以下由武漢泰特沃斯科技有限公司色譜技術(shù)人員主要介紹氣相色譜法測(cè)葡萄酒中殘留甲醇的方法。氣相色譜作為二十世紀(jì)五十年代出現(xiàn)的一項(xiàng)世界重大科技技術(shù)成就，到如今已經(jīng)走過(guò)了超過(guò)半個(gè)世界的蠻長(zhǎng)歲月。氣相色譜分析、分離的科學(xué)方法，被廣泛應(yīng)用于人類(lèi)生產(chǎn)生活的方方面面。武漢泰特沃斯科技有限公司專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)在線(xiàn)氣相色譜儀、實(shí)驗(yàn)室氣相色譜儀、氣相色譜儀耗材等。

甲醇是結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單的飽和一元醇,分子式為CH3OH,對(duì)人體健康有嚴(yán)重的危害,口服致死量為340(mg/kg體重)。甲醇被攝入體內(nèi)后會(huì)代謝為甲醛和甲酸,甲酸對(duì)人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的毒害性,而甲醛可以毒害人體視神經(jīng),從而導(dǎo)致失明。因此,長(zhǎng)期飲用過(guò)量甲醇會(huì)對(duì)人體健康造成嚴(yán)重危害。

葡萄酒中的甲醇主要來(lái)源于葡萄原料中果膠質(zhì)的酶解。葡萄在除梗破碎過(guò)程中,存在于細(xì)胞內(nèi)的果膠甲酯酶被釋放到細(xì)胞外,果膠質(zhì)被水解生成甲醇。葡萄品種和釀酒工藝是影響葡萄酒中甲醇含量的主要因素,HACCP系統(tǒng)要求葡萄酒釀造過(guò)程中甲醇的含量是一個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn),要確保甲醇含量處于可控制狀態(tài)。國(guó)際葡萄與葡萄酒組織(OIV)規(guī)定干白和桃紅葡萄酒中甲醇的最高限量為150 mg/L,干紅葡萄酒中甲醇的最高限量為300 mg/L。我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定干白和桃紅葡萄酒中甲醇的最高限量為250 mg/L,干紅葡萄酒的最高限量為400 mg/L(GB/T 15037-2006)。

1、原理

樣品被汽化后,隨同載氣進(jìn)入色譜柱,利用被測(cè)定的各組分在氣液兩相中具有不同的分配系數(shù),在柱內(nèi)形成遷移速度的差異而得到分離。分離后的組分先后流出色譜柱,進(jìn)入氫火焰離子化檢測(cè)器,根據(jù)色譜圖上各組分峰的保留時(shí)間與標(biāo)樣進(jìn)行定性,利用峰面積,以外標(biāo)法定量。

2、進(jìn)樣量的選擇

進(jìn)樣量對(duì)峰高、峰面積有很大的影響。在0.1～1.5 μL范圍內(nèi),進(jìn)樣量和峰面積的比值為定值,即進(jìn)樣量和峰面積呈線(xiàn)性關(guān)系。當(dāng)進(jìn)樣量較少時(shí)峰有拖尾現(xiàn)象,對(duì)稱(chēng)度較低。而隨著進(jìn)樣量的增加,峰和峰之間分離度逐漸降低,當(dāng)進(jìn)樣量大于1 μL時(shí),分離度小于1.5,影響測(cè)定結(jié)果,因此選擇進(jìn)樣量應(yīng)為1 μL。

3、汽化室溫度的選擇

葡萄酒的主要成分為乙醇和水,占90%以上，還有其他成分主要是雜油醇、甲醇、醛類(lèi)等。乙醇沸點(diǎn)為78 ℃,雜油醇沸點(diǎn)一般比乙醇高,異戊醇沸點(diǎn)為131 ℃,丙醇沸點(diǎn)為97 ℃;高沸點(diǎn)的醛類(lèi)有正丁醛沸點(diǎn)141.3 ℃、己醛沸點(diǎn)161 ℃、糠醛沸點(diǎn)161.7 ℃、戊醛沸點(diǎn)169 ℃,低沸點(diǎn)的醛類(lèi)有甲醛、乙醛等。甲醇的沸點(diǎn)是64.5 ℃。已知樣品甲醇含量為0.200 g/L,根據(jù)各組分的特點(diǎn),選擇汽化室溫度由低到高進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果表明:在一定范圍內(nèi),當(dāng)汽化室溫度大于等于220 ℃時(shí),樣品中甲醇檢出量最高且保持不變。所以,選擇汽化室的溫度為220 ℃。

4、檢測(cè)器溫度的選擇

為了防止樣品和水蒸氣冷凝,檢測(cè)器的溫度應(yīng)大于汽化室的溫度。已知樣品甲醇含量為0.200 g/L,選擇檢測(cè)器的溫度為180～290 ℃，由低到高進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果表明:在一定溫度范圍內(nèi),檢測(cè)器溫度大于等于250 ℃時(shí),樣品中甲醇檢出含量最高且含量保持不變。因此,選擇檢測(cè)器的溫度為250 ℃。

5、起始柱溫的選擇

起始柱溫對(duì)于低沸點(diǎn)物質(zhì)的分離是一個(gè)重要的操作參數(shù),主要影響分配系數(shù)、分配比、組分在流動(dòng)相中的擴(kuò)散系數(shù)和在固定相中的擴(kuò)散系數(shù),從而通過(guò)影響柱選擇性、柱效來(lái)影響分析時(shí)間和分離度。選擇起始柱溫的主要依據(jù)是樣品的沸點(diǎn)范圍、固定液的允許使用溫度和檢測(cè)器的靈敏度。

起始柱溫低有利于組分的分離,但溫度過(guò)低,被測(cè)組分可能在柱中冷凝或者傳質(zhì)阻力增加,使色譜峰擴(kuò)張,造成拖尾現(xiàn)象。而提高起始柱溫有利于傳質(zhì)、縮短保留時(shí)間,但起始柱溫過(guò)高時(shí),分配系數(shù)變小,不利于分離。該試驗(yàn)主要是甲醇和乙醇峰的分離,當(dāng)起始柱溫大于45 ℃時(shí),兩峰不能完全分離,而起始柱溫小于30 ℃時(shí),易造成峰的拖尾，故溫度應(yīng)在30～40 ℃。通過(guò)正交試驗(yàn),最終確定柱溫為40 ℃。

6、載氣流速的選擇

氮?dú)庾鳛橐环N常用載氣,其最大的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜、容易獲取、響應(yīng)值大。氮?dú)饬魉偻瑯涌梢杂绊憴z測(cè)器的靈敏度和色譜柱的分離效果。較高的流速可以提高檢測(cè)器的靈敏度,但是會(huì)降低分離效果,而較低的流速可以使組分得到完全分離,但檢測(cè)器的靈敏度會(huì)降低。根據(jù)范第姆特方程式H=A+B/u+Cu,當(dāng)流速較低時(shí),分子擴(kuò)散項(xiàng)B/u成為影響柱效的主要因素。隨著u增大,柱效明顯增高,當(dāng)超過(guò)一定值后,傳質(zhì)阻力項(xiàng)Cu成為影響塔板高度的主要因素,塔板高度增大,柱效下降。在u=(B/C)1/2時(shí),H有最小值,柱效最高,此時(shí)的流速為最佳載氣流速。選擇載氣流量為0.5～1.5 mL/min,通過(guò)正交試驗(yàn)確定1.0 mL/min為最佳流速。

7、氫氣流速的選擇

據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道,氫氣流速是影響檢測(cè)器靈敏度的重要因素,不同氫氣流速對(duì)峰面積大小的影響試驗(yàn),如圖5所示。結(jié)果表明：氫氣流速為30 mL/min時(shí),峰面積達(dá)最大,增大或減小氫氣流速,都將降低檢測(cè)器的靈敏度。因此,本試驗(yàn)選擇的氫氣流速為30 mL/min。

本次檢測(cè)對(duì)比國(guó)標(biāo)方法GB/T 15038-2006,優(yōu)化了檢測(cè)器溫度、氫氣流速。通過(guò)正交試驗(yàn)選取最佳色譜條件,檢測(cè)器溫度設(shè)置為250 ℃,氫氣流速設(shè)置為30 mL/min為最佳。加標(biāo)回收率和精密度有了明顯改善。

樣品中甲醇?xì)埩艉拷?jīng)檢測(cè)都未超出國(guó)標(biāo)GB/T 15037-2006中規(guī)定的最高限量。盡管如此,從我國(guó)的酒文化和飲酒習(xí)慣來(lái)看,餐桌上大量飲酒的情況普遍存在,甲醇的攝入量仍讓人憂(yōu)心。不過(guò)更讓人擔(dān)心的是市面上的葡萄酒質(zhì)量參差不齊,尤其是存在一些假冒偽劣產(chǎn)品。因此對(duì)葡萄酒中甲醇含量進(jìn)行控制十分有必要。該氣相色譜法對(duì)比現(xiàn)有國(guó)標(biāo)方法具有操作簡(jiǎn)單、靈敏、快速、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn),既能節(jié)省時(shí)間,加快分析速度,又方便操作,簡(jiǎn)單易行,提高了靈敏度和準(zhǔn)確度。