青稞酒釀酒用水中6種陰離子檢驗(yàn)方法的研究

王慧麗

（青海省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所，青海西寧810000）

青稞酒是我國(guó)青海、西藏等地區(qū)特產(chǎn)的一種白酒，香味協(xié)調(diào)、清雅純正、口感綿甜爽凈，屬于清香型白酒的一個(gè)分支[1]。名酒產(chǎn)地必有佳泉，因此水是釀酒的最重要原料之一，水質(zhì)的優(yōu)劣也直接影響白酒釀造過(guò)程中的發(fā)酵質(zhì)量，影響其出酒率和制曲質(zhì)量。水中所含的各種成分，還與有益釀酒微生物的生長(zhǎng)代謝，酶的形成與生化作用以及糧醅發(fā)酵直至成品酒的質(zhì)量密切相關(guān)[2-3]。另外，幾乎所有的水中都存在氯化物，是水中最穩(wěn)定的組分之一。水中氯化物濃度過(guò)高，不但會(huì)增加輸送管道的腐蝕速度，而且會(huì)給白酒帶來(lái)異味，影響產(chǎn)品質(zhì)量。由此可見(jiàn)，釀酒水中陰離子含量的檢驗(yàn)對(duì)白酒研究具有重要的意義[4-5]。

我國(guó)對(duì)釀酒用水中陰離子的研究較少,調(diào)查范圍局限,時(shí)限較短,對(duì)釀酒用水中陰離子的研究基本是空白[6-11]。且現(xiàn)尚無(wú)釀酒用水國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，此外，參照GB/T 5750.5—2006《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法無(wú)機(jī)非金屬指標(biāo)》[12]中磷酸鹽、亞硝酸鹽的檢驗(yàn)方法，均為分光光度法，故本文借此探究使用離子色譜法的檢驗(yàn)方法來(lái)測(cè)定釀酒用水中6項(xiàng)陰離子的數(shù)據(jù)。最后，實(shí)驗(yàn)采集并測(cè)定了青海15個(gè)酒廠的源水樣品,調(diào)查了釀酒用水中 F-、Cl-、Br、NO3-、NO2-、PO43-等陰離子含量。

表1 6種陰離子的線性范圍、線性方程、相關(guān)系數(shù)

1 材料與方法

1.1 材料、儀器及試劑

1.1.1 樣品采集

青稞酒是以青稞和豌豆為主要原料，用大曲、小曲及酒母等作為糖化發(fā)酵劑釀造而成。實(shí)驗(yàn)選擇青海15個(gè)酒廠釀酒用水，采集樣品均使用干凈的聚四氟乙烯容器，采集后立即進(jìn)行分析，采集時(shí)間均為2018年3月。

1.1.2 儀器及試劑

離子色譜850 Professional IC（瑞士萬(wàn)通），進(jìn)樣盤(pán)858 Professional Sample Processor（瑞士萬(wàn)通）其中，850 Professional IC離子色譜配有碳酸鈉淋洗液自動(dòng)發(fā)生裝置、在線脫氣裝置、Metrohm Suppressor Module MSM抑制器采用自循環(huán)再生模式、電導(dǎo)檢測(cè)器和MagIC Net2.4色譜工作站；超純水機(jī)GWAUN(25℃，18.20 MΩ·cm北京普析)超聲波清洗器K-500B(昆山市超聲儀器有限公司)；電子天平BSA224S-CW（賽多利斯科學(xué)儀器有限公司）。

F-、Cl-、Br-、NO3-、NO2-、PO43-多元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心），無(wú)水碳酸鈉(分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)，硫酸(分析純，白銀良友化學(xué)試劑有限公司)，0.45 μm、50 mm水系微孔濾膜，0.22 μm針頭式水系過(guò)濾器。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 色譜條件

淋洗液為 3.6 mmol/L Na2CO3，色譜柱Metrosep A Supp 7-250/4.0(250 mm × 4 mm i.d.，粒徑：5 μm，記錄時(shí)間：35 min，配備電導(dǎo)檢測(cè)器，陰離子高壓泵、MSM蠕動(dòng)泵；MCS在線脫氣裝置；Metrohm Suppressor Module MSM抑制器，峰面積定量。

1.2.2 測(cè)定方法

淋洗儲(chǔ)備液：38.1600 g的碳酸鈉(0.36 mol/L，105℃烘2 h，保存于干燥器中)，用超純水超聲溶解，混合并定容至1000 mL，過(guò)0.45 μm濾膜，制得0.36 mol/L碳酸鈉儲(chǔ)備液，貯存于聚乙烯瓶中，4℃條件保存。使用時(shí)吸取20 mL淋洗儲(chǔ)備液，超純水定容至2 L，再生液為濃度0.6%的硫酸溶液。

標(biāo)準(zhǔn)系列配制：根據(jù)水樣中6種陰離子的實(shí)際質(zhì)量濃度范圍，將含有F-、Cl-、Br-、NO3-、NO2-、PO43-的標(biāo)準(zhǔn)溶液配制成0.05～20 mg/L不同濃度梯度的標(biāo)準(zhǔn)混合溶液，用超純水定容，后經(jīng)0.22 μm水洗針式微孔濾膜過(guò)濾后直接上機(jī)進(jìn)樣，各個(gè)陰離子線性及保留時(shí)間見(jiàn)表1，R值與RSD均滿足實(shí)驗(yàn)要求。

2 結(jié)果與分析

2.1 淋洗液流速的選擇

實(shí)驗(yàn)選擇0.7 mL/min、0.8 mL/min、1.0 mL/min淋洗液流速，結(jié)果見(jiàn)圖1，當(dāng)流速為1.0 mL/min時(shí)，保留時(shí)間縮短，陰離子分離度降低，大多數(shù)陰離子峰型較差，同時(shí)陰離子泵壓升高至16.03 MPa，陰離子泵長(zhǎng)時(shí)間在高壓力下工作，會(huì)縮短泵的使用時(shí)間，當(dāng)流速為0.7 mL/min時(shí)泵壓為13.26，且各個(gè)峰型及分離度良好，因此，綜合考慮峰型、分離度、泵壓力等因素，實(shí)驗(yàn)選擇淋洗液流速0.7 mL/min為宜。

圖1 不同流速Na2CO3淋洗液色譜圖

2.2 進(jìn)樣體積的選擇

本文選擇了20 μL、50 μL、100 μL進(jìn)樣體積進(jìn)行比較，結(jié)果表明，在較小的進(jìn)樣體積下（25 μL、50 μL），各陰離子很難準(zhǔn)確定量，導(dǎo)致結(jié)果的偏差較大；但當(dāng)進(jìn)樣體積增大時(shí)，陰離子定量良好；當(dāng)選擇為100 μL的進(jìn)樣體積時(shí)，陰離子均具有較好的分離及定量能力，能滿足實(shí)際樣品的測(cè)定需求，故實(shí)驗(yàn)選擇100 μL為實(shí)驗(yàn)進(jìn)樣體積。

2.3 實(shí)驗(yàn)溫度的選擇

溫度是影響離子交換分離的重要因素。由于待測(cè)物的性質(zhì)各異，柱溫對(duì)其保留時(shí)間的影響程度也不一致。本實(shí)驗(yàn)分別選擇20℃、30℃、40℃、50℃為實(shí)驗(yàn)條件，本實(shí)驗(yàn)中，在較高柱溫(50℃)時(shí)，對(duì)陰離子的保留時(shí)間影響較大，比較在25℃時(shí)同等濃度條件下出峰見(jiàn)圖2，NO2-(12.89 min)在柱溫為50℃時(shí)出現(xiàn)保留時(shí)間提前，且出現(xiàn)峰后小峰，Br-(17.21 min)和NO2-(20.34 min)均出現(xiàn)不同程度的保留時(shí)間改變，而PO43-(24.77 min)在高溫下(50℃)出現(xiàn)分裂峰。在高柱溫條件下各項(xiàng)陰離子峰型均較差，保留時(shí)間不穩(wěn)定，綜合各項(xiàng)因素本測(cè)試方法柱溫選擇為25℃。

圖2 25℃及50℃柱溫條件下疊加色譜圖

2.4 方法檢出限及精密度

方法檢出限指用給定的方法在特定的條件下能夠檢出的被測(cè)物的最小濃度，它是分析方法的重要參數(shù)之一。方法檢出限與儀器噪音、前處理方法、樣品的基質(zhì)性質(zhì)等有直接的關(guān)系。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)分析12份已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)樣品，得到平均值X，求出測(cè)量信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)偏差S0，根據(jù)式1計(jì)算出方法檢出限，陰離子方法檢出限見(jiàn)表2。

其中：DL為方法檢出限；k為置信因子，一般取3；S0為多次測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)偏差；C為樣品含量值，μg/mL，為多次測(cè)量值的平均數(shù)。

表2 方法檢出限及精密度

本實(shí)驗(yàn)選擇配制3.0 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，進(jìn)行平行進(jìn)樣12次，結(jié)果見(jiàn)表2，計(jì)算后得方法檢出限分別為：F-，0.017 mg/L；Cl-，0.034 mg/L；NO2-，0.042 mg/L；Br-，0.021 mg/L；NO3-，0.017 mg/L；PO43-，0.015 mg/L。

測(cè)定后計(jì)算陰離子中相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果顯示，RSD值最小的是PO43-，為0.17%，最大的是NO2-，為0.47%，RSD＜5，均滿足實(shí)驗(yàn)要求，數(shù)據(jù)表明該方法精密度良好。

2.5 方法準(zhǔn)確度

實(shí)驗(yàn)選擇酒廠A，將水樣連續(xù)測(cè)定3次，計(jì)算出平均值，再在水樣中添加 F-、Cl-、NO2-、Br-、NO3-、PO43-的標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別進(jìn)行低水平、中水平、高水平3水平加標(biāo)試驗(yàn)，來(lái)驗(yàn)證方法的回收率，方法回收率和RSD數(shù)據(jù)見(jiàn)表3，結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)平均回收率保持在93.9%～96.9%，均滿足實(shí)驗(yàn)80%～120%之間，表明該方法的準(zhǔn)確度較好。

2.6 樣品測(cè)定

實(shí)驗(yàn)選擇青海省15家釀酒企業(yè)，采集釀酒用水進(jìn)行測(cè)定，其測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表4。

由表4可知，釀酒用水中F-含量在0～0.309 mg/L范圍內(nèi)，Cl-含量在6.582～24.652 mg/L范圍內(nèi)，NO3-含量在0.257～53.607 mg/L范圍內(nèi)，PO43-含量在0.347～272.084 mg/L范圍內(nèi)，NO2-有極少部分的檢出，且含量較小，Br-在釀酒用水中均未檢出，Cl-含量保持平穩(wěn)，見(jiàn)圖3，NO3-與PO43-檢測(cè)含量跨度較大，原因可能與各生產(chǎn)企業(yè)流水線有關(guān)。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)建立了抑制型電導(dǎo)檢測(cè)器同時(shí)測(cè)定釀酒用水中6種常規(guī)陰離子含量的方法。通過(guò)色譜條件的優(yōu)化，建立了標(biāo)準(zhǔn)曲線，驗(yàn)證了方法的精密度和準(zhǔn)確度，計(jì)算了實(shí)驗(yàn)的方法檢出限。結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)峰型好，分離度高，準(zhǔn)確性和精密度好，具有較大的使用價(jià)值，該方法完全適用于青稞酒釀酒用水中陰離子含量的測(cè)定。

表3 樣品加標(biāo)回收率

圖3 釀酒用水氯離子含量分布圖