張哲琦,王玉春,陳 臣,李 艷,3,
(1.河北科技大學生物科學與工程學院,河北 石家莊 050018;2.河北省分析測試研究中心,河北 石家莊 050018;3.河北省發(fā)酵工程技術研究中心,河北 石家莊 050018)
葡萄酒質量的好壞在很大程度上取決于它特有的風味,然而,許多葡萄酒由于2,4,6-三氯苯甲醚(2,4,6-trichloroanisole,TCA)的污染,使得其散發(fā)出一種霉味,從而大大的影響了酒的品質[1]。據(jù)估計,每年因為TCA的污染,使葡萄酒行業(yè)損失達100億 美元甚至更多[2-3]。然而,葡萄酒中大部分TCA都是由軟木塞中的TCA遷移進酒中[4]。研究表明,軟木塞中的TCA是櫟樹生長和軟木塞加工過程中霉菌降解環(huán)境中的2,4,6-三氯苯酚轉化成的TCA[5]。因此,準確地檢測出軟木塞中TCA含量并去除,可確保葡萄酒的風味質量。
美國食品藥品監(jiān)督管理局的研究報告表明,消費者不可接受的TCA閾值水平一般在3.1 ng/L[6]。檢測TCA,樣品前處理的方法很多,包括固相萃取[7]、超聲波輔助萃取[8]、液-液萃取[9]等,這些方法都較為繁瑣[10]。頂空固相微萃取技術(headspace solid-phase microextraction,HS-SPME)是目前應用最廣、最易操作的方法。該方法選擇性高、耗時短、回收率高,不需要大量的有機溶劑就能夠完成TCA的檢測分析[11-16]。另有研究指出,氣相色譜-電子俘獲檢測器(gas chromatography with electron-capture detection,GC-ECD)廣泛用于檢測TCA,與其他檢測器相比精準度更高更靈敏[17]。本研究擬建立采用GC-ECD檢測葡萄酒軟木塞中TCA含量的方法,并有效地對軟木塞中的TCA含量進行檢測分析。
11 種軟木塞浸泡液 石家莊市百博貿(mào)易有限公司。TCA(純度99%) 美國Aldrich公司;內(nèi)標物2,4-二氯苯甲醚(2,3-dichloroanisole,DCA,純度99%)、氯化鈉(分析純) 天津希恩思生化科技有限公司;乙醇(色譜純,純度99.9%) 韓國德山藥業(yè)工廠;實驗用水為超純水,由明澈-D 24UV超純水機制備。
CP-3800氣相色譜儀(配電子俘獲檢測器) 美國Varian公司;DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器、20 mL頂空瓶、涂有聚四氟乙烯螺旋蓋 德國CNW公司;手動固相微萃取手柄、磁子及100 μm聚二甲基硅氧烷涂層萃取頭 美國Sigma公司。
參照國際標準化的方法[18]進行TCA萃取與檢測。
1.2.1 標準品制備
TCA標準品的制備:用色譜級乙醇制備10-2g/L的TCA標準液,然后再用12%乙醇溶液逐級稀釋成10-4g/L和4×10-7、8×10-7、15×10-7、25×10-7、50×10-7g/L的使用液。
DCA標準品的制備:用色譜級乙醇制備10-2g/L的DCA標準液,再用12%乙醇溶液稀釋成10-4g/L的使用液。
1.2.2 萃取方法
向20 mL頂空瓶中加入3.00 g的氯化鈉固體,準確吸取9.8 mL的12%乙醇于頂空瓶中,再向其分別加入100 μL TCA使用液和DCA使用液,加入磁子,擰緊瓶蓋。將其放置在35 ℃恒溫磁力攪拌器中。將轉速調(diào)至1 750 r/min,將萃取針插入頂空瓶中,平衡15 min,推出萃取頭,萃取25 min后拔出萃取針,立即移至氣相色譜進樣口處,解吸3 min。
1.2.3 氣相色譜條件
色譜柱HP-5石英毛細管柱(30 m×0.32 mm,0.25 μm);氮氣流速1 mL/min;進樣口溫度260 ℃,檢測器溫度280 ℃,不分流進樣。升溫程序:50 ℃保持2 min,以9.0 ℃/min的速率升至150 ℃保持2 min,再以20.0 ℃/min的速率上升至260 ℃保持5 min。
1.2.4 軟木塞浸泡液的制備
在100 個軟木塞中隨機挑選5 個,將其放在250 mL的廣口瓶中,然后倒入已配制好的12%乙醇溶液,直到將所有軟木塞浸沒,24 h后將浸泡液倒出。
GC-ECD對含有鹵素的化學物質具有很高的靈敏性,對于TCA的檢測GC-ECD是很好地選擇,但是它不能像氣相色譜-質譜聯(lián)用一樣直接對TCA進行定性分析。因此,本方法測定0、4 ng/L和8 ng/L 3 個不同質量濃度的TCA標準品,從而確定TCA的保留時間,結果見圖1。由圖1可見,3 個不同質量質量濃度TCA標準品的保留時間相同,只是峰面積隨質量濃度而變化,因此可以確定TCA的保留時間為(10.27±0.05)min。
圖1 不同質量濃度的TCA保留時間色譜圖Fig.1 Retention times of TCA at various concentrations
以12%乙醇為基質,準確加入TCA和DCA使用液,使TCA的最終質量濃度分別為0、4、8、15、25 ng/L和50 ng/L,同時DCA的質量濃度保持不變,均為10-6g/L。按照HS-SPME的方法對這幾種標準溶液進行萃取。經(jīng)GCECD分析后,以TCA的峰面積為縱坐標、質量濃度為橫坐標,制作標準曲線。標準曲線的線性方程為:y=20 302x+5 976.7,R2 =0.999 9,線性范圍為0~50 ng/L。由此可以看出,該方法測定TCA含量,可以得到很好的線性關系。
檢出限和定量限分別定義為:a+3sa/b和a+10sa/b,式中:a為原點縱坐標的值,b為斜率,sa為原點縱坐標的方差[19]。因此,檢出限為0.20 pg/L,定量限為0.66 pg/L。
準確度是指分析測定結果與真實值或參考值之間接近的程度,常常用回收率的結果來評價方法的準確度[20]。通常會用兩種方法測定回收率,即空白加標回收率和樣品加標回收率。本實驗采用了樣品加標回收率,即向處理好的軟木塞浸泡液中分別添加3 種不同質量濃度的TCA標準液,分別是4、8、15 ng/L,每個質量濃度做3 次平行。同時,采用相對標準偏差(relative standard deviation,RSD)表示方法的精密度,結果見表1。
表1 TCA檢測方法的回收率和精密度(n=3)Table 1 Recoveries and precision (RSD) of TCA (n=3)
由表1可以看出,所測得回收率在101%~108%之間,RSD不大于5.6%,說明該方法的準確度和精密度都比較好。
采用所建立的檢測方法對11 種不同類型的葡萄酒軟木塞進行了測定,檢測結果是每種軟木塞浸泡液最少平行測定3 次所得結果,見表2。
表2 葡萄酒軟木塞中TCA含量的測定(n=3)Table 2 Results of TCA determination in different kinds of wine corks (n=3)
由表2可以看出,葡萄酒軟木塞中TCA的含量在發(fā)霉的原料中較高,制得成品的加工過程中含量下降,成品軟木塞中TCA含量(4~11號樣品)均在4 ng/L以下,普通消費者感知不到該質量濃度的TCA。本實驗所建檢測方法可以測得軟木塞中痕量的TCA,且RSD均在10%以下,證明該方法的精密度較好。
隨著葡萄酒與軟木塞行業(yè)的發(fā)展,軟木塞的污染問題也越來越受到人們的關注,TCA的檢測也受到了全球各國的關注[9]?;诖爽F(xiàn)狀,本研究建立了一種利用HS-SPME和GC-ECD測定葡萄酒軟木塞中TCA含量的方法。該方法的線性關系好(R2 =0.999 9)、回收率高(101%~108%)、精密度好(RSD不大于5.6%)。由于GC-ECD的高靈敏性,因此該方法的檢出限低于TCA的閾值范圍,所得到的檢出限為0.20 pg/L,定量限為0.66 pg/L。檢測11 種軟木塞中TCA含量驗證該方法,可以檢出相當?shù)秃康腡CA,適用于軟木塞中痕量TCA的檢測,為未來我國對TCA檢測標準的制定和含量監(jiān)控提供了一種參考方法。該方法與國內(nèi)外許多研究結果較為一致[1,8,13,21],且靈敏性更高。同時,該方法避免了使用大量的有機溶劑,節(jié)省時間,因此是一種行之有效地檢測葡萄酒軟木塞中TCA含量的方法。
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