气相色谱测定啤酒中乙酸的含量

    啤酒中含有有机酸约100种以上，多数有机酸都具有酸味，它是啤酒的重要口味成分之一，酸类不构成啤酒香味，酸味和其他成分协调配合，即组成啤酒的酒体，有机酸是成品啤酒中一类非常重要的风味物质，适量的有机酸赋予啤酒愉快的口感，缺乏酸类的啤酒显得呆滞、粘稠、不爽口，而酸过量或者种类太单调，又会使啤酒口感粗糙、不柔和、不协调，同时引起酸露头，减低啤酒饮用性。因此，研究啤酒酿造过程的有机酸，通过代谢监控酸的种类和含量，将直接影响到啤酒的品质和风味。
    　乙酸是啤酒中含量最高的有机酸，它是啤酒正常发酵产物，由乙醛氧化而来，是啤酒中对口感影响最大的酸味物质。
    　乙酸，俗称为醋酸，相对分子质量60.05，纯醋酸在16.6℃以下会凝固成冰状，故又称为冰醋酸，其分子式为CH3COOH。
    　醋酸是无色水状液体，具有强烈刺鼻的特征酸味，极易溶于醇、醚、甘油和CCI4，不溶于CS2，遇明火、高热、强氧化剂易引起燃烧，有腐蚀性，能灼伤皮肤。
    　乙酸形成的途径有以下两条：一条是发酵前期麦汁含量高和贮酒中不断通风的情况下，由乙醛和乙醇氧化形成；另一条是在发酵后期，酵母吸收丙酮酸进行岐化反应，形成乙酸和乳酸。啤酒酵母在灭菌麦汁中只形成少量的乙酸，若污染杂菌，则生成大量乙酸。因此，在发酵中检出酒的挥发酸以乙酸为主，也是作为发酵是否正常的标志之一。
    　啤酒中挥发酸控制标准为80mg/L，如（文章来源：华夏酒报·中国酒业新闻网）大于100mg/L则为明显污染发酵。
    　乙酸的测定传统方法采用常规水蒸气蒸馏法，此方法既费时费力，且其中包括少量杂质，如甲酸、丁酸、戊酸等挥发脂肪酸，所以误差比较大。随着检测技术的发展，现在可采用液相色谱法和离子色谱法测定，但此仪器价格不菲，且在啤酒业应用面不广，对中小啤酒企业来说不太现实，所以，笔者尝试研究用气相色谱方法建立简单快速的检测啤酒中乙酸的测定方法，供同行参考指正。
1  实验部分
1.1  仪器和试剂
1.1.1  仪器装置
    　VERIAN气相色谱仪（配有FID检测器）
    　AOTOHS顶空进样器
    　20mL顶空进样瓶，电子天平（精度0.0001），微量自动移液器，1mL、5mL、10mL、20mL、25mL移液管，100mL容量瓶，5mL量筒。
1.1.2  试剂
    　色谱纯乙酸，色谱纯无水乙醇，重蒸水
1.1.3  色谱条件
    　毛细管柱DM－WAX色谱柱（30m×0.53×2um）
    　进样口温度200℃，检测器温度260℃，载气：氮气（10mL/min）  ，分流比10：1   
    　色谱柱升温程序：35℃保温3min，10℃/min升温至90℃，保温1min，30℃/min升到220℃。
    　顶空进样器程序：柱温85℃保温30min，取样器针温120℃，传输线温度120℃，
进样时间2s，顶空进样器载气压力120kpa。
1.2  标准试剂的配制
1.2.1  乙酸标样的配制
1.2.1.1  称取乙酸6.00mg，加入100mL容量瓶用无水酒精定容至100mL。
1.2.1.2  取1mL 1加入100mL容量瓶中，用4%酒精定容至100mL。
1.2.1.3  取2 1mL加入100mL容量瓶中，用4%酒精定容至100mL为6ppm乙酸溶液。
1.2.1.4  取2 2mL加入100mL容量瓶中，用4%酒精定容至100mL为12ppm乙酸溶液。
1.2.1.5  取2 5mL加入100mL容量瓶中，用4%酒精定容至100mL为30ppm乙酸溶液。
1.2.1.6  取2 10mL加入100mL容量瓶中，用4%酒精定容至100mL为60ppm乙酸溶液。
1.2.1.7  取2 15mL加入100mL容量瓶中，用4%酒精定容至100mL为90ppm乙酸溶液。
1.2.1.8  取2 20mL加入100mL容量瓶中，用4%酒精定容至100mL为120ppm乙酸溶液。
1.2.1.9  取2 30mL加入100mL容量瓶中，用4%酒精定容至100mL为180ppm乙酸溶液。
1.3  样品预处理
    　将啤酒样品放于冰箱冷藏24小时，不除气量取5mL于顶空进样瓶，顶空自动进样分析。
1.4 乙酸定性定量方法
1.4.1 乙酸定性
    　以标准样品保留时间、样品加标来定性。
1.5 乙酸定量
    　将乙酸标准溶液在上述色谱条件和顶空条件下进样，以峰面积（文章来源：华夏酒报·中国酒业新闻网）外标法定量，用色谱软件N3000建立色谱方法（标准曲线方程）自动计算结果。
    　乙酸定量结果表达
    　X=A1×C/As
    　式中：
    　X---样品中乙酸含量mg/L
    　A1---样品溶液峰面积
    　AS---乙酸标准溶液峰面积
2  实验结果与讨论
2.1  气相色谱标准方法的建立
    　将乙酸标样12ppm、30ppm、60ppm、90ppm、120ppm、150ppm
和180ppm分别取5mL于顶空瓶中封口后，在顶空进样器程序进样分析，得到在不同浓度下所对应的色谱峰面积，根据此面积和浓度利用色谱N3000软件多点校正建立外标分析方法，保存备用。
2.2  样品的分析
    　将样品放置冰箱中冷藏24小时，用量筒量取5mL于顶空进样瓶，在和标准样品一样的顶空进样器程序下自动进样分析。
2.3  样品数据处理
    　将样品谱图打开，加载建立的标准方法，自动得出乙酸数。
2.3  精密度与重现性实验
    　取同一标准样品，按外标法进样在同条件下六次重复检测测定结果见表1。
2.4  回收率试验
    　分别往啤酒里面添加20mg/L，30mg/L，40mg/L乙酸，进行加标回收试验结果见表2。
2.5  不同品牌啤酒，用液相色谱和气相色谱检测乙酸结果对比。
    　取不同品种同一批样品分别用气相色谱和液相色谱检测，验证气相色谱检测乙酸的准确度，检测结果见表3。
3  结论
3.1  从以上精密度实验中变异系数在5%以下，
说明该方法精密度和重复性都很好，符合微量分析的要求。
3.2  同一样品回收率测定结果均在90%－105%之间，在色谱分析中是可以接受的，可以满足日常分析要求。
3.3  从液相色谱和气相色谱测定结果对比来看，测定误差在5%（文章来源：华夏酒报·中国酒业新闻网）左右，可以接受。
4  注意事项
4.1  保证进样量、色谱分析条件严格不变。
4.2  标准方法应定期校正，保证测定结果准确性。
4.3  样品在密封进取样瓶后，应尽快分析检测，不宜放置时间过长，防止氧化使检测结果偏高