青稞酒酿酒用水中6种阴离子检验方法的研究

王慧丽

（青海省产品质量监督检验所，青海西宁810000）

青稞酒是我国青海、西藏等地区特产的一种白酒，香味协调、清雅纯正、口感绵甜爽净，属于清香型白酒的一个分支[1]。名酒产地必有佳泉，因此水是酿酒的最重要原料之一，水质的优劣也直接影响白酒酿造过程中的发酵质量，影响其出酒率和制曲质量。水中所含的各种成分，还与有益酿酒微生物的生长代谢，酶的形成与生化作用以及粮醅发酵直至成品酒的质量密切相关[2-3]。另外，几乎所有的水中都存在氯化物，是水中最稳定的组分之一。水中氯化物浓度过高，不但会增加输送管道的腐蚀速度，而且会给白酒带来异味，影响产品质量。由此可见，酿酒水中阴离子含量的检验对白酒研究具有重要的意义[4-5]。

我国对酿酒用水中阴离子的研究较少,调查范围局限,时限较短,对酿酒用水中阴离子的研究基本是空白[6-11]。且现尚无酿酒用水国家标准，此外，参照GB/T 5750.5—2006《生活饮用水标准检验方法无机非金属指标》[12]中磷酸盐、亚硝酸盐的检验方法，均为分光光度法，故本文借此探究使用离子色谱法的检验方法来测定酿酒用水中6项阴离子的数据。最后，实验采集并测定了青海15个酒厂的源水样品,调查了酿酒用水中 F-、Cl-、Br、NO3-、NO2-、PO43-等阴离子含量。

表1 6种阴离子的线性范围、线性方程、相关系数

1 材料与方法

1.1 材料、仪器及试剂

1.1.1 样品采集

青稞酒是以青稞和豌豆为主要原料，用大曲、小曲及酒母等作为糖化发酵剂酿造而成。实验选择青海15个酒厂酿酒用水，采集样品均使用干净的聚四氟乙烯容器，采集后立即进行分析，采集时间均为2018年3月。

1.1.2 仪器及试剂

离子色谱850 Professional IC（瑞士万通），进样盘858 Professional Sample Processor（瑞士万通）其中，850 Professional IC离子色谱配有碳酸钠淋洗液自动发生装置、在线脱气装置、Metrohm Suppressor Module MSM抑制器采用自循环再生模式、电导检测器和MagIC Net2.4色谱工作站；超纯水机GWAUN(25℃，18.20 MΩ·cm北京普析)超声波清洗器K-500B(昆山市超声仪器有限公司)；电子天平BSA224S-CW（赛多利斯科学仪器有限公司）。

F-、Cl-、Br-、NO3-、NO2-、PO43-多元素标准溶液（国家有色金属及电子材料分析测试中心），无水碳酸钠(分析纯，国药集团化学试剂有限公司)，硫酸(分析纯，白银良友化学试剂有限公司)，0.45 μm、50 mm水系微孔滤膜，0.22 μm针头式水系过滤器。

1.2 试验方法

1.2.1 色谱条件

淋洗液为 3.6 mmol/L Na2CO3，色谱柱Metrosep A Supp 7-250/4.0(250 mm × 4 mm i.d.，粒径：5 μm，记录时间：35 min，配备电导检测器，阴离子高压泵、MSM蠕动泵；MCS在线脱气装置；Metrohm Suppressor Module MSM抑制器，峰面积定量。

1.2.2 测定方法

淋洗储备液：38.1600 g的碳酸钠(0.36 mol/L，105℃烘2 h，保存于干燥器中)，用超纯水超声溶解，混合并定容至1000 mL，过0.45 μm滤膜，制得0.36 mol/L碳酸钠储备液，贮存于聚乙烯瓶中，4℃条件保存。使用时吸取20 mL淋洗储备液，超纯水定容至2 L，再生液为浓度0.6%的硫酸溶液。

标准系列配制：根据水样中6种阴离子的实际质量浓度范围，将含有F-、Cl-、Br-、NO3-、NO2-、PO43-的标准溶液配制成0.05～20 mg/L不同浓度梯度的标准混合溶液，用超纯水定容，后经0.22 μm水洗针式微孔滤膜过滤后直接上机进样，各个阴离子线性及保留时间见表1，R值与RSD均满足实验要求。

2 结果与分析

2.1 淋洗液流速的选择

实验选择0.7 mL/min、0.8 mL/min、1.0 mL/min淋洗液流速，结果见图1，当流速为1.0 mL/min时，保留时间缩短，阴离子分离度降低，大多数阴离子峰型较差，同时阴离子泵压升高至16.03 MPa，阴离子泵长时间在高压力下工作，会缩短泵的使用时间，当流速为0.7 mL/min时泵压为13.26，且各个峰型及分离度良好，因此，综合考虑峰型、分离度、泵压力等因素，实验选择淋洗液流速0.7 mL/min为宜。

图1 不同流速Na2CO3淋洗液色谱图

2.2 进样体积的选择

本文选择了20 μL、50 μL、100 μL进样体积进行比较，结果表明，在较小的进样体积下（25 μL、50 μL），各阴离子很难准确定量，导致结果的偏差较大；但当进样体积增大时，阴离子定量良好；当选择为100 μL的进样体积时，阴离子均具有较好的分离及定量能力，能满足实际样品的测定需求，故实验选择100 μL为实验进样体积。

2.3 实验温度的选择

温度是影响离子交换分离的重要因素。由于待测物的性质各异，柱温对其保留时间的影响程度也不一致。本实验分别选择20℃、30℃、40℃、50℃为实验条件，本实验中，在较高柱温(50℃)时，对阴离子的保留时间影响较大，比较在25℃时同等浓度条件下出峰见图2，NO2-(12.89 min)在柱温为50℃时出现保留时间提前，且出现峰后小峰，Br-(17.21 min)和NO2-(20.34 min)均出现不同程度的保留时间改变，而PO43-(24.77 min)在高温下(50℃)出现分裂峰。在高柱温条件下各项阴离子峰型均较差，保留时间不稳定，综合各项因素本测试方法柱温选择为25℃。

图2 25℃及50℃柱温条件下叠加色谱图

2.4 方法检出限及精密度

方法检出限指用给定的方法在特定的条件下能够检出的被测物的最小浓度，它是分析方法的重要参数之一。方法检出限与仪器噪音、前处理方法、样品的基质性质等有直接的关系。本实验通过分析12份已知浓度的标准样品，得到平均值X，求出测量信号的标准偏差S0，根据式1计算出方法检出限，阴离子方法检出限见表2。

其中：DL为方法检出限；k为置信因子，一般取3；S0为多次测量值的标准偏差；C为样品含量值，μg/mL，为多次测量值的平均数。

表2 方法检出限及精密度

本实验选择配制3.0 mg/L的混合标准溶液，进行平行进样12次，结果见表2，计算后得方法检出限分别为：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。

测定后计算阴离子中相对标准偏差，结果显示，RSD值最小的是PO43-，为0.17%，最大的是NO2-，为0.47%，RSD＜5，均满足实验要求，数据表明该方法精密度良好。

2.5 方法准确度

实验选择酒厂A，将水样连续测定3次，计算出平均值，再在水样中添加 F-、Cl-、NO2-、Br-、NO3-、PO43-的标准溶液，分别进行低水平、中水平、高水平3水平加标试验，来验证方法的回收率，方法回收率和RSD数据见表3，结果表明，实验平均回收率保持在93.9%～96.9%，均满足实验80%～120%之间，表明该方法的准确度较好。

2.6 样品测定

实验选择青海省15家酿酒企业，采集酿酒用水进行测定，其测量结果见表4。

由表4可知，酿酒用水中F-含量在0～0.309 mg/L范围内，Cl-含量在6.582～24.652 mg/L范围内，NO3-含量在0.257～53.607 mg/L范围内，PO43-含量在0.347～272.084 mg/L范围内，NO2-有极少部分的检出，且含量较小，Br-在酿酒用水中均未检出，Cl-含量保持平稳，见图3，NO3-与PO43-检测含量跨度较大，原因可能与各生产企业流水线有关。

3 结论

本实验建立了抑制型电导检测器同时测定酿酒用水中6种常规阴离子含量的方法。通过色谱条件的优化，建立了标准曲线，验证了方法的精密度和准确度，计算了实验的方法检出限。结果表明，实验峰型好，分离度高，准确性和精密度好，具有较大的使用价值，该方法完全适用于青稞酒酿酒用水中阴离子含量的测定。

表3 样品加标回收率

图3 酿酒用水氯离子含量分布图