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气相色谱测定甲醇对于国标方法的优化

applecc

2018/10/17
鹤壁农检联合队

气相色谱（GC）

摘要：依据 GB5009.266-2016《食品安全国家标准食品中甲醇的测定》，在此基础上通过试验优化出适合本色谱柱的甲醇分析方法，方法为：白酒专用色谱柱KB-ALCOHOL 20m*0.53mm，FID检测器。进样口240℃，检测器：300℃柱温箱：40℃保持8min℃,15℃/min升温到80℃保持5min. 分流比为5:1 流速为3.5mL/min，进样量为1μl。同时优化了国标中标准工作液的配置步骤和样品前处理制备步骤。
结果：该仪器条件下，50mg/L-800mg/L范围内线性关系良好，相关性系数达到0.999以上，符合GB 5009.266-2016《食品安全国家标准食品中甲醇的测定》中检出限7.5mg/L、定量限25mg/L的要求，简化标准工作液和样品前处理步骤，精密度和回收率都良好。

1前言
甲醇是酒酿造中不可避免的副产物,主要是伤害视神经，严重者会致双目失明，摄入量5g会出现严重中毒，摄入量超过12.5g就可能致死亡，因此测定酒中的甲醇含量具有非常重要的意义。GB 2757-2012 《食品安全国家标准蒸馏酒及其配制酒》中对甲醇的限量值粮谷类为0.6g/L［1］，其他类为2.0 g/L，甲醇指标按100%酒精度折算。检测方法依据中华人民共和国国家标准GB 5009.266-2016《食品安全国家标准食品中甲醇的测定》^［2］，由于本方法使用的色谱柱跟国标中的长短和型号不一致，所以并不能完全采用国标中的分析方法，因此通过试验最终分析出适合本色谱柱的分析方法，同时此实验也简化了国标中标准工作液的配置步骤和样品前处理的制备步骤。

2 材料与方法
2.1 仪器与试剂
7890A气相色谱仪，含FID检测器
TH-300型氢气发生器
SPB-3 全自动空气源
甲醇标准物质：Dr.EherenstorferGmbH
叔戊醇标准物质：Dr.EherenstorferGmbH
无水乙醇（色谱纯）：天津市福晨化学试剂厂

2.2 仪器分析条件
色谱柱KB-ALCOHOL 20m*0.53mm，FID检测器。进样口240℃，柱温箱：40℃保持8min℃,15℃/min升温到80℃保持5min，检测器：300℃，流速3.5mL/min,进样量为1μl，分流比为5:1，衬管为高惰性分流衬管，氢气流量 25mL/min，空气流量 400mL /min,氮气流量 30mL/min。

2.3标准溶液配置^［2］
2.3.1甲醇标准储备液(5000mg/L)
用20μl～200μl的移液枪准确称取0.25g(精确至0.0001g)甲醇至小烧杯中，用40%乙醇溶液分次洗入50mL容量瓶中,定容至刻度,混匀待用。

2.3.2叔戊醇标准溶液(20000mg/L)
用100～1000μl移液枪准确称取0.5g(精确至0.0001g)叔戊醇至小烧杯中，用40%乙醇溶液分次洗入25mL容量瓶中,定容至刻度,混匀待用。

2.3.3优化了甲醇系列标准工作液的配置
用移液枪吸取0.1mL、0.2mL、0.4mL、0.8mL、1.6mL 甲醇标准储备液,于5个10mL容量瓶中,用40%乙醇溶液定容至刻度,依次配制成甲醇含量为50mg/L、100mg/L、200mg/L、400mg/L、800mg/L系列标准溶液。再加入0.1mL叔戊醇标准溶液混匀上机。此处国标方法定容到25mL容量瓶中，然后再取10mL至试管中，再加入0.1mL叔戊醇标准溶液混匀上机，本方法吸取一定量甲醇储备液直接定容至10mL容量瓶中，加入0.1mL叔戊醇标准溶液盖好容量瓶盖子容易混匀，操作简便，节省时间。
2.4样品的处理^［2］
酒精、蒸馏酒及其配制酒，取试样于10mL容量瓶中,加入 0.10mL 内标叔戊醇标准溶液,混匀待测。

3结果与讨论
3.1 色谱条件的选择
分析甲醇标准溶液，色谱柱柱温箱温度40℃，采集时间为5mim即可完成，进样口温度240℃、检测器温度300℃、流速3.5mL/min、分流比5:1、进样量1μl，此分析方法能使甲醇、乙醇和内标峰很好的分离。分析白酒样品的时候，需将样品中全部组分流出，因此色谱柱使用程序升温40℃保持8min℃,15℃/min升温到80℃保持6min. 分析时长为16.67分钟。其他分析条件进样口温度、检测器温度、分流比、流速、进样量等不变，此方法可以使白酒样品中各组分得到很好的分离，做样品走序列的时候，分别编辑甲醇标液和白酒样品两个分析方法，这样可以节省很多分析时间。

3.2 方法线性范围、检出限、定量限
在标准系列中，以甲醇与内标物的含量比值为横坐标，甲醇与内标物峰面积比值为纵坐标，制作校准曲线。结果显示，在此分析条件下，甲醇在50mg/L-800 mg/L范围内，线性回归方程为 y =0.363x +0.00427，相关系数 r = 0.99998。
分别配置检出限7.5 mg/L甲醇溶液、定量限25 mg/L甲醇溶液，进样后，查看谱图，选择目标峰甲醇附近的一段平直基线的时间段，选择报告中的性能报告+噪声报告，查看性能+噪声报告色谱图中信噪比的值。信噪比=3时对应的浓度即为检出限，信噪比=10时对应的浓度即为定量限。此色谱分析方法下的7.5 mg/L甲醇溶液信噪比等于12.0大于3符合国标，25mg/L甲醇溶液信噪比等于19.4大于10符合国标。由此可得，此分析方法符合国标要求中的检出限与定量限。

3.3 精密度和回收率^［3］
精密度的测定，在本色谱条件下，对同一浓度100mg/L的甲醇标准溶液重复测定7次，浓度值分别为100.4 mg/L,100.1 mg/L，100.5 mg/L，100.2 mg/L，100.3mg/L, 100.2 mg/L, 100.3 mg/L经标准曲线计算测得含量，RSD=0.13% 。回收率的测定，在40%的乙醇溶液中加入甲醇储备液使其加标浓度为50mg/L，做平行样品，得到甲醇的回收率为 100.3%。

3.4 样品测定结果
采用同一方法根据GB 5009.266-2016中甲醇计算公式，测得某一白酒样品中甲醇含量为0.208g/L，符合GB 2757-2012 ( 以粮谷类为原料者甲醇≤0.6 mg/m L) 中的要求。结果表明该方法在实际样品测定中应用可行。

4 注意事项
4.1实操中注意枪头内液体的挂壁现象
配置标准工作液和样品时要准确加入内标物尤其做批量样品，加入内标物时，同一个枪头反复使用，容易出现挂壁现象，注意观察如果出现挂壁现象，要及时更换换枪头。或者使用刻度吸管吸取。

4.1数据处理内标法的注意事项
必须保证甲醇标液和白酒样品中加入的叔戊醇都是0.1mL，保证加入量准确。理论上上机之后标液谱图中叔戊醇的峰面积和样品中的叔戊醇峰面积是相等的，但是实际实验中由于容量瓶之间，移液枪操作加入量等问题及操作熟练度，难免会出现两者峰面积差距大的时候，当两者峰面积大约相等的时候，计算出的样品中甲醇的含量是准确的，如果两者峰面积差距很大，这时候计算出来的样品中甲醇含量是不准确的，保证样品中内标峰叔戊醇峰面积介于标准曲线中内标峰峰面积的70%-130%。

5结论
5.1白酒专用分析柱KB-ALCOHOL的分析方法
根据GB 5009.266-2016《食品安全国家标准食品中甲醇的测定》由于跟国标中色谱柱型号和柱长不同，本实验采用白酒专用分析柱KB-ALCOHOL 20m*0.53mm，分析条件为：7890A气相色谱仪，FID检测器。进样口240℃，检测器：300℃ 柱温箱：40℃保持8min℃,15℃/min升温到80℃保持5min，分流比为5:1，进样量为1 μl，流速为3.5mL/min. 并简化标准工作液和样品前处理步骤，相关性系数良好，精密度和回收率均符合GB/T 27404-2008《实验室质量控制规范食品理化检测》中的要求。

5.2 配置标准工作液和配置样品的优化步骤
配置标准工作液本方法直接取一定量的甲醇储备液直接定容至10mL容量瓶中，再加入0.1mL叔戊醇标液，配置样品时也是直接取样品至10mL容量瓶，再加入0.1mL叔戊醇标液，这样省了时间，简化步骤，配置的标准曲线相关性系数0.999以上。

5.3 实验中注意事项
注意内标物加入量要准确，切勿同一个枪头反复使用，及时更换枪头。后期数据处理注意观察样品中内标峰叔戊醇峰面积介于标准曲线中内标峰峰面积的70%-130%，否则说明仪器发生漂移或者有干扰产生，应查找原因后重新分析。

参考文献
GB 2757-2012《食品安全国家标准蒸馏酒及其配制酒》
GB 5009.266-2016《食品安全国家标准食品中甲醇的测定》
GB/T 27404-2008《实验室质量控制规范食品理化检测》

分
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Insm_9d4e30d3

第1楼2018/10/18

楼主写的好详细！之前实验中有的模棱两可的地方看完你这篇文以后就感觉清晰了许多！

0

applecc

第2楼2018/10/18

非常高兴给您带来一些帮助
Insm_9d4e30d3(Insm_9d4e30d3) 发表:楼主写的好详细！之前实验中有的模棱两可的地方看完你这篇文以后就感觉清晰了许多！

0

yy_0324

第3楼2018/10/18

分析学习气相色谱测定甲醇对于国标方法的优化方案！了解了很多知识。

0

symmacros

第4楼2018/10/19

应助达人

请问国标原来的柱子规格是多少？条件是什么？

0

applecc

第5楼2018/10/19

仪器参考条件列出如下:
a) 色谱柱:聚乙二醇石英毛细管柱,柱长60m,内径0.25mm,膜厚0.25μm,或等效柱;
b) 色谱柱温度:初温40 ℃,保持1min,以4.0 ℃/min升到130 ℃,以20 ℃/min升到200 ℃,保
持5min;
c) 检测器温度:250 ℃;
d) 进样口温度:250 ℃;
e) 载气流量:1.0mL/min;
f) 进样量:1.0μL;
g) 分流比:20∶1。
我们实验室主要做浓香型酒和清香型酒，成分少些。所以选择了现在用的柱子
symmacros(jimzhu) 发表:请问国标原来的柱子规格是多少？条件是什么？

0

许之秦

第6楼2018/10/19

应助工程师

可以分享一下色谱图么？

0

xx_dxd_xx

第7楼2018/10/19

国标什么时候改成聚乙二醇柱了？真是乱搞。
以前的国标用GDX102填充柱其实是很好的，如果改成毛细管柱，用PLOT-Q或者624也是很好的。用聚乙二醇柱真是坑爹，分离度不好还容易坏。聚乙二醇柱上乙缩醛和乙酸乙酯都很靠近甲醇，而且这两个物质在白酒里面含量又非常高。
楼主用的这个酒精专用柱不知道是什么固定相，能否介绍一下？
applecc(applecc) 发表: 仪器参考条件列出如下:
a) 色谱柱:聚乙二醇石英毛细管柱,柱长60m,内径0.25mm,膜厚0.25μm,或等效柱;
b) 色谱柱温度:初温40 ℃,保持1min,以4.0 ℃/min升到130 ℃,以20 ℃/min升到200 ℃,保
持5min;
c) 检测器温度:250 ℃;
d) 进样口温度:250 ℃;
e) 载气流量:1.0mL/min;
f) 进样量:1.0μL;
g) 分流比:20∶1。
我们实验室主要做浓香型酒和清香型酒，成分少些。所以选择了现在用的柱子

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symmacros

第9楼2018/10/19

应助达人

聚乙二醇柱上乙缩醛和乙酸乙酯都很靠近甲醇，无法分离，测酒中甲醇风险极大。
xx_dxd_xx(xx_dxd_xx) 发表: 国标什么时候改成聚乙二醇柱了？真是乱搞。
以前的国标用GDX102填充柱其实是很好的，如果改成毛细管柱，用PLOT-Q或者624也是很好的。用聚乙二醇柱真是坑爹，分离度不好还容易坏。聚乙二醇柱上乙缩醛和乙酸乙酯都很靠近甲醇，而且这两个物质在白酒里面含量又非常高。
楼主用的这个酒精专用柱不知道是什么固定相，能否介绍一下？

0

symmacros

第10楼2018/10/19

应助达人

如果国标采用聚乙二醇石英毛细管柱，那就是极大的失误了。酒中的甲醇，乙缩醛和乙酸乙酯根本无法分离，结果就是坑人了。
applecc(applecc) 发表: 仪器参考条件列出如下:
a) 色谱柱:聚乙二醇石英毛细管柱,柱长60m,内径0.25mm,膜厚0.25μm,或等效柱;
b) 色谱柱温度:初温40 ℃,保持1min,以4.0 ℃/min升到130 ℃,以20 ℃/min升到200 ℃,保
持5min;
c) 检测器温度:250 ℃;
d) 进样口温度:250 ℃;
e) 载气流量:1.0mL/min;
f) 进样量:1.0μL;
g) 分流比:20∶1。
我们实验室主要做浓香型酒和清香型酒，成分少些。所以选择了现在用的柱子

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xx_dxd_xx

第11楼2018/10/19

我猜测这个新国标的起草人是崇洋媚外，直接照搬了洋酒的标准。
酯类和醛类是中国固态发酵白酒的特色，而洋酒里面不论是葡萄酒还是蒸馏酒都很少有酯类和醛类。所以洋酒这么测也许没问题，但是中国白酒肯定不应该这么测。
symmacros(jimzhu) 发表: 聚乙二醇柱上乙缩醛和乙酸乙酯都很靠近甲醇，无法分离，测酒中甲醇风险极大。

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