啤酒挥发性组分关键技术的探讨(3)

2019/8/191自动顶空气相色谱法准确测定啤酒挥发性组分关键技术的探讨王莉娜崔巍伟燕京啤酒技术中心2019/8/192前言目前各大啤酒厂家对啤酒中微量的香味组分含量越来越重视，随着科技的发展，不断有新技术被引入到啤酒的分析中。测定啤酒中的香味组分,国内曾先后有以下一些方法:2019/8/193吹扫捕集-毛细管气相色谱法;填充柱气相色谱法;顶空-毛细管气相色谱法;固相微萃取-毛细管气相色谱法;固相萃取-毛细管气相色谱法.2019/8/194顶空-毛细管气相色谱法的优点仪器自动化程度高无需样品前处理操作简便灵敏度高2019/8/195实验中发现的问题随着时间的推移及顶空进样和色谱条件的缓慢变化，分析数据逐步会出现漂移，需经常做校正。2019/8/196实验部分1．仪器HP-6890气相色谱仪，带分流/不分流进样口，配FID检测器；HP-7694E顶空进样器，工作站采用HPG2070AA化学工作站。色谱柱：DB-WAXETR(30m×0.53mmi.d.×1.0μm)2019/8/1972.实验条件顶空自动进样条件：温度参数：样品瓶平衡温度，50℃；定量环，100℃；传输管线，100℃；压力参数：样品瓶充压压力，20.2psi；时间参数：样品瓶平衡时间，25min；样品瓶充压时间，0.13min；定量环填充时间，0.13min；定量环平衡时间，0.2min；进样时间0.5min；2019/8/198色谱条件：温度：进样口，150℃；检测器，200℃；柱箱初温为35℃，以10℃/min的速度程升至180℃，在180℃保持5min；载气为高纯氮气，柱流量5.0ml/min（恒流）；氢气30ml/min；空气400ml/min；进样方式为分流进样，分流比为1：1。2019/8/199讨论1．仪器灵敏度及分离条件的确定2．HS与GC载气流量的匹配3．分流与不分流的比较4．内标与外标的选择2019/8/1910仪器灵敏度的确定气相色谱仪的性能是整个方法的基础，用工具包内的C14~16标液，按说明书推荐的方法来测定仪器灵敏度，若三个峰的峰面积均符合仪器规格，则表明FID灵敏度正常2019/8/1911分离条件的确定色谱柱是影响组分分离的重要因素，要视被分析对象性质选择适合的色谱柱。由于待分析的啤酒组分属于极性化合物，所以要相应选择合适型号的极性柱用以进行分析效果较好。同时，对各组分峰的分离条件，应根据仪器特点认真进行优化，尽可能实现彼此的完全分离。2019/8/1912HS与GC载气流量的匹配固定色谱条件下，HS具有不同流量时，会对峰的分离产生重要影响。2019/8/1913V柱:V放组分峰面积半峰宽A乙醛A正丁醇W乙醛W正丁醇1：341.6102.40.05800.04351：435.679.80.05120.04191：530.268.50.04750.0409GC柱流量和放空流量不同比值时的灵敏度与半峰宽比较2019/8/1914分流与不分流的比较采用分流进样方式，虽然灵敏度有一定损失，但仍能够满足实验要求，而且重复性很好，所以在实验时采用了分流进样方式。方式优点缺点分流灵敏度较低峰分离度好不分流灵敏度高乙醇附近峰扩展严重2019/8/1915内标与外标的比较方式优点缺点外标对取样精度要求不高，操作简单HS载气控制不稳定，数据缓慢漂移内标数据稳定对取样与添加内标要求较高；酒液中少量的正丁醇对结果会有影响2019/8/1916内标与外标的比较内标物质采用的是正丁醇，由于啤酒中本身含有少量的正丁醇，这对分析结果会产生一些影响。但根据酵母代谢机制及长期外标法跟踪的结果表明，啤酒中含有的正丁醇的量最大不会超过2mg/L，而加入的内标的量为40mg/L，由此引起的误差小于5%，在可接受的范围内。从长期内标法跟踪结果来看，内标法能够消除由于实验条件的微小改变而带来的对结果的影响，数据更稳定。2019/8/19173897165101124246810min啤酒样品典型色谱图1.乙醛2.二甲基硫3.乙酸乙酯4.乙酸异丁酯5.正丙醇6.异丁醇7.乙酸异戊酯8.正丁醇（内标）9.异戊醇10.己酸乙酯11.辛酸乙酯2019/8/1918表1.样品重复性测定结果(mg/L)样品重复性测定结果组分名称测定结果标准偏差变异系数(%)123456平均乙醛6.466.997.146.846.516.816.790.273.9二甲基硫0.0280.0280.0280.0290.0270.0260.0280.0014乙酸乙酯23.2723.5623.8824.0523.223.6723.610.331.4乙酸异丁酯0.0780.0790.080.0780.0760.0780.0780.0011.7正丙醇12.2612.1112.2311.9511.9511.9112.070.151.3异丁醇11.8811.891211.8911.6811.7511.850.111乙酸异戊酯2.872.932.992.992.862.922.930.0561.9异戊醇67.7867.9968.7267.8766.5467.0467.660.771.1己酸乙酯0.190.190.20.20.190.190.190.013.4辛酸乙酯0.130.140.130.130.120.120.130.014.92019/8/1919样品重复性测定结果由表1可以看出，对啤酒中10种挥发性香味组进行重复性测定，其变异系数均小于5%，结果重复性很好，已达到了国外文献报道的较好水平。另外我们从表中还可看出，醇类物质的变异系数普遍低于其它组分，这一方面是由于啤酒中醇类物质本身的含量较高，另一方面选用正丁醇作内标，致使测定过程中任何条件变化的影响也要比其它组分小。2019/8/1920结论利用顶空自动进样方式来分析啤酒中的挥发性香味组分，采用分流进样方式和内标定量方法，调节合适顶空自动进样器载气流量，会得到较为理想的分离与定量结果，长期跟踪的结果表明，该方法稳定性较好，适合在啤酒厂中使用。