动相为0.02 mol/L KH2PO4，pH 2.3，色谱柱是Acquity UPLC BEH C18（50 mm×2.1 mm， 1.7 μm），过滤使用0.22 μm滤膜，柱温箱控制在30 ℃，检测的波长为210 nm，流动相流速是0.2 mL/min，进样量10 μL。结果表明，保留时间是2.1 min，精密度值为1.17%，线性相关系数为0.999，加标回收率在89.0%～101.8%，满足分析琥珀酸的方法要求。使用该方法测定琥珀酸，前处理简单，实验时间短，可以准确对琥珀酸进行分析，满足实验要求。证明高效液相色谱法可以精确分析白酒中酸类的有效成分和含量，为白酒的品质控制提供了实验科学支撑。

3.2 氨基甲酸乙酯

熊晓通等[8]利用了氨基甲酸乙酯在高分辨质谱仪一级全扫模式下会发生源内裂解的现象进行实验，完整的实验需要10 min，且只需要使用烘箱将酒样内部的乙醇挥发，再进行定容。高端白酒的馏酒温度高，部分产品中氨基甲酸乙酯含量比较低，因此检测时很难满足氨基甲酸乙酯的定量测定，该实验方法的检出限为0.95 μg/L，定量限为3.17 μg/L，可以对氨基甲酸乙酯含量较低的白酒进行测定。该实验方法测定的数据准确率高、速度快、响应值高，可以实现大量高端白酒的快速检测，满足对白酒氨基甲酸乙酯检测的需要。

尤小龙等[9]对比了高效液相色谱法和气相色谱法对白酒中氨基甲酸乙酯的检测效果。结果表明，采用高效液相色谱法进行检测时，回收率在84.9%～105.1%，检出限为4.0 μg/L，相对标准偏差低于6.84%，其重复性和准确性均符合白酒检测的实验要求，且该法具有前处理迅速方便、使用试剂毒性低等优点。因此，使用液相色谱法进行氨基甲酸乙酯的测定是高效且可行的。

3.3 甜味剂

马雪丰等[10]使用高效液相色谱法同时对白酒中安赛蜜、纽甜、阿斯巴甜、甜蜜素、糖精钠和三氯蔗糖6种甜味剂进行测定。根据研究选定色谱柱为ZORBAXSB-C18（4.6 mm，5 μm），流动相为乙腈-乙酸铵（20 mmol/L），进行梯度洗脱，并在定量分析时采用外标法。结果表明，25 min即可将这6种甜味剂进行有效分离，质量浓度在5～100 μg/L 剂进与峰面积具有良好的线性关系（相关系数＞0.9999）。在3个加标水平下，样品平均回收率为87.0%～103.1%，相对标准偏差小于3%。该研究操作简单、实验速度快、结果准确，可以同时对6种不同的甜味剂同时进行测定，为未来使用液相色谱法进行甜味剂的测定奠定坚实基础，提供有效的技术支持。过度摄入甜蜜素会对人体健康产生不良的影响，因此国家将甜蜜素作为国家管控的食品添加剂。然而，一些无良商家为了提高自身的经济利益，将过量的甜蜜素添加到白酒之中，因此必须加大对其的检测力度。检测甜蜜素时使用高效液相色谱法不会出现存在其他相似有机物而使得测得结论不准确的假阳性情况，同时在检测过程中，该方法的灵敏度、线性范围宽度、精度等指标都可以达到国家标准，是一种有效测定甜蜜素的方法，值得推广使用。

3.4 酯类化合物

王群等[11]使用Shim-packVp-ODS C18柱高效液相色谱法同时对乳酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸乙酯和己酸乙酯进行测定。结果表明，乙酸乙酯的回收率在97.01%～99.64%，其相对标准偏差为1.41%。测量过程符合白酒的质量检测要求，同时通过高效液相色谱法可以缩短测定时间，保证较高的准确率，为乙酸乙酯在白酒中的含量测定提供了参考。

3.5 原料

白酒酿酒工艺的原料粮中可能存在农药残留，农药的含量也关乎白酒行业的酒水安全。德国、美国等国家对酒水原材料已经进行食品检测并有相关研究报道，但我国对此研究较少。罗莉等[12]采用高效液相色谱-质谱联用法对白酒原料中的农药进行检测，包括吡虫啉、啶虫脒、噻虫嗪等14种农药的残留情况。实验中使用电喷雾离子源（Electron Spray Ionization，ESI），液相色谱柱，采用多反应离子进行监测，结果表明检测方法准确度高，可行性强。高效液相色谱-质谱联用法可以对白酒进行原料检测，满足其测定的要求，也是一种有助于提升白酒行业食品安全的可行性强的检测方法。

3.6 酚类物质

吴子阳等[13]利用高效液相色谱和固相萃取相结合的方法对五种酚类物质进行检测，包括阿魏酸、对香豆酸、丁香酸、没食子酸和（+）-儿茶素水合物。结果表明，加标回收率为84.1%～100.7%，检出限为0.98～12.20 μg/L，5类酚类化合物中标准曲线的相关系数在0.9945～0.9999，其线性关系良好，证明高效液相色谱法对酚类物质的检测是可行的。