市售啤酒中甲醇含量的氣相色譜測(cè)定比較研究

1、 學(xué)校代碼： 學(xué) 號(hào)：Hefei University本科畢業(yè)論文BACHELOR DISSERTATION論文題目： 市售啤酒中甲醇含量的氣相色譜比較研究學(xué)位類別： 工 學(xué) 學(xué) 士 學(xué)科專業(yè)： 食品科學(xué)與工程 作者姓名： * 導(dǎo)師姓名： * 完成時(shí)間： 2012年5月30日 目 錄摘 要IABSTRACTII1 引 言11.1 氣相色譜法的發(fā)展?fàn)顩r11.2 氣相色譜法測(cè)定甲醇的研究狀況22 材料與方法52.1 材料與儀器52.1.1 實(shí)驗(yàn)材料52.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器52.2 實(shí)驗(yàn)方法5甲醇的頂空內(nèi)標(biāo)氣相色譜法測(cè)定原理52.2.2 啤酒試樣的預(yù)處理62.2.3 氣相色譜條件的確定62.2.4 試

2、驗(yàn)操作步驟73 結(jié)果與討論93.1 氣相色譜譜圖及其數(shù)據(jù)93.1.1 甲醇標(biāo)準(zhǔn)液中甲醇的氣相色譜圖9 山城啤酒樣品溶液中甲醇的氣相色譜圖93.1.3 雪花啤酒樣品溶液中甲醇的氣相色譜圖103.2 數(shù)據(jù)處理與分析133.2.1 校正因子的計(jì)算133.2.2 啤酒樣品中甲醇的含量133.2.3 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD143.2.4 回收率計(jì)算143.3 討論154 結(jié) 論165 建議與展望17參考文獻(xiàn)18致 謝19摘 要利用氣相色譜法分析成品啤酒中的基本成分是檢測(cè)啤酒質(zhì)量的必要手段。本文通過頂空內(nèi)標(biāo)氣相色譜法，對(duì)山城啤酒和雪花啤酒中甲醇的含量進(jìn)行了定量測(cè)定和分析。本研究先將啤酒酒樣經(jīng)過預(yù)處理，抽取啤酒

3、酒樣10 mL，移入內(nèi)標(biāo)物乙酸正丁酯，混勻，在水浴鍋中加熱到甲醇沸點(diǎn)65-70左右。用1 L進(jìn)樣器抽取頂空瓶上層甲醇?xì)怏w，進(jìn)樣，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果并計(jì)算。結(jié)果表明，山城啤酒中甲醇的質(zhì)量濃度為0.00611 g/L；雪花啤酒中甲醇的質(zhì)量濃度為0.00115 g/L。根據(jù)啤酒國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB10343-89），食用酒精中甲醇含量應(yīng)低于0.1 gL-1(優(yōu)級(jí))或0.6 gL-1（普通級(jí)）?？梢娖【茦悠分屑状己棵黠@低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中甲醇含量。山城啤酒和雪花啤酒中甲醇的RSD分別為2.00%和2.34%，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于3%，具有較好的準(zhǔn)確度。甲醇的回收率在96.0%99.7%，平均回收率98.48%。氣相色

4、譜法分析啤酒中的甲醇含量能滿足檢測(cè)工作要求，適合于大批量啤酒中甲醇含量的快速測(cè)定。氣相色譜法是評(píng)價(jià)啤酒內(nèi)在質(zhì)量的一種有效、準(zhǔn)確的科學(xué)方法。關(guān)鍵詞：啤酒；甲醇；氣相色譜法；內(nèi)標(biāo)法AbstractThe use of gas chromatography analysis of the basic ingredients in the finished beer is a necessary means of detecting the quality of beer. Marked by headspace gas chromatography,we have a quantitative de

5、termination and analysis of the methanol content in the Shan Cheng of beer and Snow beer.In this study, first, beer samples pretreated to extract the kind of beer, 10mL, moved to the internal standard n-butyl acetate, mix . Water bath heated to the methanol boiling point of about 65 -70 . Injector u

6、sing 1 L extracted the vial upper methanol gas, and rapid injection. Record experimental results and calculations.The result for the mass concentration of methanol in the Shan Cheng of beer is 0.00611 g / L; the mass concentration of methanol in the Snow Beer is 0.00115 g/ L. According to the nation

7、al standard of beer (GB10343-89), the methanol content in the consumption of alcohol should be less than 0.1 g/L (superior level) or 0.6 g/L (ordinary level). We can see that the beer in the methanol content of the methanol content of alcohol consumption is significantly lower than the national stan

8、dard. The RSD of methanol in the Shan Cheng of beer and Snow Beer is 2.00% and 2.34%. The relative standard deviation less than 3%, with a good precision. The methanol recovery rate is 96.0% to 99.7%, the average recovery is 98.48%. The analysis of the methanol content in the beer to meet the inspec

9、tion work is required for the determination of methanol content in the large quantities of beer.Therefore chromatography become an effective evaluation of the intrinsic quality of the beer, which is an accurate scientific methods.Key words: Beer; Methanol; Gas chromatography; Internal standard metho

10、d1 引 言1.1 氣相色譜法的發(fā)展?fàn)顩r自1951年英國(guó)的 Martin 和 James 創(chuàng)立氣相色譜以來1，由于氣相色譜技術(shù)具有分離能力強(qiáng)、快速、準(zhǔn)確的特點(diǎn)，在國(guó)外得到了廣泛的應(yīng)用。最早，氣相色譜法測(cè)定甲醇主要用于生產(chǎn)過程中的檢測(cè)、環(huán)境污染。氣相色譜法在我國(guó)起步較晚，但經(jīng)過四十多年的發(fā)展，氣相色譜法用于甲醇的測(cè)定已非常普遍2。我國(guó)學(xué)者對(duì)甲醇的各種測(cè)定方法進(jìn)行了廣泛的研究。符展明等測(cè)定了六神香水中的甲醇3；葛心等人用頂空分析法用于天然香料油氣味分析4等等。啤酒中甲醇含量微少，乙醇含量大。因此，一般色譜分析用的固定相不太適用于啤酒分析。但由于我國(guó)是啤酒生產(chǎn)大國(guó)，同時(shí)質(zhì)量控制要求更高，以及氣相色譜

11、儀價(jià)格相對(duì)便宜，靈敏度高，這幾方面的原因促使色譜技術(shù)在酒類分析中得到迅猛發(fā)展，特別是在白酒的分析中5。頂空分析(Headspace analysis)的想法源自于分析固體或液體頂部蒸氣相中的有機(jī)揮發(fā)性物質(zhì)。這種方法的出現(xiàn)比氣相色譜的產(chǎn)生早，文獻(xiàn)報(bào)道可以追溯到1939 年 Harger 等人對(duì)水相中醇含量的測(cè)定。自氣相色譜法產(chǎn)生50年來，如何進(jìn)行樣品的制備和采用何種有效的進(jìn)樣方法被一致認(rèn)同為是氣相色譜成功分析的關(guān)鍵因素。氣相色譜適用于分析揮發(fā)性和半揮發(fā)性的化合物，所以頂空分析不但可以作為獨(dú)立的一種樣品處理技術(shù)，也是一種非常適合與氣相色譜進(jìn)行聯(lián)用的分析方法。頂空氣相色譜聯(lián)用的報(bào)道最早見于1958年

12、。頂空分析專一性收集樣品中易揮發(fā)的成分，與液-液萃取和固相萃取方法相比這樣既可以避免在除去溶劑時(shí)引起揮發(fā)性物質(zhì)的損失，又降低了共提取物所引起的噪音，這使得頂空分析方法相對(duì)于溶劑提取方法對(duì)樣品中微量的有機(jī)揮發(fā)性物質(zhì)分析具有更高的靈敏度和更快的分析速度11。頂空分析可以直接得到樣品所釋放出的氣體的化學(xué)組成，因此頂空分析法在氣味分析方面有獨(dú)特的意義和價(jià)值。頂空分析方法隨著氣相色譜分析方法的發(fā)展也在不斷更新和發(fā)展，尤其是近十年來對(duì)環(huán)境、食品及藥品中揮發(fā)性有害物質(zhì)的關(guān)注，使得頂空分析這一傳統(tǒng)的分析方法再度成為分析化學(xué)工作者關(guān)注的熱點(diǎn)頂空分析法在分析過程中無需采用有機(jī)溶劑進(jìn)行提取，大大減少了對(duì)分析人員和環(huán)

13、境的危害，是一種符合“綠色分析化學(xué)”要求的分析方法。目前用氣相色譜分析成品啤酒基本成分是檢測(cè)啤酒質(zhì)量的必要手段6。世界啤酒生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大之后，工藝變化較大，但酵母發(fā)酵過程中內(nèi)在代謝產(chǎn)物不會(huì)有重大變化。啤酒作為一種低酒精濃度的釀造酒其生產(chǎn)數(shù)量已名列世界各酒種第一位。目前啤酒的發(fā)展方向是規(guī)?；a(chǎn)，我國(guó)成為世界第一啤酒生產(chǎn)大國(guó)和消費(fèi)大國(guó)。由于啤酒中微量成分復(fù)雜，目前尚有一些物質(zhì)有待鑒定。因此直接進(jìn)樣，酒中的高沸點(diǎn)物質(zhì)（如分子量較大的雜油醇等），在使用過程中勢(shì)必污染柱子。而頂空氣相色譜法出現(xiàn)以后，就能比較好的解決了玷污柱子的問題，因此，該法迅速在酒類分析及國(guó)內(nèi)外其他行業(yè)得到應(yīng)用7。1.2 氣相色譜法測(cè)

14、定甲醇的研究狀況隨著生活水平的不斷提高，啤酒越來越受到消費(fèi)者喜愛。同時(shí)廣大消費(fèi)者對(duì)啤酒口味的要求也越來越挑剔8。啤酒的風(fēng)味如何幾乎成了消費(fèi)者心中的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。由于啤酒釀造經(jīng)歷了復(fù)雜的微生物代謝過程，成分極其復(fù)雜，其中與風(fēng)味相關(guān)的醇、酯、醛、酮、酸、硫化物等等就不下百種。由于啤酒中甲醇具劇毒性，因此，甲醇的分析方法研究比較活躍，據(jù)統(tǒng)計(jì)研究酒的論文中甲醇分析測(cè)定的論文占三分之二以上。目前，國(guó)內(nèi)外檢測(cè)酒中甲醇含量的方法主要有比色法、氣相色譜法、高效液相色譜法、固定化酶流動(dòng)注射分析法、酶電極法、激光拉曼光譜法、折射法、蒸餾法等9。采用氣相色譜法和比色法，對(duì)不同酒精度和不同甲醇含量的樣品進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果表明

15、，兩種檢測(cè)方法之間存在一定的差異，在實(shí)際檢驗(yàn)過程中應(yīng)根據(jù)不同情況選用相應(yīng)的測(cè)定方法。氣相色譜法因具有穩(wěn)定性好、操作簡(jiǎn)便、檢測(cè)速度快、成本低等優(yōu)點(diǎn)，在白酒企業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，但該法用于甲醇檢測(cè)的準(zhǔn)確度變化尚不明確。毛細(xì)管氣相色譜法為GB/T394.2 規(guī)定的醇類測(cè)定第一法，該法具有靈敏度高、分離效能和選擇性好的優(yōu)點(diǎn)，但檢測(cè)所用時(shí)間較長(zhǎng)。比色法是 GB/T5009.48 規(guī)定的甲醇檢測(cè)方法，該法使用的儀器簡(jiǎn)單，但操作較為繁瑣，吸光度易受溫度、時(shí)間等因素影響，對(duì)檢驗(yàn)員的操作水平要求較高10。傳統(tǒng)的 G C 分析方法是可取方法。但還可針對(duì)甲醇本身的性質(zhì)，選擇更加優(yōu)良的色譜方法，提高甲醇峰的分離性。根據(jù)

16、文獻(xiàn)及實(shí)踐，靜態(tài)頂空氣體進(jìn)樣可避免由于液體直接進(jìn)樣所帶來的諸多不足。頂空取樣分為動(dòng)態(tài)頂空取樣與靜態(tài)頂空取樣。動(dòng)態(tài)頂空氣體進(jìn)樣分析，靈敏度極高，但分析程序復(fù)雜，重現(xiàn)性差，且無精確的定量方法。靜態(tài)頂空氣體進(jìn)樣分析對(duì)中高沸點(diǎn)組分靈敏度低，但對(duì)低沸點(diǎn)組分的靈敏度高，且操作簡(jiǎn)單，重現(xiàn)性好，使用標(biāo)準(zhǔn)添加法，可以進(jìn)行準(zhǔn)確的定量分析。由于所要分析的目的組分是低沸點(diǎn)的甲醇，因而，適合采用靜態(tài)頂空氣體進(jìn)樣分析。靜態(tài)頂空取樣是將樣品置于一定空間的密閉系統(tǒng)中，待達(dá)到熱力學(xué)平衡之后，取其氣體進(jìn)行分析。對(duì)于分析復(fù)雜混合物中微量或痕量的易揮發(fā)組分，具有快速、簡(jiǎn)便、無基體干擾等優(yōu)點(diǎn)，將這種取樣技術(shù)同GC 法結(jié)合，形成所謂的頂

17、空氣相色譜法。由于取其氣相進(jìn)樣分析，進(jìn)入色譜柱中成分十分簡(jiǎn)單，避免了柱子的污染和對(duì)分析造成的干擾，出峰時(shí)間縮短，分析速度大大提高。將靜態(tài)頂空取樣技術(shù)同G C 法結(jié)合，用于食用酒中甲醇的分析測(cè)定，改變傳統(tǒng)的液體直接進(jìn)樣法，避免由于液體直接進(jìn)樣所帶來的諸多不足。進(jìn)一步研究適合甲醇分析測(cè)定的固定液，建立適于甲醇分析測(cè)定的快速、簡(jiǎn)便、靈敏度好、分辨率高、選擇性強(qiáng)的G C 法，推進(jìn)甲醇分析方法的發(fā)展，為日益發(fā)展的多酒種市場(chǎng)供行之有效的甲醇衛(wèi)生檢測(cè)保證，以確保廣大食用者健康安全11。甲醇最早由木材和木質(zhì)素干餾制得，故俗稱木醇或木精，由于甲醇是許多有機(jī)產(chǎn)品的基本原料，廣泛應(yīng)用于有機(jī)合成、染料、醫(yī)學(xué)和國(guó)防工業(yè)

18、。此外作為重要的溶劑，亦是高效液相色譜使用最普遍的流動(dòng)相之一。因此甲醇工業(yè)在二十世紀(jì)末已達(dá)到年產(chǎn)二千多萬噸。白酒生產(chǎn)企業(yè)中的甲醇檢測(cè)12，既要保證結(jié)果的準(zhǔn)確性，又要節(jié)約檢測(cè)成本，準(zhǔn)確及時(shí)地出具檢測(cè)結(jié)果。因此，許多企業(yè)根據(jù)自身實(shí)際情況，選用了不同的檢測(cè)方法。在這些研究方法中，色譜技術(shù)功不可沒。20世紀(jì)80年代初期，色譜的功能剛剛被我國(guó)白酒行業(yè)所認(rèn)知，就在這一領(lǐng)域遍地開花，曾經(jīng)屬于大型精密儀器的氣相色譜儀成了大小白酒廠的基本析儀器。同樣，啤酒中的眾多微量風(fēng)味成分也離不開色譜技術(shù)，國(guó)內(nèi)外一些研究人員通過各種濃縮富集等手段，用毛細(xì)管氣相色譜技術(shù)已檢出幾十種微量組分，基本上解析了啤酒的風(fēng)味構(gòu)成。不少實(shí)力

19、雄厚的大型啤酒企業(yè)也已開展起了這方面的研究。在食用酒及化妝品、環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，甲醇是有毒、有害物質(zhì)，尤其在釀酒行業(yè)中。由于純甲醇是無色透明的、易流動(dòng)、易揮發(fā)的可燃液體，物理性質(zhì)與乙醇極為接近。表1.2列出了甲醇和乙醇的物理性質(zhì)；此外，甲醇與乙醇可任意比例互溶，且具有與乙醇相似的氣味，因此，人在飲酒時(shí)憑口感、顏色是無法區(qū)分的，飲用后，它在人體內(nèi)有積蓄和氧化作用，即使是少量的甲醇亦能慢性中毒，嚴(yán)重者很快引起惡心、頭暈、頭痛。甲醇對(duì)視神經(jīng)的毒性作用最為敏感，人體攝入5-10mL就能導(dǎo)致失明，攝入30-100mL可致人死命13。因此，甲醇是酒類產(chǎn)品中一項(xiàng)重要的控制指標(biāo)。表 1.2 甲醇與乙醇的物理性質(zhì)對(duì)

20、比14項(xiàng)目相對(duì)密度介電常數(shù)沸點(diǎn)（）凝固點(diǎn)（）表面張力dyn/cm折射率甲醇0.791432.3564.51-97.822.55（20）1.3286乙醇0.789325.0078.32-117.322.32（20）1.3616我國(guó)釀酒行業(yè)歷史悠久，幾千年的文明鑄就了獨(dú)具特色的酒文化。時(shí)至今日，飲酒仍是老百姓喜慶聚會(huì)節(jié)日不可缺少的儀式或程序。在傳統(tǒng)的釀酒生產(chǎn)工藝中，酒是由糧食（主要是高粱、小麥、大米）經(jīng)生物發(fā)酵制成15。在啤酒中主要成分是乙醇和水，還含有其他物質(zhì)，如：有機(jī)酸類、酯類、醛類、甲醇、雜醇油等。酒中的甲醇是釀造原料和輔料中果膠質(zhì)內(nèi)甲氧基的分解物。特別是近年來，釀酒行業(yè)推行改制酒（配制酒）

21、，并提倡用廉價(jià)的薯類及糖蜜生產(chǎn)食用酒精16，避免耗用大量的糧食。這樣若蒸餾不理想，就容易造成食用酒精中甲醇超過國(guó)家允許的最低含量。總之，甲醇是酒類生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物，是酒中的有害成分，嚴(yán)重影響人們的身體健康。因此，我國(guó)酒精飲料類產(chǎn)品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，甲醇含量應(yīng)低于0.1 gL-1(優(yōu)級(jí))或0.6 gL-1（普通級(jí)）17。檢索國(guó)內(nèi)外資料，未找到對(duì)啤酒或水有甲醇限量的要求。可見啤酒中的甲醇含量微少。雖然如此，用色譜法準(zhǔn)確測(cè)定啤酒中甲醇仍具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。本課題采用靜態(tài)頂空內(nèi)標(biāo)氣相色譜法來測(cè)定市售啤酒中甲醇的含量18。2 材料與方法2.1 材料與儀器 實(shí)驗(yàn)材料60%乙醇（色譜純）：上海蘇懿化學(xué)試劑

22、有限公司；乙酸正丁酯： 金華神宇化工；甲醇標(biāo)準(zhǔn)液：用體積分?jǐn)?shù)為60%的乙醇為溶劑，配制濃度為0.1 g/L，0.2 g/L，0.4 g/L，0.6 g/L的甲醇標(biāo)準(zhǔn)溶液各100 mL。2 % (v) 內(nèi)標(biāo)溶液：乙酸正丁酯的比重為0.882 g/L。在100 mL 容量瓶中加入約80 mL 60 %(v) 乙醇(色譜純) ，然后準(zhǔn)確加入2 mL乙酸正丁酯(色譜純)，混勻，再用60 %(v) 乙醇(色譜純) 定容至100 mL，備用?？芍宜嵴□サ谋戎刈?yōu)?7.64 g/L。市售啤酒（山城、雪花瓶裝）。 實(shí)驗(yàn)儀器7700 型氣相色譜儀（上海天美科學(xué)儀器有限公司）。恒溫水浴鍋 B-260

23、（上海亞榮生化儀器廠）。進(jìn)樣器（1L，上海安亭微量進(jìn)樣器廠）。頂空瓶（上海思達(dá)分析儀器有限責(zé)任公司）。移液管。洗耳球。燒杯。小燒杯。容量瓶。容量瓶。2.2 實(shí)驗(yàn)方法利用氣相色譜頂空內(nèi)標(biāo)法對(duì)市售啤酒（山城啤酒和雪花啤酒）中甲醇含量的測(cè)定，熟悉并掌握氣相色譜儀（火焰離子化檢測(cè)器FID）的使用方法。2.2.1甲醇的頂空內(nèi)標(biāo)氣相色譜法測(cè)定原理在釀造啤酒的過程中，不可避免地有甲醇產(chǎn)生。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB10343-89），食用酒精中甲醇含量應(yīng)低于0.1 gL-1(優(yōu)級(jí))或0.6 gL-1（普通級(jí)）。 通過利用頂空內(nèi)標(biāo)氣相色譜技術(shù)分離、檢測(cè)啤酒中的甲醇含量19。待測(cè)樣品被放在頂空瓶中，并在水浴鍋中加熱65

24、 -70 ，時(shí)間15-20 min左右，甲醇揮發(fā)進(jìn)入頂空瓶的頂空部分，使甲醇從其他組分中被分離出來。此頂空的一部分被進(jìn)樣器提?。ㄒ妶D），并迅速注入氣相色譜柱，通過火焰離子檢測(cè)器（FID）鑒別。通過測(cè)量樣品的保留時(shí)間及峰面積，并對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量分析。 圖2.2.1 氣相色譜頂空裝置1、 溫度計(jì) 2、注射器 3、橡膠塞 4、頂空瓶 5、樣品 6、恒溫水浴 啤酒試樣的預(yù)處理用反復(fù)注流等方式除去啤酒中的二氧化碳，以消除其在理化分析中的影響20。取預(yù)先在冰箱中冷至10-15 的啤酒500-700 mL于清潔、干燥的1000 mL大燒杯中，以細(xì)流注入同樣體積的另一大燒杯中，注人時(shí)兩大燒杯之間距離約20

25、-30 cm。反復(fù)注流50次(一個(gè)反復(fù)為一次)，以充分除去啤酒中二氧化碳，靜置。除氣后的啤酒，用表面玻璃蓋住，其溫度應(yīng)保持在15 -20 左右備用。啤酒除氣操作時(shí)的室溫應(yīng)不超過25 。2.2.3 氣相色譜條件的確定按操作說明書使色譜儀正常運(yùn)行，并調(diào)節(jié)如下條件：載氣流速4 mL/ min；柱溫68 ；進(jìn)樣器200 ；檢測(cè)器200 ；進(jìn)樣量1 L。2.2.4 試驗(yàn)操作步驟1. 開N2閥門，完全旋開使氣壓表在0.32 MPa，小門內(nèi)氣壓0.08 Mpa，2 min后開空氣泵，注意空氣泵的排水。2. 約10 min左右，開GC儀器，設(shè)置進(jìn)樣口，檢測(cè)器溫度為200 ，待溫度穩(wěn)定后，設(shè)置柱溫為68 ，設(shè)置

26、升沿程序?yàn)?40 。3. 待溫度穩(wěn)定后，打開H2，完全旋開，入口氣壓約9 Mpa，出口氣壓約0.11 Mpa，5 min后開始點(diǎn)火；10 min后開始進(jìn)樣。4. 準(zhǔn)確吸取甲醇標(biāo)準(zhǔn)樣10. 00 mL 于10 mL 容量瓶中，加入2 mL 內(nèi)標(biāo)溶液（2 %乙酸正丁酯），搖勻后加入GC頂空瓶中，并用鉗子將頂空瓶密封。頂空瓶被放在恒溫水浴鍋中中加熱65 -70 左右，15-20 min后，甲醇揮發(fā)進(jìn)入頂空瓶的頂空部分。用進(jìn)樣器提取頂空瓶頂空的一部分揮發(fā)氣體進(jìn)入氣相色譜柱，進(jìn)行分析（見圖）。每次采集數(shù)據(jù)后，要按左邊的開始鍵，表示升溫程序，數(shù)據(jù)采集前要校零18。圖 2.2.4 樣品中甲醇萃取與進(jìn)樣5.

27、準(zhǔn)確吸取大燒杯內(nèi)的啤酒樣品（已經(jīng)除去二氧化碳）10.00 mL 于10 mL 容量瓶中,加入2 mL 內(nèi)標(biāo)溶液，搖勻后加入GC頂空瓶中，并用鉗子將頂空瓶密封。頂空瓶被放在恒溫水浴鍋中加熱65 -70 左右，15-20 min后，甲醇揮發(fā)進(jìn)入頂空瓶的頂空部分。用進(jìn)樣器提取頂空瓶頂空的一部分揮發(fā)氣體進(jìn)入氣相色譜柱，進(jìn)行分析。6. 回收率實(shí)驗(yàn)19分別加入已知量的甲醇于10mL容量瓶中，再分別精密移入2.00%的乙酸正丁酯內(nèi)標(biāo)液2 mL，用60%的乙醇稀釋至刻度，搖勻，作為供試品溶液。濃度分別為0.1 g/L，0.2 g/L，0.4 g/L，0.6 g/L。并按照上述操作一一進(jìn)樣。7. 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要

28、先關(guān)H2罐，設(shè)置進(jìn)樣器和檢測(cè)器溫度都為80 ，柱溫50 ，再關(guān)GC儀器，待穩(wěn)定后關(guān)閉空氣泵，N2罐和儀器。8. 記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和有關(guān)圖像，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、分析。3 結(jié)果與討論3.1 氣相色譜譜圖及其數(shù)據(jù) 甲醇標(biāo)準(zhǔn)液中甲醇的氣相色譜圖通過對(duì)甲醇標(biāo)準(zhǔn)樣進(jìn)行多次氣相色譜試驗(yàn)，得出一系列的色譜圖。經(jīng)過篩選，從中選出一幅標(biāo)準(zhǔn)氣相色譜譜圖，結(jié)果見圖。圖 甲醇標(biāo)準(zhǔn)溶液的氣相色譜圖 從圖中可以看出甲醇標(biāo)準(zhǔn)溶液出現(xiàn)2個(gè)色譜峰，分別為甲醇和內(nèi)標(biāo)物乙酸正丁酯。甲醇的保留時(shí)間為0.890 min，此內(nèi)標(biāo)物乙酸正丁酯的保留時(shí)間為1.398 min。3.1.2山城啤酒樣品溶液中甲醇的氣相色譜圖通過對(duì)山城啤酒酒樣進(jìn)行多次氣

29、相色譜試驗(yàn)，得出一系列的色譜圖。經(jīng)過與加入內(nèi)標(biāo)物乙酸正丁酯的甲醇標(biāo)準(zhǔn)氣相色譜圖比較，從中選出一幅標(biāo)準(zhǔn)圖譜，結(jié)果見圖3.1.2。圖3.1.2 山城啤酒樣品中甲醇?xì)庀嗌V圖從圖中可以看出山城啤酒樣品中出現(xiàn)2個(gè)色譜峰，分別為甲醇和內(nèi)標(biāo)物乙酸正丁酯。山城啤酒酒樣中甲醇的保留時(shí)間為0.940 min，內(nèi)標(biāo)物乙酸正丁酯的保留時(shí)間為1.323 min。3.1.3 雪花啤酒樣品溶液中甲醇的氣相色譜圖通過對(duì)雪花啤酒酒樣進(jìn)行多次氣相色譜試驗(yàn)，得出一系列的色譜圖。經(jīng)過與加入內(nèi)標(biāo)物乙酸正丁酯的甲醇標(biāo)準(zhǔn)氣相色譜圖比較，從中選出一幅標(biāo)準(zhǔn)圖譜，結(jié)果見圖。圖 雪花啤酒樣品中甲醇?xì)庀嗌V圖從圖3.1.3中可以看出雪花啤酒樣品中

30、出現(xiàn)2個(gè)色譜峰，分別為甲醇和內(nèi)標(biāo)物乙酸正丁酯。雪花啤酒酒樣中甲醇的保留時(shí)間為0.948 min，內(nèi)標(biāo)物乙酸正丁酯的保留時(shí)間為1.398 min。本次實(shí)驗(yàn)中，用頂空內(nèi)標(biāo)氣相色譜法分別對(duì)加入內(nèi)標(biāo)物（乙酸正丁酯）的甲醇標(biāo)準(zhǔn)樣，加入內(nèi)標(biāo)物（乙酸正丁酯）的山城啤酒酒樣和加入內(nèi)標(biāo)物（乙酸正丁酯）的雪花啤酒酒樣進(jìn)行了試驗(yàn)，并得出對(duì)應(yīng)的氣相色譜圖和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。表 3.1.1為甲醇標(biāo)準(zhǔn)液、山城啤酒酒樣以及雪花啤酒酒樣中甲醇及內(nèi)標(biāo)物乙酸正丁酯的保留時(shí)間（t/min）和平均值，峰面積（A）以及峰面積的平均值。表3.1.1 甲醇及內(nèi)標(biāo)物乙酸正丁酯的保留時(shí)間和峰面積分析項(xiàng)目分析成分保留時(shí)間（t/min）平均值（t/min

31、）峰面積（A）平均值（A）甲醇標(biāo)準(zhǔn)液甲醇0.8900.894122465.734121545.5100.898120625.289乙酸正丁酯1.3981.3981817021.5001793092.2501.3981769163.000山城啤酒酒樣甲醇0.9400.94468563.36769966.9290.94871370.492乙酸正丁酯1.3231.3271642486.1251033157.9981.3321901829.875雪花啤酒酒樣甲醇0.9570.95224120.25623872.1620.94823624.068乙酸正丁酯1.3981.3981843802.625187

32、0953.3751.3981898104.125由表 3.1，我們可以得到甲醇標(biāo)準(zhǔn)液、山城啤酒酒樣以及雪花啤酒酒樣中甲醇及內(nèi)標(biāo)物乙酸正丁酯的保留時(shí)間（t/min）的柱形圖，如圖。圖 甲醇及內(nèi)標(biāo)物乙酸正丁酯的保留時(shí)間從圖中我們可以清楚地看到甲醇標(biāo)準(zhǔn)液中甲醇的保留時(shí)間最小，為0.894 min；山城啤酒酒樣中甲醇的保留時(shí)間為0.944 min，比甲醇標(biāo)準(zhǔn)液中甲醇的保留時(shí)間0.894 min要大，而比雪花啤酒酒樣中甲醇的保留時(shí)間0.952 min要小。而甲醇標(biāo)準(zhǔn)液中內(nèi)標(biāo)物乙酸正丁酯的保留時(shí)間為1.398 min，與雪花啤酒酒樣中內(nèi)標(biāo)物乙酸正丁酯的保留時(shí)間相同，比山城啤酒酒樣中內(nèi)標(biāo)物乙酸正丁酯的保留時(shí)

33、間1.327 min要大?？梢娚匠瞧【凭茦又袃?nèi)標(biāo)物乙酸正丁酯的保留時(shí)間值有一定的誤差。同樣地，我們可以得到甲醇標(biāo)準(zhǔn)液、山城啤酒酒樣以及雪花啤酒酒樣中甲醇及內(nèi)標(biāo)物乙酸正丁酯的峰面積（A）的柱形圖，如圖。圖 3.1.5 甲醇及內(nèi)標(biāo)物乙酸正丁酯的峰面積從圖3.1.5中我們可以看到而甲醇標(biāo)準(zhǔn)液中甲醇的峰面積（A）最大；山城啤酒酒樣中甲醇的峰面積（A）比雪花啤酒酒樣中甲醇的峰面積（A）大。可以看出各試樣中甲醇的含量并不是相同的。而甲醇標(biāo)準(zhǔn)液中內(nèi)標(biāo)物乙酸正丁酯的峰面積（A）比山城啤酒酒樣中內(nèi)標(biāo)物乙酸正丁酯的峰面積（A）要高出許多，而與雪花啤酒酒樣中內(nèi)標(biāo)物乙酸正丁酯的峰面積（A）相差不大。3.2 數(shù)據(jù)處理與

34、分析3.2.1 校正因子的計(jì)算f =As×mi/(Ai×ms) 21 . 公式 （）式中：As測(cè)定時(shí)內(nèi)標(biāo)物（乙酸正丁酯）的峰面積；Ai測(cè)定時(shí)甲醇的峰面積；mi標(biāo)準(zhǔn)液中甲醇的加入量；ms標(biāo)準(zhǔn)液中內(nèi)標(biāo)物（乙酸正丁酯）的加入量；所以由公式 （） f=As×mi/(Ai×ms) =（1793092.25×0.00612）/（121545.51×17.64×2×0.001）=2.559 求得校正因子f為2.559。3.2.2 啤酒樣品中甲醇的含量 X1=f×Ai×I/As21 . 公式 （）式中：X1 樣

35、品中甲醇質(zhì)量濃度，g/L；f 甲醇的校正因子；Ai 樣品中甲醇的峰面積（或峰高）；As 添加于樣品中內(nèi)標(biāo)物（乙酸正丁酯）的峰面積（或峰高）；I 加入的內(nèi)標(biāo)物（乙酸正丁酯）質(zhì)量。所以由公式 （3.2.2） 山城啤酒中甲醇的含量（用質(zhì)量濃度表示：g/L）：由 X1=f×Ai×I/As=(2.559×69966.929×17.64×2×0.001)/1033157.998=0.00611 g/L； 雪花啤酒中甲醇的含量（用質(zhì)量濃度表示：g/L）：由 X1=f×Ai×I/As=(2.559×23872.162&#

36、215;17.64×2×0.001)/ 1870953.375=0.00115 g/L。所以，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所計(jì)算出山城啤酒和雪花啤酒中甲醇的含量分別為0.00611g/L和0.00115g/L。3.2.3 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD標(biāo)準(zhǔn)差的公式 S =. 公式 （3.2.3.1）相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差 RSD = S/X . 公式 （3.2.3.2） S 標(biāo)準(zhǔn)差；X 峰面積的平均值（A）。由表3.1.1 甲醇及內(nèi)標(biāo)物乙酸正丁酯的保留時(shí)間和峰面積，將表中有關(guān)數(shù)據(jù)代入公式（3.2.3.1）和公式 （3.2.3.2）中，可分別求得甲醇標(biāo)準(zhǔn)液、山城啤酒酒樣和雪花啤酒酒樣中甲醇和內(nèi)標(biāo)物乙酸正丁酯的RS

37、D值。見表 3.2.3 甲醇和內(nèi)標(biāo)物乙酸正丁酯的RSD值。表3.2.3 甲醇和內(nèi)標(biāo)物乙酸正丁酯的RSD值分析項(xiàng)目分析成分RSD甲醇標(biāo)準(zhǔn)液甲醇0.76%乙酸正丁酯1.33%山城啤酒酒樣甲醇2.00%乙酸正丁酯1.94%雪花啤酒酒樣甲醇2.34%乙酸正丁酯1.45% 回收率計(jì)算分別加入已知量的甲醇于10 mL容量瓶中，再分別精密移入2.00%的乙酸正丁酯內(nèi)標(biāo)液2 mL，用60%的乙醇稀釋至刻度，搖勻，作為供試品溶液，做回收率實(shí)驗(yàn)。甲醇濃度分別為0.1 g/L，0.2 g/L，0.4 g/L，0.6 g/L。經(jīng)過計(jì)算，甲醇回收率在96.0 %99.7 %之間，平均回收率為98.48 %，回收率較高。

38、見表。表 3.2.4 甲醇回收率計(jì)算結(jié)果甲醇濃度（g/L）0. 10. 20.40.6復(fù)測(cè)值（g/L）0. 0890.20000.4010.6010. 0950. 1920.3900.5990. 0980.1970.4040.591均值（g/L）0.0960.1980.3990.596回收率（%）96.098.899.799.42平均回收率（%）98.48甲醇回收率在96.0 %99.7 %之間，平均回收率為98.48 %，實(shí)驗(yàn)方法具有很高的準(zhǔn)確度。3.3 討論從本研究結(jié)果上來看，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB10343-89），食用酒精中甲醇含量應(yīng)低于0.1 gL-1(優(yōu)級(jí))或0.6 gL-1（普通級(jí)）

39、。相比較而言，我們能夠知道山城啤酒與雪花啤酒中甲醇含量遠(yuǎn)沒有超過限值，甲醇含量非常的小，可見，啤酒中的甲醇含量微小，對(duì)人體無害。但是，雪花啤酒中的甲醇含量為0.00115 g/L，較山城啤酒中的甲醇含量0.00611 g/L，明顯偏低。導(dǎo)致這種結(jié)果，可能是在操作過程中受到某種因素的影響，比如取樣時(shí)間、啤酒的預(yù)處理操作、水浴加熱時(shí)間等；也有可能是雪花啤酒中的甲醇含量確實(shí)比較低。但是有一點(diǎn)我們能夠證明的是，這兩種啤酒中甲醇含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于限值，可放心飲用。山城啤酒中甲醇的RSD為2.00%，雪花啤酒中甲醇的RSD為2.34%?？芍獙?duì)雪花啤酒中甲醇含量的測(cè)定的精密度偏低，山城啤酒的則相對(duì)較高。但其相對(duì)標(biāo)

40、準(zhǔn)偏差<3%，具有較好的精密度。頂空內(nèi)標(biāo)氣相色譜法分析啤酒中甲醇含量，甲醇的回收率在96.0 %99.7 %，平均回收率98.48%?？梢姺椒ǖ臏?zhǔn)確度較高。本測(cè)定方法簡(jiǎn)便，快捷，不受酒精度的影響，且能避免系統(tǒng)誤差引起的干擾，測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確，方法重現(xiàn)性好。該法分析啤酒中的甲醇含量能滿足檢測(cè)工作要求，適合于大批量啤酒中甲醇含量的測(cè)定。4 結(jié) 論利用氣相色譜內(nèi)標(biāo)法，對(duì)山城啤酒和雪花啤酒中甲醇的含量進(jìn)行了定量測(cè)定，得出以下結(jié)論：4.1. 經(jīng)過氣相色譜法測(cè)定，山城啤酒中甲醇的質(zhì)量濃度為0.00611 g/L；雪花啤酒中甲醇的質(zhì)量濃度為0.00115 g/L。但是，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB10343-89）

41、，食用酒精中甲醇含量應(yīng)低于0.1 gL-1(優(yōu)級(jí))或0.6 gL-1（普通級(jí)），與國(guó)標(biāo)相比較，兩種啤酒中甲醇的含量均大大低于限制含量，由此證明兩種啤酒產(chǎn)品是合格產(chǎn)品，可以放心飲用。4.2. 山城啤酒中甲醇的RSD為2.00%，雪花啤酒中甲醇的RSD為2.34%。其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均<3%，儀器精密度較高，數(shù)據(jù)分析結(jié)果可靠。4.3. 回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，甲醇的回收率在96.0 %99.7 %，平均回收率為98.48%。說明試驗(yàn)方法的準(zhǔn)確度較高，方法可行。4.4. 本研究利用氣相色譜內(nèi)標(biāo)法定量測(cè)定山城啤酒和雪花啤酒中甲醇的含量。山城啤酒中甲醇的含量略大于雪花啤酒中甲醇的含量，兩種啤酒的含量沒有較

42、大差值。山城啤酒中甲醇的保留時(shí)間0.944 min比雪花啤酒中甲醇的保留時(shí)間0.952 min略小。所以山城啤酒中甲醇出峰較早。綜上所述，可知?dú)庀嗌V法具有精密度高、操作簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確快速等特點(diǎn)。氣相色譜法監(jiān)控成品啤酒質(zhì)量具有一定的應(yīng)用前景。5 建議與展望本研究通過用頂空內(nèi)標(biāo)氣相色譜法測(cè)定市售啤酒中甲醇的含量，結(jié)果具有一定的準(zhǔn)確度，且重現(xiàn)性好。由于自身知識(shí)水平的限制，使得自己對(duì)氣相色譜技術(shù)掌握甚淺。針對(duì)本研究，研究?jī)?nèi)容過于狹窄。經(jīng)過查閱有關(guān)文獻(xiàn)，針對(duì)本課題，我建議未來還應(yīng)從以下幾方面做詳細(xì)認(rèn)真的研究：1. 對(duì)于頂空氣相色譜法，由于啤酒酒樣在頂空瓶中加熱，酒中微量的甲醇達(dá)到沸點(diǎn)后會(huì)揮發(fā)到頂空瓶的上部

43、，最終會(huì)達(dá)到氣液平衡。而氣液平衡的建立需要一定的時(shí)間，它是影響測(cè)定結(jié)果的一個(gè)重要因素。所以氣液平衡時(shí)間是我們以后研究的一個(gè)重要內(nèi)容。2. 對(duì)于酒中甲醇含量的測(cè)定，H. Miethke 認(rèn)為，樣品酒度對(duì)與乙醇共存的其他低沸點(diǎn)組分的溶解度有影響，因而影響蒸汽分壓，即啤酒中乙醇濃度對(duì)甲醇測(cè)定結(jié)果有影響22。但是乙醇濃度對(duì)甲醇含量的測(cè)定有何影響，我們未做過研究。所以，原因有待進(jìn)一步研究。3. 本方案中，頂空取樣量為1 L。進(jìn)樣量對(duì)甲醇的保留時(shí)間有何影響同樣有待進(jìn)一步研究。另外色譜條件的選擇，包括柱溫的選擇、氫氣流速對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響和最佳色譜條件的研究等。不難看出，本研究研究的內(nèi)容實(shí)在是太少了，可是由于知識(shí)水平的局限性，現(xiàn)在我也只能望而卻步。但是，在以后的學(xué)習(xí)、研究中，