全自動蒸餾-甘油浴法測定配制酒中的氰化物

◎ 陳桂云，葉春常，黎穎欣，姚子升，陳梓聰

（廣州市食品檢驗所，廣東 廣州 511400）

《飲料酒術(shù)語和分類》（GB/T 17204—2021）中配制酒的定義是以發(fā)酵酒、蒸餾酒、食用酒精等為酒基，加入可食用的原輔料和/或食品添加劑，進行調(diào)配和/或再加工制成的飲料酒[1]。配制酒一般包括以植物類發(fā)酵酒或蒸餾酒為主要酒基的配制酒，如青梅酒、百香果酒、玫瑰露酒；以動物類發(fā)酵酒或蒸餾酒為主要酒基的配制酒，如鹿鞭酒、三鞭酒、牡蠣酒；或者是動植物混合酒基配制酒，如人參鹿茸酒。以青梅、木薯或木薯類糧食等為原料釀造調(diào)配而成的配制酒，因原料含有氰苷，如果在生產(chǎn)過程中沒有處理好，容易導(dǎo)致氰化物超標(biāo)[2]。氰化物進入機體后分解出有毒的氰離子，氰離子能抑制組織細胞內(nèi)42種酶的活性，導(dǎo)致機體中樞性呼吸衰竭而死亡[3]。

酒中氰化物的檢測方法有分光光度法[4-5]、原子吸收法[6-7]、硝酸銀滴定法[8]、氣相色譜法[9-10]、離子色譜-脈沖安培檢測法[11]等，配制酒常用的是分光光度法。配制酒通常為非澄清透明的狀態(tài)[12]，按照國家標(biāo)準(zhǔn)方法《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中氰化物的測定》（GB 5009.36—2016）第一法[13]，檢測其中的氰化物含量，需將樣品進行蒸餾之后，按蒸餾酒的前處理方式，加熱去除高沸點的有機物后再進行顯色。蒸餾過程耗時長，每一個樣品需要25～60 min，甚至更長；蒸餾之后加熱去除有機物采用電熱板加熱的方式，需要60 min左右，也容易造成目標(biāo)化合物的損失。另外，國標(biāo)方法在顯色過程還需加入乙酸和酚酞溶液調(diào)節(jié)pH值后再進行顯色，步驟繁雜。

本文系統(tǒng)地研究配制酒蒸餾過程，建立蒸餾儀快速蒸餾方法，提高檢測效率；以及探索堿性條件下加熱方式和條件、顯色過程中各試劑和反應(yīng)條件對檢測結(jié)果的影響，優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)步驟，滿足實驗室高通量、快速準(zhǔn)確測定配制酒中氰化物的需求，對生產(chǎn)、銷售等各環(huán)節(jié)酒類樣品的質(zhì)量控制和監(jiān)管有實際的指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

氰化物標(biāo)準(zhǔn)溶液，北京北方偉業(yè)計量技術(shù)研究院；甲基橙、酚酞、酒石酸、氫氧化鈉、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鈉、乙酸、異煙酸、吡唑啉酮、氯胺T和無水乙醇均為市售分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

U-3010紫外-可見光分光光度計，日立（中國）有限公司；VAPODEST 450自動蒸餾系統(tǒng)，德國格哈特（中國）有限公司；POLYSIENCE 1020 20 L數(shù)控水浴箱，美國POLYSIENCE公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

取1 000 μg·mL-1氰化物標(biāo)準(zhǔn)溶液，用2 g·L-1NaOH溶液稀釋至50 μg·mL-1，再稀釋至1 μg·mL-1，按需將其配制成標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

1.3.2 樣品前處理

樣品加標(biāo)量為1 mg·L-1，準(zhǔn)確吸取加標(biāo)后的樣品25 mL于蒸餾管進行蒸餾。設(shè)定自動蒸餾系統(tǒng)的功率、加水量、蒸餾時間，自動加入吸收液NaOH溶液20 mL于250 mL容量瓶后進行蒸餾。定容后吸取2 mL樣品，加入堿液后加熱去除高沸點有機物，轉(zhuǎn)移至比色管后顯色測定。

1.3.3 樣品蒸餾條件建立

加標(biāo)后的楊梅酒進行單因素試驗和正交試驗，確定蒸餾條件。

（1）單因素試驗。分別考察蒸餾功率、吸收液濃度、加水量、蒸餾時間對檢測結(jié)果的影響。①不同蒸餾功率的影響。設(shè)置蒸餾時間為6 min，加水量為60 mL，吸收液濃度為3 g·L-1，蒸餾功率分別為20%、40%、60%、80%和100%。②不同吸收液濃度的影響。設(shè)置蒸餾功率為60%，加水量為60 mL，蒸餾時間為6 min，吸收液NaOH溶液的濃度分別為1 g·L-1、2 g·L-1、3 g·L-1、4 g·L-1和5 g·L-1。③不同加水量的影響。設(shè)置蒸餾功率為60%，蒸餾時間為6 min，吸收液濃度為3 g·L-1，加水量分別為20 mL、60 mL、100 mL、140 mL和180 mL。④不同蒸餾時間的影響。設(shè)置蒸餾功率為60%，加水量為60 mL，吸收液濃度為3 g·L-1，蒸餾時間分別為4 min、5 min、6 min、7 min和8 min。

（2）正交試驗。在單因素試驗的基礎(chǔ)上，通過正交試驗考察蒸餾功率、吸收液濃度、加水量、蒸餾時間的影響，每個因素選3個水平，采用L9(34)正交試驗表安排試驗，確定最佳蒸餾條件。正交試驗設(shè)計如表1所示。

表1 正交試驗水平因素設(shè)置表

1.3.4 加熱條件優(yōu)化

分別采用甘油浴和電熱板加熱2種不同的加熱方式，去除高沸點有機物。準(zhǔn)確吸取蒸餾定容后的試樣2 mL于10 mL燒杯中，加入5 mL 2 g·L-1NaOH溶液，放置10 min，加熱。取下放至室溫，用2 g·L-1NaOH溶液轉(zhuǎn)移至10 mL具塞比色管中，最后加2 g·L-1NaOH溶液至5 mL。

1.3.5 顯色步驟優(yōu)化

步驟同1.3.4，采用甘油浴方式去除高沸點有機物。將標(biāo)準(zhǔn)系列管和樣品管按直接轉(zhuǎn)移顯色的結(jié)果和分別加入乙酸和酚酞溶液調(diào)節(jié)pH值后再進行顯色后的結(jié)果進行比較。

1.3.6 新建方法與國標(biāo)方法比對

選取不同的樣品進行加標(biāo)回收試驗，將優(yōu)化后的試驗方法與國標(biāo)方法進行比對，所有試驗均做6次平行，取平均值，計算回收率和標(biāo)準(zhǔn)偏差。

2 結(jié)果與分析

2.1 蒸餾條件單因素試驗結(jié)果分析

2.1.1 蒸餾功率的影響

不同功率對氰化物檢測結(jié)果的影響如圖1所示。從試驗結(jié)果看，蒸餾功率為20%時，蒸餾速率比較慢，導(dǎo)致部分氰化物未被蒸出就結(jié)束了蒸餾；蒸餾功率過大時，樣品溶液容易暴沸，影響測定結(jié)果，所以蒸餾功率選擇40%～80%比較合適。

圖1 蒸餾功率對氰化物檢測結(jié)果的影響圖

2.1.2 吸收液濃度的影響

不同吸收液濃度對氰化物檢測結(jié)果的影響如圖2所示。從試驗結(jié)果看，吸收液濃度較低（1 g·L-1、2 g·L-1）時，無法充分吸收蒸餾出來的氰化物，導(dǎo)致檢測結(jié)果偏低；吸收液濃度為3 g·L-1、4 g·L-1和5 g·L-1時對結(jié)果影響的差異不大。

圖2 吸收液濃度對氰化物檢測結(jié)果的影響圖

2.1.3 加水量的影響

不同加水量對氰化物檢測結(jié)果的影響如圖3所示。從試驗結(jié)果看，加水量過高時，蒸汽沸騰所需時間長，間接縮短了蒸餾時間，導(dǎo)致蒸餾不完全；加水量太少時，產(chǎn)生的蒸汽少，被蒸汽帶出的氰化物偏少，加水量以60 mL和100 mL為宜。

圖3 加水量對氰化物檢測結(jié)果的影響圖

2.1.4 蒸餾時間影響

不同蒸餾時間對氰化物檢測結(jié)果的影響如圖4所示。從試驗結(jié)果看，蒸餾時間為6 min時，檢測結(jié)果最高。

圖4 蒸餾時間對氰化物檢測結(jié)果的影響圖

2.2 蒸餾條件正交試驗結(jié)果分析

根據(jù)表2中R值，可判斷本試驗中各因素對測定配制酒中氰化物含量回收率影響大小的順序為C（加水量）＞B（吸收液濃度）＞D（蒸餾時間）＞A（蒸餾功率），加水量和吸收液濃度是影響檢測結(jié)果最主要的因素。根據(jù)試驗結(jié)果可知，最佳蒸餾條件為A3B1C3D3，經(jīng)驗證試驗，該水平下的回收率為87.1%，即蒸餾功率80%、吸收液濃度3 g·L-1、加水量140 mL、蒸餾時間7 min為最優(yōu)蒸餾條件組合。

表2 正交試驗結(jié)果表

2.3 加熱條件優(yōu)化結(jié)果分析

將蒸餾過的樣品，分別吸取2 mL，加入5 mL 2 g·L-1NaOH溶液，放置10 min。采用甘油浴和電熱板加熱的方式去除高沸點有機化合物，測定結(jié)果如表3所示。從試驗結(jié)果可知，相同溫度下，甘油浴加熱去除高沸點有機化合物的時間比電熱板方式短，檢測結(jié)果略高于電熱板方式，目標(biāo)分析物損耗較低；相同加熱方式下，不同溫度所得到的檢測結(jié)果差異不大。綜合考慮檢測效果與效率，新建方法加熱方式選擇甘油浴120 ℃。

表3 不同加熱方式和溫度對氰化物檢測結(jié)果的影響表

2.4 顯色步驟優(yōu)化結(jié)果分析

調(diào)節(jié)pH值對檢測結(jié)果的影響如表4所示，標(biāo)準(zhǔn)系列管和樣品管直接轉(zhuǎn)移顯色的吸光值較高，若加入乙酸和酚酞溶液調(diào)節(jié)pH值后再進行顯色后吸光值降低，樣品吸光值換算成含量分別為0.856 mg·L-1和0.831 mg·L-1，直接顯色步驟簡單。

表4 調(diào)節(jié)pH值對檢測結(jié)果的影響表

2.5 新建方法與國標(biāo)方法比對結(jié)果分析

選用百香果配制酒、鹿鞭酒、人參酒3種樣品，分別采用優(yōu)化后的方法和國家標(biāo)準(zhǔn)方法進行加標(biāo)回收試驗，測定氰化物的回收率，每個樣品重復(fù)測定6次。結(jié)果如表5所示，全自動蒸餾-甘油浴法平行性較好，標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.6%～3.2%，回收率為82.4%～85.7%；國標(biāo)法標(biāo)準(zhǔn)偏差為10.8%～13.9%，回收率為70.9%～81.8%。

表5 國標(biāo)方法與新建方法檢測結(jié)果比對表

3 結(jié)論

本試驗建立了全自動蒸餾-甘油浴測定配制酒中氰化物含量的方法，即蒸餾條件為功率80%、吸收液濃度3 g·L-1、加水量140 mL、時間7 min，甘油浴120 ℃去除高沸點有機化合物，并直接轉(zhuǎn)移進行顯色測定。與國家標(biāo)準(zhǔn)方法相比，該方法大大縮短了檢測時間，加標(biāo)回收率高，標(biāo)準(zhǔn)偏差小，更能夠?qū)崿F(xiàn)配制酒中氰化物的高通量測定，具有簡便、快捷、穩(wěn)定、準(zhǔn)確的特點。