葡萄酒的氣相色譜分析

葡萄酒的氣相色譜分析

用氣相色譜法定量酒的化學(xué)成分，一般來(lái)說(shuō)更正確一些，因?yàn)樗�可以測(cè)定各個(gè)物質(zhì)的個(gè)體濃度，而化學(xué)法一般只是定量一個(gè)總體。在對(duì)葡萄酒進(jìn)行深入的研究過(guò)程中，我們不僅要了解各種成分的總體特性，而且必須了解對(duì)酒質(zhì)起重要作用的各主要成分的個(gè)體特性和相互關(guān)系以及隨著環(huán)境條件的改變這些成分的演變，這樣我們就能有目的地改變環(huán)境條件，使有益成分增加，無(wú)益成分減少，按照消費(fèi)的需要生產(chǎn)出各種各樣的酒。在氣相色譜法定量中，對(duì)有足夠含量的揮發(fā)性物質(zhì)，盡量用直接注射法測(cè)定；對(duì)含量微小的揮發(fā)性物質(zhì)必須事先濃縮，比如用通惰性氣體冷凝捕集濃縮，或溶液分層分離濃縮，或用有機(jī)溶劑萃取濃縮等；對(duì)不揮發(fā)性物質(zhì)需予先生成揮發(fā)性的衍生物進(jìn)行測(cè)定。

    　下面介紹一些目前比較成熟的分析方法，也是葡萄酒研究中最常用的方法。
 
�。ㄒ唬┲苯幼⑸渚茦佣�量分析 在葡萄酒的揮發(fā)性物質(zhì)中，丙三醇、2，3—丁二醇、乙酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸、丙酸、甲醇和一些高級(jí)醇有足夠的含量，可以直接注射酒樣進(jìn)行定量分析。 1. 丙三醇和2，3—丁二醇的定量 丙三醇和2，3—丁二醇是酒精發(fā)酵的產(chǎn)物，它們存在于一切葡萄酒中。丙三醇在葡萄酒中的含量是除乙醇外最高的有機(jī)物，通常在4~20克/升之間。它們雖然可以用分析其他多元醇的方法去定量，但在實(shí)際應(yīng)用中用直接注射酒樣來(lái)定量更為方便。 操作方法：于20毫升酒樣中加入2毫升1，4—丁二醇內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)溶液（20克1，4—丁二醇溶于1升10%的酒精水溶液中），在電磁攪拌下充分混合均勻。注射2微升該混合液于Chromosorb101柱來(lái)分析丙三醇，于Tenax GC柱來(lái)分析2，3—丁二醇。如果在1，4—丁二醇處有峰，也可用1，6—乙二醇做內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)（40克/升的10%酒精水溶液）。 2. 乙酸乙酯、甲醇、正丙醇、2—甲基丙醇—1、2—甲基丁醇—1和3—甲基丁醇—1的定量 在葡萄酒中乙酸乙酯常占揮發(fā)酯的80%以上，它也是酒精發(fā)酵中的產(chǎn)物，對(duì)酒的氣味有明顯影響。它的含量過(guò)高會(huì)使酒帶有刺激性的酸味。甲醇來(lái)源于葡萄果漿的水解，它的致死劑量約為100毫升，對(duì)人體極其有害，必須嚴(yán)格控制其含量。雜醇油也是酒精發(fā)酵時(shí)氨基酸被酵母代謝后的產(chǎn)物，它們的含量太高時(shí)對(duì)白葡萄酒的味覺(jué)性質(zhì)有損害。定量這些物質(zhì)對(duì)評(píng)價(jià)酒的質(zhì)量有一定參考價(jià)值。 

   　 操作方法：于50毫升酒樣中加入5毫升4—甲基戊醇—2標(biāo)準(zhǔn)溶液（1克/升的10%酒精水溶液），電磁攪拌均勻，以2微升注入C+H柱（Carbowax400 4%+Hallcomid M1801 1%）測(cè)定。 參考溶液用1升10%的乙醇溶液中含：100毫克甲醇和2—甲基丙醇—1，50毫克乙酸乙酯，25毫克丙醇—1，12.5毫克丁醇—1，58毫克2—甲基丁醇—1，192毫克3—甲基丁醇—1。 3. 2—苯基乙醇的定量 這個(gè)高級(jí)醇用直接注射法定量是很困難的，還很少有人采用這種方法。我們研究用2米長(zhǎng)的F.F.A.P柱，在140℃下以12醇—1為內(nèi)標(biāo)（500毫克/升的50%乙醇溶液）直接注射定量，最大平均偏差5.8%。此法對(duì)甜酒也可應(yīng)用，因它的峰與來(lái)自糖分解的峰互不干涉，但需經(jīng)常清洗注射器插頭。2—苯基乙醇具有愉快的香味，而它的感知極限較低（約為50毫克/升），增加它的含量是有益的。在酒中它的含量常在10毫克/升以下。 4. 乳酸乙酯、乙酸、丙酸和2，3—丁二醇的定量 乙酸在葡萄酒中的含量可達(dá)到350毫克/升，它是酒精發(fā)酵時(shí)被酶氧化乙醇生成的，另外細(xì)菌氧化糖或乙醇也可生成乙酸，在酒中其他的脂肪酸含量都比乙醇小得多。丙酸的含量大約從2.9毫克/升到5.6毫克/升的范圍內(nèi)波動(dòng)。2，3—丁二醇有左旋和內(nèi)消旋兩種異構(gòu)體，結(jié)果計(jì)算需加在一起。 操作方法：于20毫升酒樣中加入2毫升3—羥基乙酸乙酯內(nèi)標(biāo)溶液（5克/升的20%乙醇水溶液），攪拌均勻，以2微升注入D.E.G.C—H3PO4柱中。 對(duì)照溶液有兩種配制：第一種含有200毫克/升乙酸和20毫克/升丙酸，第二種是50毫克/升的乳酸乙酯和600毫克/升的2，3—丁二醇（70%的左旋型和30%的內(nèi)消旋型混合，它們是被制備色譜收集的）。 

    �。ǘ�）萃取法定量酯、揮發(fā)酸和防腐劑 對(duì)于在葡萄酒中含量極微而又具有明顯感官特性的物質(zhì)，不能用直接注射法測(cè)定，需對(duì)酒樣做前處理。有機(jī)溶劑萃取法就是先用有機(jī)溶劑萃取濃縮葡萄酒中的一些芳香物質(zhì)，然后用氣相色譜定量。 1. 用毛細(xì)管柱定量酯類化合物 一些高分子量的酯常具有花香或水果香味，構(gòu)成葡萄酒的一定感官特性，定量分析這些酯對(duì)葡萄酒工藝的研究和對(duì)酒質(zhì)的評(píng)價(jià)都是有意義的。在葡萄酒中，絕大部分的酯是由酶酯化生成的，只極少部分是化學(xué)酯化生成的。 

    　操作方法：50毫升酒樣加入20毫升辛醇標(biāo)準(zhǔn)溶液（30毫克辛醇于1升20%的乙醇水溶液），用1︰1體積的乙醚乙烷溶劑萃取4次，取2微升萃取液注入W.C.O.T毛細(xì)管空心柱（固定相為F.F.A.P）。溫度程序?yàn)椋浩鹗紲囟?0℃保持1分鐘，然后以3℃/分的速率升溫至190℃保持10分鐘。 參考溶液（1升20%的乙醇水溶液中含有：乙酸異戊酯2.5毫克，乙酸乙酯1.5毫克，乙醇2.3毫克，異戊醇12.0毫克，乙酸己酯1.0毫克，辛酸乙酯2.0毫克，癸酸乙酯1.5毫克，琥珀酸乙酯4.0毫克，乙酸2–苯基乙酯1.0毫克，2—苯基乙醇12.0毫克，十二酸乙酯2.0毫克。） 2. 揮發(fā)酸的定量 葡萄酒中的揮發(fā)酸是發(fā)酵 二級(jí)產(chǎn)物，其中乙酸和乳酸的含量最多，其他脂肪酸含量都很小，但它們的感官作用是不可忽視的。 操作方法：取50毫克酒樣加1毫升庚酸內(nèi)標(biāo)溶液（15%的乙醇溶液），中和至pH7.5，在50℃下減壓蒸干，以10%的乙醇洗殘?jiān)�于分液漏斗中，調(diào)到pH2，用5毫升CH2CL2萃取，反復(fù)三次得15毫升萃取液。注射2微升該萃取液于D.E.G.S—H3CO4柱。對(duì)照溶液用1升20%乙醇水溶液（含300毫克的乙酸，5毫克的丙酸，1毫克異丁酸，1毫克異戊酸，6.71毫克己酸，7.71毫克辛酸，5.54毫克癸酸，4.7毫克十二酸）。 3. 防腐劑己二烯酸的測(cè)定 己二烯酸又稱山梨酸，它不是葡萄酒中的天然成分，但作為一種防腐劑被允許應(yīng)用。在葡萄酒中，山梨酸的含量限制在200毫克/升以下，在果酒中不允許存在。山梨酸的定量可通過(guò)直接注射酒樣于D.E.G.S或D.E.G.A—H2PO4，或者F.F.A.P—H3PO4柱來(lái)進(jìn)行。但由于酒中其他成分的拖帶使它的小峰不是總能檢測(cè)出來(lái)的。我們采用乙醚萃取山梨酸，效果很好，最大相對(duì)誤差在6%以下。操作方法：取20毫升酒樣，被1毫升1/3H2SO4酸化，加入2毫升十一酸內(nèi)標(biāo)溶液（1克/升50%的酒精水溶液），用10毫升乙醚萃取，注射2微升于D.E.G.S—H3PO4柱，在150℃下測(cè)定。

    �。ㄈ�）生成衍生物定量不揮發(fā)物質(zhì) 存在于葡萄酒中的糖、多元醇、固定酸、酚類和一些醇、酸是不揮發(fā)的，如用氣相色譜來(lái)研究它們，須將其變?yōu)榭蓳]發(fā)性的衍生物使氫鍵松散。這些物質(zhì)的分子中都含有活潑的氫原子能夠?qū)崿F(xiàn)酰基化轉(zhuǎn)化，生成甲氧基、乙氧基、醚和硅酰基衍生物（T.M.S）。從這些衍生物出發(fā)來(lái)研究酒中的多羥基化物，我們認(rèn)為硅烷化的方法比較好。

    　操作方法：T.M.S衍生物是在無(wú)水條件下形成的。取5毫升酒樣放入9毫升的青霉素小瓶中，在45℃下減壓蒸干，于殘留物中加入0.2毫升吡啶，0.7毫升（CH3）3—Si—NH—Si（CH3）3和0.1毫升三氟乙酸，小評(píng)用涂有聚四氟乙烯膜的橡膠蓋蓋住，避免被硅烷混合物侵蝕，蓋帽上再用鋁蓋壓緊在瓶口上。然后將小瓶放在60℃的加熱器保持30分鐘，使兩相混合。隨后在常溫下放置數(shù)小時(shí)便可注射入儀器中。在這樣的情況下，酸的衍生物在數(shù)周內(nèi)是穩(wěn)定的，糖和多元醇的衍生物可以保存幾個(gè)月甚至數(shù)年不變。小瓶蓋上的鋁帽有可撕開(kāi)的部分，用時(shí)撕開(kāi)鋁蓋，微量注射器的針頭穿過(guò)橡膠插入瓶中抽取樣品，注射量是1微升，色譜柱用QF（4米×1/8吋），溫度程序從80℃升到180℃，以每分鐘2℃速率升溫。 內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)：分析酸用20克/升50%乙醇水溶液的香草酸，分析多元醇和糖用1.5克/升或15克/升的季戊四醇水溶液。 對(duì)照樣品用1升10%的乙醇溶液，其中含：①3克酒石酸，3克蘋果酸，3克乳酸，0.5克丁二酸，0.5克檸檬酸，0.05克檸蘋酸。②350毫克葡萄糖，340毫克果糖，200毫克海藻糖，50毫克阿糖醇，25毫克木糖醇，200毫克甘露糖醇，60毫克山梨糖醇，200毫克左旋己六醇和70毫克丁四醇。