气相色谱法测定蒸馏酒中甲醇含量

郐鹏，于飞飞，杨扬，张梅超

1. 威海市食品药品检验检测中心（威海 264200）；2. 山东药品食品职业学院医疗器械系（威海 264200）

甲醇是一种对人体有害的物质，误饮过量甲醇会引起失明和中毒死亡。甲醇容易在体内蓄积，长期少量摄入甲醇亦会引起体内许多脏器的慢性损伤[1]。甲醇含量检测一直是国家、省、市级对酒类产品监督检验的必检项目，因此对甲醇的准确检测不仅是对各检测机构也是对酒企的必然要求[2-3]。

目前国标采用气相色谱内标法检测蒸馏酒中的甲醇含量。一方面，气相色谱法具有操作简单、灵敏度高、检测限广等优点[4-10]；另一方面，内标法检测与外标法相比较为复杂。威海市食品药品检验检测中心在日常对酒企的技术支持中发现，酒企检测能力有所欠缺，故此次试验基于国标的思路，同时又尝试优化检测方法，对于色谱柱的选择、外标法的应用提供新的解决方案。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

乙醇（色谱纯，美国天地公司）；甲醇标准品（含量≥99.5%，国药集团化学试剂有限公司）；叔戊醇标准品（含量99.80%，北京坛墨质检科技有限公司）；白酒甲醇质控样品（货号QC-DL-702，中国检验检疫科学研究院测试评价中心）。

1.2 仪器与设备

GC-2030气相色谱仪（配FID检测器，日本岛津公司）；Mettler-Toledo ML204型电子天平（梅特勒-托利多仪器有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 仪器参数条件

程序升温条件：初温40 ℃，保持1 min，以4.0 ℃/min升到130 ℃，以20 ℃/min升到200 ℃，保持5 min；检测器温度，250 ℃；进样口温度，250 ℃；进样量，1.0 μL；分流比，20∶1。

1.3.2 色谱柱选择

DB-WAX毛细管色谱柱与DB-1701毛细管色谱柱。DB-WAX（柱长60 m，内径0.25 mm，膜厚0.25μm）为GB 5009.266—2016[12]指定毛细管气相色谱柱类型。DB-1701（柱长30 m，内径0.53 mm，膜厚1.0 μm）为实验室中使用广泛的色谱柱，日常研究中发现该色谱柱在检测甲醇时，分离效果较好。此次试验比较两者在甲醇检测中的差异。

1.3.3 内标法与外标法比较

GB 5009.266—2016规定用内标法作为检测方法，与旧标准GB/T 5009.48—2003相比较，除了色谱柱的不同外，旧标准使用外标法定量也是两者明显的不同之处[13]。此次试验比较内标法与外标法在甲醇检测中的差异。

1.3.4 试验方案设计

依次将甲醇质量浓度为20，100，200，400，800和1 000 mg/L的系列标准溶液，经气相色谱仪分析，通过绘制标准曲线，比较不同色谱柱对甲醇的分析情况。选择特定色谱柱，通过内标法及外标法对3个样品及质控样品进行分析，比较两者差异。

2 结果与分析

2.1 色谱柱比较

从图1可以看出，两者色谱图DB-1701的甲醇色谱图峰形更好，半峰宽更窄。色谱峰是否拖尾或峰形不对称严重影响定量分析[13]，因此在后续试验过程采用DB-1701进行内标法与外标法的比较。

图1 甲醇气相色谱图

相关系数R2表示甲醇体积分数与峰面积之间的线性关系，R2越接近1表明两者相关性越高。从图2可以看出，两者的相关系数R2均达到0.999，均具有良好的线性关系。

2.2 内标法与外标法比较

通过气相色谱柱DB-1701进行内标法与外标法的比较，由图2和图3可知，两者相关系数R2均达到0.999，均满足检测要求，并且无显著性差异。

图2 甲醇标准曲线

图3 甲醇标准曲线（DB-1701）-外标法

2.3 方法的线性关系、检出限与定量限

对甲醇标准溶液进行适当稀释，根据质量浓度（mg/L）与峰面积关系绘制校准曲线。方法的检出限（LOD）和定量限（LOQ）分别以3倍和10倍信噪比计算得出。从表1可以看出，甲醇内标法与外标法定量在20～1 000 mg/L范围内线性关系良好，相关系数均大于0.999。检出限与定量限均能够满足GB 2757—2012[14]中甲醇的限量检测要求。

表1 方法线性范围、检出限和定量限

2.4 方法的精密度与准确度

取3个样品和1个质控样品，每个样品用内标法和外标法检测6次，其结果和δRSD值见表2。3个样品和1个质控样品气相色谱见图4。分析表2和表3数据可以看出，同一样品无论是内标法还是外标法，精密度及相对标准偏差（δRSD）均能满足检测要求，但同时也发现，同一样品用内标法与外标法检测的数值有一定偏差，且外标法数值更大，对照质控样品甲醇质量浓度为474 mg/mL，内标法回收率为90.2%，外标法回收率为95.5%。在此次试验中，外标法略优于内标法。

表2 方法精密度和RSD试验结果（内标法）

表3 方法精密度和RSD试验结果（外标法）

图4 3个样品和1个质控样品气相色谱图

2.5 2种方法的结果比较

内标法是色谱分析中一种较为准确的定量分析方法，但必须准确称取样品和内标物质量，否则会影响试验结果，适用于分析样品量较少且进样重复性较差的情况。对于配有自动进样器的气相色谱仪，且以做好日常维护保养情况下，已经具有良好的进样重复性，用内标法检测甲醇含量，没有特别的优势，反而会因每个样品加入0.10 mL叔戊醇内标造成误差[15-18]。此次试验过程充分说明了这一问题，在实验室仪器设备良好、操作人员熟练情况下，外标法从实验的简便程度到准确度上均优于内标法。

3 结论

此次试验比较了2种色谱柱DB-WAX和DB-1701以及内标法和外标法在甲醇检测中的差异。结果表明：一方面，2种色谱柱的校准曲线相关系数R2均达到0.999，均满足检验要求，但在合适分析条件下，DB-1701色谱峰峰形更好，半峰宽更窄，在检测中更利于定量分析；另一方面，在比较内标法与外标法后发现，在气相色谱仪运行状态良好、配备自动进样器、操作人员熟练等情况下，外标法无论从试验的简便程度还是准确度上均优于内标法。此次试验为检测机构日常检测及酒类企业提供参考，在不具备国标仪器及材料条件下，也可以对甲醇含量准确定量分析。