濃香型白酒中多元醇的快速檢測及分布規律研究

所屬分類：經濟論文閱讀次時間：2020-10-20 10:05

本文摘要：摘要：利用高效液相色譜-四級桿飛行時間質譜聯用(LC-QTOF)技術，建立了一種濃香型白酒中多元醇的快速分析方法。結果表明，在濃香型白酒及蒸餾尾水各段中都有戊五醇、己六醇的存在，而黃水中的戊五醇含量平均在 900 mg/L 左右，己六醇含量平均在 500 mg/L

　　摘要：利用高效液相色譜-四級桿飛行時間質譜聯用(LC-QTOF)技術，建立了一種濃香型白酒中多元醇的快速分析方法。結果表明，在濃香型白酒及蒸餾尾水各段中都有戊五醇、己六醇的存在，而黃水中的戊五醇含量平均在 900 mg/L 左右，己六醇含量平均在 500 mg/L 左右，說明白酒中的戊五醇和己六醇來自于釀酒自然發酵過程。

　　關鍵詞：高效液相色譜-四級桿飛行時間質譜; 濃香型白酒; 多元醇

分析化學

　　濃香型白酒屬于固態發酵白酒，糧食原料經過高溫蒸煮糊化以及 70 d以上的漫長發酵過程，微生物在好氣條件下發酵可生成多元醇。隨著濃香型白酒酒糟形成的蒸餾塔式特殊蒸餾過程，多元醇隨著乙醇水蒸汽體系進入酒體，形成白酒的甜味和醇厚感。多元醇，即分子中含有二個或二個以上羥基的醇類。多元醇具有強極性及不揮發性的特點，在常用的正相及反相液相色譜柱上都無法實現分離，氣相色譜也只能分析沸點相對較低的丙三醇[1] 。

　　王曉丹等[2] 利用高效液相色譜-蒸發光散射檢測器法 (HPLC-ELSD) 測定 5 種多元醇，在 0.8～6.0 mg/mL 質量濃度范圍內與峰面積呈良好的線性關系，而白酒中多元醇含量相對其他白酒骨架成分的含量較低，一般為μ g/mL 級。白酒中多元醇檢測方法研究較多的是離子色譜法[3-5] ，韓興林等[3] 對清香型白酒中多元醇含量的研究結果表明，清香型白酒中含量稍高的多元醇是丙三醇，其他多元醇含量均在μ g/L 級別。由此，筆者利用 LC-QTOF 對濃香型白酒中多元醇進行研究，以解決白酒中多元醇檢測難度大的問題，同時對濃香型白酒生產過程的蒸餾尾水及黃水中的多元醇分布進行研究，為一些多元醇在濃香型白酒中存在的合理性提供依據。

　　1 材料與方法

　　1.1 材料、試劑及儀器

　　耗材及試劑：黃水樣品(實驗室自備);丙三醇 (J&K,99 %)、丁四醇(J&K,98 %)、木糖醇(J&K,99 %)、甘露醇(J&K,98 %)、麥芽糖醇(J&K,98 %)，超純水，濃香型白酒、尾水。儀器設備：1290 系列高效液相色譜儀(HPLC)- 6520B 系列質譜檢測器(Q-TOF)，美國 Agilent 公司，Agilent MassHunter 數據采集工作軟件、定性定量分析軟件。

　　1.2 試驗方法

　　1.2.1 色譜條件

　　色譜柱：Agilent Eclipse Plus C18(2.1*100 mm 1.8-micron) ;柱溫：30 ℃;流速：0.2 mL/min;進樣量：2 μ L;流動相為甲醇 B(液質級)和超純水 A(含 0.1g/L 甲酸);梯度洗脫條件：0～5 min：0 %～0 % B，5.1～10 min：100 % B，10.1～12min：0 % B，12 min:stop。

　　1.2.2 質譜條件

　　采用電噴霧電離源(DESI);負離子模式掃描; 離子源溫度為 350 ℃;干燥氣流量為 10 L/min;霧化器壓力為 40 psig ;碰撞電壓為 70 V。

　　1.2.3 標準溶液配制

　　分別稱取丙三醇、丁四醇、木糖醇、甘露醇、麥芽糖醇各 10 mg，用 5 mL 超純水溶解后，以甲醇定容至 10 mL，配制成 1000 mg/L 的各單標標準儲備液，標準儲備液在-4 ℃保存。

　　1.2.4 樣品前處理

　　白酒樣品，稱取 20 g 于 100 mL 玻璃燒杯中， 85 ℃水浴蒸干，2 mL 超純水溶解，0.2 μ m 的 PTFE 膜過濾后，作為待測樣品。尾水樣品，吸取 1 mL，0.2 μ m 的 PTFE 膜過濾后，作為待測樣品。黃水樣品，吸取 0.1 mL，超純水稀釋至原樣的 1/100，0.2 μ m的 PTFE膜過濾后，作為待測樣品。

　　2 結果與分析

　　2.1 LC-QTOF對多元醇的離子響應

　　取 1.2.3 中各單標準儲備液，用超純水配制成 2 mg/L 的混合標準溶液，進樣 LC-QTOF 進行負模式全掃描，檢測各標準品的離子響應，對色譜圖提取丙三醇、丁四醇、木糖醇、甘露醇、麥芽糖醇 5 個化合物的 M-H 分子離子的提取離子流圖，丙三醇和丁四醇標品濃度為 2 mg/L時，丙三醇(MH：91.0401)和丁四醇(M-H：121.0506)質譜無響應，木糖醇(M-H：151.0612)、甘露醇(M-H：181.0718)和麥芽糖醇(M-H：343.1246)有較強的響應，在 C18柱上出峰時間相同，雖無法實現分離，但采用提取離子的方式可以實現對各多元醇的定性定量。

　　2.2 濃香型白酒中多元醇的初篩白酒樣品按照

　　1.2.4 前處理方式處理后，進樣 LC-QTOF 進行負模式全掃描。對色譜圖提取分子離子 M- H：91.0401、M- H：121.0506、M- H： 151.0612、M-H：181.0718、M-H：343.1246，白酒中存在一定量的戊五醇(M-H：151.0612)和己六醇(M-H：181.0718)，因白酒中存在的五元醇和六元醇可能為木糖醇、甘露醇的同分異構體，由此以戊五醇、己六醇命名定性。

　　2.3 方法學考察

　　2.3.1 線性方程、檢測限濃香型白酒中存在戊五醇、己六醇，木糖醇、甘露醇分別屬于其中的一種，由此，以木糖醇和甘露醇進行方法學考察。精密吸取 1.2.3 中的木糖醇、甘露醇標準儲備液，用 5 %甲醇稀釋標準儲備液，分別配制成濃度為 20 μ g/L、50 μ g/L、200 μ g/L、 500 μ g/L、1000 μ g/L 的標準溶液，并進樣 LCQTOF 聯用儀。以標準對照品的峰面積(Y)對相應濃度(X)進行線性回歸，得到回歸方程和線性相關系數。各化合物信噪比 S/N=10 時對應的濃度為定量檢測限(LOD)。

　　2.3.2 加標回收率和精密度

　　尾水樣品分別取 1 mL，共 3 份，其中的 2 份分別加入木糖醇和己六醇混合標準溶液 20 μ g/L、 50 μ g/L，過膜處理后作為加標回收率待測樣品，考察方法的加標回收率。取加標 50 μ g/L的加標回收率待測樣品，在 1 d 內連續進樣 6 次，計算兩種化合物峰面積的 RSD，考察方法的重復性、穩定性。結果表明，儀器精密度良好。

　　2.4 蒸餾尾水中多元醇的分布

　　分段摘取濃香型白酒蒸餾尾水，根據餾出的時間順序，分為尾水前段、中段、后段，每段各 10 個樣品，尾水樣品按照 1.2.4 前處理方式處理后，進樣 LC-QTOF 進行檢測，樣品檢測的戊五醇和己六醇的質譜圖。以 2.3建立的檢測方法，分別以木糖醇、甘露醇對尾水中的戊五醇、己六醇類別進行定量。分別對前段、中段、后段的 10 個樣品定量結果的平均值，作柱狀圖。

　　3 結果與討論

　　本研究建立了一種快速檢測濃香型白酒中多元醇的方法，該方法樣品前處理簡單，檢測時長 12 min，檢測時間短。利用 LC-QTOF 檢測技術，負模式全掃描模式，木糖醇、甘露醇和麥芽糖醇具有較強的離子響應。經初步篩查，濃香型白酒中存在戊五醇(M- H：151.0612)和己六醇(M- H： 181.0718)，因該方法無法辨別出戊五醇、己六醇包含的同分異構體，由此分別以木糖醇、甘露醇作為標品定量戊五醇、己六醇種類。

　　經過方法學考察，該方法是一種行之有效的快速檢測濃香型白酒中多元醇的方法。多元醇具有親水性化學性質，由此選擇濃香型白酒蒸餾尾水不同時段的樣品作為其分布規律的研究對象，對蒸餾尾水分段取樣，同時對各段中戊五醇、己六醇進行定量檢測，研究結果表明，尾水中戊五醇和己六醇的含量分布規律為，后段>中段> 前段。蒸餾尾水酒精度的高低規律為，前段>中段 >后段。

　　由此說明，多元醇易于隨著后期蒸糧過程中的水蒸汽蒸出，蒸餾摘酒過程中的戊五醇和己六醇含量應低于蒸餾尾水前段含量。黃水中的戊五醇含量平均在 900 mg/L左右，己六醇含量平均在 500 mg/L 左右，約是蒸餾尾水后段、中段、前段中兩種多元醇含量的 2000～20000 倍。

　　化工師論文范例：分析化學中的化學分析與儀器分析

　　黃水中 2 種多元醇如此高含量的存在，說明了戊五醇和己六醇均來自釀酒自然發酵過程，證明其在濃香型白酒中存在的合理性，同時多元醇是難揮發性物質，隨著白酒蒸餾過程進入酒體含量應該很低，含量過高則屬于不正常現象。由此，筆者進行了蒸餾尾水中戊五醇和己六醇的含量及分布規律的研究，以蒸餾尾水特別是蒸餾尾水前段的戊五醇和己六醇的含量，評估濃香型白酒中正常的戊五醇和己六醇的含量范圍，防止人為添加的不良行為，以實現濃香型白酒產品質量的控制[6] 。

　　參考文獻：

　　[1] 陳貽文,李慶宏. 葡萄酒中甘油的快速氣相色譜分析[J]. 分析化學,1989(8)：102.

　　[2] 王曉丹,白曉燕,朱國軍,等.HPLC-ELSD法同時測定酵母發酵液中的多元醇[J].中國釀造,2018(3)：162-165.

　　[3] 韓興林,王勇,魏金旺,等.清香型白酒中多元醇含量的分析研究[J].釀酒科技,2013(8)：44-46.

　　作者：雷鈞，廖勤儉，安明哲，李楊華，周韓玲