快速檢測醬油和食醋中乙醇的含量

錢瀅文,張彥軍,柴宗龍,王杰斌,袁彩霞,洪霞

(1.甘肅省商業(yè)科技研究所，蘭州 730010；2.甘肅中商食品質(zhì)量檢驗檢測有限公司，蘭州 730010)

醬油和食醋是我國傳統(tǒng)的調(diào)味品，具有悠久的歷史，作為人們?nèi)粘Ｉ钪兄匾恼{(diào)味品，醬油和醋是以糧食為原料經(jīng)多種微生物共同發(fā)酵而成的，含醇、有機酸、酯、酚、醛和糖類等多種物質(zhì)，這些成分共同賦予了醬油和食醋的色、香、味等特性，其中香氣成分是評價醬油和醋質(zhì)量的重要指標之一，而乙醇是醬油和食醋重要的特征香氣成分[1-5]。我國于2000年9月1日頒布了醬油和食醋的國家標準，在GB 18186-2000《釀造醬油》和GB 18187-2000《釀造食醋》中都明確規(guī)定要如實標明醬油和食醋的生產(chǎn)方法[6，7]，但是由于缺乏規(guī)范的生產(chǎn)工藝標準和質(zhì)量檢測標準，假冒偽劣產(chǎn)品屢禁不止，危害了人體健康及行業(yè)的健康發(fā)展[8-10]。乙醇含量的多寡對醬油和食醋的營養(yǎng)價值與衛(wèi)生指標有重要意義，可以準確地定性鑒別真假醬油和食醋[11-15]，因此把醬油和食醋中乙醇的含量列為常規(guī)檢測指標很有必要。

頂空氣相色譜法(HSGC)是用氣相色譜法來分析封閉系統(tǒng)中與液體(或固體)樣品相平衡的氣體的方法。HSGC法采用氣體進樣，免除了樣品基質(zhì)對色譜柱的污染，并能除去非揮發(fā)物的干擾，使得譜圖簡單，干擾峰少。通過利用HSGC法的優(yōu)點，本文采用HSGC法快速測定醬油和食醋中的乙醇含量，從而達到快速測定醬油和食醋樣品中乙醇含量的目的。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

硫酸鎂和硫酸銨 天津市凱信化學工業(yè)有限公司；硫酸鈉和氯化鈉 天津市大茂化學試劑廠；Agilent 7890B氣相色譜儀、7697A 頂空自動進樣器和20 mL頂空進樣瓶 美國Agilent科技公司；色譜乙醇(99.9%) 瑞典Oceanpak公司；氮氣和氫氣 中國科學院蘭州化學物理研究所；UPH-I-40L落地式超純水機 四川優(yōu)普超純科技有限公司；XB220A直讀式萬分位比重天平 上海天美天平儀器有限公司；試驗用水(均為超純水)、醬油和食醋 隨機購于市場及超市。

1.2 實驗方法

1.2.1 標準溶液配制

準確稱取乙醇1.000 g于100 mL 容量瓶中，用超純水定容，得到濃度為10 mg/mL的儲備液；分別準確量取10.0 mg/mL 儲備液0.1，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0 mL于100 mL 容量瓶中，用超純水定容，得到一系列標準溶液10，20，40，60，80，100 mg/L，將配制好的儲備液和標準溶液置于冰箱保存待用。

1.2.2 色譜分析條件

HP-5MS(30 m×0.25 mm×25 μm)；FID 檢測器溫度為250 ℃，氫氣流速為 35 mL/min，空氣流速為400 mL/min，尾吹(N2) 流速為25 mL/min；進樣口溫度為200 ℃，分流比為30∶1； 柱流速為1 mL/min; 柱溫平衡時間1.0 min，程序升溫40 ℃(保持6 min)，以20 ℃/min升至200 ℃。頂空平衡溫度為90 ℃；平衡時間為30 min；氣液體積比為1∶1。

1.2.3 樣品分析

取醬油或食醋樣品0.1 mL，加超純水9.9 mL于頂空進樣瓶中，并加1.0 g無水硫酸鈉，立即蓋緊瓶蓋，在自動恒溫箱中于90 ℃ 條件下平衡30 min，氣液比1∶1，在最佳選取條件下檢測乙醇的含量。

1.3 實樣計算

在實樣檢測中、醬油或食醋乙醇含量的計算公式如下：

式中：Ci為0.1 mL醬油或食醋樣品，加超純水定容至10 mL后乙醇含量的測定值，可由線性方程計算得到，mg/L；C為醬油或食醋中乙醇的含量，mg/L。

2 結果與分析

2.1 頂空平衡條件的選擇

頂空平衡時間和平衡溫度的選擇對乙醇含量的測定起著至關重要的作用。采用醬油樣品按1.2.3步驟，頂空平衡時間分別在20，25，30，35，40 min進樣分析，見圖1。30 min后，得到的峰面積已經(jīng)趨于穩(wěn)定，說明此時已達到氣液平衡，因此本試驗選擇恒溫時間為 30 min。

圖1 不同平衡時間對峰面積的影響Fig.1 Effects of heating time on the peak area

平衡溫度在 60，70，80，90，100 ℃進樣分析，比較乙醇的峰面積，見表1。

表1 平衡溫度的優(yōu)化Table 1 Optimization of equilibrium temperature

峰面積隨著溫度的增加而增加，考慮到100 ℃時產(chǎn)生的大量水蒸氣對色譜柱產(chǎn)生的影響，因此，選擇90 ℃為最佳平衡溫度。

2.2 電解質(zhì)及其用量的選擇

樣品中添加無機鹽電解質(zhì)可提高溶液的離子強度，增加待測組分的活度系數(shù)，從而達到提高頂空響應即提高方法靈敏度的目的。本文對硫酸鎂、硫酸銨、硫酸鈉和氯化鈉4種鹽分別采用醬油樣品按照1.2.3進行實驗，見圖2。

圖2 不同電解質(zhì)對峰面積的影響Fig.2 Effects of electrolyte on the peak area

發(fā)現(xiàn)硫酸鈉的效果最好，所以選擇硫酸鈉作為添加電解質(zhì)。為了考察不同量的硫酸鈉對萃取效果的影響，加入0.5，0.8，1.0，1.5，2.0 g硫酸鈉，結果見圖3。

圖3 不同硫酸鈉的量對峰面積的影響Fig.3 Effects of sodium sulfate on the peak area

在加入0.5～1.0 g硫酸鈉時，樣品峰面積隨著無機鹽量的增加而增加；但當硫酸鈉過量時，會減小擴散速度，延長達到平衡的時間。綜合考慮，本試驗選取加鹽量為1.0 g作為離子強度調(diào)節(jié)劑。

2.3 線性范圍和檢出限

取1.2.1配制的乙醇系列標準工作液，在最佳的實驗條件下測定，所得色譜圖見圖4。

圖4 60 mg/L乙醇標準溶液的色譜分離圖Fig.4 Chromatographic separation diagram of ethanol standard solution (60 mg/L)

由圖4可知，乙醇的保留時間為4.618 min，色譜峰分離良好。以進樣質(zhì)量濃度為橫坐標、峰面積為縱坐標，見圖5。

圖5 乙醇標準曲線Fig.5 The standard curve of ethanol

得到標準曲線Y=2.056X+13.365，相關系數(shù)r=0.9984，在10～100 mg/L范圍內(nèi)線性關系良好，以3倍信噪比(S/N=3)確定檢測限為1.6 mg/L，滿足定量分析要求。

2.4 精密度和回收率

表2 精密度實驗Table 2 Precision test

各取6份食醋和醬油樣品，按1.2.3實驗方法進行測定，由表2可知，食醋和醬油乙醇測定結果的RSD分別為3.03%和2.49%，表明該方法具有良好的精密度。向食醋和醬油樣品中分別加入低、中、高3種不同濃度的乙醇標樣，按1.2.3實驗方法進行測定(見表3)，實驗的回收率為 95.49%～101.85%，RSD為1.04%～4.88%， 證明該方法能夠滿足分析的要求。

表3 回收率實驗Table 3 Recoveries test

2.5 實樣檢測

利用本方法按1.2.3樣品分析步驟對市售食醋和醬油6個樣品進行定性定量分析，測定乙醇含量值，見表4。

表4 實樣檢測結果Table 4 Sample testing results

由表4可知，醬油中乙醇含量在6427～7349.5 mg/L之間，食醋中乙醇含量為1250.2～4460.8 mg/L，與報道結果基本一致[16]，且RSD為1.39%～8.77%，說明方法適用性良好，該方法能夠滿足醬油和食醋中乙醇含量的測定。

3 結論

建立了以頂空氣相色譜快速檢測醬油和食醋中乙醇含量的方法，方法的線性范圍為10～100 mg/L，相關系數(shù)為0.9984，檢出限為1.6 mg/L，樣品加標回收率為95.49%～101.85%。應用于醬油和食醋檢測，檢出乙醇含量為1250.2～7349.5 mg/L， RSD介于1.43%～8.77%之間。本方法操作快速簡單，精密度高，能夠滿足醬油和食醋中乙醇含量的檢測要求，為保證產(chǎn)品質(zhì)量提供了參考。

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