青稞酒釀酒用水中6種陰離子檢驗(yàn)方法的研究

王慧麗

（青海省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所，青海西寧810000）

青稞酒是我國青海、西藏等地區(qū)特產(chǎn)的一種白酒，香味協(xié)調(diào)、清雅純正、口感綿甜爽凈，屬于清香型白酒的一個分支[1]。名酒產(chǎn)地必有佳泉，因此水是釀酒的最重要原料之一，水質(zhì)的優(yōu)劣也直接影響白酒釀造過程中的發(fā)酵質(zhì)量，影響其出酒率和制曲質(zhì)量。水中所含的各種成分，還與有益釀酒微生物的生長代謝，酶的形成與生化作用以及糧醅發(fā)酵直至成品酒的質(zhì)量密切相關(guān)[2-3]。另外，幾乎所有的水中都存在氯化物，是水中最穩(wěn)定的組分之一。水中氯化物濃度過高，不但會增加輸送管道的腐蝕速度，而且會給白酒帶來異味，影響產(chǎn)品質(zhì)量。由此可見，釀酒水中陰離子含量的檢驗(yàn)對白酒研究具有重要的意義[4-5]。

我國對釀酒用水中陰離子的研究較少,調(diào)查范圍局限,時限較短,對釀酒用水中陰離子的研究基本是空白[6-11]。且現(xiàn)尚無釀酒用水國家標(biāo)準(zhǔn)，此外，參照GB/T 5750.5—2006《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法無機(jī)非金屬指標(biāo)》[12]中磷酸鹽、亞硝酸鹽的檢驗(yàn)方法，均為分光光度法，故本文借此探究使用離子色譜法的檢驗(yàn)方法來測定釀酒用水中6項(xiàng)陰離子的數(shù)據(jù)。最后，實(shí)驗(yàn)采集并測定了青海15個酒廠的源水樣品,調(diào)查了釀酒用水中 F-、Cl-、Br、NO3-、NO2-、PO43-等陰離子含量。

表1 6種陰離子的線性范圍、線性方程、相關(guān)系數(shù)

1 材料與方法

1.1 材料、儀器及試劑

1.1.1 樣品采集

青稞酒是以青稞和豌豆為主要原料，用大曲、小曲及酒母等作為糖化發(fā)酵劑釀造而成。實(shí)驗(yàn)選擇青海15個酒廠釀酒用水，采集樣品均使用干凈的聚四氟乙烯容器，采集后立即進(jìn)行分析，采集時間均為2018年3月。

1.1.2 儀器及試劑

離子色譜850 Professional IC（瑞士萬通），進(jìn)樣盤858 Professional Sample Processor（瑞士萬通）其中，850 Professional IC離子色譜配有碳酸鈉淋洗液自動發(fā)生裝置、在線脫氣裝置、Metrohm Suppressor Module MSM抑制器采用自循環(huán)再生模式、電導(dǎo)檢測器和MagIC Net2.4色譜工作站；超純水機(jī)GWAUN(25℃，18.20 MΩ·cm北京普析)超聲波清洗器K-500B(昆山市超聲儀器有限公司)；電子天平BSA224S-CW（賽多利斯科學(xué)儀器有限公司）。

F-、Cl-、Br-、NO3-、NO2-、PO43-多元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（國家有色金屬及電子材料分析測試中心），無水碳酸鈉(分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)，硫酸(分析純，白銀良友化學(xué)試劑有限公司)，0.45 μm、50 mm水系微孔濾膜，0.22 μm針頭式水系過濾器。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 色譜條件

淋洗液為 3.6 mmol/L Na2CO3，色譜柱Metrosep A Supp 7-250/4.0(250 mm × 4 mm i.d.，粒徑：5 μm，記錄時間：35 min，配備電導(dǎo)檢測器，陰離子高壓泵、MSM蠕動泵；MCS在線脫氣裝置；Metrohm Suppressor Module MSM抑制器，峰面積定量。

1.2.2 測定方法

淋洗儲備液：38.1600 g的碳酸鈉(0.36 mol/L，105℃烘2 h，保存于干燥器中)，用超純水超聲溶解，混合并定容至1000 mL，過0.45 μm濾膜，制得0.36 mol/L碳酸鈉儲備液，貯存于聚乙烯瓶中，4℃條件保存。使用時吸取20 mL淋洗儲備液，超純水定容至2 L，再生液為濃度0.6%的硫酸溶液。

標(biāo)準(zhǔn)系列配制：根據(jù)水樣中6種陰離子的實(shí)際質(zhì)量濃度范圍，將含有F-、Cl-、Br-、NO3-、NO2-、PO43-的標(biāo)準(zhǔn)溶液配制成0.05～20 mg/L不同濃度梯度的標(biāo)準(zhǔn)混合溶液，用超純水定容，后經(jīng)0.22 μm水洗針式微孔濾膜過濾后直接上機(jī)進(jìn)樣，各個陰離子線性及保留時間見表1，R值與RSD均滿足實(shí)驗(yàn)要求。

2 結(jié)果與分析

2.1 淋洗液流速的選擇

實(shí)驗(yàn)選擇0.7 mL/min、0.8 mL/min、1.0 mL/min淋洗液流速，結(jié)果見圖1，當(dāng)流速為1.0 mL/min時，保留時間縮短，陰離子分離度降低，大多數(shù)陰離子峰型較差，同時陰離子泵壓升高至16.03 MPa，陰離子泵長時間在高壓力下工作，會縮短泵的使用時間，當(dāng)流速為0.7 mL/min時泵壓為13.26，且各個峰型及分離度良好，因此，綜合考慮峰型、分離度、泵壓力等因素，實(shí)驗(yàn)選擇淋洗液流速0.7 mL/min為宜。

圖1 不同流速Na2CO3淋洗液色譜圖

2.2 進(jìn)樣體積的選擇

本文選擇了20 μL、50 μL、100 μL進(jìn)樣體積進(jìn)行比較，結(jié)果表明，在較小的進(jìn)樣體積下（25 μL、50 μL），各陰離子很難準(zhǔn)確定量，導(dǎo)致結(jié)果的偏差較大；但當(dāng)進(jìn)樣體積增大時，陰離子定量良好；當(dāng)選擇為100 μL的進(jìn)樣體積時，陰離子均具有較好的分離及定量能力，能滿足實(shí)際樣品的測定需求，故實(shí)驗(yàn)選擇100 μL為實(shí)驗(yàn)進(jìn)樣體積。

2.3 實(shí)驗(yàn)溫度的選擇

溫度是影響離子交換分離的重要因素。由于待測物的性質(zhì)各異，柱溫對其保留時間的影響程度也不一致。本實(shí)驗(yàn)分別選擇20℃、30℃、40℃、50℃為實(shí)驗(yàn)條件，本實(shí)驗(yàn)中，在較高柱溫(50℃)時，對陰離子的保留時間影響較大，比較在25℃時同等濃度條件下出峰見圖2，NO2-(12.89 min)在柱溫為50℃時出現(xiàn)保留時間提前，且出現(xiàn)峰后小峰，Br-(17.21 min)和NO2-(20.34 min)均出現(xiàn)不同程度的保留時間改變，而PO43-(24.77 min)在高溫下(50℃)出現(xiàn)分裂峰。在高柱溫條件下各項(xiàng)陰離子峰型均較差，保留時間不穩(wěn)定，綜合各項(xiàng)因素本測試方法柱溫選擇為25℃。

圖2 25℃及50℃柱溫條件下疊加色譜圖

2.4 方法檢出限及精密度

方法檢出限指用給定的方法在特定的條件下能夠檢出的被測物的最小濃度，它是分析方法的重要參數(shù)之一。方法檢出限與儀器噪音、前處理方法、樣品的基質(zhì)性質(zhì)等有直接的關(guān)系。本實(shí)驗(yàn)通過分析12份已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)樣品，得到平均值X，求出測量信號的標(biāo)準(zhǔn)偏差S0，根據(jù)式1計(jì)算出方法檢出限，陰離子方法檢出限見表2。

其中：DL為方法檢出限；k為置信因子，一般取3；S0為多次測量值的標(biāo)準(zhǔn)偏差；C為樣品含量值，μg/mL，為多次測量值的平均數(shù)。

表2 方法檢出限及精密度

本實(shí)驗(yàn)選擇配制3.0 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，進(jìn)行平行進(jìn)樣12次，結(jié)果見表2，計(jì)算后得方法檢出限分別為：F-，0.017 mg/L；Cl-，0.034 mg/L；NO2-，0.042 mg/L；Br-，0.021 mg/L；NO3-，0.017 mg/L；PO43-，0.015 mg/L。

測定后計(jì)算陰離子中相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果顯示，RSD值最小的是PO43-，為0.17%，最大的是NO2-，為0.47%，RSD＜5，均滿足實(shí)驗(yàn)要求，數(shù)據(jù)表明該方法精密度良好。

2.5 方法準(zhǔn)確度

實(shí)驗(yàn)選擇酒廠A，將水樣連續(xù)測定3次，計(jì)算出平均值，再在水樣中添加 F-、Cl-、NO2-、Br-、NO3-、PO43-的標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別進(jìn)行低水平、中水平、高水平3水平加標(biāo)試驗(yàn)，來驗(yàn)證方法的回收率，方法回收率和RSD數(shù)據(jù)見表3，結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)平均回收率保持在93.9%～96.9%，均滿足實(shí)驗(yàn)80%～120%之間，表明該方法的準(zhǔn)確度較好。

2.6 樣品測定

實(shí)驗(yàn)選擇青海省15家釀酒企業(yè)，采集釀酒用水進(jìn)行測定，其測量結(jié)果見表4。

由表4可知，釀酒用水中F-含量在0～0.309 mg/L范圍內(nèi)，Cl-含量在6.582～24.652 mg/L范圍內(nèi)，NO3-含量在0.257～53.607 mg/L范圍內(nèi)，PO43-含量在0.347～272.084 mg/L范圍內(nèi)，NO2-有極少部分的檢出，且含量較小，Br-在釀酒用水中均未檢出，Cl-含量保持平穩(wěn)，見圖3，NO3-與PO43-檢測含量跨度較大，原因可能與各生產(chǎn)企業(yè)流水線有關(guān)。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)建立了抑制型電導(dǎo)檢測器同時測定釀酒用水中6種常規(guī)陰離子含量的方法。通過色譜條件的優(yōu)化，建立了標(biāo)準(zhǔn)曲線，驗(yàn)證了方法的精密度和準(zhǔn)確度，計(jì)算了實(shí)驗(yàn)的方法檢出限。結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)峰型好，分離度高，準(zhǔn)確性和精密度好，具有較大的使用價(jià)值，該方法完全適用于青稞酒釀酒用水中陰離子含量的測定。

表3 樣品加標(biāo)回收率

圖3 釀酒用水氯離子含量分布圖