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成分，一般來說更正確一些，因為它可以測定各個物質(zhì)的個體濃度，而化學法一般只是定量一個總體。在對葡萄酒進行深入的研究過程中，我們不僅要了解各種成分的總體特性，而且必須了解對酒質(zhì)起重要作用的各主要成分的個體特性和相互關系以及隨著環(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，無益成分減少，按照消費的需要生產(chǎn)出各種各樣的酒。在氣相色譜法定量中，對有足夠含量的揮發(fā)性物質(zhì)，盡量用直接注射法測定；對含量微小的揮發(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，或用有機溶劑萃取濃縮等；對不揮發(fā)性物質(zhì)需予先生成揮發(fā)性的衍生物進行測定。

    　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、甲醇和一些高級醇有足夠的含量，可以直接注射酒樣進行定量分析。 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，但在實際應用中用直接注射酒樣來定量更為方便。 操作方法：于20毫升酒樣中加入2毫升1，4—丁二醇內(nèi)標準溶液（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柱來分析丙三醇，于Tenax GC柱來分析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)標準（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，對酒的氣味有明顯影響。它的含量過高會使酒帶有刺激性的酸味。甲醇來源于葡萄果漿的水解，它的致死劑量約為100毫升，對人體極其有害，必須嚴格控制其含量。雜醇油也是酒精發(fā)酵時氨基酸被酵母代謝后的產(chǎn)物，它們的含量太高時對白葡萄酒的味覺性質(zhì)有損害。定量這些物質(zhì)對評價酒的質(zhì)量有一定參考價值。 

   　 操作方法：于50毫升酒樣中加入5毫升4—甲基戊醇—2標準溶液（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 這個高級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米長的F.F.A.P柱，在140℃下以12醇—1為內(nèi)標（500毫克/升的50%乙醇溶液）直接注射定量，最大平均偏差5.8%。此法對甜酒也可應用，因它的峰與來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到350毫克/升，它是酒精發(fā)酵時被酶氧化乙醇生成的，另外細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。2，3—丁二醇有左旋和內(nèi)消旋兩種異構體，結果計算需加在一起。 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定，需對酒樣做前處理。有機溶劑萃取法就是先用有機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，構成葡萄酒的一定感官特性，定量分析這些酯對葡萄酒工藝的研究和對酒質(zhì)的評價都是有意義的。在葡萄酒中，絕大部分的酯是由酶酯化生成的，只極少部分是化學酯化生成的。 

    　操作方法：50毫升酒樣加入20毫升辛醇標準溶液（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毛細管空心柱（固定相為F.F.A.P）。溫度程序為：起始溫度50℃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%的乙醇洗殘渣于分液漏斗中，調(diào)到pH2，用5毫升CH2CL2萃取，反復三次得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柱來進行。但由于酒中其他成分的拖帶使它的小峰不是總能檢測出來的。我們采用乙醚萃取山梨酸，效果很好，最大相對誤差在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)�；�化轉化，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)來研究酒中的多羥基化物，我們認為硅烷化的方法比較好。

    　操作方法：T.M.S衍生物是在無水條件下形成的。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月甚至數(shù)年不變。小瓶蓋上的鋁帽有可撕開的部分，用時撕開鋁蓋，微量注射器的針頭穿過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)標準：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。