蒸餾法-氣相色譜法聯用測定葡萄酒中乙醛和糠醛

王煥琦，李紅洲*，黃家嶺，王正強

貴州省產品質量檢驗檢測院（貴陽 550016）

葡萄酒在國內歷史久遠[1]，早在西漢時期我國就傳入葡萄酒[2-3]，由此開啟我國的葡萄酒業[4]，并在唐朝得到長足發展[5]，在宋朝時期陷入低迷[6]，在元朝更是因為當時政府的扶持到達鼎盛時期[7]，在我國歷史上有關于葡萄酒相關的禮儀和詩歌也多有記載[8]，葡萄酒不僅味美，還有其獨特的營養元素，如多種機酸和礦物質元素[9]葡萄酒不僅能夠預防一些疾病還能夠養顏美容，具有一定保健功能[10]。

醛類是葡萄酒中風味物質的重要組成部分，其中乙醛占據重要地位，低濃度的乙醛具有水果的愉快香味，一旦濃度升高則會產生辛辣氣味[11]，然而在2009年乙醛被認為是強致癌物質[12]，糠醛別名2-呋喃甲醛是葡萄酒的一種重要呈香物質，是一種具有杏仁油的香氣的無色液體，能更加突出葡萄酒空杯留香的特點[13]，可以說醛類物質是葡萄酒香氣成分的重要組成部分，形成了葡萄酒協調柔和回味無窮的特點。

針對葡萄酒中乙醛含量的檢測主要有：韋曉群等[14]采用2，4-二硝基苯肼（DNPH）柱前衍生氣相色譜質譜法檢測葡萄酒中乙醛，梁瑞娥等[15]采用頂空氣相色譜法測定葡萄酒中微量甲醇、乙醛，王光沖[16]采用2，4二硝基苯肼（DNPH）柱前衍生結合HPLC測定葡萄酒中的總乙醛及游離乙醛。國內外針對葡萄酒中糠醛含量的檢測極少主要文獻有：李洋[17]等采用攪拌棒吸附萃取-氣相色譜-質譜聯用法測定葡萄酒中糠醛，李春光[18]等采用固相微萃取內標法結合氣相色譜-質譜測定葡萄酒中糠醛。

結合查閱大量文獻方法，總結針對葡萄酒中的乙醛的檢測多采用柱前衍生法，即前處理采用2，4二硝基苯肼（DNPH）柱前衍生后通過氣相色譜-質譜法測定或者通過HPLC液相色譜法測定，存在前處理復雜繁瑣、儀器設備昂貴、試驗成本過高的問題，而固相微萃取技術前處理法存在商用萃取成本過高的問題，針對同時檢測葡萄酒中乙醛和糠醛的文獻較少。因此，試驗通過查看相關文獻并結合日常檢驗檢測工作，建立蒸餾法-氣相色譜法聯用測定葡萄酒中乙醛和糠醛的方法，該方法簡單穩定高效，能夠除去葡萄酒中糖和色素等干擾因素對氣相色譜儀的干擾并且大幅降低檢驗檢測成本，以期更好解決葡萄酒醛類物質測定前處理復雜、試驗成本過高的問題。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

乙醛標準品；糠醛標準品；乙酸正戊酯標準品（作內標用）；4-甲基2-戊醇溶液（作內標用）；乙醇（色譜純）；市售葡萄酒；超純水，GB/T 6682—2008規定的一級水Milli-Q academic超純水系統制備。

1.2 儀器與設備

高效氣相色譜儀配有氫火焰離子化檢測器（1260II，美國安捷倫公司）；檢測器（氫火焰離子化FID）；全玻璃蒸餾器（500 mL）；恒溫水浴（溫控±0.1 ℃）。

1.3 試驗方法

1.3.1 模擬酒樣、標準儲備溶液和使用溶液的配制

1.3.1.1 模擬酒樣

模擬葡萄酒12%的酒度，取無水乙醇12 mL用超純水定容100 mL，使無水乙醇的體積分數為12%。

1.3.1.2 內標溶液

乙酸正戊酯溶液（2%）：作乙醛內標使用。吸取乙酸正戊酯標準品2 mL，使用12%無水乙醇溶液定容至100 mL。

4-甲基2-戊醇溶液（2%）：作糠醛內標使用。吸取4-甲基2-戊醇標準品2 mL，使用12%無水乙醇溶液定容至100 mL。

1.3.1.3 標準儲備溶液

準確稱取10 mg乙醛和糠醛標準品，使用12%無水乙醇溶液定容至100 mL分別得到1 000 μg/mL標準儲備溶液。

1.3.1.4 標準使用溶液

分別吸取適量乙醛和糠醛標準儲備溶液適量于10 mL容量瓶中使用12%無水乙醇溶液定容至10 mL，分別加入乙酸正戊酯溶液（2%）和4-甲基2-戊醇溶液（2%）內標物質各0.1 mL，分別得到一系列質量濃度為5.0，15.0，25.0，50.0，70.0和100.0 μg/mL乙醛標準使用液和一系列質量濃度為0.5，1.0，5.0，10.0，20.0和50.0 μg/mL糠醛標準使用液。

1.3.2 樣品處理過程

用一干燥、潔凈100 mL容量瓶，準確量取100 mL酒樣（液溫20 ℃）與500 mL蒸餾瓶中，用50 mL超純水分3次沖洗容量瓶，洗液一并入蒸餾瓶，加入幾顆沸石，連接冷凝管，以取樣用的原容量瓶作為接收器（外加冰浴），開啟冷卻水（冷卻水溫度最好低于15 ℃），緩慢加熱蒸餾，收集餾出液，容量瓶中液體接近刻度時，取下容量瓶，蓋塞，在20 ℃水浴中保溫30 min，在補加水至刻度，混勻，備用。

取酒樣餾出液10 mL于10 mL容量瓶中定容，分別加入乙酸正戊酯溶液（2%）和4-甲基2-戊醇溶液（2%）內標物質各0.1 mL，混勻后過0.22 μm濾膜，待測。

1.3.3 氣相色譜條件

色譜柱，ZKAT-LZP930.2毛細管柱（30 m×0.32 mm，0.25 μm，中國，中科安泰公司）。柱溫控制程序：初始溫度50 ℃，保持5 min后，以5 ℃/min升溫至90 ℃，以15 ℃/min升溫至200 ℃；保持2 min進樣口溫度200 ℃；檢測器溫度200 ℃；載氣為高純氮氣（純度＞99.999%），流量1 mL/min；氫氣流量30 mL/min；空氣流量400 mL/min；尾吹氣流量25 mL/min；分流比5∶1；進樣量1.0 μL。

1.3.4 標準曲線繪制

取1.3.1中一系列標準使用液在1.3.3氣相色譜條件下檢測，以峰面積值（y）對應進樣質量濃度（x）進行線性回歸，加入內標以內標法定量。

1.3.5 重復性試驗

分別取適量的乙醛和糠醛標準儲備液，使用無水乙醇溶液（體積分數12%），分別配制成質量濃度30 μg/mL標準溶液，2種標準溶液在1.3.3氣相色譜條件下檢測進樣6針，計算相對標準偏差，并且考察測定值的一致性。

1.3.6 加標回收試驗

分別取50 mL酒樣于3個100 mL容量瓶分別加入0.5，1和5 mL乙醛標準儲備液，以及50，100和500 μL糠醛標準儲備液，取適量酒樣定容100 mL，按照1.3.2和1.3.3方法進行加標回收試驗，并且做樣品空白檢驗，減去其本底值進而計算相對標準偏差SRSD和平均回收率（n=5）。

2 結果與分析

2.1 色譜柱的優化

通過大量文獻資料的查閱，色譜柱的選擇主要有DB-5MS毛細管柱（30.0 m×0.25 mm×0.25 μm）、DB-WAX毛細管柱（30.0 m×0.25 mm×0.25 μm）、CP WAX 57 CB毛細管柱（50.0 m×0.25 mm×0.25 μm）。通過試驗表明，色譜柱選擇DB-5MS毛細管柱（30.0 m×0.25 mm×0.25 μm）時目標物質雖然可以實現分離但是乙醛物質目標峰型較寬，并且有一定的拖尾，降低檢測靈敏度，色譜柱選擇DB-WAX毛細管柱（30.0 m×0.25 mm×0.25 μm），色譜圖峰型較好，但是在測定樣品時糠醛物質目標峰會和干擾物質部分重合，并且進口色譜柱采購成本過高，試驗以降低試驗成本和增大分離效果增強檢測靈敏度的原則，確定使用ZKAT-LZP930.2毛細管柱（30 m×0.32 mm，0.25 μm，中國，中科安泰公司）國產色譜柱，不斷優化條件，確定最佳色譜條件：柱溫控制程序為，初始溫度50 ℃，保持5 min后，以5 ℃/min升溫至90 ℃，以15 ℃/min升溫至200 ℃；保持2 min進樣口溫度200 ℃；檢測器溫度200 ℃；載氣為高純氮氣（純度＞99.999%），流量1 mL/min；氫氣流量30 mL/min；空氣流量400 mL/min；尾吹氣流量25 mL/min；分流比5∶1；進樣量1.0 μL。從圖1和圖2可知，在最佳色譜條件下，各標準物質都有較好的分離度，并且峰型較好。

圖1 標準溶液中2種標準物質和2種內標的色譜圖

圖2 樣品中2種標準物質和2種內標的色譜圖

2.2 葡萄酒樣前處理方法討論

2.2.1 純水添加量的優化

在蒸酒過程中純水添加太少會導致蒸酒時間過短導致標準物質揮發不充分，而純水添加過多會導致蒸酒時間過長，導致試驗時間過長，試驗考察在加標樣品中純水添加量（20，30，40，50，60和70 mL），每一種添加量平行測定3次取平均回收率考察乙醛和糠醛加標樣品平均回收率的的影響，結果如圖3所示。試驗結果表明，純水添加量50 mL時，乙醛和糠醛回收率達到最高而后隨著純水添加量的提高回收率基本保持不變，為確保乙醛和糠醛有較好的回收率和節約試驗時間的目的，最終確定最優純水添加量為50 mL。

圖3 純水添加量對乙醛和糠醛回收率的影響

2.3 線性關系，線性范圍

從表1可以看出，乙醛和糠醛的線性范圍分別是5.0～100.0 μg/mL和0.5～50.0 μg/mL，相關性系數為0.999 33和0.999 75，相關系數R2＞0.999，以信噪比3（S/N=3）確定檢出限（limit it of detection，SLOD）。

表1 葡萄酒中乙醛及糠醛的線性回歸方程，相關系數及檢出限

2.4 精密度與回收率

試驗在方法測定低限，2倍方法測定低限和10倍方法檢測低限進行3個水平試驗（n=5），每個水平分別計算平均回收率，結果見表2。該方法檢測葡萄酒中乙醛及糠醛測定低限加標的相對標準偏差（SRSD）為1.47%～4.23%，平均回收率為82.47%～89.66%，2倍方法測定低限的相對標準偏差（SRSD）為1.66%～ 5.33%，平均回收率為89.44%～92.15%，10倍方法檢測低限的相對標準偏差（SRSD）為1.54%～4.52%，平均回收率為93.14%～95.26%，說明該檢驗方法對葡萄酒中乙醛和糠醛的檢測有良好的精密度和準確性，滿足檢驗分析要求。

表2 葡萄酒中乙醛及糠醛相對標準偏差與加標回收率（n=5）

2.5 重復性

經過測定葡萄酒中乙醛和糠醛檢測值的SRSD分別為1.55%和1.80%，結果見表3，可以看出2種標準物質SRSD＜5%，表明葡萄酒中乙醛和糠醛在最佳色譜儀器條件下有良好重復性。

表3 方法重復性測定

2.6 樣品中乙醛和糠醛含量的測定

從表4可知，5種市售葡萄酒中乙醛均有檢出，但是含量差異有變化，其中河北干紅葡萄酒乙醛和糠醛含量最高，分別為65.24和5.78 μg/mL，而貴州藍莓酒乙醛和糠醛含量最低，分別為10.22 μg/mL，未檢出。

表4 實際樣品檢測

3 結論

試驗建立蒸餾法-氣相色譜法聯用同時配合內標法測定葡萄酒中乙醛和糠醛含量的檢測方法，采用蒸餾法除去葡萄酒中糖和色素等干擾物質對氣相色譜的影響，簡化以往衍生化法和固相微萃取法試驗步驟和試驗成本，并且優化蒸餾法中純水添加量，確定純水添加量為50 mL，節省了試驗時間，同時優化了氣相色譜柱和色譜條件，確定色譜條件為：ZKAT-LZP930.2毛細管柱（30 m×0.32 mm，0.25 μm，中國，中科安泰公司），柱溫控制程序：初始溫度50 ℃，保持5 min 后，以5 ℃/min升溫至90 ℃，以15 ℃/min 升溫至200 ℃；保持2 min進樣口溫度200 ℃；檢測器溫度200 ℃；載氣為高純氮氣（純度＞99.999%），流量1 mL/min；氫氣流量30 mL/min；空氣流量400 mL/min；尾吹氣流量25 mL/min；分流比5∶1；進樣量1.0 μL。結果表明，乙醛和糠醛分別在5.0～100.0 μg/mL和0.5～50.0 μg/mL線性關系良好，相關系數R2分別為0.999 33和0.999 75，乙醛和糠醛重復性檢測值SRSD值為1.55%～1.80%，3個水平樣品加標平均回收率分別為82.47%～89.66%，89.44%～92.15%和93.14%～95.26%，方法精密度（SRSD）分別為1.47%～4.23%，1.66%～5.33%和1.54%～4.52%（n=5），乙醛和糠醛的方法最低檢出限分別為4.48和0.54 μg/mL，說明試驗方法重現性，精密度和準確性良好，測得5種市售葡萄酒乙醛含量范圍為10.22～65.24 μg/mL，糠醛含量范圍為1.51～5.78 μg/mL，該方法簡便，準確，減少了前處理步驟，使用更加便宜的檢測設備，降低了試驗成本，為葡萄酒中乙醛和糠醛的檢測提供新方法。