顶空气相色谱法测定葡萄酒中甲醇及市售葡萄酒质量调查

周玮婧，江小明

（武汉食品化妆品检验所，湖北武汉430000）

顶空气相色谱法测定葡萄酒中甲醇及市售葡萄酒质量调查

周玮婧，江小明

（武汉食品化妆品检验所，湖北武汉430000）

建立了一种顶空-毛细管气相色谱快速测定葡萄酒中甲醇的方法。在75℃下振荡20m in后顶空进样，采用DB-wax毛细管柱(0.32μm，0.25mm，30m)和氢火焰检测器测定，内标法定量。结果表明，在16.4～821.0mg/L范围内，甲醇的峰面积与其含量呈良好的线性关系，相关系数为0.999，平均回收率在99.85%～100.57%之间，样品重现性RSD在0.98%～2.44%之间，检出限为1.64mg/L。该方法与国标GB/T 15038—2006方法相比更简便、高效，测定结果用配对t检验进行统计分析，在95%置信水平差异无统计学意义。对100批次武汉市售葡萄酒进行甲醇含量的调查分析，所有样品均检测出甲醇成分，其平均含量为157mg/L，所有样品中甲醇含量均符合国家标准。

顶空进样； 气相色谱； 葡萄酒； 甲醇

葡萄酒中甲醇主要来源于原料中果胶物质发生水解，氨基酸脱氨和发酵原料的霉变，或是生产过程中浸渍发酵时间过长而产生的，一些企业为了获得较高澄清度的葡萄酒和较高的出酒率，在发酵过程中添加果胶酶也会造成甲醇的大量产生[1]。葡萄酒中甲醇含量过高对人体中枢神经有抑制作用，尤其对视网膜神经系统的危害性更大，甲醇中毒的症状是出现眼球疼痛、瞳孔放大、视网膜水肿等，重者因为视神经萎缩而导致失明。因此甲醇含量是发酵酒生产过程中需严格控制的重要指标[2-3]。

国标GB/T 15038—2006[4]中利用气相色谱法测定甲醇含量时，需先将样品通过蒸馏法进行预处理，去除样品中不挥发性物质以保护色谱柱，但该方法的检测过程相对繁琐，耗时较长，且蒸馏过程中由于甲醇容易挥发，会导致分析结果重现性差。针对葡萄酒中甲醇含量较低以及国标方法的不足，本实验采用顶空气相色谱法，内标法定量分析葡萄酒中甲醇含量。同时对武汉市出售葡萄酒进行抽样检测，通过调查了解目前市场销售葡萄酒的甲醇含量情况，为相关部门对葡萄酒的生产、储存、销售、运输进行有效管理提供科学的依据。

1　材料与方法

1.1材料、试剂及仪器

无水乙醇，色谱纯，99.8%，上海安谱科学仪器有限公司；甲醇，99.0%，Dr.Ehrenstorfer；4-甲基-2戊醇，99.5%，Dr.Ehrenstorfer；葡萄酒样品均为市场上销售的不同品种。

仪器设备：Agilent7890B气相色谱仪，配备毛细管柱分流/不分流进样系统，FID检测器；Agilent 7697A顶空进样器和数据处理系统，电子分析天平。

1.2实验方法

1.2.1色谱条件

色谱柱：DB-wax毛细管色谱柱（0.32μm，0.25mm，30m），载气：氮气(99.999%)，流速：2.0m L/m in，进样口温度：260℃，分流比：1∶20；检测器温度（FID）：250℃，氢气流速：45m L/m in，空气流速：450m L/m in；进样体积：1m L。柱温箱程序升温：初始温度40℃，保持5m in，升温速率25℃/min，升到100℃，保持2m in，再以30℃/m in升至210℃，保持5m in。

1.2.2顶空条件

载气氮气，顶空瓶口充气压125 kPa，顶空瓶口加热温度75℃，定量管温度95℃，传输气路温度100℃，平衡时间20m in；顶空瓶口充气增压时间0.13m in，顶空瓶口向定量管充气时间0.15 m in，定量管平衡时间0.15m in，六通进样阀进样时间1m in。

1.3标准溶液的配制

1.3.1内标溶液的制备

量取4-甲基-2戊醇标准品2.0m L，加10%乙醇溶液定容至100m L容量瓶中，浓度为158.2mg/L。

1.3.2标准溶液的制备

量取甲醇标准品2.0m L，加10%乙醇溶液定容至100m L容量瓶中，浓度为16.4g/L。

1.3.3标准曲线制备

甲醇标准溶液在20℃室温中平衡1 h，用微量注射器分别注入10μL、25μL、50μL、100μL、200μL、500μL甲醇标准溶液至10m L容量瓶中，准确记录称取质量，再分别加入内标液100μL，用10%乙醇溶液定容至刻度，得到浓度分别为16.4mg/L、41.0mg/L、82.1mg/L、164.2mg/L、328.4mg/L、821.0mg/L的标准溶液，压盖，密封，待顶空进样。

1.4供试溶液的制备

样品摇匀后，吸取4-甲基-2-戊醇内标液100μL于10m L容量瓶，用酒样定容至刻度，为待测试样。吸取5m L试样至顶空瓶，待顶空进样。

2　结果与分析

2.1顶空法测定葡萄酒中甲醇方法验证

2.1.1标准曲线、线性范围的测定

按1.2方法中色谱条件测定，以峰面积(A)为纵坐标，甲醇浓度(C)为横坐标，计算甲醇的回归方程为：A= 0.15046088C+0.0030056，相关系数r=0.999，本法线性浓度在16.4～821.0mg/L之间，线性范围宽，线性关系好。

2.1.2检测限的测定

配制一个低浓度的甲醇溶液并逐级稀释测定，当甲醇色谱峰信噪比为3.2时，检出限为1.64mg/L，优于国标GB/T 15038—2006气相色谱法最低检出限4.0mg/L，因此所建立的顶空气相色谱法检出限可以满足检测要求。

2.1.3精密度与准确度的测定

选定1份葡萄酒样品测得甲醇含量为149mg/L（市售成品葡萄酒中均含有一定量甲醇，无法获得无甲醇样品）作为本底，分别加入10μL、50μL、200μL 3种不同浓度的甲醇标准溶液，加入内标溶液后用酒样定容至10.0m L，每组含量做6次平行试验，按1.4处理方法处理，进样检测，测定结果见表1，根据标准曲线、样品本底及加标量，计算平均回收率在99.85%～100.57%之间，样品回收率良好。RSD在0.98%～2.44%之间，符合JJG 700—1999《气相色谱仪检定规程》[5]规定值≤3.00%的要求，该方法重复性良好。

表1　加标回收率实验结果

2.2顶空气相色谱法与国标方法测定结果的比较

2.2.1色谱图比较

图1(A)是顶空气相色谱法测定葡萄酒中甲醇的色谱图，图1(B)则是按照国标蒸馏法的气相色谱图，2种方法的甲醇色谱峰理论塔板数分别为52750和8662；甲醇-乙酸乙酯峰间的分离度分别为2.92和1.76，结果显示，顶空气相色谱法分离效果更好，且在顶空气相色谱法分析时，目标物质附近没有杂峰干扰，且甲醇峰型尖锐，对称因子为0.95；而在液体进样情况下甲醇峰型有拖尾，对称因子为0.43；由此可知使用顶空气相色谱法分析葡萄酒中甲醇含量效果更为理想。

图1　葡萄酒中甲醇测定的气相分析色谱图

2.2.2检测结果比较

选7个不同市售葡萄酒样品，分别使用顶空法和国标使用的蒸馏法测定其甲醇含量，结果见表2。2种方法检测结果的相对偏差范围为1.84%～4.59%，经2个配对样品t检验（T-Ttest）的统计分析，按α=0.05水平，P＞0.05，即在95%置信水平差异无统计学意义，说明2种方法检测结果无差异。但是顶空气相色谱仪法测定的平均值略高于国标蒸馏测定法，这是由于葡萄酒在蒸馏时甲醇会有一定的损失，因而影响了测定结果[6]。

表2　葡萄酒中甲醇含量测定方法的结果比较

2.3市售红酒甲醇含量调查

本实验于2015年6—10月在武汉地区对有正规品牌（指含有注册商标、批号、厂家厂址、生产日期、保质期、质量标签）的葡萄酒样品进行随机采样，采样地点包括超市、烟酒专卖店和零售商店，样品以顾客购买形式进行采样，以样品不重复且尽可能覆盖所售全部品种规格为原则，且样品均在标示的保质期内,共计100批次，采用顶空气相色谱法分别进行甲醇含量的测定，结果见表3。

目前我国葡萄酒行业的市场集中度较高，有报道称，张裕葡萄酒公司、中法合营王朝葡萄酿酒有限公司和长城葡萄酿酒有限公司占领了全国近50%的葡萄酒市场，本实验对23家不同企业、共100种不同批号的葡萄酒中甲醇含量进行了测定，结果表明，目前武汉葡萄酒市场上主要以张裕、王朝、长城这几个品牌为主，甲醇测定结果最高值是257mg/L，最低值是5mg/L，平均值为156.87mg/L，所有样品甲醇含量均低于国标设定的限量标准（国标GB 15037—2006要求白、桃红葡萄酒甲醇限值小于等于250mg/L，红葡萄酒甲醇限值小于等于400mg/L），符合国家标准，可以安全饮用。但所有样品均能检测出甲醇，这是因为甲醇是葡萄酒酿造中不可避免的副产物[7]。

3　结论

本方法在现有国标的基础上做出了改进，采用DB-wax毛细管色谱柱，气相色谱-火焰离子化检测器进行分析，静态顶空设备进样，对样品处理过程中的平衡温度和平衡时间优化后进行方法学分析，建立了顶空-气相色谱法测定葡萄酒中甲醇含量的测定方法，该法具有样品前处理时间短、回收率和精密度高、检出限低以及色谱峰形好等优点，而且检测结果与国标方法一致。可以用来快速检测大批量葡萄酒中甲醇含量。对市售葡萄酒中甲醇的含量进行了测定，发现目前武汉各大流通领域的葡萄酒中甲醇含量均符合《中华人民共和国葡萄酒标准》中甲醇的检测限量标准。但由于我国的酒文化及饮酒习惯与国外存在明显差异，过量饮酒的情况普遍存在，因此仍有必要对甲醇含量进行控制[8]。

表3　市售葡萄酒中甲醇含量测定结果

[1]曾游,丁怡.顶空-毛细管气相色谱法测定葡萄酒中的甲醇[J].现代食品科技,2013(29)：405-408.

[2]叶建晨,杨佳佩.顶空毛细管气相色谱法测定葡萄酒中甲醇残留量[J].中国卫生检验杂志,2011(6)：1359-1360.

[3]刘国平,黄诚,薛荣旋.顶空气相色谱内标法快速测定葡萄酒中甲醇[J].实用预防医学,2015(4)：497-498.

[4]中国轻工业联合会.葡萄酒、果酒通用分析方法：GB/T 15038—2006[S].北京：中国标准出版社,2008.

[5] 全国物理化学技术委员会.气相色谱仪：JJG 700—1999[S].北京：中国计量出版社,2004.

[6]李旭升,潘振东,吴碧玉.四川家庭自酿葡萄酒质量现状的初步调查[J].中国酿造,2015(8)：115-117.

[7] 中国轻工业联合会.葡萄酒：GB 15037—2006[S].北京：中国标准出版社,2008.

[8]李艳,文良娟.果胶酶对葡萄酒酿制过程中甲醇含量的影响[J].食品工业,2012(9)：17-20.

Determ ination ofM ethanolContent in W ine by HeadspaceGasChromatography and Survey on theQuality of Commercially AvailableW ine

ZHOUWeijing and JIANG Xiaom ing
（Wuhan Food and Cosmetic Testing Institute,Wuhan,Hubei430000,China）

An analyticalmethod for fast determ ination ofmethanol content in w ine by headspacegas chromatography had been developed. Headspace sampling was performed after 20m in shaking at75℃,then themeasurementwas carried out by FID detector after separation by DB-wax chromatographic column(0.32μm,0.25mm,30m)w ith internalstandardmethod.The resultssuggested that,the linear rangewasbetween 16.4mg/L and 821.0mg/L,the linear correlation coefficientwas 0.999,the average recovery ratewas between 99.85%and 100.57%, RSD was between 0.98%and 2.44%,and the detection lim itwas 1.64mg/L.Compared w ith themethod ingB/T 15038—2006,thismethod wasmore simple and efficient.The determination resultswere analyzed statistically by coupled t and there was no significant difference between the twomethods at the 95%confidence level.Finally,themethanol content of 100 batches of commercially available w ine in Wuhan were detected and analyzed,andmethanolwas detected in allw ine productsand the averagemethanol contentwas157mg/L,whichmetnationalstandards.

headspace sampling;gas chromatography;w ine;methanol

TS262.6；TS261.7；TS261.4

A

1001-9286(2016)11-0116-04

10.13746/j.njkj.2016166

2016-05-17

周玮婧(1985-)，女，工程师，硕士研究生，研究方向为食品安全。

江小明(1970-)，女,本科，高级工程师,主要从事食品分析方面的研究工作，E-mail：944703609@qq.cm。

优先数字出版时间：2016-07-26；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20160726.1247.003.htm l。