气相色谱法测定酒中乙醇含量

2022-12-30黎海华罗尔伦蓝勇波

食品安全导刊 2022年34期

黎海华，罗尔伦，李芸，蓝勇波

（深圳市计量质量检测研究院，广东深圳 518000）

酒中乙醇浓度是评价饮料酒质量的重要指标之一，强制性食品安全标准《食品安全国家标准蒸馏酒及其配制酒》（GB 2757—2012）规定了氰化物和甲醇的限量指标，氰化物和甲醇均需要用到产品的乙醇浓度进行折算。我国现行的酒的国家标准对乙醇浓度有具体要求。目前酒中乙醇浓度的检测方法《食品安全国家标准酒中乙醇浓度的测定》（GB 5009.225—2016）包括密度瓶法、酒精计法、气相色谱法和数字密度计法等，但其仅对以前老旧的方法进行了一个汇总，对不合理的地方未加以修订。例如，气相色谱法测试过程中未进行20 ℃的恒温；仪器参数中使用玻璃填充柱，存在分离效能差、易干扰等缺点，且目前的色谱仪大多采用毛细管柱；内标物4-甲基-2-戊醇在水中难于溶解。因此，本研究参考有关资料[1-5]以及美国分析化学家协会AOAC官方方法AOAC Official Method 983.13 Alcohol in Wines：Gas Chromatographic Method、AOAC Official Method 984.14 Ethanol in Beer：Gas Chromatographic Method，选择合适的色谱柱、色谱条件和试验温度，建立了以正丙醇作为内标测定葡萄酒、果酒及啤酒的气相色谱法。

1 材料与方法

1.1 材料

流通市场上购买的葡萄酒（乙醇浓度标示值12%vol）、果酒（乙醇浓度标示值11%vol）、啤酒（乙醇浓度标示值4%vol）典型样品各1 批。

1.2 试剂

乙醇和正丙醇标准品：乙醇（C2H6O，CAS 号：64-17-5，纯度≥99.0%），Merck，或经国家认证并授予标准物质证书的标准品；正丙醇[CH3（CH2）2OH，CAS 号：71-23-8，纯度≥99.0%]，Merck，或经国家认证并授予标准物质证书的标准品；一级实验室用水。

1.3 仪器与设备

7890B 气相色谱仪（FID）：美国Agilent 公司；K20-NR 恒温循环水槽：德国Huber 公司。

1.4 试验方法

1.4.1 色谱条件

色谱柱：键合/交联聚乙二醇固定相石英毛细管色谱柱（60 m×0.25 mm，0.25 μm）；载气：高纯氮；恒流模式；柱流速：1.0 mL·min-1；采用程序升温：柱初始温度40 ℃，保持5 min，以3 ℃·min-1速率升温至55 ℃，再以10 ℃·min-1速率升温至150 ℃，再以40 ℃·min-1速率升温至220 ℃，保持5 min；进样口温度：200 ℃；检测器温度：250 ℃；氢气流量：30 mL·min-1；空气流量：350 mL·min-1；进样量：0.5 μL；进样方式：分流进样；分流比：100∶1。

1.4.2 标准溶液的配制

（1）乙醇使用液（10%）。移取恒温至20 ℃的乙醇10.00 mL 于100 mL 容量瓶中，用20 ℃的水定容至刻度，混匀。临用现配。

（2）正丙醇内标使用液（10%）。移取恒温至20 ℃的正丙醇10.00 mL 于100 mL 容量瓶中，用20 ℃的水定容至刻度，混匀。临用现配。

（3）乙醇标准系列工作液。分别移取恒温至20 ℃的乙醇使用液0.10 mL、0.20 mL、0.50 mL、1.00 mL 和2.00 mL 于10 mL 容量瓶中，用20 ℃的水定容至刻度，再加入20 ℃的正丙醇内标使用液0.50 mL，混匀，得到浓度为0.10%、0.20%、0.50%、1.00%和2.00%的乙醇标准系列曲线。临用现配。

1.4.3 试样制备

移取1.00 mL 蒸馏后的试样（液温20 ℃）于10 mL 容量瓶中，用20 ℃的水定容至刻度线，加入0.50 mL 恒温至20 ℃的正丙醇内标使用液，混匀。

2 结果与分析

2.1 标准曲线

以各标准系列溶液的乙醇含量为横坐标，以乙醇和正丙醇内标峰面积的比值为纵坐标，绘制标准曲线。由图1可知，在乙醇浓度在0.10%～2.00%，标准曲线方程为y=0.801 70x-0.000 42，相关系数（r）大于0.999 9。

图1 乙醇标准曲线

2.2 精密度试验

本文选择种类为葡萄酒、果酒、啤酒的样品进行精密度试验，其RSD 在0.196%～0.648%，符合《合格评定化学分析方法确认和验证指南》（GB/T 27417—2017）中对方法精密度的要求，结果见表1。

表1 精密度试验测定结果（n=6）

2.3 加标回收率试验

本文采用加标回收考察方法的正确性。酒中乙醇为主含量物质，不适合直接进行加标测试，需先以蒸馏加热方式除去乙醇，剩下的样品基质再用100 mL容量瓶定容，作为空白样品。在空白样品基质中分别加入低、中、高（啤酒：0.10 %vol、4.00 %vol、8.00 %vol；葡萄酒：0.10 %vol、12.0 %vol、18.0 %vol；果酒：0.10 %vol、10.0 %vol、18.0 %vol）3 种浓度的标准溶液覆盖对应酒类的常用酒精度范围，每个浓度进行3 平行测定，计算回收率。由表2可知，方法的平均加标回收率在98.2%～100.0%，符合《合格评定化学分析方法确认和验证指南》（GB/T 27417—2017）中对方法回收率的要求。

表2 加标回收率试验结果（n=9）

2.4 方法比对（t-检验法）

依照《合格评定化学分析方法确认和验证指南》（GB/T 27417—2017）准确度评价依据，可根据已知国家认可的参考方法来评价另一种方法的偏倚，并使用t-检验法对分析方法间的显著性差异进行评估。因此，选取可同时适用GB 5009.225—2016 第一法密度瓶法和本方法检测的样品，进行方法对照实验，以此来对本方法准确度进行考察。选取啤酒、葡萄酒、果酒样品，使用两种方法同时测定其乙醇浓度。由表3可知，经两两配对进行t检验，t值在0.60～1.52，均小于2.23[t（0.05,10）=2.23，P=0.95]，说明在95%的置信区间内，两种检测方法检测结果不存在显著性差异，说明本方法准确可靠，符合要求。