（發(fā)酵工程專業(yè)論文）氣相色譜分析方法的建立及其在分離酒風(fēng)味物質(zhì)中的應(yīng)用.pdf

關(guān)于碩士學(xué)位論文使用授權(quán)的說明 論文題目：氫擔(dān)魚遭僉近立這絲建童區(qū)基在岔直道叢嗑塑亟主鮑座旦 本學(xué)位論文作者完全了解大連工業(yè)大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī) 定，大連工業(yè)大學(xué)有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和 磁盤，允許論文被查閱和借閱，可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有 關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué) 位論文，并且本人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。 保密的學(xué)位論文在解密后也遵守此規(guī)定。 是否保密( i 0 ，保密期至勘7 。年斗月f 日為止。 學(xué)生簽名：壅盤魚 幺 導(dǎo)師簽名：蘭墜 礎(chǔ)年盧月目 一 一_-_-_一 摘要 摘要 本論文針對目f j 成品酒出現(xiàn)很多質(zhì)量問題，采用氣相色譜法對成品酒中的風(fēng)味成分 進(jìn)行了分析，建立了一種快速分析酒類產(chǎn)品的氣相色譜分析方法，以期能有針對的改進(jìn) 酒類工藝中出現(xiàn)的問題，提高酒體的質(zhì)量。 本文分別對酒中風(fēng)味物質(zhì)毛細(xì)管柱氣相色譜分析方法的建立、啤酒樣品前處理、啤 酒中高級醇的氣相色譜分析方法與化學(xué)方法比較、白酒中乙酯類物質(zhì)定性和定量分析四 個方面進(jìn)行了研究。 采用g c 一1 2 2 氣相色譜儀，酒類分析專用柱可以較快地分析出酒中的風(fēng)味物質(zhì)，通 過對改變影響峰分離的因素進(jìn)行分析，最終確定了最佳色譜分離條件為：柱箱初始溫度： 5 0 ；初始時間：2 m i n ；柱箱終止溫度：1 3 0 ；終止時間：0 m i n ：升溫速率：1 0 m i n ； 離子室溫度：1 7 0 ；進(jìn)樣室溫度：1 6 0 ；空氣流速：2 0 0 m l m i n ；氫氣流速：2 0 m l m i n ； 氮?dú)饬魉伲? 0 m l m i m 色譜柱前壓：0 0 6 m p a 。 通過與直接進(jìn)樣法比較，得出了蒸餾法更適合啤酒中高級醇的定性定量分析，結(jié)果 證明了蒸餾法是一種優(yōu)化的進(jìn)樣方法：實(shí)驗(yàn)還摸索出了一種一次性將乙酯類成分及高級 醇組分同時進(jìn)行分離分析的方法。 通過對啤酒中高級醇的氣相色譜分析方法與化學(xué)方法比較，得出化學(xué)法不能完全準(zhǔn) 確的反映酒中高級醇的真實(shí)含量，且操作比較麻煩，結(jié)果比氣相色譜法偏大。氣相色譜 法測高級醇最突出特點(diǎn)就是準(zhǔn)確，迅速，減少主觀誤差，而且高級醇和乙酸乙酯可以同 時測定，省事省力。同時，氣相色譜法可以減少藥品消耗，減少環(huán)境污染。 最后一部分為白酒中乙酯類物質(zhì)定性和定量分析，得出乙酸乙酯與己酸乙酯、丁酸 乙酯與己酸乙酯、乳酸乙酯與己酸乙酯的量比關(guān)系對于酒的風(fēng)味有決定性的影響。實(shí)驗(yàn) 測得樣品的回收率為9 9 5 l o o 5 ，儀器的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0 1 7 0 8 1 ，實(shí)驗(yàn)的重復(fù)性和 精密度較好。 關(guān)鍵詞：氣相色譜法，啤酒，前處理，高級醇，白酒，乙酯類物質(zhì) 一 a b s t r a c t _-_-_-_一_一一一 a b s t r a c t w i t ht h eq u a l i t yp r o b l e mo fa l c o h o lp r o d u c t s ，t h i st e x ta n a l y s e sf l a v o rs u b s t a n c e sb yg c ， e s t a b l i s h e da q u i c km e a s u r e m e n tm e t h o do fa l c o h o lp r o d u c t s ，i no m e rt oi m p r o v et h ep r o b l e m o fp r o d u c i n ga l c o h o lt e c h n o l o g y , m v a n c et h eq u a l i t yo ft h ea l c o h o lp r o d u c t s t h i st e x ti n c l u d e sf o u rp a r t s ，w h i c hi st h ee s t a b l i s ho fa n a l y s i sm e t h o d sb y c a p i l l a r yg a s c h r o m a t o g r a p hf o ra l c o h o l 、p r e - p r o c e s s i n go fb e e rs a m p l e 、t h ec o m p a r i s o nt of a t t ya l c o h o l o fb e e rb yg a sc h r o m a t o g r a p ha n d c h e m i s t r ym e t h o d s 、t h ea n a l y s i so fe t h y le s t e rm a t e r i a lo f a l c o h o lb yq u a l i t a t i o na n d q u a n t i t a t i o nm e t h o d s t h r o u g ht h es t u d yo fa l c o h o l sg a sc h r o m a t o g r a p h y , w eg e tt h eo p t i m u ms e p a r a t i o n c o n d i t i o n s ： o v e n si n i t i a lt e m p e r a t u r e ：5 0 i n i t i a lt i m e ：2m i n o v e n st e r m i n a t i o nt e m p e r a t u r e ：13 0 t e r m i n a t i o n t i m e ：0m i n w a r m i n gr a t e ：10 m i ni n t r o d u c t i o nr o o m t e m p e r a t u r e ：16 0 ( 2 i o nr o o mt e m p e r a t u r e ：17 0 ( 2 h y d r o g e ng a sv e l o c i t y ：2 0 m l m i n n i t r o g e ng a sv e l o c i t y ：2 0 m l m i na i rv e l o c i t y ：2 0 0 m l m i n t h r o u g ht h ec o m p a r i s o nb yi n i t i a li n j e c t ，w ed r a wt h ec o n c l u s i o nt h a td i s t i l l a t i o nm e t h o d i sm u c hf i t t e rf o ra n a l y s i so ff a t t ya l c o h o lo fb e e rb yq u a l i t a t i o na n dq u a n t i t a t i o nm e t h o d s a n e wm e t h o df o rt h ed e t e r m i n a t i o no fe t h y la c e t a t ea n d f a t t ya l c o h o lb yc a p i l l a r yg a s c h r o m a t o g r a p h yw a ss t u d i e d t h r o u g ht h ec o m p a r i s o nt of a t t ya l c o h o lo fb e e rb yg a sc h r o m a t o g r a p ha n dc h e m i s t r y m e t h o d s ，w ed r a wt h ec o n c l u s i o nt h a tc h e m i s t r ym e t h o d sc a nn o tr e f l e c tt h er e a lc o n t e n to f t h eb e e r , a n dt h eo p e r a t i o ni st r o u b l e ，t h er e s u l td e v i a t i o ni sb i g g e rt h a ng a sc h r o m a t o g r a p h t h em e t h o df o rd e t e r m i n a t i o nf a t t ya l c o h o li nb e e rb y c a p i l l a r yg a sc h r o m a t o g r a p h yi ss i m p l e ， r a p i da n da c c u r a t e ，a n da c e t o a c e t a t ec a l lb em e a s u r e ds i m u l t a n e o u s l y a tt h es a m et i m e ，i tc a n r e d u c et h ec o n s u m p t i o no ft h es a m p l ea n d p o l l u t i o no fe n v i r o n m e n t t h el a s tp a r ti st h ea n a l y s i so fe t h y le s t e rm a t e r i a lo fa l c o h o l b yq u a l i t a t i o na n d q u a n t i t a t i o nm e t h o d s ，t h er e s u l ts h o w st h a tt h ec o n t e n ta n dr a t i oo fe t h y l a c e t a t e 、e t h y l b u t y r a t e 、e t h y ll a c t a t ew i t he t h y lh e x a n o a t eh a v ead e c i s i v ei n f u e n c et oi t sf l a v o r t h e a b s t r a c t r e c o v e r yr a t ei s9 9 5 - 1 0 0 5 a n dt h er s di s0 17 o 81 t h em e t h o di sq u i c k 、c o n v e n i e n t a n dr e p e a t a b l e k e y w o r d s ：g a sc h r o m a t o g r a p h y b e e r ，p r e p r o c e s sin g ，f a t t yaic o h oi ，dis ti i ia t e s p iri t e t h y ie s t e rm a t e ri a i -j- r k 日錄 目錄 第一章緒論1 1 1 色譜法簡介1 1 1 1 氣相色譜法簡介1 1 1 1 1 氣相色譜法的特點(diǎn)1 1 1 1 2 氣相色譜分類2 1 1 1 3 氣相色譜分離的原理2 1 1 2 色譜儀工作原理3 1 1 3g c 一1 2 2 氣相色譜儀3 1 2 氣相色譜檢測器分類5 1 2 1 按性能特征分類5 1 2 2 按工作原理分類5 1 2 3 氫火焰離子檢測器( f i d ) 6 1 3 氣相色譜的定性、定量分析7 1 3 1 氣相色譜定性分析7 1 3 1 1 保留時間定性7 1 3 1 2 利用不同檢測方法定性7 1 3 1 3 保留指數(shù)定性7 1 3 1 4 柱前或柱后化學(xué)反應(yīng)定性7 1 3 1 5 與其他儀器聯(lián)用定性7 1 3 1 6 利用增加峰面積的方法進(jìn)行定性分析8 1 3 2 氣相色譜定量分析8 1 3 2 1 外標(biāo)法8 1 3 2 2 歸一化法9 1 3 2 3 內(nèi)標(biāo)法9 1 3 2 4 定量分析方法的合理選用9 1 4 酒類的風(fēng)味物質(zhì)9 1 4 1 高級醇概述1 0 1 4 2 高級醇的測定方法比較11 l 1 4 2 1 化學(xué)法1 1 i v 目錄 1 4 2 2 氣相色譜法1 1 1 4 3 乙酯類物質(zhì)概述11 1 4 4 測定高級醇及乙酯類的意義1 2 1 5 樣品的處理方法1 3 1 5 1 啤酒的預(yù)處理1 3 1 5 2 白酒的預(yù)處理1 3 1 6 本論文主要研究內(nèi)容1 4 1 7 對于氣相色譜儀的使用方面發(fā)現(xiàn)的問題1 4 第二章實(shí)驗(yàn)器材與方法1 7 2 1 實(shí)驗(yàn)器材1 7 2 1 1 實(shí)驗(yàn)試劑1 7 2 1 2 實(shí)驗(yàn)儀器1 7 2 1 3 實(shí)驗(yàn)樣品1 8 2 2 實(shí)驗(yàn)方法1 8 2 2 1 氣相色譜條件的選擇1 8 2 2 1 1 色譜柱的選擇18 i 2 2 1 2 柱溫的選擇1 8 2 2 1 3 升溫速率對色譜分離的影響1 8 2 2 1 4 色譜柱前壓對色譜分離峰形的影響1 8 2 2 1 5 載氣流速、氫氣流速、空氣流速對色譜分離的影響1 8 2 2 1 6 最佳色譜檢測條件的研究1 8 2 2 2 啤酒樣品預(yù)處理1 9 2 2 2 1 直接進(jìn)樣法1 9 2 2 2 2 蒸餾法1 9 2 2 3 試劑的配置1 9 2 2 3 1 啤酒中高級醇標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制1 9 2 2 3 2 白酒乙酯類標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制2 0 2 2 4 樣品色譜峰的定性分析2 0 2 2 4 1 利用保留值的方法定性2 0 2 2 4 2 利用增加峰面積的方法定性2 l 2 2 5 樣品色譜峰的定量分析2 1 v 日錄 2 2 5 1 內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線法2 1 2 2 5 2 外標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線法2 2 2 2 6 回收率的計(jì)算2 2 2 2 7 精密度的測定2 2 2 2 8 樣品測定2 3 2 3 化學(xué)方法測啤酒中高級醇2 3 2 3 1 實(shí)驗(yàn)方法2 3 2 3 1 1 標(biāo)準(zhǔn)高級醇的合成2 3 2 3 1 2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制2 3 2 3 1 3 高級醇含量測定2 3 2 3 2 高級醇的測定方法比較2 3 第三章結(jié)果與討論2 4 3 1 氣相色譜分析酒類產(chǎn)品中醇、酯類成分方法的建立2 4 3 1 1 色譜柱的選擇2 4 3 1 2 柱溫的選擇2 4 3 1 3 升溫速率對色譜分離的影響2 5 3 1 4 色譜柱前壓對色譜分離的影響2 6 3 1 5 載氣流速、氫氣流速、空氣流速對色譜分離的影響2 7 3 1 6 最佳色譜檢測條件的研究2 7 3 2 啤酒樣品的前處理2 9 3 2 1 直接( 啤酒過濾) 進(jìn)樣2 9 3 2 2 啤酒蒸餾液進(jìn)樣2 9 3 3 啤酒中高級醇組分的定性定量分析3 0 3 3 1 利用保留時間定性3 0 3 3 1 1 以乙醛為例列出定性分析過程3 0 3 3 1 2 啤酒樣品3 l 3 3 1 3 加入標(biāo)準(zhǔn)樣3 2 3 3 2 增加峰高法定性3 2 3 3 2 1 啤酒樣一乙醛混合樣3 2 3 3 2 2 加入混標(biāo)3 3 3 3 3 啤酒高級醇組分定量分析3 4 v i l 日錄 3 3 3 1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制3 4 3 3 3 2 乙醛含量的計(jì)算3 5 3 3 4 啤酒樣分析報(bào)告3 5 3 3 4 1 結(jié)果計(jì)算3 5 3 3 4 2 報(bào)告編輯3 6 3 3 5 精密度的計(jì)算3 7 3 3 6 啤酒樣品回收率的計(jì)算3 7 3 3 7 啤酒樣品測定3 9 3 4 化學(xué)方法測高級醇含量4 0 3 4 1 結(jié)果與計(jì)算4 0 3 4 1 1 繪制o d - c 標(biāo)準(zhǔn)曲線4 0 3 4 1 2 結(jié)果計(jì)算4 1 3 4 2 高級醇的測定方法比較4 l 3 5 白酒中五大酯類的定性定量分析4 l 3 5 1 利用保留時間定性分析4 l 3 5 1 1 乙酸乙酯的定性分析4 1 3 5 1 2 丁酸乙酯的定性分析4 2 3 5 1 3 戊酸乙酯的定性分析4 2 3 5 1 4 乳酸乙酯的定性分析4 3 3 5 1 5 己酸乙酯的定性分析4 4 3 5 1 6 五種酯的定性分析4 4 3 5 2 利用增加峰面積法定性4 5 3 5 3 利用外標(biāo)法定量分析4 6 3 5 3 1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制4 6 3 5 4 白酒樣品的定量分析4 7 3 5 4 1 汾酒4 7 3 5 4 2 沱牌4 8 3 5 4 3 董酒4 9 3 5 4 4 冰酒5 0 3 5 5 四種白酒中酯類成分間的量比關(guān)系5 l 3 5 6 回收率的計(jì)算5 2 v i i 日錄 3 5 7 方法精密度的測定5 3 第四章結(jié)論5 4 參考文獻(xiàn)5 5 致謝5 7 第一章緒論 1 1 色譜法簡介 第一章緒論 色譜法又叫色層法、層析法，是現(xiàn)代分析化學(xué)中發(fā)展很快的一種分離分析技術(shù)。在 本世紀(jì)3 0 年代后才逐漸獲得較廣泛的應(yīng)用，至今已成為分析化學(xué)、生物化學(xué)和制備化 學(xué)中極為重要的新分析方法【i 】。色譜法是利用物質(zhì)在兩相中分配系數(shù)的微小差異進(jìn)行分 離。當(dāng)兩相做相對移動時，使被測物質(zhì)在兩相之間進(jìn)行多次分配，這樣原來的微小差異 產(chǎn)生了很大的效果，使各組分分離，以達(dá)到分離分析及測定一些物理化學(xué)常數(shù)的目的。 色譜分析法與其他的分析方法相比，具有分離效能高、分析速度快、適應(yīng)范圍廣、樣品 用量少、定性定量準(zhǔn)確，易于實(shí)現(xiàn)自動化等優(yōu)點(diǎn)，故在近代科學(xué)技術(shù)中占有舉足輕重的 地位【2 】o 1 1 1 氣相色譜法簡介 氣相色譜法作為色譜分析法的一個重要分支，由于其具有分離效能高、分析速度快、 樣品用量少以及應(yīng)用范圍廣和操作簡便等特點(diǎn)，因此被廣泛的應(yīng)用于石油、化工、環(huán)境 保護(hù)、食品、輕工、醫(yī)藥等相關(guān)的分析領(lǐng)域。目前在白酒、啤酒工業(yè)中，氣相色譜法對 酒類生產(chǎn)的分析檢測、產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)控以及酒類產(chǎn)品的科學(xué)研究，都發(fā)揮著極其重要的 作用。相信在電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息科學(xué)的推動下氣相色譜法將會在分析領(lǐng)域中發(fā)揮巨 大的作用【3 j 。 氣相色譜法( g a sc h r o m a t o g r a p h y ) 又稱氣體色譜法和氣相層析法。它是以氣體作 為流動相，利用沖洗的方法，是以柱色譜的形式進(jìn)行分離的一種分析方法1 引。 1 1 1 1 氣相色譜法的特點(diǎn) ( 1 ) 高效能：是指一般填充柱都有幾千理論塔板，毛細(xì)管柱可達(dá)1 0 5 1 0 6 的理論塔板 數(shù)。因而可以分析沸點(diǎn)十分相近的組分和極為復(fù)雜的多組分混合物【5 】。 ( 2 ) 高選擇性：指固定相對性質(zhì)極為相似的物質(zhì)，如同位素、烴類異構(gòu)體等有較強(qiáng)的 分離能力，主要是通過高選擇性的固定液，使各組分間的分配系數(shù)有較大的差別而實(shí)現(xiàn) 分離。 第一章緒論 ( 3 )高靈敏度：目前使用的高靈敏度檢測器可以檢出1 0 j 1 到1 0 。3 的物質(zhì)，因此在痕 量雜質(zhì)分析中，可以測出超純氣體、離分子單體和高純試劑中l(wèi) p p m l p p b 的雜質(zhì)。 ( 4 ) 應(yīng)用范圍廣：氣相色譜可以分析氣體、液體和固體，不僅可以分析有機(jī)物，也可 以分析無機(jī)物，還可以分析高分子和生物大分子物質(zhì)，而且應(yīng)用范圍仍然在擴(kuò)大1 6 j 。 1 1 1 2 氣相色譜分類 按固定相不同可分為：氣固色譜和氣液色譜。 按色譜柱的不同形式可分為：填充柱色譜、空心柱色譜和毛細(xì)管色譜。 1 1 1 3 氣相色譜分離的原理 在色譜分析過程中，當(dāng)流動相攜帶著試樣通過色譜柱固定相時，試樣分子與固定相 之間發(fā)生了相互作用，于是試樣分子就在流動相和固定相間進(jìn)行分配。由于試樣中各組 分的物理化學(xué)性質(zhì)的不同，所以各自在兩相間的分配比( 通常叫平衡系數(shù)或分配系數(shù)) 也不同。于是各組分沿著色譜柱運(yùn)行的速度不同。當(dāng)經(jīng)過適當(dāng)長度的色譜柱( 即反復(fù)進(jìn) 行了多次分配以后) ，各組分彼此間會拉開一定的距離，按先后次序從色譜柱流出，從 而得到分離【4 1 。 4 圖i 1 氣相色譜分離原理圖 f i g i ib a s i cc i r c u i to fg a sc h r o m a t o g r a p h y 圖1 1 _ 說明了試樣的各組分在色譜柱中的分離過程。假定試樣中含有a b 兩種組 分，它們在氣相和固定相上的分離能力不同，其中b 相在固定相中的分配能力大于a 隨 2 第一章緒論 著載氣的不斷通入，組分a 和b 在固定相和氣相中反復(fù)多次進(jìn)行分配，分配系數(shù)小的組 分a 不易被固定相吸附和溶解。隨著載氣走在前面，而分配系數(shù)大的組分b ，不易被載 氣帶走而留在后面，由此達(dá)到了a ，b 兩組分的全分離。 1 1 2 色譜儀工作原理 當(dāng)某一種被分析的多組份混合樣品被注入進(jìn)樣器且瞬間汽化以后，樣品由流動相氣 體載氣所攜帶，經(jīng)過裝有固定相的色譜柱時，由于組分分子與色譜柱內(nèi)部固定相分子間 要發(fā)生吸附、脫附溶解等過程，那些性能結(jié)構(gòu)相近的組份，因各自的分子在兩相問反復(fù) 多次分配，發(fā)生很大的分離效果，且由于每種樣品組份吸附、脫附的作用力不同，所反 應(yīng)的時間也不同，最終結(jié)果使混合樣品中的組份得到完全地分離。被分離的組份順序進(jìn) 入檢測器系統(tǒng)，由檢測器轉(zhuǎn)換為電信號送至記錄儀或積分儀繪出色譜圖1 7 j 。 1 高瓜 c 瓶2 減觚閥釩 t 友或氧鼻乇戒)3 凈化器 4 穩(wěn)胍閥5 抓力農(nóng)6 仆閥或穩(wěn)流閥7 爪夕j 投 8 氣化：寮9 色講 l ：1 0 拎測器 l1 恒泓輸 圖1 2 雙氣路氣相色譜儀流程圖 f i g 1 2t h ef l u i d o g r a mo fd o u b l eg a sp a t hg a sc h r o m a t o g r a p h 1 1 3g c - 12 2 氣相色譜儀 氣相色譜儀是實(shí)現(xiàn)氣相色譜法的裝置，因此它是一種多組分混合物的分離分析工 具?；痉治龀绦蚴禽d氣由高壓氣瓶供給，經(jīng)減壓閥，穩(wěn)壓閥，穩(wěn)流閥等以穩(wěn)定的流量 3 進(jìn)入汽化 組分依次 入記錄儀 分的含量 f i g 1 3g c 一1 2 2g a sc h r o m a t o g r a p h y 完整成套的氣相色譜儀必須包括：氣路系統(tǒng)，進(jìn)樣系統(tǒng)，溫度控制系統(tǒng)，分離檢測 系統(tǒng)，記錄儀，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等。圖1 3 為本實(shí)驗(yàn)所用儀器上分生產(chǎn)的o c 1 2 2 型氣相 色譜儀。 4 1 2 氣相色譜檢測器分類 1 2 1 按性能特征分類 ( 1 ) 對樣品破壞與否 組分在檢測過程中，如其分子形式被破壞，即為破壞性檢測器。如f i d 、n p d 、f p d 、 m s d 等。 組分在檢測過程中，如仍保持其分子形式，即為非破壞性檢測器。如t c d 、p i d 、 i r d 等。 ( 2 ) 按響應(yīng)值與時間的關(guān)系 檢測器的響應(yīng)值為組分在該時間的累積量，為積分型檢測器，如體積檢測器等。現(xiàn) 氣相色譜分析中，此類檢測器一般己不用。 檢測器的響應(yīng)值為組分在該時間的瞬時量，為微分型檢測器，一般檢測器均屬此類。 ( 3 ) 按響應(yīng)值與濃度還是質(zhì)量有關(guān) 檢測器的響應(yīng)值取決于載氣中組分的濃度，為濃度敏感型檢測器，或簡稱濃度型檢 測器。如t c d 、p i d 等。凡非破壞性檢測器，均是濃度型檢測器。 當(dāng)檢測器的響應(yīng)值取決于單位時間內(nèi)進(jìn)入檢測器的組分量時，為質(zhì)量型檢測器。如 f i d 、n p d 、f p d 、m s d 等。 ( 4 ) 按不同類型化合物響應(yīng)值的大小 檢測器對不同類型化合物的響應(yīng)值基本相當(dāng)，或各類化合物的r r f 值之比小于l o 時，稱通用型檢測器，如t c d 、p i d 等。 當(dāng)檢測器對某類化合物的r r f 值比另一類大十倍以上時，為選擇性檢測器。如n p d 、 e c d 、f p d 等【們。 1 2 2 按工作原理分類 從工作原理考慮，檢測器是利用組分和載氣在物理或化學(xué)性能上的差異，來檢測組 分的存在及其量的變化的。如物理常數(shù)檢測法、光度學(xué)檢測法等【1 0 , 1 1 】。常見氣相色譜檢 測器分類如表1 1 。 5 第一章緒論 表1 1 氣相色譜檢測器分類 t l b 1 1t h ec l a s s i f i c a t i o no fg cd e t e c t o r 檢測方法1 ：作原理檢測器應(yīng)川范闡 中文名稱符號 物理常數(shù)法 氣相電離法 熱導(dǎo)系數(shù)差異 熱導(dǎo)檢測器 密度差異氣體密度天平 火焰電離火焰電離檢測器 熱表面電離氮磷檢測器 化學(xué)電離電子俘獲檢測器 光電離光電離檢測器 氮電離氮電離檢測器 光度法原子發(fā)射原子發(fā)射檢測器 原予吸收原子吸收檢測器 原子熒光原子熒光檢測器 火焰紅外發(fā)射火焰紅外發(fā)射檢測器 電化學(xué)法電導(dǎo)變化電導(dǎo)檢測器 電流變化庫侖檢測器 原電池電動勢氧化鋯監(jiān)測器 質(zhì)譜法電離和質(zhì)量 質(zhì)量選擇檢測器 t c d g d b f i d n p d e c d p i d h i d a e d 舢m a f d f i r e e l c d c d z d m s d 所有化合物 所有化合物 有機(jī)物 氮、磷化合物 電負(fù)性化合物 所有化合物 電離能低于1 9 8 e v 的化合物 多元素( 也具選擇性) 多元素( 也具選擇性) 某些有機(jī)金屬化合物 環(huán)境和工業(yè)污染物 鹵、硫、氮化合物 無機(jī)物和烴類 氧化、還原性化合物或單質(zhì) 所有化合物( 結(jié)構(gòu)鑒定) 1 2 3 氫火焰離子檢測器( f l d ) 由于酒類中醇酯物質(zhì)分析使用的是氫火焰離子檢測器，故主要介紹其使用原理。在 氫火焰燃燒時，在火焰的上方會有一個溫度很高的區(qū)域，樣品在這個區(qū)域被離子化，形 成一些j 下負(fù)離子，在火焰的周圍加上一個電場，讓離子定向移動，形成電流，經(jīng)過一系 列放大后得到放大信號，也就是檢測到的信號。 f i d 只對有機(jī)化合物有響應(yīng)，因此，是選擇性的檢測器。但是它的靈敏度較高，所 以我們現(xiàn)在的儀器上都是配雙檢測器的，以方便互相彌補(bǔ)。 6 第一章緒論 1 3 氣相色譜的定性、定量分析 1 3 1 氣相色譜定性分析 定性分析就是要確定分析樣品中所含組分。在氣相色譜分析中，就是要確定各色譜 峰所代表組分。酒行業(yè)常用氣相色譜分析定性方法有六種。 1 3 1 1 保留時間定性 在一定的色譜系統(tǒng)和操作條件下，每種物質(zhì)都有一定的保留時間，如果在相同色譜 條件下，未知物的保留時間與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)相同，則可初步認(rèn)為它們?yōu)橥晃镔|(zhì)。為了提高 定性分析的可靠性，還可進(jìn)一步改變色譜條件( 分離柱、流動相、柱溫等) 或在樣品中 添加標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，如果被測物的保留時間仍然與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)一致，則可認(rèn)為它們?yōu)橥晃镔|(zhì)， 即通過保留時間定性【12 1 。 1 3 1 2 利用不同檢測方法定性 同一樣品可以采用多種檢測方法檢測，如果待測組分和標(biāo)準(zhǔn)物在不同的檢測器上有 相同的響應(yīng)行為，則可初步判斷兩者是同一種物質(zhì)。在液相色譜中，還可通過二極管陣 列檢測器比較兩個峰的紫外或可見光譜剛13 1 。 1 3 1 3 保留指數(shù)定性 在氣相色譜中，可以利用文獻(xiàn)中的保留指數(shù)數(shù)據(jù)定性。保留指數(shù)隨溫度的變化率還 可用來判斷化合物的類型，因?yàn)椴煌愋突衔锏谋Ａ糁笖?shù)隨溫度的變化率不同。 1 3 1 4 柱前或柱后化學(xué)反應(yīng)定性 在色譜柱后裝t 型分流器，將分離后的組分導(dǎo)入官能團(tuán)試劑反應(yīng)管，利用官能團(tuán)的 特征反應(yīng)定性。也可在進(jìn)樣l j 將被分離化合物與某些特殊反應(yīng)試劑反應(yīng)生成新的衍生 物，于是，該化合物在色譜圖上的出峰位置或峰的大小就會發(fā)生變化甚至不被檢測。由 此得到被測化合物的結(jié)構(gòu)信息。 1 3 1 5 與其他儀器聯(lián)用定性 將具有定性能力的分析儀器如質(zhì)譜( m s ) 、紅外( i r ) 、原子吸收光譜( a a s ) 、 原子發(fā)射光譜( a e s ，i c p a e s ) 等儀器作為色譜儀的檢測器即可獲得比較準(zhǔn)確的定性 信息【1 4 】。 7 第一章緒論 1 3 1 6 利用增加峰面積的方法進(jìn)行定性分析 將純物質(zhì)加入樣品中，通過觀察色譜峰的峰高和峰面積的變化來對樣品中的物質(zhì)進(jìn) 行定性。此法對于保留值接近的相鄰組分的定性十分有效【1 5 j 。 1 3 2 氣相色譜定量分析 色譜定量分析就是要確定樣品中某一組分的準(zhǔn)確含量。色譜定量分析與絕大部分的 儀器定量分析一樣，是一種相對定量方法，而不是絕對定量方法。它是根據(jù)儀器檢測器 在某些條件限定下，色譜峰的峰高或峰面積與所測組分的濃度成正比來進(jìn)行定量的，其 基本公式為【1 6 】： w i ( c i ) = f i x i i ( h i ) 公式( 1 1 ) 其中：w i 組分i 的質(zhì)量； c i 組分i 的濃度； 組分i 的校j 下因子，與檢測器的性質(zhì)和被測組分的性質(zhì)有關(guān)： a i 組分i 的峰面積； h i 組分i 的峰高。 由此可見，在色譜定量分析中，要得到可靠的定量分析結(jié)果，必須準(zhǔn)確測定峰面積 或峰高和校正因子，選擇合適的定量方法，盡可能減少分析步驟帶來的誤差。 酒類氣相色譜分析方法主要有三種：外標(biāo)法、歸一化法、內(nèi)標(biāo)法，三種分析方法各 有其優(yōu)缺點(diǎn)1 17 1 。 1 3 2 1 外標(biāo)法 又稱已知樣品校j 下法或標(biāo)準(zhǔn)曲線法，具體方法為配制已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)樣進(jìn)行色譜分 析，計(jì)算出校j 下因子，然后在與標(biāo)準(zhǔn)樣相同的操作條件下，注入同樣體積的被分析試樣， 根據(jù)已求校j 下因子獲得被分析試樣中微量成分的含量【墻j 。一般常規(guī)快速控制分析適宜采 用此法。該方法操作簡單，分析結(jié)果的準(zhǔn)確性主要取決于進(jìn)樣量的重復(fù)性及操作條件的 穩(wěn)定程度。 1 3 2 2 歸一化法 歸一化法是將所有組分的峰面積a i 分別乘以它們的相對校正因子后求和，即所謂 “歸一 ，被測組分x 的含量可以用下式求得： 8 第一章緒論 j ：甚 a ， ，- l 公式( 1 2 ) 當(dāng)被測樣品中的所有組分都能流出色譜柱，并且在色譜圖上都顯示色譜峰時，可采 用此法直接進(jìn)樣計(jì)算各組分的百分比含量。此法簡便、準(zhǔn)確，進(jìn)樣量的變動與結(jié)果無關(guān)， 儀器與操作條件稍有變動時，對結(jié)果影響也較小。缺點(diǎn)是要求被測樣品中組分不能太多， 而且必須都能流出色譜柱并能被測量。 1 3 2 3 內(nèi)標(biāo)法 內(nèi)標(biāo)法是將已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)( 內(nèi)標(biāo)物) 加入到未知樣品中去，然后比較內(nèi)標(biāo)物 和被測組分的峰面積，從而確定被測組分的濃度。由于內(nèi)標(biāo)物和被測組分處在同一基體 中，因此可以消除基體帶來的干擾。而且當(dāng)儀器參數(shù)和洗脫條件發(fā)生非人為的變化時， 內(nèi)標(biāo)物和樣品組分都會受到同樣影響，這樣消除了系統(tǒng)誤差。當(dāng)對樣品的情況不了解、 樣品的基體很復(fù)雜或不需要測定樣品中所有組分時，采用這種方法比較合適【l 9 1 。 當(dāng)試樣中所有組分不能全部出峰，或只要求測定試樣中部分組分時，可采用此法。 此法的優(yōu)點(diǎn)是進(jìn)樣量不要求嚴(yán)格控制，可避免進(jìn)樣量變化造成的誤差。由于每次分析都 要準(zhǔn)確向被測試樣中加入內(nèi)標(biāo)物，并且分析時間較長，不適用于快速控制分析【2 們。 1 3 2 4 定量分析方法的合理選用 在實(shí)際分析過程中，應(yīng)根據(jù)不同的分析需要合理選用定量分析方法，最大限度地降 低分析誤差【2 。 如主要酯類物質(zhì)的測定，常規(guī)分析時，如果只檢測酒中的主要酯類物質(zhì)，宜選用外 標(biāo)法。采用外標(biāo)法分析結(jié)果的重復(fù)性較好。在測定白酒中的己酸乙酯時，盡管國家推薦 性標(biāo)準(zhǔn)要求采用內(nèi)標(biāo)法【2 2 】，從準(zhǔn)確性和快捷性考慮，宜選用外標(biāo)法進(jìn)行分析。 1 4 酒類的風(fēng)味物質(zhì) 酒中的風(fēng)味物質(zhì)指的是酒中醇類，酯類，有機(jī)酸等，一般為發(fā)酵過程中的副產(chǎn)物， 是酒類產(chǎn)品中不可缺少的特征物質(zhì)【2 3 1 。四大乙酯( 己酸乙酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯和丁 酸乙酯) 是我國白酒中的主要香氣成分，其含量占總酯的9 0 9 5 ，乳酸乙酯含量高是 我國白酒的顯著特征之一1 2 4 1 。 9 第一章緒論 1 4 1 高級醇概述 雜醇油是指甲醇、乙醇外的具有很強(qiáng)氣味的高級醇類，是發(fā)酵法制造酒精等的副產(chǎn) 品，由氮、氨、糖類經(jīng)過酵母細(xì)胞從“氮代謝”中分解而束的【2 ”。通常包括異戊醇、異 丁醇、j 下丙醇、異丙醇、叔丁醇、正戊醇、仲戊醇( 2 戊醇) 、叔戊醇、正己醇、異己 醇、庚醇、正辛醇、仲辛醇( 2 辛醇) 、異辛醇、丁二醇、2 ，3 丁二醇、丙三醇、甘露 醇( 己六醇) 、赤蘚醇、阿拉伯醇、環(huán)己六醇、十一醇、十二醇( 月桂醇) 、肉桂醇、糠 醇、壬醇、癸醇、d 苯乙醇等。通常所說的高級醇是j 下丙醇、異丁醇和異戊醇，在水溶 液中成油狀物，所以又叫雜醇油【2 州。但在標(biāo)準(zhǔn)配制中，按g b t 5 0 0 9 4 8 1 9 9 6 的方法， 雜醇油組分包括：正丙醇、正丁醇、異丁醇、仲丁醇、正戊醇、異戊醇等六種成分，配 制時需全部配置在一起【2 7 1 。但各種酒中所含的高級醇也各不相同，如表1 2 所示。 表1 2 幾種酒的高級醇含量 t a b 1 2t h ef a t t ya l c o h o lc o n t e n to fs o m ek i n d so fd i s t i l l a t es p i r i t 產(chǎn)品名稱 高級醇含鼙( m g 1 0 0 m l ) 老姆酒 白蘭地 威士忌 日本燒酒( 乙類) 中國f i l i i 態(tài)發(fā)酵法白酒( 小曲酒除外) 中國? 仁液態(tài)發(fā)酵法白酒( 小曲酒除外) 中國同態(tài)發(fā)酵法小曲白酒 中國液態(tài)發(fā)酵法小曲白酒 6 5 2 4 0 1 0 0 2 0 0 5 0 1 5 0 3 1 7 0 5 0 1 8 0 l6 0 - - 2 5 0 2 5 0 以上 2 5 0 以上 高級醇是一類高沸點(diǎn)的混合物，是淡黃色至棕褐色的透明液體，具有特殊的強(qiáng)烈的 刺激性臭氣味，酒中如果高級醇含量過高( 超過國家規(guī)定的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)) ，對人體有毒害 作用，它對人體的中毒和麻醉作用比乙醇強(qiáng)，能使神經(jīng)系統(tǒng)充血，使人感覺頭痛。其毒 性隨分子量增大而加強(qiáng)。高級醇在人體內(nèi)的氧化速度比乙醇慢，在人體內(nèi)停留時間長。 如果含量過高，不僅對人體有害，而且還給酒的風(fēng)味帶來邪雜味。高級醇是酒中的重要 組成成分之一，其種類多，總量也較大，但如果酒中根本沒有或十分缺少高級醇的話， 酒昧將變得十分單調(diào)淡薄。各種高級醇都有各自的香氣和口味1 2 引。 l o 第一章緒論 甲醇、雜醇油是衡量酒類質(zhì)量的重要指標(biāo)，他們的分離、檢測方法也是多種多樣， 如：化學(xué)法、氣相色譜法，而目前最常用的是氣相色譜法【2 引，該方法具有分離效率高， 分析速度快，樣品用量少，檢測靈敏度高，選擇性好，應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)，所以常用其 對高級醇的進(jìn)行定性和定量的分析。 1 4 2 高級醇的測定方法比較 測定酒中高級醇含量常用的方法主要有比色法和氣相色譜法【2 8 】。 1 4 2 1 化學(xué)法 用比色法測定高級醇時，對二甲氨基苯甲醛與高級醇反應(yīng)不符合化學(xué)計(jì)量關(guān)系，各 種醛顯色的靈敏度也各不相同，而j 下丙醇則完全不顯色【3 們。這種方法不能完全準(zhǔn)確的反 映各種酒中高級醇的真實(shí)含量，測定結(jié)果與真實(shí)含量也不能完全符合，對二甲氨基苯甲 醛與高級醇的反映不是高級醇的特效反應(yīng)，酒中能脫水生成不飽和烴化合物，如醛、縮 酮、酮、萜都將干擾測定；雜醇油是原料中的蛋白質(zhì)、氨基酸和糖類分解成高級醇類， 不僅僅指異戊醇和異丁醇。比色法操作比較煩瑣且不能測定單一組分，其結(jié)果比氣相色 譜法偏大f 3 1 1 。 1 4 2 2 氣相色譜法 國家標(biāo)準(zhǔn)中氣相色譜法測定的高級醇，用異丁醇+ 異戊醇表示，不能完全代表酒中 各種高級醇含量，象正丙醇、j 下丁醇、仲丁醇、2 戊醇、正戊醇、正己醇在某些白酒中 含量不容忽視【3 2 】。氣相色譜法測高級醇最突出特點(diǎn)就是準(zhǔn)確，迅速，減少主觀誤差，而 且高級醇和己酸乙酯可以同時測定，省事省力。同時，氣相色譜法可以減少藥品消耗， 減少環(huán)境污染【3 3 l 。 1 4 3 乙酯類物質(zhì)概述 酸與醇在發(fā)酵過程中生成各種酯，酯類物質(zhì)是白酒中含量最多和最主要的芳香組 分。因酒中主要成分是乙醇，因此脂肪酸乙酯是酒中酯類的主體部分，而又以偶數(shù)碳的 乙、丁、己酸的乙酯量較多，含碳數(shù)在l o 以下的脂肪酸乙酯有香氣，1 2 個碳以上的高 級脂肪酸乙酯幾乎無氣味，具有香氣的乙酯大多為使人喜歡的水果香，有的在低濃度下， 也能表現(xiàn)出重要的芳香氣味i j 引。 乙酸乙酯，乳酸乙酯是我國白酒的主體酯類。在濃香及醬香型酒中還有相當(dāng)數(shù)量的 第一章緒論 己酸乙酯，其次是丁酸乙酯，含量少的是戊酸乙酯，乙酸異戊酯，甲酸乙酯以及微景的 高沸點(diǎn)酯類，如庚酸乙酯，辛酸乙酯，壬酸乙酯等，這些為數(shù)不多的酯常常是優(yōu)質(zhì)酒中 含量較多。 乙酸乙酯和乳酸乙酯是白酒的基礎(chǔ)芳香物質(zhì)，其含量的多少直接影響酒的質(zhì)量，它 們是構(gòu)成清香型白酒的典型香氣。乙酸乙酯稀時呈清香，濃時呈梨香。優(yōu)質(zhì)酒中乙酸乙 酯在每l o o m l 酒中含l o o m g 以上，液態(tài)酒含量較少。優(yōu)質(zhì)酒中乳酸乙酯很高，都在 1 0 0 - 2 0 0 m g ，而威士忌、蘭姆酒等洋酒乳酸乙酯很少。這是與白酒的開放式自然生產(chǎn)、 固態(tài)發(fā)酵的工藝特點(diǎn)分不開的。米香型的三花酒乳酸乙酯高于乙酸乙酯【3 5 l 。 己酸乙酯為濃香型酒的主體香氣，通常稱做窖底香，由于人工窖泥的培養(yǎng)和乙酸菌 的分離應(yīng)用等生產(chǎn)技術(shù)的重大突破，近年來此類酒同益增多。名酒中的己酸乙酯含量達(dá) 到1 5 0 2 0 0 m g ，有的高達(dá)4 0 0 m g ，因此注意與其他芳香成分間的平衡協(xié)調(diào)是必要的。 醬香型白酒的主體香氣，目前還未能確定，但從酯的分析結(jié)果看，其成分最為復(fù)雜， 它的總酯比濃香型白酒低，己酸乙酯含量中等，不如濃香酒突出【3 6 1 。 表