气相色谱法同时测定白酒中丁酸等7种酸酯成分的含量

张国宇，向丽萍，侯睿，张琴，梁光月，张季

（1.遵义市产品质量检验检测院，贵州遵义 563099；2.国家茶及茶制品质量监督检验中心，贵州遵义 563099）

白酒是一种传统的中国蒸馏酒，由高粱或其他谷物制成，距今已有2000 多年的历史[1]。20 世纪80年代，由于酿造工艺的区别，酱香型、清香型、浓香型、米香型成为白酒的四大基本类型，芝麻香型、馥郁香型等其他香型在此基础上衍生而成，不同类型的白酒中关键呈香呈味物质不尽相同[2]。

作为评价浓香型白酒品质好坏的关键化合物——己酸，它既是己酸乙酯（浓香型白酒的主体香味物质）的重要前体物质，也与己酸乙酯的含量呈正比[3]。最新的白酒产品标准GB/T 10781.1—2021《白酒质量要求 第1 部分：浓香型白酒》[4]的附录B中规定了己酸的测定方法。白乐宜等[5]以液液萃取作为前处理，结合GC-MS 分析了4种芝麻香白酒，定量结果表明乙酸乙酯、己酸乙酯和乳酸乙酯含量均较高。GB/T 10781.9—2021《白酒质量要求 第9部分：芝麻香型白酒》中附录B 规定了乙酸测定方法[6]。乔翠红[7]采用气相色谱-嗅闻-质谱结合直接进样法，对兼香型白酒的风味成分进行了测定分析，气味活度值及香气强度值的分析表明，乙酸、丁酸、己酸、乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯为兼香型白酒的主体香气成分。李其书[8]对贮存三年半的董香型白酒使用气相色谱仪测定酒体中总酯中的乙酯时发现，乙酸乙酯整体趋势升高8.6%左右，己酸乙酯整体趋势升高24.8%左右，丁酸乙酯整体趋势升高100 %左右，乳酸乙酯整体趋势升高22.5 %左右，再结合T/GZSX 066—2020《董香型白酒》[9]附录中规定的丁酸检测方法，说明丁酸和丁酸乙酯是其主体香味物质。

综上所述，在不同香型白酒中，乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸、丁酸和己酸共7种酸酯是主要的主体香味物质。然而，目前尚无相关标准同时测定白酒中乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸、丁酸和己酸的含量，本研究在T/GZSX 066—2020《董香型白酒》附录中丁酸检测方法的基础上，参考GB/T 10781.1—2021《白酒质量要求第1 部分：浓香型白酒》附录中己酸的含量测定、GB/T 10781.9—2021《白酒质量要求 第9部分：芝麻香型白酒》附录B 中乙酸测定方法等标准和文献，确定了本方法的基本框架，包括内标物、检出限、定量限、重复性和回收率等内容。

通过对气相色谱仪的仪器条件进行充分优化，进行方法学实验研究，建立了白酒中丁酸等7种酸酯含量同时检测的气相色谱仪测定方法。本方法采用直接进样法，不需要对样品进行前处理。气相色谱法以试样峰的保留时间定性，内标法定量。该方法的建立为快速、准确测定白酒中7种主要酸酯成分及白酒的质量控制提供了参考。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂及仪器

酒样：市售某品牌白酒。

试剂及耗材：乙醇，天津科密欧公司；实验用水为Milli-Q 超纯水；乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸、丁酸、己酸标准物质和2-乙基丁酸、醋酸戊酯内标标准物质，Bepure 公司；正己烷（分析纯）、无水硫酸钠（分析纯），科密欧公司；微孔滤头孔径0.22 μ m，安谱公司。乙醇-水溶液（60+40,体积比）：量取120 mL 乙醇加入80 mL 超纯水中，充分混匀。

仪器设备：气相色谱仪（GC,8890），美国安捷伦公司；Milli-Q Reference 超纯水发生器，美国Milli‐pore 公司；ALC-210.4 型电子天平，德国Sartorius 公司。分析天平：感量0.1 mg 和0.01 g。

1.2 试验方法

1.2.1 标准溶液的配制

标准储备液：分别取0.10 g 标准品乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸、己酸于10 mL的容量瓶中，用60 %的乙醇水溶液定容至刻度线，混匀，得浓度为10.00 g/L 乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸、己酸混合标准储备液。

标准中间液：取该混标标准溶液5.00 mL 和0.10 g 标准品乙酸于10 mL 的容量瓶中，用60 %的乙醇水溶液定容至刻度线，混匀，得浓度为5.00 g/L乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸、己酸和10.00 g/L 的乙酸混合标准中间液。

标准工作液：取上述标准中间液0.2 mL于10 mL容量瓶中，用60 %的乙醇水溶液定容至刻度，混匀。配制成乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸、己酸浓度为0.1 g/L 和乙酸浓度为0.2 g/L的混合标准工作液。

内标溶液：称取标准品醋酸戊酯2.287 g 和标准品2-乙基丁酸1.893 g 于100 mL 的容量瓶中，用60 %的乙醇水溶液定容至刻度线，混匀，得浓度为22.87 g/L 醋酸戊酯和18.93 g/L 2-乙基丁酸混合内标溶液。

标液工作曲线：分别取乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸、己酸浓度为0.1 g/L 和乙酸浓度为0.2 g/L混合标准工作液1.0 mL、5.0 mL，再取乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸、己酸浓度为5.0 g/L 和乙酸浓度为10.0 g/L 混合标准中间液0.2 mL、1.0 mL、2.0 mL、3.0 mL 于10 mL 容量瓶中，加入0.1 mL 内标混合标准溶液，用60 %的乙醇水溶液定容至刻度，混匀，配制成乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸、己酸浓度均为0.01 g/L、0.05 g/L、0.10 g/L、0.50 g/L、1.00 g/L、1.50 g/L，乙酸浓度为0.02 g/L、0.10 g/L、0.20 g/L、1.00 g/L、2.00 g/L、3.00 g/L 的标准工作溶液。

1.2.2 样品前处理

吸取样品5.0 mL 于10 mL 容量瓶中，加入内标溶液0.10 mL，用样品溶液定容至10 mL，混匀后，上机检测。

1.2.3 仪器参数与测定

色谱柱：中科ZKAT-LZP 9301 毛细管色谱柱（30 m × 320 μ m，0.25 μ m）或其他具有同等分析效果的毛细管柱，进样量：1 μ L，载气：高纯氮，纯度≥99.999 %，1.0 mL/min，进样方式：分流进样，分流比：约15∶1，尾吹约25 mL/min，空气流量：300 mL/min，氢气流量：30 mL/min，进样口温度：250 ℃，检测器温度：250 ℃，程序升温：45 ℃（7 min）（12 ℃/min）→190 ℃（5 min）（15 ℃/min）→210 ℃（3 min），检测器：氢火焰离子化检测器（FID）。

2 结果与分析

2.1 仪器条件优化

根据7种酸酯的物理性质和化学性质（沸点、结构式等）以及极性特点确定所需色谱柱（依据相似相容原理）。根据各酸酯中最高物质的沸点确定进样口温度，保证所有样品中目标物均能汽化，注意确保样品检测时不因高温遭到破坏，所以进样口温度选择为250 ℃，对于进样量考虑到液体汽化后体积膨胀，衬管体积有限所以选择进样1 μ L。进样量太多会导致衬管过载样品不能瞬间完全汽化进入色谱柱，导致峰拖尾和峰扩展严重。载气流速过大会影响色谱分离度，致使7种物质不能完全分开，对于化合物的定性和定量有所干扰。

程序升温能够提高色谱分离度，初始温度选择最低沸点样品温度，终温大于最高组分沸点，但是要低于色谱柱最高耐受温度。流速大小决定分离度效果及峰型。起初程序升温只设置一阶二阶程序，后期升温速率太快会导致基线漂移严重，所以在这个基础上再增加了一阶程序升温。检测器温度保证样品不冷凝，最终温度高于最终柱温30～50 ℃，确定为250 ℃。综上所述主要从以下3 个方面优化检测方法：（一）调节程序升温，如改变初始温度、升温速率达到分离效果；（二）调节流速，速率小可以提高分离度；（三）不改变上述两个条件的情况下，选择合适的色谱柱，采用白酒专用色谱柱。

图1 溶剂空白色谱图

图2 7种酸酯标准溶液和2种内标溶液色谱图(1.5 g/L)

图3 7种酸酯目标物添加回收色谱图

2.2 检出限和定量限

在相同的色谱条件下，配制0.5 g/L 的7种酸酯样品连续进样6 次，得到酒样的气相色谱图和各色谱峰的峰面积，计算所有特征峰的信噪比，得到7种酸酯的检出限和定量限，见表1。

表1 7种酸酯的检出限和定量限试验数据 (g/L)

2.3 重复性实验

在相同的色谱条件下，配制0.5 g/L 的7种酸酯样品连续进样6 次，得到酒样的气相色谱图和各色谱峰的峰面积，计算所有特征峰相对峰面积的RSD(%)，见表2。

表2 7种酸酯的重复性试验数据

2.4 添加回收实验

空白试剂为55%食用酒精。添加样品，取试剂空白试样5 mL，添加5.00 g/L 乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸、己酸和10.00 g/L 的乙酸混合标准中间液0.020 mL、0.06 mL 和0.20 mL，得添加浓度含量乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸、己酸为0.01 g/L、0.03 g/L 和0.10 g/L 的试样，乙酸为0.02 g/L、0.06 g/L 和0.20 g/L 的试样，与待测试样同步处理。回收率实验数据见表3。

表3 7种酸酯的添加浓度及其平均回收率的试验数据 (%)

3 讨论

本研究基于气相色谱法建立了白酒中乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸、丁酸和己酸的测定方法，该方法前处理过程简单，只需加入内标溶液和样品溶液定容后上机检测，乙酸在0.01～3.0 g/L 浓度条件下线性系数r2＞0.99，其余6种酸酯在0.01～1.5 g/L 浓度条件下线性系数r2＞0.99；乙酸和其余6种酸酯检出限分别为0.006 g/L和0.003 g/L，定量限分别为0.020 g/L 和0.010 g/L；乙酸在0.02 g/L、0.06 g/L 和0.20 g/L 添加浓度水平上的回收率为98.67%～100.39%，其余6种酸酯在0.01 g/L、0.03 g/L 和0.10 g/L 添加浓度水平上的回收率为97.07 %～104.28 %。本方法前处理简单，重复性好且分析时间短，能提高检测效率并且结果准确度高，为酱香型白酒中丁酸等7种酸酯的检测提供了技术参考。