一种检测葡萄酒中2,4,6－三氯茴香醚(TCA)不良气味的检测方法

摘要

本发明提供了一种检测葡萄酒中2，4，6－三氯茴香醚(TCA)不良气味的检测方法，属于葡萄酒产品质量分析领域。TCA(2，4，6－三氯茴香醚)是软木塞污染的主要源头(TCA污染约占软木塞污染80％)。ITEX(管内吸附捕集)是目前最新的全自动动态捕集模块，可极大限度分析检测到挥发或半挥发性化合物。本试验采用ITEX－GC－ECD分析检测葡萄酒中痕量物质TCA，结果表明ITEX可用于分析检测葡萄酒中TCA，方法线性、加标回收率良好、检测灵敏度可达1ng/L。

说明书

技术领域

一种分析检测葡萄酒中超痕量TCA化合物的方法，具体涉及管内吸附捕集与气相色谱-微电子捕获检测器联用技术检测葡萄酒中TCA化合物的方法，属于葡萄酒产品质量分析领域。

背景技术

软木塞污染问题对于葡萄酒和软木工业是一个非常严重的问题。由于软木塞污染而造成葡萄酒品质下降因而冲击软木工业的事件屡见报道。2002年，勃艮第葡萄酒行业人士的研究表明，每一批葡萄酒里，“因软木塞串味而无法上市的问题酒占3-5％，进一步的研究发现，造成软木塞污染主要原因来源于2，4，6-trichloroanisole(简称：TCA)，TCA(Cl₃C₆H₂OCH₃)的阈值非常低。目前，在软木塞、瓶装葡萄酒以及陈酿于橡木桶里葡萄酒中均发现该物质。TCA产生是一个复杂的化学变化过程，其主要的机理为普通的微生真菌在逆境中将氯酚类物质转化为氯苯甲醚类的代谢产物。例如曲霉菌，在潮湿的环境下将氯酚转化为氯苯甲醚。而氯酚通常被用作杀虫剂和木头的防腐剂，即在软木生长过程和软木塞生产过程中，吸收和沾染氯酚的机会无所不在。

根据研究，葡萄酒中的TCA含量范围在几个至数十ng/L之间，属于葡萄酒中超痕量化合物质，对其定性定量检测方面困难较大。Robert等人采用戊烷溶剂多次萃取方法，经GC/MS分离和鉴定出葡萄酒中的TCA化合物含量；国际葡萄酒法规(OIV)先将葡萄酒离心去除杂质，经硫酸酸化后，加入1∶1的二氯甲烷/戊烷溶液多次萃取，氮吹浓缩，经GC/MS分离，测定出葡萄酒中的TCA化合物含量。这种液-液萃取方法需要大量有机溶剂，样品用量较大，操作步骤过于繁琐，处理过程中被分析物损失较大，故而灵敏度不高。P.Vlachos，M.Riu，R.juanola，R.Alzaga等人采用SPME-ECD测定葡萄酒和软木塞中的TCA含量，该方法虽可以避免上述液-液萃取方法的多种缺陷，但对固相萃取头选用材质要求极高，萃取吸附能力随着使用次数增加会明显下降，且不同批次材料差异较为明显，检测成本较高，不适宜生产企业对葡萄酒酿造的质量监控。

从上述方法可见，目前业内采用的测定葡萄酒中TCA存在着操作繁琐，重复性和稳定性不佳、灵敏度不高、成本高等缺点。

因此，仍有必要开发一种高效准确且快速低成本的检测葡萄酒中TCA的分析方法。

发明内容

(1)解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种利用管内吸附捕集与气相色谱-微电子捕集检测器联用技术检测葡萄酒中的超痕量TCA化合物的方法，以对葡萄酒中TCA含量进行定性和定量分析。

(2)本发明详细描述如下

一般而言，现有技术中TCA分析检测方法普遍存在操作繁琐，灵敏度差，重复性差，成本高的缺点，是由于TCA在酒里含量属于超痕量化合物质，含量范围一般在0.2-41.0ng/L之间，葡萄酒微量组分多达1000多种，需要在如此复杂基体中提取富集，分离测定超痕量成分具有明显难度。

本发明创新性在于，采用ITEX(管内吸附捕集)方法富集样品中超痕量TCA化合物，提高TCA浓度，从而避免了上述缺点。

ITEX(管内吸附捕集)属于动态顶空进样中的一种，动态顶空进样是将样品溶液中的挥发性组分用氮气吹出并捕集于某一特定的吸附剂上，然后经瞬间加热而使组分脱附进入GC-ECD进行分析的方法。ITEX(管内吸附捕集)是最新的全自动动态顶空捕集方法，是在顶空注射针体和针头之间内置一个Tenax或活性碳为吸附材料的微阱，将顶空注射针作为泵，把含有TCA的气相样品重复抽吸进来，被微阱吸附，可极大限度地富集TCA含量，使GC-ECD方法用于分析葡萄酒中痕量TCA成为可能。

微肼材料可根据分析目标物而选择不同，本次试验采用Tenax为吸附微肼材料，其主要材质为二苯基-对-苯烯基氧化物，该吸附剂是一种疏水高聚物，对水、乙醇等低分子量醇无吸附性，对有机挥发物(包括香气成分)有良好的吸附性能，且杂质少，稳定性较好，自80年代诞生以来，被广泛应用于香味物质成分分析和环境污染物分析等。

经过研究，对葡萄酒中TCA而言，ITEX条件最好是：

平衡温度：60℃，平衡时间：30min，平衡速度：500rpm；

进样针温度：40℃，萃取体积：1000μl，萃取次数：30；进样体积：700μl；萃取速度：100μl/s；ITEX热解温度：200℃；热解速度：100μl/s；ITEX清洗温度：200℃，清洗时间：10:00min

ITEX提高顶空样品中挥发性或半挥发性化合物的浓度后，瞬间加热使组分脱附进入GC-ECD进行分析，其中GC采用u-ECD检测器。ECD检测器对含氯元素的物质具有极高的灵敏度，可以达到10-16的检测精度，满足超痕量TCA的分析要求。采用其它检测器如FID、TCD、FPD等对于含氯元素的TCA灵敏度均不能达到10-9的检测精度。

经过研究，对葡萄酒中TCA而言，当采用GC-ECD进行分析，GC条件为：

进样口温度：270℃  检测器温度：330℃

氮气流速：1ml/min

升温程序：初温70℃，保持3min，以5℃/min速率升至180℃，再以10℃/min升至270℃，保持3min。

色谱柱：DB-5毛细管柱(30m×320μm×0.25μm，膜厚0.25μm)

通过配备TCA标准溶液，经过GC-ECD分析后，得到TCA标准溶液色谱图(如图1)，色谱峰形对称。

用不同梯度浓度标准TCA工作液做标准溶液，根据标准溶液TCA色谱图峰面积与内标峰面积之比为纵坐标，TCA浓度的为横坐标作标准曲线。取标准曲线斜率为F因子，按如下公式计算得到样品中的TCA含量。

$X_1=f\times \frac{A_3}{A_4}\times I\times {10}^{-3}···\left(2\right)$

式中：X₁——样品中TCA的质量分数，单位为μg/L；

      f——TCA的相对校正因子；

      A₃——样品中TCA的峰面积

A₄——添加于酒样中内标的峰面积；

I——添加在酒样的内标物的浓度，单位为毫克每升(μg/L)。

(3)有益效果：本发明首次采用管内吸附捕集技术与气相色谱-微电子捕获检测器相结合的方法，建立了高效、准确、灵敏、自动化程度高的检测葡萄酒痕量TCA的分析方法。采用管内吸附捕集技术富集了葡萄酒中痕量TCA，有效提高葡萄酒TCA检测方法的重现性、灵敏度和回收率，同时能够节约大量有机溶剂，简化操作步骤，提高检测效率，降低检测成本；另外采用含氯化合物选择性强而对其他化合物无响应的微电子捕集检测器，该方法特异性强，灵敏度高，成本低，克服了以往分析方法中的诸多不足。葡萄酒痕量TCA化合物的方法开发和应用，将有利于葡萄酒生产企业对葡萄酒中的品质控制，提升我国葡萄酒的质量竞争力，同时有利于消费者识别葡萄酒中品质，因此，本发明对于促进我国葡萄酒行业发展和保护消费者利益等方面具有重要的现实意义。

附图说明

图1TCA和DCA标准样品色谱图

图2A采用DB-Wax色谱柱分离葡萄酒中的TCA色谱图

B采用DB-5色谱柱分离葡萄酒中TCA色谱图

图3标准加入法添加TCA拟合线性曲线图

图4某种葡萄酒GC-ECD色谱图

具体实施方式

下面用实施例来进一步解释本发明，但本发明保护范围不受这些实施例的限制。

实施例1

色谱柱选择及TCA定性分析

葡萄酒酒中的风味成分较多，超痕量的TCA成分在经过色谱柱分离时，也极容易受到其他杂质干扰，选择两种不同规格和性质的色谱柱，并结合GC色谱条件优化，实现了葡萄酒中TCA成分。

色谱柱1：DB-WAX毛细管柱(30m×0.25mm×0.25μm，膜厚0.25μm，agilent technical)

色谱柱2：DB-5毛细管柱(30m×320μm×0.25μm，膜厚0.25μm)

色谱条件：

进样口温度：270℃，检测器温度：330℃，氮气流速：1ml/min，升温程序：初温70℃，保持3min，以5℃/min速率升至180℃，再以10℃/min升至270℃，保持3min。

通过配置标准样品，得到TCA在GC-ECD色谱图中的保留时间，实现对TCA的定性分析。见图1

采用两种色谱柱对葡萄酒中的TCA含量进行对比分析，得到DB-5色谱柱可由有效分离葡萄酒中的TCA含量，而DB-WAX色谱柱尚未能很好分离葡萄酒中的TCA。具体见葡萄酒中TCA色谱图2，

实施例2

方法评价：

以DCA为内标，TCA化合物的线性相关系数R2大于0.997，TCA检测限为0.5ng/L，其中相对标准偏差小于15％，能够满足葡萄酒中超痕量TCA分析的要求，本发明作了回收率地测定，结果表明该方法的回收率在90％以上，满足痕量分析要求，见表。根据标准加入法原理，分别在同一葡萄酒中添加60ng/L，120ng/L和240ng/L浓度的TCA，获得了良好线性曲线，说明葡萄酒中TCA测定具有非常好的线性范围，详见图3.

表1葡萄酒样回收率测定

实施例3

实际酒样地测定

本次发明选择了我国主要品牌的葡萄酒为目标酒样，按照以下条件进行测定：

样品准备：

取葡萄酒酒样5mL于25mL顶空瓶中，加入2gNaCl，然后加入50μg/L DCA(内标)溶液，压盖。置于样品盘中等待进样。

ITEX条件：

平衡温度：60℃，平衡时间：30min，平衡速度：500rpm；

进样针温度：40℃，萃取体积：1000μl，萃取次数：30；进样体积：700μl；萃取速度：100μl/s；ITEX热解温度：200℃；热解速度：100μl/s；ITEX清洗温度：200℃，清洗时间：10:00min

色谱条件：

进样口温度：270℃  检测器温度：330℃

氮气流速：1ml/min

升温程序：初温70℃，保持3min，以5℃/min速率升至180℃，再以10℃/min升至270℃，保持3min。

色谱柱：DB-5毛细管柱(30m×320μm×0.25μm，膜厚0.25μm)

其中测定酒样色谱图示例见图4，

检测结果见表：

表2测定的市场购买的葡萄酒样品TCA含量