检测入窖酒糟中有机酸的方法

摘要

本发明公开了一种检测入窖酒糟中有机酸的方法，可同时对乳酸和己酸进行检测且检测结果较为准确。该方法包括：A、对酒糟蒸馏获得含有乳酸和己酸的酒样；B、对步骤A获得的酒样通过高效液相色谱-三重四级杆质谱联用仪中进行检测，获得检测数据；C、根据检测数据计算出酒糟中乳酸和己酸的含量。

权利要求

1.检测入窖酒糟中有机酸的方法，其特征是：

A、对酒糟蒸馏获得含有乳酸和己酸的酒样；

B、对步骤A获得的酒样通过高效液相色谱-三重四级杆质谱联用仪中进行检测，获得检测数据，高效液相色谱的分析条件：使用甲醇和水两种流动相，甲醇与水是恒定比例，比例为7：3，进样量2ul，流动相流量0.4ml/min，分析时间1.5min，使用的液相色谱柱为Eclipse XDB-C18,5um,4.6x150mm，液相色谱柱柱温保持42℃；三重四级杆质谱的分析条件：离子源温度125℃，选择MRM负离子检测模式，乳酸的母离子选择89.1，乳酸的两个子离子分别选择45和43.1，碰撞能为8V，裂解电压为50V，己酸的母离子为115.16,两个子离子为

71.2和44，碰撞能为5V，裂解电压为80V；

C、根据检测数据计算出酒糟中乳酸和己酸的含量。

2.如权利要求1所述的检测入窖酒糟中有机酸的方法，其特征是：步骤A中，按每100g酒糟通过400ml纯净水和100ml液相色谱级酒精的混合液进行蒸馏并获得50ml酒样。

说明书

检测入窖酒糟中有机酸的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种检测入窖酒糟中有机酸的方法。

背景技术

[0002] 中国传统固态发酵工艺中，酒糟在发酵过程中会生成酒精和众多的微量香味物质，其中有两种很重要的有机酸,一种是乳酸,另一种是己酸。乳酸又叫α-羟基丙酸，是带有羟基的一元有机酸，它是白酒中主要的骨架成份，乳酸含量的高低直接影响酒的口感和后味；乳酸也是形成白酒中重要化合物乳酸乙酯的前驱物质。己酸是带六个碳的有机酸,它对于白酒的口感影响非常大，并且它是浓香型白酒中重要酯类物质己酸乙酯的前驱物质，决定着浓香型白酒的典型性风味。这两种有机酸在酒糟中是含量最高的两种有机酸，它们的含量直接影响酒糟中酸度的高低，直接影响酒糟发酵过程的正常与否。酒糟中的乳酸和己酸的必须处于一定的含量范围内，否则会对酿酒生产造成极大的影响；而对于酒糟中超量的乳酸和己酸的处理方式并不相同，所以找到一种能准确检测酒糟中乳酸和己酸含量的方法就非常必要了。这个检测过程必须要在把酒糟放入窖池(此时的酒糟就称为入窖酒糟)之前就要完成。这样酿酒工人就可以根据酒糟中乳酸和己酸的具体含量来确定相对应的处理方式和发酵过程，从而保证白酒的生产质量。

[0003] 目前并没有一种针对入窖酒糟中某种特定有机酸成分的检测方法。现阶段人们广泛利用酸碱滴定法来对酒糟中的总酸度进行检测，但是此方法无法单独检测出酒糟中乳酸和己酸的含量；酸碱滴定法操作繁琐，耗时较长，准确性也不高。而在之前的实验中，所使用的方法无法完全将酒糟中的乳酸和己酸完全蒸馏出来，很多时候只完全蒸馏出酒糟中醇和酯等成分，而将大部分的己酸和乳酸残留在酒糟中。

[0004] 目前对于蒸馏酒中有机酸的检测方法基本是利用气相色谱和液相色谱来检测。但是乳酸的极性较大，且在汽化过程分子结构可能会发生变化，因此并不适合气相色谱检测。而利用普通液相色谱来检测乳酸和己酸也存在一定的问题：因为目前大部分的液相色谱都是与紫外检测器和荧光检测器相联合应用，这两种检测器都无法排除样品中相似有机物之间形成的干扰（比如己酸和乳酸之间就会产生干扰），而对于白酒这样复杂体系来说则更是如此。所以这样便大大降低了检测的准确度。而若要排除这些干扰，则需要对样品进行繁琐的前处理过程，这样便会使得整个分析过程变得非常复杂和冗长。

[0005] 三重四级杆质谱是最近几年新发展出的质谱分析器，与普通的四级杆质谱相比，它有着无与伦比的灵敏度和选择性。三重四级杆质谱是由三个四级杆质谱分析器串联而成的，每个质谱分析器都有单独的作用：第一个四级杆质谱（Q1）根据设定的质荷比扫描范围来选择所需的离子(母离子)；第二个四级杆分析器(Q2)也叫碰撞池，它内部充满碰撞气体，经过第一个四级杆选择的离子将会与这些气体分子碰撞，从而产生不同的离子碎片；第三个四级杆质谱分析器(Q3)用于检测来自于第二个质谱分析器所产生的离子碎片（子离子）。

[0006] 而高效液相色谱-三重四级杆质谱联用仪目前没有报道在白酒领域应用，该种分析仪器多用在医药以及烟草领域。由于烟草或药品与白酒之间的差异较大，且上述仪器使用时各个参数的选择比较复杂，各个参数对检测结果影响较大，又由于没有相关报导上述仪器可用于白酒领域，因此本领域技术人员通常没有动机去选择高效液相色谱-三重四级杆质谱联用仪在白酒领域应用。

[0007] 例如中国专利201210002233.6公开了一种快速分离测定水体中尼古丁的方法，该方法包括了样品的前处理、色谱分离和质谱检测，样品径离心过滤后，先采用液相色谱柱分离，再进行甲醇-水体系洗脱，最后通过电喷雾串联三重四级杆质谱监测尼古丁可能出现的碎片。该方法的中的各个参数的选择只能适用于尼古丁的检测，无法预料该方法是否能检测乳酸和己酸。

发明内容

[0008] 本发明解决的技术问题是提供一种可同时对乳酸和己酸进行检测且检测结果较为准确的检测入窖酒糟中有机酸的方法。

[0009] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：检测入窖酒糟中有机酸的方法，包括：A、对酒糟蒸馏获得含有乳酸和己酸的酒样；B、对步骤A获得的酒样通过高效液相色谱-三重四级杆质谱联用仪中进行检测，获得检测数据；C、根据检测数据计算出酒糟中乳酸和己酸的含量。

[0010] 在本发明方法中，将高效液相色谱和三重四级杆质谱联合使用，则很好地解决了检测中其它物质对乳酸和己酸的干扰等问题。样品经过高效液相色谱分离后，可以采用三重四级杆质谱来监测样品的流出成分，所检测的目标分别为目标物的母离子和子离子；每种化合物在一定条件下，经过三级质谱的筛选后，只能产生特定的母离子和子离子，所以使用这种方法几乎可以完全排除其它成份的干扰，可以在非常复杂的混合物中检测某种特定的物质，这样大大提高了检测的准确性，非常适合于检测像白酒这样复杂体系中的物质。

[0011] 以下将对如何进一步提高检测准结果确性进行讨论。

[0012] 本发明通过大量研究发现，步骤A中，按每100g酒糟通过400ml纯净水和100ml液相色谱级酒精的混合液进行蒸馏并获得50ml酒样。按照上述比例可比较彻底的将酒糟中的乳酸和己酸蒸馏出来，形成酒样。酒糟中残余的乳酸和己酸很少。例如，酒糟为200g时，可通过800ml纯净水和200ml液相色谱级酒精的形成的混合液对酒糟进行蒸馏，当获得100ml酒样时，基本已经将酒糟中的乳酸和己酸蒸馏出。

[0013] 本发明还通过大量研究发现，通过以下参数获得的检测数据更为准确合理。步骤B是通过以下方法获得检测数据：取酒样1ml，放入高效液相色谱-三重四级杆质谱联用仪进行检测，高效液相色谱的分析条件：使用甲醇和水两种流动相，甲醇与水是恒定比例，比例为7：3，进样量2ul，流动相流量0.4ml/min，分析时间1.5min，使用的液相色谱柱为Eclipse XDB-C18,5um,4.6x150mm，液相色谱柱柱温保持42℃；三重四级杆质谱的分析条件：离子源温度125℃，选择MRM负离子检测模式，乳酸的母离子选择89.1，乳酸的两个子离子分别选择45和43.1，碰撞能为8V，裂解电压为50V，己酸的母离子为115.16,两个子离子为71.2和44，碰撞能为5V，裂解电压为80V。

[0014] 本发明的有益效果是：本发明提供了一种操作简便，耗时少，能够彻底检测出入窖酒糟中所含乳酸和己酸含量的方法。经过大量实验发现，当蒸馏液的体积（单位ml），酒糟重量（单位g），蒸馏出的酒样（单位ml）满足10:2:1比例关系的时候，可以完全将酒糟中的乳酸和己酸完全蒸馏出来；蒸馏液为水和乙醇的混合物，根据相似相溶的原理，蒸馏液中加入乙醇会能更加充分地蒸馏出酒糟中的乳酸和己酸；经过实验对比，发现水与酒精的比例为4：1时，蒸馏效果最好；另外将高效液相色谱和三重四级杆质谱联合起来应用来对样品中的乳酸和己酸进行分析，可以完全消除样品中其他物质对乳酸和己酸的干扰，无需任何实验前处理过程，同时也大大增加了实验的准确性。通过对色谱和质谱条件的优化，目前可以把分析时间控制在1.5分钟之内，远远低于利用其他仪器来对乳酸和己酸进行检测分析所用的时间。

附图说明

[0015] 图1为对酒糟进行蒸馏时所用仪器示意图；

[0016] 图2为计数/时间图谱；

[0017] 图中标记为：1电热套,2长颈蒸馏烧瓶,3纱布,4长颈玻沙漏斗,5橡皮塞,6玻璃弯管,8冷凝管,9可控温冷凝水循环系统,10接酒容器，11保温薄膜，12蒸馏液，13酒样，14酒糟。

具体实施方式

[0018] 下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

[0019] 本发明的检测入窖酒糟中有机酸的方法，包括以下步骤：

[0020] A、对酒糟蒸馏获得含有乳酸和己酸的酒样；

[0021] B、对步骤A获得的酒样通过高效液相色谱-三重四级杆质谱联用仪中进行检测，获得检测数据；

[0022] C、根据检测数据计算出酒糟中乳酸和己酸的含量。

[0023] 上述高效液相色谱-三重四级杆质谱联用仪可由高效液相色谱仪和三重四级杆质谱联用仪组成。例如安捷伦1260液相色谱仪，安捷伦6430A三重四极杆质谱检测器。

[0024] 上述蒸馏过程可应用多种蒸馏方式。本发明是应用如图1所示的仪器设备，图1中，电热套1上方设置有长颈蒸馏烧瓶2，长颈蒸馏烧瓶2中承装有蒸馏液12，长颈蒸馏烧瓶2与上方设置的长颈玻沙漏斗4，长颈玻沙漏斗4内装有酒糟14，长颈玻沙漏斗4下方由纱布3封堵，长颈玻沙漏斗4的外壁设置有保温薄膜11，长颈玻沙漏斗4的顶部设置有橡皮塞5，长颈玻沙漏斗4通过玻璃弯管6与冷凝管8相连，冷凝管8的顶部设置有橡皮塞5，冷凝管8还与可控温冷凝水循环系统9相连，通过可控温冷凝水循环系统9给冷凝管8供水，冷凝管8下方设置有用于承装酒样13的接酒容器10。使用时，通过加热套1对蒸馏液12加热，使蒸馏液12汽化并进入酒糟，酒糟中的乳酸和己酸会随蒸馏液进入冷凝管8冷凝后最终形成上述酒样13。上述设备结构简单，蒸馏过程稳定，蒸馏效率高。在上述基础上，本发明对加热套1的使用方式进行了深入研究，发现，通过阶段加热法，可将酒糟中更多的乳酸和己酸蒸馏出来。第一阶段是快速加热，使汽化后的蒸馏液迅速浸润长颈玻沙漏斗4内的所有酒糟，第二阶段是慢速加热，使汽化后的蒸馏液平稳进入长颈玻沙漏斗4内。要实现上述方法，可通过调整加热套的温度来实现。例如打开电热套蒸馏，电热套选用北京中兴伟业仪器有限公司的zdhw型号的电热套。开始时调节电热套电压为200V，当汽化后的蒸馏液浸润长颈玻沙漏斗4内的所有酒糟后（可通过眼睛观察气体的流动情况以及用手感知长颈玻沙漏斗4上端温度确定），调整电热套电压为150V继续蒸馏。并且，可控温冷凝水循环系统9提供的冷凝水的温度优选控制在10℃，这样的冷凝效率较高。

[0025] 开始时调节电热套电压为200V，当蒸馏烧瓶中纯净水开始沸腾并出现水蒸气后，调整电热套电压为150V；打开冷凝水循环开关，调节循环冷凝水温度为10℃，进行接酒。

[0026] 本发明还对蒸馏过程进行了优化设计，目的是尽可能将酒糟中的乳酸和己酸完全蒸馏出来，以使最终计算出的酒糟中乳酸和己酸的含量更加准确。为此，在上述步骤A中，按每100g酒糟通过400ml纯净水和100ml液相色谱级酒精的混合液进行蒸馏并获得50ml酒样。采用上述比例进行蒸馏，通过实验证明可基本将酒糟中的乳酸和己酸蒸馏出来。例如，100g酒糟对应400ml纯净水和100ml液相色谱级酒精，也就是将400ml纯净水和100ml液相色谱级酒精混合后形成上述仪器中应用的蒸馏液，混匀后置于上述长颈蒸馏烧瓶2内，再放入若干沸石，这样就可以进行蒸馏。当蒸馏出50ml酒样时，基本已经将酒糟中的乳酸和己酸蒸馏出来。再如，300g酒糟对应1200ml纯净水和300ml液相色谱级酒精，当蒸馏出150ml酒样时，酒糟中的乳酸和己酸基本都被蒸馏出来。这种比例一方面可保证将酒糟中的乳酸和己酸基本都蒸馏出来，而且其蒸馏效率高。

[0027] 在上述基础上，本发明还对高效液相色谱-三重四级杆质谱联用仪的使用方法进行优化，由于之前没有任何资料显示如何通过高效液相色谱-三重四级杆质谱联用仪检测乳酸和己酸，因此，如果要获得较为准确的检测数据，需要对各个参数以及实验过程进行深入分析和研究。本发明通过深入研究发现，通过以下方法获得的检测数据十分准确。也就是上述步骤B是通过以下方法获得检测数据：取酒样1ml，放入高效液相色谱-三重四级杆质谱联用仪进行检测，高效液相色谱的分析条件：使用甲醇和水两种流动相，甲醇与水是恒定比例，比例为7：3，进样量2ul，流动相流量0.4ml/min，分析时间1.5min，使用的液相色谱柱为Eclipse XDB-C18,5um,4.6x150mm，液相色谱柱柱温保持42℃；三重四级杆质谱的分析条件：离子源温度125℃，选择MRM负离子检测模式，乳酸的母离子选择89.1，乳酸的两个子离子分别选择45和43.1，碰撞能为8V，裂解电压为50V，己酸的母离子为115.16,两个子离子为71.2和44，碰撞能为5V，裂解电压为80V。通过上述方法可获得图2所示的谱图。然后通过外标法可计算出酒糟中乳酸和己酸的含量。

[0028] 例如，100g酒糟通过400ml纯净水和100ml液相色谱级酒精的混合液进行蒸馏并获得50ml酒样，取酒样1ml，放入高效液相色谱-三重四级杆质谱联用仪进行检测，高效液相色谱的分析条件：使用甲醇和水两种流动相，甲醇与水是恒定比例，比例为7：3，进样量2ul，流动相流量0.4ml/min，分析时间1.5min，使用的液相色谱柱为Eclipse XDB-C18,5um,4.6x150mm，液相色谱柱柱温保持42℃；三重四级杆质谱的分析条件：离子源温度125℃，选择MRM负离子检测模式，乳酸的母离子选择89.1，乳酸的两个子离子分别选择45和43.1，碰撞能为8V，裂解电压为50V，己酸的母离子为115.16,两个子离子为71.2和44，碰撞能为5V，裂解电压为80V。通过上述方法可获得图2所示的谱图。然后通过外标法可计算出酒糟中乳酸和己酸的含量。获得图2的谱图后(图2中A为乳酸，B为己酸)，通过外标法计算结果如下表：

[0029]物质名称 含量（单位：mg/100ml）
己酸 642.6
乳酸 1122.2

[0030] 最终计算出100g酒糟中己酸和乳酸的含量为：

[0031]物质名称 含量（单位:mg）
己酸 321.3
乳酸 561.1

[0032] 通过上述例子可以看出，本发明的方法可高效快捷准确的检测出酒糟中的乳酸和己酸的含量。