白酒分析中氣相色譜測定條件的選擇
氣相色譜分析、分離的科學方法，被廣泛應(yīng)用于人類生產(chǎn)生活的方方面面。在武漢泰特沃斯科技有限公司的運營中，正在努力淘汰舊觀念，落后的模式，加快個性化腳步，讓我們的新一代國產(chǎn)GC2030系列氣相色譜儀推廣到優(yōu)質(zhì)的企業(yè)中，更多詳細介紹請關(guān)注武漢泰特沃斯科技有限公司。氣相色譜分析白酒時，選擇適當?shù)纳V柱、分析方法和分離操作條件，有利于提高儀器的分離效能、檢測器的靈敏度和分析結(jié)果的準確度。
白酒是蒸餾酒，其中98%是水和乙醇，只有不到2%的是其他的醇、酯、醛、酸等微量成分，卻決定了白酒的口感和風格。白酒中大部分組分沸點都不高，不需要對白酒樣品做復雜的前處理，就可以直接進樣進行氣相色譜分析，分析速度較快，操作簡單，引入的誤差較小，分析結(jié)果可靠，分析方法也日趨成熟，越來越多地替代傳統(tǒng)的理化分析項目。但是，氣相色譜分析白酒對測定條件要求比較嚴格，再好的儀器若測定條件選擇不當，也不可能得到準確而可靠的結(jié)果。因此，選擇適合的測定條件顯得尤為重要。
1 色譜柱的選擇
色譜柱是氣相色譜儀的核心部件，它的選擇決定了白酒組分的分離效率。針對白酒不同的檢測項目，選擇相應(yīng)的色譜柱，有利于待測組分的分離，而獲得比較準確的分析結(jié)果。
色譜柱分為填充色譜柱和毛細管色譜柱兩種類型。
1.1 填充色譜柱的選擇
一般為內(nèi)徑在2～5mm，長度1～5m，管內(nèi)填充固定相，有些固定相表面涂覆有固定液，載氣攜帶白酒樣品蒸汽從固定相空隙間流過，白酒中各微量成分與固定相發(fā)生吸附與解吸，或者與固定液發(fā)生分配與再分配的相與相之間的交換過程，經(jīng)過一定長度的色譜柱作用后，就把白酒中的各微量組分分離成每種純物質(zhì)流出，通過檢測器產(chǎn)生相應(yīng)的響應(yīng)信號，從而可以對白酒試樣實施定性或定量分析。
分析白酒用的填充色譜柱，根據(jù)所使用固定液的不同，通常有DNP（鄰苯二甲酸二壬酯）填充柱和PEG（聚乙二醇）填充柱。
1.1.1 DNP填充柱
適合白酒日常分析中主要醇、醛、酯成分的測定，分析誤差比較小。缺點是對于白酒中醇、醛、酸和酯分離不很完全，分析的時間也比較冗長，不能檢測出白酒中的有機酸含量。
1.1.2 PEG填充柱
不適用于白酒中甲醇、乙酸乙酯的測定，因為在PEG色譜柱中，甲醇、乙酸乙酯分離不開，導致兩者合峰，不能測出甲醇和乙酸乙酯的含量。
1.2 毛細管色譜柱的選擇
毛細管色譜柱一般長度在10～50m，內(nèi)徑在0.2～0.32mm的是細口徑毛細管，柱容量小，但是分離效能高。內(nèi)徑為0.53～0.75mm的是大口徑毛細管，柱容量大，接近于填充柱，可以不分流進樣，適合于白酒的快速分析，定量準確，但是分離效果不如細口徑毛細管高。
毛細管色譜柱屬于開口柱，內(nèi)壁上涂覆固定液，根據(jù)固定液的不同，常用于分析白酒的毛細管有PEG-20M、FFAP等毛細管色譜柱，一次直接進樣能同時定性定量50余種微量成分。
1.2.1 PEG-20M（聚乙二醇石英毛細管柱）
由于它的特性，不能對甲醇和乙酸乙酯進行很好地分離，常常合峰，因此不能測定甲醇和乙酸乙酯的含量，但不影響其他組分的分析。
1.2.2 FFAP（聚乙二醇-20M與對苯二甲酸的反應(yīng)物）
FFAP克服了PEG-20M對甲醇和乙酸乙酯分離不好的問題，因此在白酒分析中比較常用。
2 定量分析方法的選擇
白酒的氣相色譜分析，因為不能流出全部組分，定量分析通常只能用外標法和內(nèi)標法，一般不宜采用歸一法。
2.1 外標法
外標法也叫標準曲線法，就是配制一系列不同濃度待測純物質(zhì)的標準溶液，在相同的測定條件和操作條件下進樣，測定其峰面積或峰高，繪制濃度對峰面積或峰高的標準曲線，求出回歸方程。再在相同的條件下測定白酒試樣中待測組分的峰面積或峰高，根據(jù)回歸方程計算出相應(yīng)組分的含量。外標法操作簡單，分析結(jié)果準確度高，但是要求每次進樣量一致，操作條件穩(wěn)定，是白酒氣相色譜分析很常用的定量分析方法。
2.2 內(nèi)標法
內(nèi)標法就是在酒樣中加入一種已知濃度的標準物質(zhì)，該物質(zhì)的物理性質(zhì)與化學性質(zhì)與被測組分相近，濃度也與被測組分相接近，根據(jù)標準物質(zhì)與被測組分的相對校正因子和它們的峰面積或峰高，計算出待測組分的含量。
內(nèi)標法要求所用的標準物質(zhì)在待測白酒中不能存在，每次測定白酒時，都必須在酒樣中先準確加入一定量的內(nèi)標物。內(nèi)標法分析白酒結(jié)果基本不受每次進樣量不一致的影響，只與內(nèi)標物加入量準確度有關(guān)。
3 色譜分離操作條件的選擇
氣相色譜分析白酒時，除了選擇適合的色譜柱和分析方法外，還要選擇好分離的最佳操作條件，提高色譜柱的分離效能，增大分離度，獲得好的分析結(jié)果。
3.1 載氣及流速、分流比的選擇
白酒的氣相色譜分析，一般使用FID檢測器，常用高純N2做載氣，H2做燃燒氣，空氣作助燃器。若使用一般填充色譜柱，內(nèi)徑在3～4mm，載氣的流量在20～100m L/min。對于內(nèi)徑在0.25mm左右的毛細管色譜柱，載氣流量在1～2m L/m in。流速太快會降低色譜柱的分離效能，一般高于最佳流速10%左右即可，既保證了色譜柱的分離效能，又能獲得比較快的分析速度。
H2的流速與載氣N2流速相當（毛細管色譜柱載氣流量+載氣分流的流量），實驗證明H2流量∶空氣流量=1∶10時，F(xiàn)ID檢測器最靈敏。
使用毛細管色譜柱時，分流比的選擇直接影響到出峰的個數(shù)與分離效果。當分流比為30∶1時最為恰當，色譜柱分離效能較高，白酒微量成分分離效果好。
載氣中微量水分、氫氣和空氣中的微量雜質(zhì)對色譜柱和檢測器影響很大，嚴重時會使色譜柱失效，基線不穩(wěn)，噪聲增大，檢測器靈敏度下降。所以在載氣、H2、空氣進入色譜儀之前，應(yīng)當使用分子篩、硅膠等對氣體進行凈化處理。
3.2 色譜柱溫的選擇
白酒中的大部分組分沸點都不高，但沸點范圍較寬，為了使低沸點的組分有比較好的分離度，一般初始柱溫在50℃。程序升溫速度不宜過快，否則分離效果變差，程序升溫速度太低，出峰時間長，峰形扁平。一般設(shè)定在1～8℃/m in，最佳程序升溫速度在8℃/m in左右，以保證白酒中各組分在相應(yīng)的溫度下得到良好的分離。最終溫度不能太高，一般不超過250℃，防止色譜柱溫過高，引起固定液揮發(fā)流失，分離效能變差，出現(xiàn)基線漂移，或?qū)е律V柱失效。
3.3 氣化室、檢測器溫度選擇
白酒的氣相色譜分析中，氣化室溫度一般高于色譜柱溫度50～60℃以上，一般控制在120～200℃，以保證進樣時白酒試樣中所有的組分都能瞬間變成氣體。
FID檢測器的溫度通常控制在150～250℃，避免水蒸汽在檢測器中凝結(jié)，增大噪聲而降低檢測器的靈敏度，也可以避免出現(xiàn)檢測器點火困難的問題。
3.4 進樣量和進樣速度的控制
使用填充色譜柱時，柱容量比較大，進樣量通常在1～5μL，使用10μL或5μL的微量注射器。采用毛細管色譜柱時，柱容量小，進樣量通常在0.1～2μL。進樣量低不利于使用低含量組分法進行檢測，進樣量過高則會導致部分組分峰發(fā)生重疊，分離不好。
進樣速度要求比較快，要求1 s內(nèi)完成，以保證酒樣瞬間氣化。如果進樣速度太慢，就會引起先插進去的針頭部分的酒樣先氣化，導致色譜峰變寬或者異型，峰形不好，分析誤差大的問題。
每次進樣時，應(yīng)將微量注射器用被測酒樣抽洗5次以上并排凈氣泡，保證待測試樣濃度不發(fā)生變化，減少進樣帶來的誤差。
3.5 其他注意事項
為了盡可能地減少分析誤差，保證分析結(jié)果的準確性，要定期老化色譜柱，在高于使用溫度20℃，脫開檢測器，通以載氣10 h以上，讓色譜柱中殘留的高沸點組分流出，降低儀器噪聲，減小高沸點殘余物質(zhì)的干擾。同時還要定期清理色譜柱頭和襯管中積累的不揮發(fā)物，防止堵塞色譜柱。每進樣50次左右就需更換氣化室中的硅橡膠墊，保證氣化室不漏氣，避免出現(xiàn)色譜峰異常現(xiàn)象。
在白酒的氣相色譜分析中，適當?shù)剡x擇分析方法與測定條件，既可以提高色譜分析的分離效能與檢測的靈敏度，又可以提高分析結(jié)果的準確度。這就需要我們在實際工作中不斷探求與創(chuàng)新，找出每種酒樣的最佳分析條件，做到準確而快速地分析白酒的微量成分，有效地指導白酒的生產(chǎn)、研發(fā)和質(zhì)量監(jiān)督，保障白酒的食品安全。
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