關于氣相色譜內標法測定白酒中甲醇含量的研究

◎ 曹 靜

（靖邊縣食品檢驗檢測中心，陜西 榆林 718500）

白酒中的CH3OH 是在白酒發酵環節中，原料與輔料中果膠質內甲基酯降解而成的，它不僅能夠與有機酸反應產生酯類，出現不同的酒香，而且CH3OH本身就有很大的毒性，其在身體中積累，即使少量的CH3OH 也能引發慢性中毒、頭疼惡心、視力不清晰，5 ～10 mL 就能導致失明，對大腦神經特別是視神經損傷較大。中國是酒類消費主地，尤其是白酒消耗量位居世界第一，所以控制好白酒中CH3OH 的含量，保障人民身體健康是一項非常關鍵的工作。為此，CH3OH 含量屬于酒類商品衛生監督測定的重要指標。國家對CH3OH 的含量提出了明確的規定，為保障食品安全，需要制定精確可行的CH3OH 含量檢測方法。國家標準GB 5009.266-2016《食品安全國家標準 食品中甲醛的測定》顯示，CH3OH 的測定方法是氣相色譜毛細管柱內標法，該實驗選擇氣相色譜內標法檢測白酒中CH3OH 的含量，測出CH3OH 的結果正確，穩定性好，而且可以迅速分離白酒中的其他不同氣味，最后得到一種簡便、靈敏度高與顯著分離效果的新測定方法。

1 材料與方法

1.1 實驗材料與藥品

乙醇（AR）與甲醇（GR），購自阿拉丁藥劑有限公司，實驗水為超純水。

1.2 儀器設備

氣相色譜設備Agilent 7820，帶FID（載氣為氮氣，燃燒氣體為氫氣，助燃器為Air），毛細管柱HP-5 （30 m×0.33 mm×0.25 μm）；DHG-9075 號電熱恒溫 鼓風設備以及BSA323S 電子稱。

1.3 色譜要求

柱溫的升溫程序：初始溫度4 ℃，維持2 min，以 5 ℃·min-1的速度升高到90 ℃之后，以50 ℃·min-1的速度升高到230 ℃，氣化溫度為240 ℃，分流比例為100 ∶1，大 氣 流 量 為400 mL·min-1， 柱 流 量 為1 mL·min-1， 測定設備溫度為300 ℃，H2流量為30 mL·min-1，放樣量為1 μL[1]。色譜圖如圖1 所示。

圖1 色譜示意圖

1.4 單因素檢測

1.5 正交測試

基于單因素測試，該實驗選擇3 因素3 水平L9（33）正交測試設計，具體見表1。

表1 測試因素水平參數表

1.6 分析方法

（1）操作曲線。精準配備0.1 mg·mL-1CH3OH 標準液體，逐次取0.5、2、4、6、8 mL 和10 mL 的CH3OH 標準液體在10 mL 的容器中，再添加60%的乙醇水溶液定容，最后獲得5-100μg·mL-1CH3OH 溶液，展開色譜研究。

（2）精密度和樣本加標回收率測試。①日內精密度，選擇同種未知白酒，平行檢測6 次，求出其相對標準偏差RSD。②日間精密度，次日取同種未知白酒，平行檢測6 次，求出其相對標準誤差RSD[2]。③樣本加標回收率，選擇2 份同種白酒，其中一份添加1 mL 的定量標準CH3OH；2 份樣本都在相同條件下做加標回收測試，平行檢測6 次。

（3）最低測出限。2 倍信號噪音比相應的樣本濃度為：DL=3Nc/h

其中，DL 表示檢測下限（mg·L-1）；c，表示組分質量含量（mg·kg-1）；h 表示對應峰高（μV）；N表示基線噪音峰高（μV）。

1.7 未知白酒樣本的檢測

采取隨機方法獲得的10 個白酒樣本，根據正交試驗完善的分析CH3OH 的色譜要求檢測白酒中CH3OH的含量。

2 結果與分析

2.1 單因素測試

2.1.1 選取氣化氣溫

（1）2018年 1月 23日發布的 《2017年京東商品短視頻數據研究報告》，通過對京東商品短視頻大數據的研究分析可知2017年短視頻在電子商務領域全面爆發，增長強勁。短視頻內容與電子商務高度結合將成為提升用戶體驗與內容營銷的重點方向。25%的京東用戶會在購買前主動觀看短視頻。2017年下半年商品短視頻平均每周環比增加超過20%，11月呈現爆發式增長，還比10月商品短視頻數量增加超過70%，視頻播放量也實現飛躍式增長。

由圖2 得知，溫度為240 ℃時，AR 峰（乙醇）與GR峰（甲醇）相重疊，且拖尾，但當溫度上升至300 ℃后，峰徹底分離[3]。故此次實驗選擇的氣化氣溫為300 ℃。

圖2 峰面積與氣化氣溫示意圖

2.1.2 H2流量優化

由圖3 得知，在H2流速為22 mL·min-1時，GR 峰面積最小，但是GR 峰面積會隨著H2流速的加大而增加，當H2流速為28 mL·min-1時峰面積最大，隨后GR峰面積伴隨H2流速的加大而慢慢縮小[4]。因此，本實驗H2流速選用28 mL·min-1。

圖3 峰面積與H2 流量優化示意圖

2.1.3 增溫速率選取

增溫速率在4 ℃·min-1時，GR 峰與AR 峰不徹底分離，但伴隨增溫速率的加大，GR 峰與AR 峰慢慢分離，隨后在6 ℃·min-1開始分離徹底緊隨著增溫速率然后加大GR 峰，且拖尾[5]。所以，本實驗柱溫選取 6 ℃·min-1。

2.1.4 載氣流速選取

但載氣流速是0.8 mL·min-1時，峰型前伸與拖尾；伴隨流速加大，在1 mL·min-1峰形逐漸縮小尖銳；隨后持續加大令峰形重疊，干擾分離效果。

2.1.5 測定設備溫度選取

由圖4 發現，當溫度為280 ℃時，GR 峰（甲醇）面積最小，隨后GR 峰面積伴隨測定設備溫度的升高而加大，在300 ℃時峰面積最大，后GR 峰面積隨測定設備溫度升高而不斷減小。因此，本實驗測定設備溫度選取300 ℃。

圖4 峰面積與測定設備溫度示意圖

2.2 正交結果

通過上述單因素測試獲得最優單因素為載氣流速 1 mL·min-1、氣化氣溫300 ℃、升溫為6 ℃·min-1。3 個因素對CH3OH 分離效果的影響大小依次是為A ＞C ＞B。 最好水平組合是A2B2C3，即氣化溫度330 ℃、升溫為6 ℃·min-1、載氣流速1 mL·min-1。和單因素測試結果存在誤差，氣化氣溫因素極差值誤差是0.11，影響檢測的分離條件是氣化氣溫小于柱溫，柱溫小于載氣流速（如表2 所示）。因此，此次實驗選擇載氣流速 1 mL·min-1、氣化氣溫300 ℃、升溫為6 ℃·min-1為最優色譜標準。

表2 分離極度差研究結果表

2.3 分析方法學探究

2.3.1 CH3OH 標準曲線

以CH3OH 含量為橫坐標x，GR 峰面積為縱坐標y，分析線性回歸。方程式為：y=66.208x+1.7126，r 為0.999 6。表示CH3OH 在所取的含量范圍內其含量與GR 峰面積是較好的線性關系。

2.3.2 精密度、最低測出線以及加標回收率的檢測

在日內與日間平行檢測6 次CH3OH 含量，其RSD 分別是2.074%和2.403%，結果顯示該方式精密度很好。加標回收率保持在83.87%～94.54%，最低測出限是3 倍的信噪比，即DL=0.42 mg·L-1。

2.4 未知白酒樣本檢測

使用完善的色譜條件來檢測10 種白酒樣本中CH3OH 含量，檢測獲得的結果在4.19 ～66.98 mg·L-1。具體檢測結果如表3 所示。

3 結論

試驗結果顯示，初始40 ℃（維持2 min），以 6 ℃·min-1的速度上升到90 ℃后，測定設備氣化溫度300 ℃，H2流量28 mL·min-1，載氣流量為1 mL·min-1， 放樣量為1 μL 的色譜標準，能夠測定白酒中的CH3OH 含量。

表3 10 種白酒的CH3OH 含量檢測結果表