流動(dòng)分析儀快速檢測(cè)啤酒發(fā)酵液二氧化碳

宗緒巖，李麗，*，羅惠波，黃治國(guó)，衛(wèi)春會(huì)，江文濤

（1.四川理工學(xué)院生物工程學(xué)院，四川自貢643000；2.釀酒生物技術(shù)及應(yīng)用四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川自貢643000）

流動(dòng)分析儀快速檢測(cè)啤酒發(fā)酵液二氧化碳

宗緒巖1，2，李麗1，2，*，羅惠波1，2，黃治國(guó)1，2，衛(wèi)春會(huì)1，2，江文濤1，2

（1.四川理工學(xué)院生物工程學(xué)院，四川自貢643000；2.釀酒生物技術(shù)及應(yīng)用四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川自貢643000）

為了更快捷、更精確的測(cè)定啤酒發(fā)酵液中二氧化碳的含量，使用連續(xù)流動(dòng)化學(xué)分析儀對(duì)已知樣品進(jìn)行了測(cè)定。在0.15 g/100 mL~0.75 g/100 mL濃度范圍內(nèi)，具有良好的線性關(guān)系（R=0.99995）和重現(xiàn)性（RSD范圍為0.547%~1.078%），空白加標(biāo)回收率較準(zhǔn)確（98.667%~101.333%），并具有較低的檢出限（0.005 mg/L）。因此該方法可作為一種批量、快速、準(zhǔn)確、環(huán)境友好的檢測(cè)方法應(yīng)用于生產(chǎn)。

批量；準(zhǔn)確；氣體透析膜；啤酒；二氧化碳

Abstract:To determine the content of carbon dioxide in beer broth,continuous flow chemistry analyzer was used for the detection of known samples.Data showed good linear relation(R=0.99995)and repeatability(RSD range 0.547%-1.078%)when the content of carbon dioxide ranged from 0.15 g/100 mL to 0.75 g/100 mL.The recovery rate(98.667%-101.333%)of control was accurate.The detection limit（0.005 mg/L） was lower.The method could be used in production for its batch,fast,accurate,and environmentally friendly.

Key words：batch;accurate;gas dialysis membrane;beer;carbon dioxide

二氧化碳在啤酒中既能提供適宜的殺口力，又能產(chǎn)生豐富的泡沫，因此國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 4927-2008《啤酒》中規(guī)定了啤酒成品中二氧化碳含量，但對(duì)于啤酒生產(chǎn)過(guò)程中的發(fā)酵液和清酒中二氧化碳含量的檢測(cè)也是很有必要的，是生產(chǎn)企業(yè)檢測(cè)的重要指標(biāo)。

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4928-2008《啤酒分析方法》中二氧化碳測(cè)定采用的第一法——基準(zhǔn)法，測(cè)定時(shí)間長(zhǎng)，人為誤差大，測(cè)定中使用重金屬鋇鹽污染環(huán)境。壓力法作為第二法，優(yōu)點(diǎn)是快速、準(zhǔn)確、操作簡(jiǎn)單、費(fèi)用低廉[1]，但酒溫對(duì)檢測(cè)結(jié)果影響較大，酒樣放置與壓瓶口間距影響檢測(cè)結(jié)果[2]，且該方法只能用于瓶裝酒中二氧化碳含量的測(cè)定，對(duì)于發(fā)酵液或者清酒則不適用。專業(yè)的二氧化碳檢測(cè)儀器，測(cè)定準(zhǔn)確，人為誤差小，但專一性過(guò)強(qiáng)，不能用于其他指標(biāo)測(cè)定，相對(duì)設(shè)備投入過(guò)大。有報(bào)道采用電位滴定儀測(cè)定啤酒的二氧化碳含量，具有準(zhǔn)確、簡(jiǎn)單、無(wú)需專用設(shè)備、安全可靠的優(yōu)點(diǎn)[3]，但該法在測(cè)定過(guò)程中，啤酒或發(fā)酵液中的某些弱酸可能會(huì)影響到檢測(cè)結(jié)果，造成測(cè)定誤差。基準(zhǔn)法作為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的仲裁法，具有自身校準(zhǔn)的能力，但對(duì)于壓力法和專用的二氧化碳測(cè)定儀器，需定期進(jìn)行校準(zhǔn)，否則將產(chǎn)生儀器誤差。

本文針對(duì)上述方法存在的問(wèn)題和缺點(diǎn)，采用連續(xù)流動(dòng)化學(xué)分析儀，使用氣體膜技術(shù)，批量、快速、自動(dòng)測(cè)定啤酒發(fā)酵過(guò)程中的發(fā)酵液、清酒及成品中的二氧化碳。

1 材料與方法

1.1 材料

磷酸鹽緩沖液（pH6.5）、酚酞、Brij-35、碳酸氫鈉、鹽酸均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

微量自動(dòng)化學(xué)分析儀（Astoria Analyzer System，Micro-CFA），取樣三角瓶，樣品杯。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配置

精確稱取14.3182g經(jīng)過(guò)98℃~100℃條件下干燥2h的碳酸氫鈉，溶解后定容至100mL，即為14.3182g/100mL的碳酸氫鈉濃縮液，相當(dāng)于7.5g/100mL的二氧化碳濃縮液。測(cè)定時(shí)分別稀釋為0.15 g/100 mL、0.30 g/100 mL、0.45 g/100 mL、0.60 g/100 mL 和 0.75 g/100 mL。

1.4 樣品的分析

1.4.1 儀器參數(shù)設(shè)定

進(jìn)樣時(shí)間：60 s；沖洗時(shí)間：90 s；樣品洗液：B-水（含Brij-35）；系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)間：15 min；測(cè)定波長(zhǎng)：550 nm；每測(cè)定10個(gè)樣品做2次自動(dòng)清洗和1次基線校正。

1.4.2 樣品的擺放順序

用二氧化碳（0.75 g/100 mL）的標(biāo)準(zhǔn)溶液做同步標(biāo)記，后面為延遲估計(jì)和基線校正，然后按照濃度由低到高依次擺放標(biāo)準(zhǔn)液，接著是漂移校正和基線校正，最后放置樣品，并設(shè)定分別對(duì)樣品1#二氧化碳含量為0.38 g/100 mL、2#二氧化碳含量為0.52 g/100 mL及0.15 g/100 mL、0.45 g/100 mL的二氧化碳標(biāo)準(zhǔn)樣品分別進(jìn)行10次測(cè)定。

1.4.3 測(cè)定流程

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定

對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行自動(dòng)分析后得到標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖1。

其回歸方程為：y=-5.711E-4+1.675E-1x-5.036E-2x2，R=0.99995。由此可見，在測(cè)定濃度范圍內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性良好，適合于定量分析。

2.2 精密度

對(duì)0.15 g/100 mL、0.45 g/100 mL的二氧化碳標(biāo)準(zhǔn)樣品及樣品1#和2#分別進(jìn)行10次測(cè)定。結(jié)果（表1）表明，用本法測(cè)定具有較好的重復(fù)性。

表1 精密度測(cè)定結(jié)果Table 1 Result of RSD and recovery rate

2.3 空白加標(biāo)回收率

已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)品和樣品的空白加標(biāo)回收率測(cè)定結(jié)果見表1。二氧化碳回收率在98.667%~101.333%之間，平均加標(biāo)回收率在99.956%~100.133%之間，說(shuō)明該方法是可行的。

2.4 檢出限

根據(jù)美國(guó)環(huán)境保護(hù)所（EPA）相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[4-5]，在置信水平為99%時(shí)，重復(fù)測(cè)定濃度與方法檢出限接近的樣品n次，計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)偏差STD。檢出限（MDL）計(jì)算公式：MDL=2.821×STD。

試驗(yàn)使用濃度為0.15 g/100 mL的二氧化碳溶液作為標(biāo)準(zhǔn)樣，重復(fù)測(cè)定10次，10次測(cè)定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差STD=0.002，方法檢出限 MDL=0.002×2.821=0.005 mg/L。

3 注意事項(xiàng)

1）如果某個(gè)樣品濃度較高，已影響到其后的樣品分析時(shí)，應(yīng)將被影響的樣品插于其他位置重復(fù)檢測(cè)，或延長(zhǎng)進(jìn)樣和清洗時(shí)間并重新試驗(yàn)，確保結(jié)果準(zhǔn)確。

2）如發(fā)現(xiàn)有滲漏，要檢查管路連接是否正確；若管線老化要及時(shí)更換。

3）分析過(guò)程中，應(yīng)注意氣泡大小及均勻情況。如發(fā)現(xiàn)管路中有不均勻氣泡，要立即檢查產(chǎn)生的原因。

4 結(jié)論

傳統(tǒng)測(cè)定方法采用人工測(cè)定，分析樣品或者復(fù)雜、時(shí)間長(zhǎng)、藥品有毒時(shí)間長(zhǎng)、藥品有毒有污染，或者精度不高、人為誤差大，且測(cè)定批量樣品時(shí)間歇操作；本方法進(jìn)行批量連續(xù)測(cè)定時(shí)，樣品測(cè)定時(shí)間約為13.5min，樣品間隔1.5 min，測(cè)定、分析過(guò)程均為自動(dòng)操作，系統(tǒng)誤差較小。

應(yīng)用微量自動(dòng)化學(xué)分析儀測(cè)定發(fā)酵液中二氧化碳含量幾乎無(wú)需前處理，測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確可靠，方法重復(fù)性好，檢測(cè)快速，回收率高，適合于發(fā)酵液中二氧化碳的批量快速準(zhǔn)確分析。

[1]高艷.啤酒中二氧化碳含量測(cè)定的影響因素[J].啤酒科技,2007(12):55-56

[2]江瓊.啤酒中二氧化碳檢測(cè)準(zhǔn)確性的試驗(yàn)分析[J].啤酒科技,2010(2):50-51

[3]馬美范,宋學(xué)周.電位滴定法測(cè)定啤酒中二氧化碳含量[J].釀酒,1999(1):56-57

[4]楊陽(yáng),劉莉治,李秀珍,等.水中氰化物兩種測(cè)定方法的比較[J].中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志,2008,18(9):1757-1758

[5]黃小紅,別娜娜,周圣東.連續(xù)流動(dòng)分析儀測(cè)定地表水中的總氮[J].分析儀器,2010(4):36-38

Rapid Test of Carbon Dioxide in Beer Broth with Continuous Flow Chemistry Analyzer

ZONG Xu-yan1,2,LI Li1,2,*,LUO Hui-bo1,2,HUANG Zhi-guo1,2,WEI Chun-hui1,2,JIANG Wen-tao1,2
（1.College of Bioengineering,Sichuan University of Science&Engineering,Zigong,643000,Sichuan,China;2.Liquor Making Biological Technology&Application of Key Laboratory of Sichuan Province,Zigong 643000,Sichuan,China）

2011-11-05

釀酒生物技術(shù)及應(yīng)用四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目（NJ2010-12）；四川理工學(xué)院科技項(xiàng)目（No.2010XJKRL002）

宗緒巖（1976—），男（漢），博士，研究方向：食品生物化學(xué)及發(fā)酵過(guò)程控制與監(jiān)測(cè)。

*通信作者：李麗（1969—），女，講師，從事發(fā)酵工程領(lǐng)域研究。