啤酒中柠檬酸检测方案(离子色谱仪)

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安徽农业科学，Journal of Anhui Agri. Sci. 2007 ，35(4)：947-948责任编辑 陈娟 责任校对 胡先祥 948安徽农业科学2007年 离子色谱法分析麦汁和啤酒体系中9种有机酸含量的研究 胡维胜12，汪东风，刘源源，罗凯，郑明杰，郭瑞涵，陈元2 (1.中国海洋大学食品科学与工程学院，山东青岛266003；2.福建雪津啤酒有限公司，福建莆田351111；3.重庆三峡学院生物系，重庆404000) 摘要 研究了淋洗液、再生液、溶剂等因素对麦汁和啤酒体系中9种主要有机酸分离效果及测定结果的影响，得出采用瑞士万通色谱系统测定有机酸含量的优化条件：淋洗液及样品溶剂为0.3mml/L硫酸和15%丙酮的混合溶液，流速0.3 ml/ min；再生液为 10 ml/L LiC。并在该条件下对麦汁和啤酒样品中的有机酸进行了分析，测定结果表明该法检测限低、重现性好、回收率高。 关键词 离子色谱；有机酸；啤酒；麦汁 中图分类号 O657.7*5 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2007)04-00947-02 Measurement of Nine Kinds of Organic Acids in Wort and Beer by Ion Chromatography HU Wei sheng et al (Food Science and Engineering College ，Ocean University of China ， Qingdao ， Shandong 266003) Abstract Factors affecting the separation and detection of the organic acids in wort and beer such as composition and flow rate of the eluent， regenerantand solvent were studied. The assay parameters were optimized as followings： eluent and solvent were mixed solution of 0.3 mml/L H2SO4 and 15 % ace-tone with flow rate of 0.80 ml/ min； regenerant was 10 mml/L LiC solution. The analysis of wort and beer sample indicated that this method had a lowdetection limit ， good reproducibility and high recovery. Key words Ion chromatography；Organic acids； Beer； Wort 有机酸是表征啤酒质量的主要指标之一，其具有的酸味和特殊气味在很大程度上影响啤酒的pH值、整体风味及口感，因此建立灵敏准确的有机酸分析方法对于啤酒生产工艺的改进及最终成品酒质量和风味的控制具有重要意义1-3]。 目前用于啤酒中有机酸含量测定的方法主要有化学滴定法、分光光度法和色谱法4。滴定法仅适宜用于啤酒总酸度分析，且测定误差大。分光光度法和气相色谱法测定有机酸需经衍生等复杂的前处理，方法繁琐。离子色谱法作为一种分析有机酸的高效、简便方法，日益受到科研工作者和啤酒酿造行业的重视[5-7] 笔者采用瑞士万通公司Metrohm861 型离子色谱系统，考察了淋洗液的浓度、流速和再生液选择等多种因素对麦汁和啤酒中有机酸分离效果的影响。优化后的色谱条件可灵敏、准确测定麦汁和啤酒样品中9种有机酸的含量。 材料与方法 1.1 材料 ①义器。瑞士万通公司Metrohm861 型离子色谱仪(含化学抑制器)，恒温模拟及数字输出式电导检测器，853C02抑制器，超纯水发生器，微孔过滤器。②试剂。丙酮酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、富马酸、琥珀酸L-乳酸、甲酸、乙酸 LiC、丙酮均为优级纯或分析纯，所有溶液均采用超纯水配制。③样品材料。糖化麦汁和啤酒样品均由福建雪津啤酒有限公司提供，均经超纯水稀释50倍、再经0.2 um微孔滤膜过滤后用于分析。 1.2 色谱条件 色谱柱为Metrosep Organic Acids 有机酸柱(250 mm ×7.8 mm ×10 um) ，Metrosep RP Guard 保护柱，温度为20℃，背景电导控制在 50 ps/ cm 左右；淋洗液选用0.3mmol/L硫酸和15%丙酮的混合溶液，流速0.3 ml/min；再生液为 10 mmol/L LiC；进样量20u。 2 结果与分析 2.1 淋洗液类型、浓度及流速考察 试验选择丙酮和硫酸的混合溶液作为淋洗液，并在允许范围内分别通过调节丙酮 ( 作者简介 胡维胜(1978-)，男，安徽桐城人，博士研究生，研究方向：啤酒发酵工程。 ) ( 收稿日期 2006-10-31 ) 和硫酸的含量来考察其较适的浓度组合。综合考虑各有机酸的色谱峰形及保留时间等因素，所选淋洗液的具体条件为0.3mml/L 硫酸和15%丙酮的混合溶液，流速0.3ml/min。 2.2 溶剂及再生液的选择 溶剂及再生液的类型对色谱分离效果有明显影响。选用LiC作为再生液，并采用淋洗液作为样品溶剂时可有效降低水负峰对丙酮酸的影响，同时使各峰基本上达到基线分离，且能使各有机酸峰形有所改善。这可能主要是由于再生液的Li*可取代高电导的H*，从而降低了背景电导；同时再生液进入含样品的淋洗液流路，使弱离解的有机酸以盐形式进入电导检测器，提高了信噪比和电导检测的灵敏度3. 2.3 有机酸标准品分离色谱图及标准曲线回归方程、RSD、检测限 图1为优化后的色谱条件下各种有机酸标准品的色谱分离图。 注：1为丙酮酸；2为柠檬酸；3为酒石酸；4为苹果酸；5为富马酸；6为琥珀酸；7为L-乳酸；8为甲酸；9为乙酸；10为系统峰(两酮)， 图1 标准样品色谱分析结果 通过对9种有机酸标准混合溶液的8次平行测定，得到各离子的相对标准偏差、检出限(信噪比 S/N=3)。并由一系列的混合标准样品，在各自的线性范围内计算出各待测有机酸组分的相关系数，具体结果见表1。 由表1可知，采用优化后的色谱条件测定标准混合样品含量的相对标准偏差 RSD 可控制在5%以下，对9种有机酸 标准品都有很好的线性相关性，其线性相关系数r均高于0.9999，且检出限较低，均在21 ug/L以下。 表1 有机酸标准品的测定结果 线性范围 标准回归方程相关系数 RSD 检出限 mg/L ug/L 丙酮酸 0.2~10 Y=10.7095X 0.999 93 4.05 21 柠檬酸 1~4C Y=10.1218X 0.99991 1.51 48 酒石酸 0.2~10 Y=9.22034X 0.99991 2.45 15 苹果酸 0.2~10 Y=5.99133X 0.999 82 2.33 13 富马酸 0.2~10 Y=4.95004X 0.999 96 1.15 8 琥珀酸 0.2~10 Y=13.0785X 0.999 69 2.96 18 L-乳酸 1~40 Y=9.53451X 0.999 95 1.99 7 甲酸 0.2~10 Y=4.286 99X 0.99998 0.77 乙酸 0.4~20 Y=6.63922X 0.99993 2.70 6 2.4 麦汁样品和啤酒样品分离色谱 采用优化的色谱条件分别对麦汁和啤酒2种体系中的有机酸含量进行测定，色谱分离结果见图2、3。由图23可知，该色谱条件下麦汁和啤酒体系中的各有机酸均得到了有效分离，干扰程度小。 注：1为柠檬酸；2为苹果酸；3为富马酸；4为琥珀酸；5为L-乳酸；6甲酸；7为乙酸；8为系统峰(丙酮)。 图2 麦汁样品的色谱分离结果 注：1为丙酮酸：2为柠檬酸；3为苹果酸；4为苹果酸；5为富马酸；6为琥珀酸；7为L-乳酸；8为甲酸；9为乙酸；10为系统峰(丙酮)。 图3 啤酒样品的色谱分离结果 2.5 结果重现性及回收率 按优化后的色谱条件重复进样6 次，计算测定结果的相对标准偏差；并在上述被测有机酸含量的麦汁和啤酒样品中加入已知浓度的有机酸混合标准溶液，在相同条件下重复进样6次，计算回收率，测定结果见表 23。由表23可知，两体系下样品中各有机酸测定结果的相对标准偏差均低于6.2%，回收率为88.2%~104.1%，表明该方法的精密度和准确度都较高。 表2 啤酒样品中有机酸分析结果 浓度 相对标准偏差 加入量 测得值 回收率 mg/L % mg/I mg/I % 丙酮酸 42.7 6.2 1 0.981 98.1 柠檬酸 137.7 2.3 2 2.081 104.1 酒石酸 - 1 0.893 89.3 苹是酸 38.4 1.8 1 0.934 93.4 富马酸 0.6 5.3 2 1.853 92.7 琥珀酸 82.8 1.7 1 0.934 93.4 L-乳酸 78.5 1.5 2 1.862 93.1 甲酸 32.6 1.8 1 0.948 94.8 乙酸 92.3 0.5 4 3.810 95.3 表3 麦汁样品中有机酸分析结果 浓度 相对标准偏差 加入量 测得值 回收率 mg/L % mg/L mg/L % 丙酮酸 2 1.764 88.2 柠檬酸 136.7 1.8 5 5.122 102.4 酒石酸 - - 2 1.768 88.7 苹是酸 55.1 2.7 2 1.773 88.7 富马酸 2.9 3.2 2 1.853 92.7 琥珀酸 6.2 3.7 2 1.770 88.5 L-乳酸 62.4 2.4 5 4.408 88.2 甲酸 64.1 2.0 2 1.816 90.8 乙酸 18.7 4.6 4 3.792 94.8 3 结论 试验表明，离子色谱法测定麦汁、啤酒2个体系中主要有机酸含量的优化条件为以硫酸和丙酮混合溶液作为淋洗液，LiC作为再生液，同时以该淋洗液作为样品溶剂。该法快速灵敏、线性范围广、重现性及回收率好。这为准确跟踪酿造各环节中有机酸的动态变化趋势，分析得出影响成品酒中各有机酸含量的主要因素，实现借助调节发酵工艺条件等手段来调控啤酒中各有机酸的平衡，进而赋予啤酒更加协调的风味、提高啤酒质量提供了前提和基础，因此该法具有一定的实用和推广价值。 ( 参考文献 ) ( [1]董霞，李崎，顾国贤.啤酒有机酸类物质研究进展[J].酿酒，2003，30 ( 6) ： 63-66. ) ( [2]董霞，李崎，顾国贤.啤酒有机酸类物质研究进展[J].酿酒，2003，30(6)： 63-66. ) ( [3]田鹏，徐烨，邓桂春.离子排斥色谱法测定12种有机酸的规律[J].分析 测试学报，2002，21(4)：68-70. ) ( [4]史亚利，刘京生，蔡亚岐.离子交换色谱法同时测定啤酒中有机酸和无 机阴离子[].分析化学，2005，33(5)：605-608. ) ( [ 5] Z HU Y ， ZHANG X，NIU WJ. 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