品紅-亞硫酸法測(cè)白酒中甲醇條件優(yōu)化

王 麗，楊永紅

（新疆輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 新疆 烏魯木齊 830021）

分析測(cè)試

品紅-亞硫酸法測(cè)白酒中甲醇條件優(yōu)化

王 麗，楊永紅

（新疆輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 新疆 烏魯木齊 830021）

甲醇含量是白酒檢測(cè)中一個(gè)重要的指標(biāo)，通常采用品紅-亞硫酸分光光度法測(cè)其含量，該方法易受反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等因素影響，對(duì)測(cè)量條件進(jìn)行了優(yōu)化，即氧化時(shí)間15 min、還原劑用量1.0 mL、顯色時(shí)間40 min、測(cè)量波長(zhǎng)590 nm，在該條件下獲得的標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性較好，測(cè)定的精密度和回收率均符合要求。

品紅-亞硫酸法；甲醇； 條件優(yōu)化

我國(guó)白酒的生產(chǎn)飲用歷史悠久，生產(chǎn)和消費(fèi)量是目前世界上最大的，因而白酒的質(zhì)量非常重要。制酒原料或輔料中果膠質(zhì)內(nèi)甲基酯分解可產(chǎn)生甲醇，勾兌的假酒中含有甲醇，甲醇是劇毒物質(zhì)，攝入5 g以上就會(huì)使人嚴(yán)重中毒或者死亡，甲醇含量是衡量白酒質(zhì)量的重要指標(biāo)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，以谷類為原料的白酒中甲醇含量不得超過0.4 g/L，以薯干及代用品為原料的白酒中甲醇含量不得超過 1.2 g/L。目前，白酒中甲醇含量的檢測(cè)方法主要有分光光度法和氣相色譜法。氣相色譜法快速準(zhǔn)確，但適合批量樣品的測(cè)定，而分光光度法設(shè)備簡(jiǎn)單，一般的基層實(shí)驗(yàn)室都能進(jìn)行，通常白酒中甲醇檢測(cè)還是用分光光度法。此法的缺點(diǎn)適合受溫度、時(shí)間、樣品成分影響，導(dǎo)致吸光度不穩(wěn)定，偏差大，重現(xiàn)性差。為此，本文對(duì)品紅-亞硫酸法測(cè)甲醇的條件進(jìn)行了研究，以提高測(cè)定結(jié)果的靈敏度和準(zhǔn)確度。

1 方法原理

白酒中的甲醇被氧化成甲醛，氧化劑是高錳酸鉀，氧化介質(zhì)是磷酸。

5CH3OH + 2KMnO4+ 4H3PO4—→5HCHO + 2MnHPO4+ 2KH2PO4+ 8H2O

剩余的高錳酸鉀用草酸還原成無色的Mn2+：

5H2C2O4+ 2 KMnO4+ 3H2SO4—→2 MnSO4+ K2SO4+ 10CO2+ 8H2O

生成的甲醛顯色后用分光光度法來測(cè)定，顯色劑采用品紅-亞硫酸（注：堿性品紅與亞硫酸生成的非醌型無色化合物），甲醛與顯色劑生成紫紅色醌型結(jié)構(gòu)，顏色的深度由甲醇的量決定，用分光光度計(jì)測(cè)出吸光度，采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法定量。由以上方法原理可以看出，凡是影響甲醇的氧化、高錳酸鉀的還原、甲醛的顯色等的因素都會(huì)都會(huì)對(duì)測(cè)定結(jié)果帶來誤差。

2 試劑儀器［1］

高錳酸鉀-磷酸溶液：取70 mL水，加入15 mL磷酸（85%），混合均勻，加入稱好的3 g高錳酸鉀，使充分溶解，加蒸餾水至100 mL標(biāo)線，將溶液搖勻。配制好的溶液貯存于棕色瓶?jī)?nèi)，為防止氧化能力下降，保存時(shí)間不宜過長(zhǎng)；

草酸-硫酸溶液：若是無水草酸（H2C2O4），則稱取5 g；若是二水合草酸（H2C2O4·2H2O），則稱取7 g含。將稱好的草酸溶于（1+1）硫酸中，并用該硫酸稀釋至100 mL標(biāo)線處；

品紅-亞硫酸溶液：準(zhǔn)確稱取0.1 g堿性品紅，將稱取物充分研細(xì)，加入 80 ℃的水，邊加水邊研磨促進(jìn)溶解，加水總量為60 mL，將上層溶液用滴管吸取置于100 mL容量瓶中，待溶液冷卻后，加入100 g/L亞硫酸鈉溶液10 mL、濃鹽酸1 mL，再加水至容量瓶標(biāo)線，充分混勻，放置過夜，如果溶液有顏色，可加少許活性炭攪拌后過濾，貯于棕色瓶中，置暗處保存，溶液呈紅色時(shí)應(yīng)棄去重新配制；

動(dòng)態(tài)性的實(shí)現(xiàn)利用可視化動(dòng)畫來實(shí)現(xiàn)的。Java程序中需要連續(xù)設(shè)定出一系列的幀來實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫的應(yīng)用，這就是實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫的原理。其中，有兩種實(shí)現(xiàn)的方式，一是創(chuàng)建一系列的圖像和圖形，在固定的時(shí)間間隔順序地顯示幀數(shù)，二是創(chuàng)建一系列的圖像和圖形，以固定的時(shí)間間隔在不同的位置顯示幀數(shù)。第一種方式由于需要顯示整個(gè)區(qū)域，會(huì)產(chǎn)生一定的閃爍效果。由于插補(bǔ)的算法、插補(bǔ)的方向和位置已知，因此，采用第二種方式比較合理，能夠使得動(dòng)畫穩(wěn)定和連續(xù)。

無甲醇的乙醇溶液：取100 mL容量瓶，加入60 mL不含甲醇的分析純無水乙醇，加水至標(biāo)線，充分搖勻，此溶液的體積分?jǐn)?shù)為60%；

甲醇標(biāo)準(zhǔn)溶液：取100 mL容量瓶，向其中加入準(zhǔn)確稱好的1.000 g甲醇，再加水稀釋至標(biāo)線，置低溫保存。此溶液濃度為10.0 mg/L;

甲醇標(biāo)準(zhǔn)使用液：取100 mL容量瓶，準(zhǔn)確加入10.0 mL甲醇標(biāo)準(zhǔn)溶液，用水稀釋至標(biāo)線，搖勻。再取50 mL容量瓶，準(zhǔn)確加入25.0 mL稀釋液，加水至標(biāo)線，搖勻。此溶液濃度為0.50 mg/L;

722N型可見分光光度計(jì)。

3 條件優(yōu)化

3.1 測(cè)量條件［2］

標(biāo)準(zhǔn)中指出最大吸收波長(zhǎng)是590 nm，但其他文獻(xiàn)中最大吸收波長(zhǎng)有545 nm的，也有570 nm的，眾說不一，筆者認(rèn)為有必要測(cè)一下最大吸收波長(zhǎng)。具體步驟如下：取25 mL具塞比色管，向其中依次加入甲醇標(biāo)準(zhǔn)使用液1 mL、 60%的無甲醇乙醇溶液0.5 mL、水3.5 mL，氧化劑高錳酸鉀-磷酸溶液2 mL，將溶液混勻，放置10 min后，加入還原劑草酸-硫酸溶液2 mL，將溶液混勻，待剩余的高錳酸鉀溶液褪色后，加入顯色劑品紅-亞硫酸溶液5 mL，將溶液混勻，于25 ℃恒溫條件下靜置30 min，選擇2 cm比色皿，以不添加甲醇的試管調(diào)零，在500～630 nm范圍內(nèi)測(cè)吸光度，根據(jù)數(shù)據(jù)確定最大吸收波長(zhǎng)作為測(cè)量波長(zhǎng)。測(cè)量結(jié)果見圖1，由圖1可知，590 nm為最大吸收波長(zhǎng)，以此波長(zhǎng)作為測(cè)量波長(zhǎng)，靈敏度高。

3.2 氧化條件［3］

圖1 吸收光譜曲線Fig.1 Absorption spectrum curve

圖2 氧化時(shí)間對(duì)吸光度的影響Fig.2 Effect of oxidation time on absorbance

3.3 還原條件［4］

加入草酸-硫酸溶液，目的是用草酸將剩余的高錳酸鉀還原為Mn2+，草酸的用量很重要。如果用量不足，則剩余的高錳酸鉀就無法被完全還原，高錳酸鉀自身的紫紅色會(huì)影響吸光度的測(cè)定；如果用量過多，會(huì)使部分甲醛被還原成甲醇而無法顯色。草酸的合適用量通過實(shí)驗(yàn)來確定。取6只25 mL具塞比色管，依次各加入甲醇標(biāo)準(zhǔn)使用液1 mL、60%的無甲醇乙醇溶液0.5 mL、水3.5 mL、高錳酸鉀-磷酸溶液2 mL，混勻，放置15 min，草酸-硫酸溶液的加入量分別為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mL，將溶液混勻，待剩余的高錳酸鉀溶液的顏色褪去后，各加入5 mL品紅-亞硫酸溶液，將溶液混勻，在25 ℃溫度下放置30 min顯色，用2 cm比色皿，以不添加甲醇的試管調(diào)零，在590 nm波長(zhǎng)下測(cè)吸光度。測(cè)量結(jié)果見圖3，由圖3可知，草酸的合適用量為1.0 mL。當(dāng)草酸用量為0.5 mL時(shí)，吸光度非常大，說明此時(shí)，高錳酸鉀沒有還原完全，使得吸光度偏大。

圖3 草酸-硫酸用量對(duì)吸光度的影響Fig.3 Effect of oxalic acid sulfuric acid dosage on absorbance

3.4 顯色條件

當(dāng)甲醇被氧化成甲醛的同時(shí)，乙醇也被氧化成乙醛干擾甲醛的測(cè)定，適量的酸可以抑制品紅的電離作用，從分子態(tài)形式醌型結(jié)構(gòu)變成苯型結(jié)構(gòu)，在這種情況下，甲醛與品紅的生成物不褪色，而乙醛及其他醛類與品紅的生成物會(huì)褪色，從而消除干擾。在顯色這一步，顯色時(shí)間是主要的影響因素，如果顯色時(shí)間不足，其他醛類還沒有完全褪色，就會(huì)使得測(cè)定結(jié)果偏高。合適的顯色時(shí)間通過實(shí)驗(yàn)來確定。取25 mL具塞比色管，依次加入甲醇標(biāo)準(zhǔn)使用液于1.0 mL、60%的無甲醇乙醇溶液0.5 mL、水3.5 mL、氧化劑高錳酸鉀-磷酸溶液2 mL，將溶液混勻，靜置 15 min，使甲醇充分氧化成甲醛，再加入草酸-硫酸溶液1.0 mL，將溶液混勻，使剩余的高錳酸鉀溶液還原褪色，再加入顯色劑品紅-亞硫酸溶液 5 mL，將溶液混勻，于25 ℃，顯色時(shí)間分別控制為20、30、40、50、60、80、100 min，測(cè)量波長(zhǎng)590 nm，分別測(cè)量吸光度。測(cè)量結(jié)果如圖4所示。從圖中可以看出，顯色時(shí)間40 min以后吸光度趨于穩(wěn)定，因此確定顯色時(shí)間為40 min。

3.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線

在優(yōu)化后的條件下，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。取7只25 mL具塞比色管，分別加入甲醇標(biāo)準(zhǔn)使用液0.0、0.10、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00 mL，再分別加入60%的無甲醇乙醇溶液0.5 mL，均用蒸餾水補(bǔ)至體積為5 mL，再分別加入氧化劑高錳酸鉀-磷酸溶液2 mL，將溶液混勻，靜置15 min后分別加入還原劑草酸-硫酸溶液1.0 mL，將溶液混勻，使剩余的高錳酸鉀溶液褪色，再分別加入顯色劑品紅-亞硫酸溶液 5 mL，將溶液混勻，在25 ℃條件下放置40 min，用2 cm比色皿，以不添加甲醇的試管調(diào)零，于590 nm波長(zhǎng)處，繪制校準(zhǔn)曲線（圖5）。由圖可知，在優(yōu)化后的條件下繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線線性關(guān)系良好。

圖4 顯色時(shí)間對(duì)吸光度的影響Fig.4 Impact of coloration time on absorbance

圖5 甲醇標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.5 Methanol standard curve

3.6 精密度

分別測(cè)量本地兩種白酒的甲醇含量，取樣 0.5 mL（注：樣品乙醇濃度60%）,加水至5 mL，按照優(yōu)化后的條件，重復(fù)測(cè)量4次,數(shù)據(jù)如表1。RSD分別為3.47%和4.24%，均小于5%，表明精密度較好。

表1 精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 1 results of precision

3.7 回收率［5］

在優(yōu)化后的條件下，對(duì)酒樣1、2做加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，測(cè)量結(jié)果見表2?；厥章试?0.0%～92.5%之間，符合測(cè)量要求。

表2 回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 2 Results of recovery test

4 結(jié)束語

品紅-亞硫酸分光光度法測(cè)甲醇含量時(shí)，溫度、時(shí)間、試劑用量等均會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響。本文對(duì)氧化時(shí)間、還原劑用量、顯色時(shí)間分別進(jìn)行了單因素分析，在優(yōu)化后的條件下，標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性較好，測(cè)定的精密度和回收率均符合要求。

［1］GB5009.48-2003蒸餾酒及配制酒衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法[S].

［2］楊輝.海紅果酒中甲醇比色測(cè)定條件優(yōu)化[J].陜西科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，31（6）：114-117.

［3］李中原.分光光度法檢測(cè)白酒中甲醇的準(zhǔn)確度探討[J].光譜實(shí)驗(yàn)室，2004，21（5）：989-991.

［4］路純明.對(duì)白酒中甲醇含量國(guó)標(biāo)測(cè)定方法的改進(jìn)[J].化學(xué)研究，2004，15（2）：39-41.

［5］牛桂芬.幾種白酒中甲醇含量的測(cè)定[J].中國(guó)釀造，2011，223（8）：167-168.

Optimization of Conditions for Measuring Methanol in Liquor by Fuchsin Sulfurous Acid Method

WANG Li，YANG Yong-hong
（Xinjiang Institute of Light Industry Technology, Xinjiang Urumqi 830021，China）

The methanol content is an important index in liquor detection, the fuchsin-sulfurous acid spectrophotometry is usually used to determine methanol content in liquor, and the method is easily affected by the reaction temperature, reaction time and other factors. In this paper, the measurement conditions were optimized, and the best conditions were obtained as follows: the oxidation time 15 min, dosage of reductant 1.0 mL, coloration time 40 min, measuring wavelength 590 nm. The standard curve obtained under above conditions has well linear, the precision and recovery rate are in line with the requirements.

Fuchsin sulfurous acid method; Methanol; Optimization of conditions

O 657

A

1671-0460（2015）08-1987-03

2015-02-01

王麗（1973-），女，新疆烏魯木齊人，高級(jí)講師，1996年畢業(yè)于新疆大學(xué)化學(xué)專業(yè)，研究方向：工業(yè)分析與檢驗(yàn)。