以下由武漢泰特沃斯科技有限公司色譜技術人員主要介紹氣相色譜法測葡萄酒中殘留甲醇的方法。氣相色譜作為二十世紀五十年代出現(xiàn)的一項世界重大科技技術成就，到如今已經走過了超過半個世界的蠻長歲月。氣相色譜分析、分離的科學方法，被廣泛應用于人類生產生活的方方面面。武漢泰特沃斯科技有限公司專業(yè)生產在線氣相色譜儀、實驗室氣相色譜儀、氣相色譜儀耗材等。

甲醇是結構最為簡單的飽和一元醇,分子式為CH3OH,對人體健康有嚴重的危害,口服致死量為340(mg/kg體重)。甲醇被攝入體內后會代謝為甲醛和甲酸,甲酸對人體中樞神經系統(tǒng)具有較強的毒害性,而甲醛可以毒害人體視神經,從而導致失明。因此,長期飲用過量甲醇會對人體健康造成嚴重危害。

葡萄酒中的甲醇主要來源于葡萄原料中果膠質的酶解。葡萄在除梗破碎過程中,存在于細胞內的果膠甲酯酶被釋放到細胞外,果膠質被水解生成甲醇。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)要求葡萄酒釀造過程中甲醇的含量是一個關鍵控制點,要確保甲醇含量處于可控制狀態(tài)。國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。我國國家標準規(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,隨同載氣進入色譜柱,利用被測定的各組分在氣液兩相中具有不同的分配系數(shù),在柱內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,進入氫火焰離子化檢測器,根據(jù)色譜圖上各組分峰的保留時間與標樣進行定性,利用峰面積,以外標法定量。

2、進樣量的選擇

進樣量對峰高、峰面積有很大的影響。在0.1～1.5 μL范圍內,進樣量和峰面積的比值為定值,即進樣量和峰面積呈線性關系。當進樣量較少時峰有拖尾現(xiàn)象,對稱度較低。而隨著進樣量的增加,峰和峰之間分離度逐漸降低,當進樣量大于1 μL時,分離度小于1.5,影響測定結果,因此選擇進樣量應為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、醛類等。乙醇沸點為78 ℃,雜油醇沸點一般比乙醇高,異戊醇沸點為131 ℃,丙醇沸點為97 ℃;高沸點的醛類有正丁醛沸點141.3 ℃、己醛沸點161 ℃、糠醛沸點161.7 ℃、戊醛沸點169 ℃,低沸點的醛類有甲醛、乙醛等。甲醇的沸點是64.5 ℃。已知樣品甲醇含量為0.200 g/L,根據(jù)各組分的特點,選擇汽化室溫度由低到高進行測定,結果表明:在一定范圍內,當汽化室溫度大于等于220 ℃時,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、檢測器溫度的選擇

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

5、起始柱溫的選擇

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

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

6、載氣流速的選擇

氮氣作為一種常用載氣,其最大的優(yōu)點是價格便宜、容易獲取、響應值大。氮氣流速同樣可以影響檢測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器的靈敏度,但是會降低分離效果,而較低的流速可以使組分得到完全分離,但檢測器的靈敏度會降低。根據(jù)范第姆特方程式H=A+B/u+Cu,當流速較低時,分子擴散項B/u成為影響柱效的主要因素。隨著u增大,柱效明顯增高,當超過一定值后,傳質阻力項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,H有最小值,柱效最高,此時的流速為最佳載氣流速。選擇載氣流量為0.5～1.5 mL/min,通過正交試驗確定1.0 mL/min為最佳流速。

7、氫氣流速的選擇

據(jù)有關文獻報道,氫氣流速是影響檢測器靈敏度的重要因素,不同氫氣流速對峰面積大小的影響試驗,如圖5所示。結果表明：氫氣流速為30 mL/min時,峰面積達最大,增大或減小氫氣流速,都將降低檢測器的靈敏度。因此,本試驗選擇的氫氣流速為30 mL/min。

本次檢測對比國標方法GB/T 15038-2006,優(yōu)化了檢測器溫度、氫氣流速。通過正交試驗選取最佳色譜條件,檢測器溫度設置為250 ℃,氫氣流速設置為30 mL/min為最佳。加標回收率和精密度有了明顯改善。

樣品中甲醇殘留含量經檢測都未超出國標GB/T 15037-2006中規(guī)定的最高限量。盡管如此,從我國的酒文化和飲酒習慣來看,餐桌上大量飲酒的情況普遍存在,甲醇的攝入量仍讓人憂心。不過更讓人擔心的是市面上的葡萄酒質量參差不齊,尤其是存在一些假冒偽劣產品。因此對葡萄酒中甲醇含量進行控制十分有必要。該氣相色譜法對比現(xiàn)有國標方法具有操作簡單、靈敏、快速、準確等優(yōu)點,既能節(jié)省時間,加快分析速度,又方便操作,簡單易行,提高了靈敏度和準確度。