HPLC-DAD結(jié)合二階校正方法用于葡萄酒中L-蘋果酸的測定分析

歐陽立群，戴　明，胡朝陽，王　征，林　欽，周　鵬，趙　峰(福建省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗研究院,國家加工食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，福建福州350002)

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HPLC-DAD結(jié)合二階校正方法用于葡萄酒中L-蘋果酸的測定分析

歐陽立群，戴明，胡朝陽，王征，林欽，周鵬，趙峰
(福建省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗研究院,國家加工食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，福建福州350002)

摘要：利用基于交替三線性分解(ATLD)的二階校正方法與HPLC-DAD結(jié)合，定量分析葡萄酒中的L-蘋果酸。雖然L-蘋果酸與樣品中未知干擾物存在色譜峰重疊，但利用化學(xué)計量學(xué)方法中具有“二階優(yōu)勢”的二階校正方法分析HPLC-DAD檢測數(shù)據(jù)，獲得了葡萄酒中L-蘋果酸滿意的定性定量結(jié)果。

關(guān)鍵詞：二階校正；交替三線性分解（ATLD）；HPLC-DAD；葡萄酒；L-蘋果酸

隨著現(xiàn)代分析儀器的發(fā)展，樣本多維檢測數(shù)據(jù)的獲得變得越來越容易，這些多維數(shù)據(jù)包含了樣本較多的信息量，可以借助合適的化學(xué)計量學(xué)方法從中提取有用信息用于樣本的分析?；瘜W(xué)計量學(xué)中的二階校正法處理的是三維數(shù)據(jù)陣，如今能提供三維分析數(shù)據(jù)的儀器越來越多，二階校正方法[1-3]因此得到了廣泛的應(yīng)用，為復(fù)雜體系中目標(biāo)組分的定性定量分析提供了一種有效的數(shù)據(jù)分析手段。目前能提供三維數(shù)據(jù)的儀器有液相色譜帶二極管陣列檢測器、二維氣相色譜、二維液相色譜、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀、液氣相色譜-紅外聯(lián)用儀、毛細管電泳-質(zhì)譜聯(lián)用儀、二維核磁共振儀以及激發(fā)發(fā)射熒光儀等，其中二階校正結(jié)合激發(fā)發(fā)射熒光儀和HPLC-DAD方法目前應(yīng)用較為廣泛[4-6]。

葡萄酒的成分基本來自于葡萄，現(xiàn)已知有600余種成分[7]，其中含有包括蘋果酸在內(nèi)的多種有機酸。在葡萄酒的加工工藝中，利用乳酸菌將蘋果酸變成乳酸，并釋放出CO2，從而起到降低酸度、改善口感和香氣、提高細菌穩(wěn)定性的作用[8]?，F(xiàn)有文獻報道檢測葡萄酒中蘋果酸的檢測方法主要為高效液相色譜法[9-10]，國家標(biāo)準(zhǔn)檢測方法(GB/T 5009.157—2003食品中有機酸的測定)同樣為高效液相色譜法。實際中，要準(zhǔn)確預(yù)測存在大量未知干擾的復(fù)雜體系中的感興趣組分的濃度有時是十分困難的，而二階校正方法具有在存在未知干擾物情況下，依然能夠?qū)Χ鄠€感興趣組分進行定性定量分析的優(yōu)勢即所謂的“二階優(yōu)勢”。本研究利用二階校正方法解析葡萄酒樣本的HPLC-DAD檢測數(shù)據(jù)，在有干擾存在下對目標(biāo)組分的色譜和光譜進行準(zhǔn)確分辨，從而實現(xiàn)對目標(biāo)組分的定性定量分析。

1　材料與方法

1.1材料、試劑及儀器

樣品及處理：取某廠生產(chǎn)葡萄酒，稱取5 g樣品于10 mL具塞比色管內(nèi)，用0.05 %磷酸溶液定容至刻度，渦旋混勻1 min，過0.45μm水相濾膜，儀器進樣分析。

儀器及試劑：Waters 2695高效液相色譜(Waters, USA)；渦旋混合器（江蘇健康醫(yī)藥公司）；磷酸(色譜純，科密歐試劑)；L-蘋果酸標(biāo)準(zhǔn)品(北京振翔公司)；所用水均為Milli-Q超純水系統(tǒng)制備的超純水。ATLD方法[11]。MATLAB軟件。L-蘋果酸標(biāo)準(zhǔn)品：用0.05 %磷酸溶液配制成1.0 mg/mL儲備液，置于冰箱4℃保存，使用時用0.05 %磷酸溶液稀釋。

1.2色譜條件

色譜柱：XB-C18（150 mm×4.6 mm，5 μm）；柱溫：35℃；流速：1.0 mL/min；流動相：0.05 %磷酸溶液；檢測器：二極管陣列（DAD）；檢測波長掃描范圍：200.0～400.0 nm；進樣量：10.0 μL。

2　結(jié)果與討論

2.1數(shù)據(jù)分析

圖1　L-蘋果酸標(biāo)準(zhǔn)品(A1)和葡萄酒樣品(A2) 205 nm波長色譜圖

圖1中A1和A2分別表示L-蘋果酸標(biāo)準(zhǔn)品和葡萄酒樣品在205 nm波長處的色譜圖。由圖1可以看出，樣品中目標(biāo)物色譜峰處存在其他雜質(zhì)色譜峰的干擾。在本實驗中，研究利用化學(xué)計量學(xué)中二階校正方法在有干擾存在下準(zhǔn)確分辨目標(biāo)物的色譜和光譜峰，進行定量分析。首先應(yīng)選擇有用的數(shù)據(jù)進行分析，本實驗的目標(biāo)分析物是L-蘋果酸，只需提取與其相關(guān)的數(shù)據(jù)進行分析即可。圖2為L-蘋果酸標(biāo)準(zhǔn)品的光譜圖。根據(jù)色譜和光譜圖，在本實驗中，每個樣品選擇波長范圍為200～300 nm，保留時間范圍為2.60～3.20 min之間的色譜檢測數(shù)據(jù)作為研究對象，每個樣品由此可得到1個維數(shù)為361×83（保留時間數(shù)據(jù)點數(shù)×波長數(shù)據(jù)點數(shù)）的量測矩陣。

圖2　L-蘋果酸標(biāo)準(zhǔn)品光譜圖

2.2樣品分析

對于復(fù)雜的分析樣品體系，其真實的組分?jǐn)?shù)是未知的。圖3中A1、A2、A3分別表示組分?jǐn)?shù)(n)為2、3、4時樣品的ATLD算法分辨色譜圖，由圖3可以看出，當(dāng)n≥3時，算法分辨的譜圖基本趨于一致，而且組分?jǐn)?shù)設(shè)定過多，將會影響算法的運行速度，因此，將組分?jǐn)?shù)設(shè)定為3。算法分辨樣品的光譜圖見圖3中A4，圖3中實線表示目標(biāo)分析物L(fēng)-蘋果酸，點線和虛線表示是其他的背景和雜質(zhì)干擾。

圖3　組分?jǐn)?shù)(n)的選擇(A1～A3)和算法分辨的光譜圖(A4)

利用ATLD對樣本檢測數(shù)據(jù)進行解析處理。表1列出了加標(biāo)樣品S1～S6中L-蘋果酸的ATLD算法解析結(jié)果，S1～S3是空白黃酒樣品加標(biāo)，S4～S6是實際葡萄酒樣品加標(biāo)，每份樣品平行6次測定。結(jié)果表明，空白加標(biāo)樣品回收率為95.5 %～107.0 %，實際樣品加標(biāo)回收率為95.3 %～96.7 %，結(jié)果令人滿意。

2.3方法的線性范圍及定量限

對本實驗方法的線性范圍、線性相關(guān)系數(shù)及定量限(S/N=10)進行分析計算，結(jié)果見表2。

3　結(jié)論

本研究利用HPLC-DAD與基于ATLD算法的二階校正方法，定量分析葡萄酒樣品中的L-蘋果酸。該方法借助ATLD算法對HPLC-DAD測定的葡萄酒樣品所組成的三維數(shù)據(jù)陣進行三線性分解，盡管目標(biāo)分析物L(fēng)-蘋果酸與體系中干擾物的色譜峰存在重疊，但本方法結(jié)合二階校正方法仍能給出準(zhǔn)確的分辨色譜、光譜以及預(yù)測濃度，結(jié)果表明具有“二階優(yōu)勢”的二階校正方法在復(fù)雜色譜體系定量分析中能發(fā)揮其獨特分離優(yōu)勢。

表1　加標(biāo)樣品S1～S6的ATLD解析結(jié)果

表2　方法的線性范圍、線性相關(guān)系數(shù)及定量限

參考文獻：

[1] Wilson B E, Sanchez E, Kowalski B R.An improved algorithm for the generalized rank annihilation method[J]. Journal of Chemometrics, 1989, 3(3)：493-498.

[2] Li S, Hamilton C, Gemperline P J. Generalized rank annihilation method using similarity transformations[J]. Analytical Chemistry, 1992, 64(6)：599-607.

[3] Faber K, Lorber A, Kowalski B R. Generalized rank

annihilation method: Standard errors in the estimated eigenvalues if the instrumental errors are heteroscedastic and correlated[J]. Journal of Chemometrics, 1997, 11(2)：95-109.

[4]杜亞輝,胡樂乾,周丹.高效液相色譜結(jié)合二階校正方法分析水中氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留[J].井崗山大學(xué)學(xué)報：自然版, 2013, 34(1)：47-51.

[5] Ouyang L Q, Wu H L, Nie J F, et al. Simultaneous determination of psoralen and isopsoralen in plasma and Chinese medicine Xian Ling Gu Bao capsule by using HPLC-DAD coupled with alternating trilinear decomposition algorithm[J].Analytica Chimica Acta, 2009, 650(2)：160-166.

[6] Yin X L, Wu H L, Gu H W, et al. Chemometrics-enhanced high performance liquid chromatography-diode array detection strategy for simultaneous determination of eight co-eluted compounds in ten kinds of Chinese teas using second-order calibration method based on alternating trilinear decomposition algorithm[J].Journal of Chromatography A, 2014,1364：151-162.

[7]陳玉慶.葡萄與葡萄酒的營養(yǎng)成分[J].釀酒, 2004, 31(5)：112-114.

[8]段雪榮,朱虹.優(yōu)質(zhì)葡萄酒釀造環(huán)節(jié)之蘋果酸-乳酸發(fā)酵[J].中外葡萄與葡萄酒, 2009, 9(152)：46-50.

[9]丁青芝,谷耀光,周藝詩,等.蜂膠葡萄酒中8種有機酸RP-HPLC分析方法的建立[J].食品工業(yè), 2014,35(12)：279-283.

[10]楊東偉,李曉靜,王芬,等.高效液相色譜法測定葡萄酒中11種有機酸含量[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2013, 41(3)：1286-1287.

[11] Wu H L, Shibukawa M, Oguma K.An alternating trilinear decomposition method with application to calibration of HPLC-DAD for simultaneous determination of overlapped chlorinated aromatic hydrocarbous[J]. Journal of Chemometrics, 1998, 12(1)：1-26.

沉痛悼念白酒專家劉洪晃先生

本刊訊：驚悉全國著名白酒專家、國家評委、遼寧省白酒工業(yè)協(xié)會顧問劉洪晃先生因病于2016年2月20日19時05分在海南三亞逝世，享年79歲。我們對劉洪晃先生逝世表示沉痛哀悼。

劉洪晃先生作為新中國知識分子從南方來到北方遼寧，曾經(jīng)參加輕工部舉辦的凌川試點、著名全國的茅臺試點，是中國白酒全書分析部分撰寫人之一，國家老三屆白酒評委，第四、五屆白酒評比濃香型白酒評酒組組長。1990—1991年，劉洪晃先生兼任輕工業(yè)部濃香型白酒和清香型白酒優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品評選技術(shù)專家組成員，2000屆國家級白酒評委考核專家技術(shù)組成員，中食協(xié)白酒專業(yè)協(xié)會理事，原遼寧省食品工業(yè)研究所副總工、高級工程師，曾任遼寧省食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗站，全國食品質(zhì)量檢測站副站長。退休后被聘任為遼寧省食品工業(yè)專家組成員，兼任遼寧省白酒工業(yè)協(xié)會顧問等職。

1980年以來，劉洪晃先生先后參與了遼寧省白酒標(biāo)準(zhǔn)“遼Q637-654-80”“遼Q2376-2384-86”，輕工業(yè)部部頒標(biāo)準(zhǔn)“QB 850—83, QB941—84”以及濃香型白酒國家標(biāo)準(zhǔn)“GB 10781.1—89、GB/T 15109—94”，《白酒工業(yè)術(shù)語國家標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 15109—1994)等的起草和制定工作。

劉洪晃先生主編或參加編寫了《中國名優(yōu)白酒鑒別標(biāo)準(zhǔn)手冊》《食品標(biāo)準(zhǔn)大全》《白酒品評技術(shù)基本知識（講義）》《白酒生產(chǎn)技術(shù)全書》等書籍，并先后發(fā)表了《幾種酒曲中游離氨基酸的測定》《試論五大香型白酒的相互關(guān)系》《初試閾值測定》《淺談白酒蒸餾測定》《淺談建立行業(yè)大曲質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的看法》等論文，數(shù)次獲得國家和輕工部以及遼寧省的科技進步獎。

劉洪晃先生一生為遼寧白酒乃至中國白酒事業(yè)做出卓越貢獻，他畢生孜孜不倦研究白酒技術(shù)，治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，技術(shù)精湛，平易近人，尤其在分析方面帶領(lǐng)遼寧發(fā)酵研究所白酒分析進入全國領(lǐng)先行列，他成為全國行業(yè)知名專家，得到了行業(yè)的尊重，是我們的良師益友。

愿謙遜、敬業(yè)、慈祥的劉老一路走好！在天堂，仍有美酒相伴?。ㄎ炞印晕模?/p>

Second-order Calibration Coupled with HPLC-DAD for Quantitative Analysis of L-malic Acid in Grape Wine

OUYANG Liqun, DAI Ming, HU Chaoyang, WANG Zheng, LIN Qin, ZHOU Peng and ZHAO Feng
(Fujian Inspection and Research Institute for Product Quality, National Supervision and Inspection Center for Processed Food Quality,Fuzhou, Fujian 350002, China)

Abstract:HPLC-DAD coupled with second-order calibration (based on ATLD) was developed for quantitative analysis of L-malic acid in grape wine. Although there were chromatographic peak overlaps between L-malic acid and unknown interferences, such method had the advantage of second-order which could analyze the three-way HPLC-DAD data from both standard and prediction samples, and satisfactory quantitative and qualitative results could be finally obtained.

Key words:second-order calibration; alternating trilinear decomposition (ATLD); HPLC-DAD; grape wine; L-malic acid

作者簡介：歐陽立群(1975-)，男，湖南綏寧人，高級工程師，博士，主要從事食品安全檢測，E-mail：oylq1888@126.com。

收稿日期：2015-11-05

基金項目：福建省自然科學(xué)基金資助項目(2013J01033)。

DOI：10.13746/j.njkj.2015423

中圖分類號：TS262.6；TS261.7

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1001-9286（2016）03-0119-03

優(yōu)先數(shù)字出版時間：2015-12-28；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20151228.1438.004.html。