侯玉茹,王寶剛,李文生,苗　飛,周家華,常　虹

(北京市農(nóng)林科學(xué)院林業(yè)果樹研究所,北京 100093)

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水果中乙醇含量的氣相色譜法測定

侯玉茹,王寶剛*,李文生,苗飛,周家華,常虹

(北京市農(nóng)林科學(xué)院林業(yè)果樹研究所,北京 100093)

以櫻桃、草莓、梨、棗四種水果為試材,采用DB-WAX(60 m×0.25 mm×0.25 μm)毛細(xì)管色譜柱和氫火焰離子化檢測器建立了氣相色譜法測定水果中乙醇含量的方法。結(jié)果表明,在進(jìn)樣口溫度230 ℃,FID檢測器溫度300 ℃,程序升溫40 ℃(保持11 min),以20 ℃/min升至220 ℃(保持13 min),以氮?dú)鉃檩d氣,柱流量2 mL/min的條件下,乙醇有良好的分離效果。乙醇含量在0.25～100 μg/mL范圍內(nèi),具有良好的線性關(guān)系(R2=0.99998),最低檢出濃度為1.25 mg/kg。該方法穩(wěn)定性、重復(fù)性和重現(xiàn)性良好,RSD均小于2%。在四種水果低中高三個添加水平下,平均回收率在90.88%～108.80%之間(RSD=0.18%～7.18%,n=6)。該方法操作簡單,準(zhǔn)確可靠,符合方法學(xué)要求,可用于水果中乙醇含量的檢測。

乙醇,水果,氣相色譜

乙醇是一種無色透明、易揮發(fā)的醇類物質(zhì),具有刺激的辛辣滋味。在水果采后貯藏過程中,由于自身的呼吸作用使乙醇有不同程度的積累,而乙醇在水果中的作用卻具有兩面性。一方面,低濃度乙醇可以賦予果實(shí)較好的風(fēng)味;另一個方面,乙醇具有催熟的生理效果,過高濃度乙醇則對果實(shí)產(chǎn)生不利的影響,使果實(shí)產(chǎn)生異味,造成果實(shí)風(fēng)味品質(zhì)下降等[1-2]。因此,乙醇含量是評價果實(shí)貯藏期間品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。目前,對酒類[3-5]、藥品[6-7]、化妝品[8-9]中乙醇的氣相色譜檢測方法的報(bào)道較多,對于水果中乙醇檢測的報(bào)道一般見于靜態(tài)頂空氣相色譜法[10-13],而傳統(tǒng)液體進(jìn)樣氣相色譜法的應(yīng)用較少,僅有對紅棗中乙醇含量測定的報(bào)道[14]。根據(jù)水果種類的劃分,本研究選擇了有代表性的四種水果(櫻桃、草莓、梨、棗)為試材,通過簡單的前處理后直接上機(jī)測定,建立了毛細(xì)管柱氣相色譜外標(biāo)法檢測果實(shí)中乙醇含量的方法,旨在為果品采后貯藏期間的品質(zhì)評價提供指導(dǎo)。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

櫻桃、草莓、梨、棗購自北京市新發(fā)地水果批發(fā)市場。

乙醇標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(純度99.9%)(色譜純)Sigma-Aldrich公司。

Agilent 7890A氣相色譜儀,附氫火焰離子化檢測器(FID)及化學(xué)工作站Agilent公司。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1氣相色譜分析條件的建立毛細(xì)管柱DB-WAX(60 m×0.25 mm×0.25 μm),程序升溫40 ℃(保持11 min),以20 ℃/min升至220 ℃(保持13 min),進(jìn)樣口溫度230 ℃,FID檢測器溫度300 ℃,以氮?dú)鉃檩d氣,柱流量2 mL/min,進(jìn)樣量1 μL,分流比20∶1。

1.2.2標(biāo)準(zhǔn)工作曲線制定將乙醇標(biāo)準(zhǔn)溶液配制為0.25、0.5、1、10、50、100 μg/mL的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液,放置在0～4 ℃環(huán)境下密封保存,并盡快上機(jī)測定。以保留時間定性、峰面積定量,繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。以3倍信噪比計(jì)算方法的最低檢出濃度。

1.2.3樣品前處理水果樣品前處理方法參考曹建康的方法[15]。稱取櫻桃、草莓、梨、棗樣品20.00 g,加10 mL超純水研磨后,轉(zhuǎn)入到100 mL容量瓶中,用超純水沖洗研缽,一并轉(zhuǎn)入容量瓶,定容至刻度,提取10 min后,過濾,濾液搖勻后過0.45 μm濾膜,放置在0～4 ℃環(huán)境下密封保存,并立即上機(jī)測定。

1.3數(shù)據(jù)分析方法

所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2003處理。

2　結(jié)果與分析

2.1色譜條件的選擇

前期的研究結(jié)果顯示,同一色譜條件對不同水果樣品中乙醇的分離效果不同。因此,需要對色譜條件進(jìn)行篩選,其中,初始柱溫是影響乙醇分離和出峰效果的重要因素之一。另外,由于采用超純水作為稀釋劑,為了保護(hù)儀器和毛細(xì)管柱,進(jìn)樣口和FID檢測器溫度需要稍高一些,因此,實(shí)驗(yàn)設(shè)置進(jìn)樣口溫度230 ℃,FID檢測器溫度300 ℃。初始柱溫越高,乙醇的保留時間越短。但是對于不同水果樣品,其中的干擾物質(zhì)不同,不適當(dāng)?shù)某跏贾鶞貢绊憳悠分幸掖嫉姆蛛x效果。因此,對DB-WAX毛細(xì)管柱,分別設(shè)置了80、60、50、45、40 ℃,對比了乙醇標(biāo)準(zhǔn)品和四種不同水果樣品(櫻桃、草莓、梨、棗)中乙醇的分離和出峰效果。結(jié)果表明,初始柱溫為80、60、50、45 ℃時乙醇的保留時間較短,但是乙醇在水果樣品中分離效果不佳。當(dāng)初始柱溫為40 ℃時,乙醇標(biāo)準(zhǔn)品和四種水果樣品中乙醇的分離和出峰效果良好,保留時間為7.79 min。乙醇標(biāo)準(zhǔn)品和水果樣品的色譜圖見圖1和圖2。

圖1　乙醇標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖Fig.1　The chromatogram of ethanol standard

圖2　水果樣品色譜圖Fig.2　The chromatogram of fruits

2.2方法的線性分析與檢出限

在上述色譜條件下,分別對0.25,0.5,1,10,50,100 μg/mL系列濃度的乙醇標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測定,以乙醇的峰面積Y對濃度X作圖,得線性回歸方程為Y=0.4066X+0.0577,R2=0.99998。結(jié)果表明,乙醇濃度在0.25～100 μg/mL范圍內(nèi),具有良好的線性關(guān)系。乙醇的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線見圖3。以3倍信噪比計(jì)算得到本方法的最低檢出濃度為1.25 mg/kg。

圖3　乙醇標(biāo)準(zhǔn)工作曲線Fig.3　Standard curve of ethanol

2.3方法學(xué)考察

2.3.1穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)取同一個供試樣品,按1.2.3制備后,按1.2.1色譜條件分別于0、2、4、8、16、24 h測定,計(jì)算乙醇含量,RSD=0.71%(n=6)。結(jié)果表明,供試樣品在24 h內(nèi)基本穩(wěn)定。

2.3.2重復(fù)性實(shí)驗(yàn)取同一個供試樣品6份,按1.2.3制備后,按1.2.1色譜條件測定,計(jì)算得到該樣品中乙醇的平均含量為5.34 mg/kg,RSD=0.77%(n=6)。結(jié)果表明,該方法重復(fù)性良好。

2.3.3重現(xiàn)性實(shí)驗(yàn)按1.2.3制備方法和1.2.1色譜條件,由三名分析人員對同一供試樣品進(jìn)行制備和測定,計(jì)算得到該樣品中乙醇的平均含量為6.29 mg/kg,RSD=1.10%(n=3)。結(jié)果表明,該方法重現(xiàn)性良好。

2.3.4回收率實(shí)驗(yàn)選用四種水果(櫻桃、草莓、梨、棗),分別在1.25、12.5、125 mg/kg三個水平進(jìn)行添加回收實(shí)驗(yàn),加入一定量的乙醇標(biāo)準(zhǔn)品,測定平均含量,并計(jì)算平均回收率及RSD。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1　水果中乙醇加標(biāo)回收率及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=6)

由表1可知,在四種水果中,本方法在低中高三個水平下,平均回收率在90.88%～108.80%之間(RSD=0.18%～7.18%),符合《GB/T 27404-2008 實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制規(guī)范 食品理化檢測》的要求(被測組分含量為1～100 mg/kg時,回收率范圍為90%～110%;被測組分含量>100 mg/kg時,回收率范圍為95%～105%)[16]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,利用此方法檢測水果中乙醇含量,結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。

3　結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)建立了氣相色譜法對水果中乙醇含量的測定方法。該方法經(jīng)驗(yàn)證在0.25～100 μg/mL濃度范圍內(nèi),乙醇的線性關(guān)系良好,相關(guān)系數(shù)R2=0.99998,最低檢出濃度為1.25 mg/kg。該方法的穩(wěn)定性、重復(fù)性和重現(xiàn)性良好,RSD均小于2%。在四種水果中,低中高三個濃度的添加回收率在90.88%～108.80%之間(RSD=0.18%～7.18%)。該方法準(zhǔn)確可靠,滿足方法學(xué)要求,可以用于水果中乙醇含量的測定。

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Determination of ethanol content in fruits by gas chromatography

HOU Yu-ru,WANG Bao-gang*,LI Wen-sheng,MIAO Fei,ZHOU Jia-hua,CHANG Hong

(Institute of Forestry and Pomology Beijing Academy of Agriculture and Forestry Science,Beijing 100093,China)

The ethanol content in fruits(cherry,strawberry,pear,jujube)were determined by gas chromatography(GC)equipped with DB-WAX(60 m×0.25 mm×0.25 μm)and hydrogen flame ionization detector. Results showed that the inlet and FID detector temperature were 230 ℃ and 300 ℃,respectively. The column temperature program was initial 40 ℃(held for 11 min),with the increase rate of 20 ℃/min to 220 ℃(held for 13 min). The carrier gas was nitrogen,and the flow rate was 2 mL/min. The calibration curve showed good linearity when ethanol concentration was in the range of 0.25～100 μg/mL with correlation coefficient of 0.99998,and the detection limit was 1.25 mg/kg. The method was stable,repeatable and reproducible with RSD less than 2%. The average recoveries ranged from 90.88% to 108.80%(RSD=0.18%～7.18%,n=6). The method was simple,accurate,and met the requirements of methodology,which may be used for the determination of the ethanol in fruits.

ethanol;fruit;chromatography(GC)

2015-12-16

侯玉茹(1985-)，女，碩士，研究方向：果品采后貯藏與加工，E-mail：hou_yuru@126.com。

王寶剛(1979-)，男，博士，副研究員，研究方向：果品物流包裝及貯運(yùn)保鮮技術(shù)，E-mail：wangbg1979@126.com。

北京市農(nóng)林科學(xué)院科技創(chuàng)新能力建設(shè)專項(xiàng)資助項(xiàng)目(KJCX20140205)；公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)資助(201303075)。

TS207.3

A

1002-0306(2016)13-0287-03

10.13386/j.issn1002-0306.2016.13.050