氣相色譜法測定蒸餾酒中甲醇含量

鄶鵬，于飛飛，楊揚，張梅超

1. 威海市食品藥品檢驗檢測中心（威海 264200）；2. 山東藥品食品職業(yè)學院醫(yī)療器械系（威海 264200）

甲醇是一種對人體有害的物質(zhì)，誤飲過量甲醇會引起失明和中毒死亡。甲醇容易在體內(nèi)蓄積，長期少量攝入甲醇亦會引起體內(nèi)許多臟器的慢性損傷[1]。甲醇含量檢測一直是國家、省、市級對酒類產(chǎn)品監(jiān)督檢驗的必檢項目，因此對甲醇的準確檢測不僅是對各檢測機構也是對酒企的必然要求[2-3]。

目前國標采用氣相色譜內(nèi)標法檢測蒸餾酒中的甲醇含量。一方面，氣相色譜法具有操作簡單、靈敏度高、檢測限廣等優(yōu)點[4-10]；另一方面，內(nèi)標法檢測與外標法相比較為復雜。威海市食品藥品檢驗檢測中心在日常對酒企的技術支持中發(fā)現(xiàn)，酒企檢測能力有所欠缺，故此次試驗基于國標的思路，同時又嘗試優(yōu)化檢測方法，對于色譜柱的選擇、外標法的應用提供新的解決方案。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

乙醇（色譜純，美國天地公司）；甲醇標準品（含量≥99.5%，國藥集團化學試劑有限公司）；叔戊醇標準品（含量99.80%，北京壇墨質(zhì)檢科技有限公司）；白酒甲醇質(zhì)控樣品（貨號QC-DL-702，中國檢驗檢疫科學研究院測試評價中心）。

1.2 儀器與設備

GC-2030氣相色譜儀（配FID檢測器，日本島津公司）；Mettler-Toledo ML204型電子天平（梅特勒-托利多儀器有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 儀器參數(shù)條件

程序升溫條件：初溫40 ℃，保持1 min，以4.0 ℃/min升到130 ℃，以20 ℃/min升到200 ℃，保持5 min；檢測器溫度，250 ℃；進樣口溫度，250 ℃；進樣量，1.0 μL；分流比，20∶1。

1.3.2 色譜柱選擇

DB-WAX毛細管色譜柱與DB-1701毛細管色譜柱。DB-WAX（柱長60 m，內(nèi)徑0.25 mm，膜厚0.25μm）為GB 5009.266—2016[12]指定毛細管氣相色譜柱類型。DB-1701（柱長30 m，內(nèi)徑0.53 mm，膜厚1.0 μm）為實驗室中使用廣泛的色譜柱，日常研究中發(fā)現(xiàn)該色譜柱在檢測甲醇時，分離效果較好。此次試驗比較兩者在甲醇檢測中的差異。

1.3.3 內(nèi)標法與外標法比較

GB 5009.266—2016規(guī)定用內(nèi)標法作為檢測方法，與舊標準GB/T 5009.48—2003相比較，除了色譜柱的不同外，舊標準使用外標法定量也是兩者明顯的不同之處[13]。此次試驗比較內(nèi)標法與外標法在甲醇檢測中的差異。

1.3.4 試驗方案設計

依次將甲醇質(zhì)量濃度為20，100，200，400，800和1 000 mg/L的系列標準溶液，經(jīng)氣相色譜儀分析，通過繪制標準曲線，比較不同色譜柱對甲醇的分析情況。選擇特定色譜柱，通過內(nèi)標法及外標法對3個樣品及質(zhì)控樣品進行分析，比較兩者差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 色譜柱比較

從圖1可以看出，兩者色譜圖DB-1701的甲醇色譜圖峰形更好，半峰寬更窄。色譜峰是否拖尾或峰形不對稱嚴重影響定量分析[13]，因此在后續(xù)試驗過程采用DB-1701進行內(nèi)標法與外標法的比較。

圖1 甲醇氣相色譜圖

相關系數(shù)R2表示甲醇體積分數(shù)與峰面積之間的線性關系，R2越接近1表明兩者相關性越高。從圖2可以看出，兩者的相關系數(shù)R2均達到0.999，均具有良好的線性關系。

2.2 內(nèi)標法與外標法比較

通過氣相色譜柱DB-1701進行內(nèi)標法與外標法的比較，由圖2和圖3可知，兩者相關系數(shù)R2均達到0.999，均滿足檢測要求，并且無顯著性差異。

圖2 甲醇標準曲線

圖3 甲醇標準曲線（DB-1701）-外標法

2.3 方法的線性關系、檢出限與定量限

對甲醇標準溶液進行適當稀釋，根據(jù)質(zhì)量濃度（mg/L）與峰面積關系繪制校準曲線。方法的檢出限（LOD）和定量限（LOQ）分別以3倍和10倍信噪比計算得出。從表1可以看出，甲醇內(nèi)標法與外標法定量在20～1 000 mg/L范圍內(nèi)線性關系良好，相關系數(shù)均大于0.999。檢出限與定量限均能夠滿足GB 2757—2012[14]中甲醇的限量檢測要求。

表1 方法線性范圍、檢出限和定量限

2.4 方法的精密度與準確度

取3個樣品和1個質(zhì)控樣品，每個樣品用內(nèi)標法和外標法檢測6次，其結(jié)果和δRSD值見表2。3個樣品和1個質(zhì)控樣品氣相色譜見圖4。分析表2和表3數(shù)據(jù)可以看出，同一樣品無論是內(nèi)標法還是外標法，精密度及相對標準偏差（δRSD）均能滿足檢測要求，但同時也發(fā)現(xiàn)，同一樣品用內(nèi)標法與外標法檢測的數(shù)值有一定偏差，且外標法數(shù)值更大，對照質(zhì)控樣品甲醇質(zhì)量濃度為474 mg/mL，內(nèi)標法回收率為90.2%，外標法回收率為95.5%。在此次試驗中，外標法略優(yōu)于內(nèi)標法。

表2 方法精密度和RSD試驗結(jié)果（內(nèi)標法）

表3 方法精密度和RSD試驗結(jié)果（外標法）

圖4 3個樣品和1個質(zhì)控樣品氣相色譜圖

2.5 2種方法的結(jié)果比較

內(nèi)標法是色譜分析中一種較為準確的定量分析方法，但必須準確稱取樣品和內(nèi)標物質(zhì)量，否則會影響試驗結(jié)果，適用于分析樣品量較少且進樣重復性較差的情況。對于配有自動進樣器的氣相色譜儀，且以做好日常維護保養(yǎng)情況下，已經(jīng)具有良好的進樣重復性，用內(nèi)標法檢測甲醇含量，沒有特別的優(yōu)勢，反而會因每個樣品加入0.10 mL叔戊醇內(nèi)標造成誤差[15-18]。此次試驗過程充分說明了這一問題，在實驗室儀器設備良好、操作人員熟練情況下，外標法從實驗的簡便程度到準確度上均優(yōu)于內(nèi)標法。

3 結(jié)論

此次試驗比較了2種色譜柱DB-WAX和DB-1701以及內(nèi)標法和外標法在甲醇檢測中的差異。結(jié)果表明：一方面，2種色譜柱的校準曲線相關系數(shù)R2均達到0.999，均滿足檢驗要求，但在合適分析條件下，DB-1701色譜峰峰形更好，半峰寬更窄，在檢測中更利于定量分析；另一方面，在比較內(nèi)標法與外標法后發(fā)現(xiàn)，在氣相色譜儀運行狀態(tài)良好、配備自動進樣器、操作人員熟練等情況下，外標法無論從試驗的簡便程度還是準確度上均優(yōu)于內(nèi)標法。此次試驗為檢測機構日常檢測及酒類企業(yè)提供參考，在不具備國標儀器及材料條件下，也可以對甲醇含量準確定量分析。