CN105911001B - 一种原子吸收间接测定啤酒中双乙酰含量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种原子吸收间接测定啤酒中双乙酰含量的方法，包括：转化、络合沉淀、上机测定、计算。本发明从原理上解决了现有方法不能将双乙酰与其他联二酮类化合物区分开来的弊端；无需对样品进行蒸馏分离，使得检测时间大大缩短，有效避免了试样中的前躯体转化对测定结果准确性带来的不利影响。

Description

一种原子吸收间接测定啤酒中双乙酰含量的方法
技术领域
本发明属于双乙酰检测领域，特别涉及一种原子吸收间接测定啤酒中双乙酰含量的方法。
背景技术
双乙酰(2,3-butanedione，C4H6O2)常温下为浅黄色至黄绿色液体，有苯醌气味，稀溶液有奶油气味。蒸气压高，室温下能迅速挥发。熔点-3℃～-4℃，沸点87～88℃，闪点13℃，密度(15/15℃)0.990g/cm3。混溶于乙醇、乙醚、大多数非挥发性油和丙二醇，溶于甘油和水，不溶于矿物油。天然品存在于月桂油、香旱芹子油、欧白芷根油、树莓、草莓、奶油、葡萄酒等中。因易挥发，故只存在于精油的初馏分及蒸馏的水中。主要用作奶油、人造奶油、干酪和糖果的增香剂、明胶的硬化剂等。啤酒发酵过程中，酵母自身代谢可产生双乙酰，当其在啤酒中的含量超过一定浓度(0.15mg/L)时，啤酒就会出现一种令人不愉快的气味，严重影响啤酒的风味和口感质量，因此在啤酒的生产过程中需要对其进行控制。
现有的啤酒中双乙酰的检测方法为分光光度法(EBC法)：先用蒸汽将啤酒中的双乙酰蒸馏出来，与邻苯二胺反应，生成2,3-二甲基喹喔啉，在波长335nm下测其吸光度，根据吸光度换算至双乙酰含量。
由于其他联二酮类化合物都具有相同的反应特性，另外蒸馏过程中部分前躯体要转化成联二酮，因此EBC法的测定结果实际是总的联二酮含量，并非仅是双乙酰的含量。分光光度法的灵敏度比较低，且容易受到样品本身颜色的影响，因此对于EBC法，蒸馏是必需步骤，试样中前躯体转化也不可避免，选择性差的弊端也就不可避免。另外，有大量的报道证明该方法所得结果再现性和重复性不理想，很多前人对方法进行了优化和改进，使方法的可靠性有了一定程度的提高，但仍不能从根本上解决问题。
因而，探寻一种操作简便、快速、结果准确的双乙酰检测方法，对规范和指导啤酒生产具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种原子吸收间接测定啤酒中双乙酰含量的方法，该方法从原理上解决了现有方法不能将双乙酰与其他联二酮类化合物区分开来的弊端；无需对样品进行蒸馏分离，使得检测时间大大缩短，有效避免了试样中的前躯体转化对测定结果准确性带来的不利影响。
本发明的一种原子吸收间接测定啤酒中双乙酰含量的方法，包括：
(1)取待测啤酒试样，加入羟胺溶液与氢氧化钠溶液，混匀，40～60℃水浴反应30～40min，将啤酒试样中的双乙酰转化为丁二酮肟；其中，啤酒试样、羟胺溶液、氢氧化钠溶液的体积比为10～50:1～2:1；
(2)向反应后的样液加入与啤酒试样体积比为1:5～100的镍标准溶液，振荡混匀，得到丁二酮肟镍；然后在样液中加入硝酸溶液并定容；
(3)将样液过滤，导入原子吸收分光光度计测定样液中镍含量，与外标比较定量，经过计算得待测啤酒试样中双乙酰的含量。
所述步骤(1)中的羟胺溶液的浓度为100mg/L；氢氧化钠溶液的浓度为1mol/L。
所述步骤(2)中的镍标准溶液的浓度为1.000g/L。
所述步骤(2)中的硝酸溶液的浓度为1mol/L，硝酸溶液与啤酒试样的体积比为0.04～0.2:1。
所述步骤(3)中的过滤具体为采用0.22μm针式过滤器过滤。
所述步骤(3)中的原子吸收分光光度计的吸收波长设定为232.0nm。
所述步骤(3)中的计算方式为：步骤(2)加入的镍的总量与步骤(3)测定得到的镍的余量的差值即为与丁二酮肟反应的镍的质量，根据化学方程式计算即得双乙酰的含量。
在本发明中，所述的硝酸、羟胺、氢氧化钠以及镍标准溶液均为市售可得，纯度为本领域常规纯度，硝酸为优级纯，羟胺、氢氧化钠为分析纯，镍元素标准溶液为具有量值溯源性的有证标准物质。
有益效果
(1)本发明利用了典型的化学计量反应，反应迅速彻底，选择性好，一方面从原理上解决了现有方法不能将双乙酰与其他联二酮类化合物区分开来的弊端，另一方面也保证了方法的重复性和再现性。
(2)本发明由于用原子吸收作为最终的测量手段，不存在分光光度法易受样品本身颜色影响的缺陷，因此前处理步骤中无需对样品进行蒸馏分离，使得检测时间大大缩短，更加便于操作，同时，不经过加热蒸馏，极大程度的保持了被测样的原始属性，有效避免了试样中的前躯体转化对测定结果准确性带来的不利影响。
附图说明
图1为丁二酮肟与镍反应方程式；
图2为火焰原子吸收测定镍拟合标准曲线图；
图3为石墨炉原子吸收测定镍拟合标准曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
(1)转化(双乙酰→丁二酮肟)：准确量取25.0mL待测啤酒试样于100mL比色管中，依次加入100mg/L羟胺溶液1.0mL，1mol/L氢氧化钠溶液1.0mL，振荡混匀，置于40℃水浴锅中，保温反应30min。其中，取样量应随被测组分双乙酰含量做适当调整，如当双乙酰含量超过0.30mg/L时，应适当减少取样量，当双乙酰含量低于0.05mg/L时，应适当增加取样量。
(2)络合沉淀(丁二酮肟→丁二酮肟镍)：将上述反应溶液回温至室温后，准确加入1.000g/L镍标准溶液0.5mL，摇匀，静置5min，再加入1mol/L硝酸溶液2.0mL，纯水定容至100mL。
(3)上机测定：将上述溶液通过0.22μm水相针式过滤器，弃去初滤液，收集滤液供火焰原子吸收测定或石墨炉原子吸收测定，火焰原子吸收仪器条件如下：
吸收波长——232.0nm；
狭缝——0.2nm；
定量方式——峰高；
扣背景方式——氘灯；
燃气/助燃气——空气/乙炔，体积流量比13.50/2.00(L/min)。
石墨炉原子吸收仪器条件如下：
吸收波长——232.0nm；
狭缝——0.2nm；
定量方式——峰高；
扣背景方式——塞曼；
升温程序——干燥温度120℃，灰化温度800℃，原子化温度2400℃；
基体改进剂——500mg/L钯溶液。
通过上述方法对同一啤酒试样进行6次重复测定，结果汇总见下表：
序号 1 2 3 4 5 6
测定结果(mg/L) 0.088 0.089 0.091 0.095 0.095 0.092
由上表数据计算可得相对相差为3.21％，这一数据表明方法的重现性良好。
在该被测啤酒中添加双乙酰，做加标回收实验，添加浓度为0.10mg/L，做6次重复测定，回收率结果汇总见下表：
序号 1 2 3 4 5 6
回收率(％) 90.5 89.7 93.6 91.5 92.2 90.7
上表数据表明方法的准确性良好。
实施例2
(1)转化(双乙酰→丁二酮肟)：准确量取25.0mL待测啤酒试样于100mL比色管中，依次加入100mg/L羟胺溶液1.0mL，1mol/L氢氧化钠溶液1.0mL，振荡混匀，置于40℃水浴锅中，保温反应30min。其中，取样量应随被测组分双乙酰含量做适当调整，如当双乙酰含量超过0.30mg/L时，应适当减少取样量，当双乙酰含量低于0.05mg/L时，应适当增加取样量。
(2)络合沉淀(丁二酮肟→丁二酮肟镍)：将上述反应溶液回温至室温后，准确加入1.000g/L镍标准溶液0.5mL，摇匀，静置5min，再加入1mol/L硝酸溶液2.0mL，纯水定容至100mL。
(3)上机测定：将上述溶液通过0.22μm水相针式过滤器，弃去初滤液，收集滤液供火焰原子吸收测定或石墨炉原子吸收测定，火焰原子吸收仪器条件如下：
吸收波长——232.0nm；
狭缝——0.2nm；
定量方式——峰高；
扣背景方式——氘灯；
燃气/助燃气——空气/乙炔，体积流量比13.50/2.00(L/min)。
石墨炉原子吸收仪器条件如下：
吸收波长——232.0nm；
狭缝——0.2nm；
定量方式——峰高；
扣背景方式——塞曼；
升温程序——干燥温度120℃，灰化温度800℃，原子化温度2400℃；
基体改进剂——500mg/L钯溶液。
通过上述方法对同一啤酒试样进行6次重复测定，结果汇总见下表：
序号 1 2 3 4 5 6
测定结果(mg/L) 0.042 0.043 0.040 0.045 0.041 0.042
由上表数据计算可得相对相差为4.08％，这一数据表明方法的重现性良好。
在该被测啤酒中添加双乙酰，做加标回收实验，添加浓度为0.20mg/L，做6次重复测定，回收率结果汇总见下表：
序号 1 2 3 4 5 6
回收率(％) 92.7 93.3 92.5 95.8 94.1 92.0
上表数据表明方法的准确性良好。

Claims (7)

1.一种原子吸收间接测定啤酒中双乙酰含量的方法，包括：
(1)取待测啤酒试样，加入羟胺溶液与氢氧化钠溶液，混匀，40～60℃水浴反应30～40min，将啤酒试样中的双乙酰转化为丁二酮肟；其中，啤酒试样、羟胺溶液、氢氧化钠溶液的体积比为10～50:1～2:1；
(2)向反应后的样液加入与啤酒试样体积比为1:5～100的镍标准溶液，振荡混匀，得到丁二酮肟镍；然后在样液中加入硝酸溶液并定容；
(3)将样液过滤，导入原子吸收分光光度计测定样液中镍含量，与外标比较定量，经过计算得待测啤酒试样中双乙酰的含量。
2.根据权利要求1所述的一种原子吸收间接测定啤酒中双乙酰含量的方法，其特征在于：所述步骤(1)中的羟胺溶液的浓度为100mg/L；氢氧化钠溶液的浓度为1mol/L。
3.根据权利要求1所述的一种原子吸收间接测定啤酒中双乙酰含量的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的镍标准溶液的浓度为1.000g/L。
4.根据权利要求1所述的一种原子吸收间接测定啤酒中双乙酰含量的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的硝酸溶液的浓度为1mol/L，硝酸溶液与啤酒试样的体积比为0.04～0.2:1。
5.根据权利要求1所述的一种原子吸收间接测定啤酒中双乙酰含量的方法，其特征在于：所述步骤(3)中的过滤具体为采用0.22μm针式过滤器过滤。
6.根据权利要求1所述的一种原子吸收间接测定啤酒中双乙酰含量的方法，其特征在于：所述步骤(3)中的原子吸收分光光度计的吸收波长设定为232.0nm。
7.根据权利要求1所述的一种原子吸收间接测定啤酒中双乙酰含量的方法，其特征在于：所述步骤(3)中的计算方式为：步骤(2)加入的镍的总量与步骤(3)测定得到的镍的余量的差值即为与丁二酮肟反应的镍的质量，根据化学方程式计算即得双乙酰的含量。
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