趙尚碧,趙振宇,劉 松,曾穩(wěn)穩(wěn),王和玉,王 莉
(貴州茅臺(tái)酒股份有限公司,貴州仁懷 564501)
白酒中的有機(jī)酸主要有甲酸、乙酸、己酸、丁酸、乳酸、蘋果酸、琥珀酸等數(shù)十種,其來源不一,但都是微生物發(fā)酵或醇氧化而成[1]。酸類物質(zhì)是白酒中重要的呈香呈味物質(zhì),在白酒微量芳香成分中占很大比例,同時(shí)酸類也是形成酯類的前體物質(zhì)[2-3]。乳酸為揮發(fā)性較弱的有機(jī)酸,在白酒有機(jī)酸中占據(jù)著很大的比例,是醬香型白酒發(fā)酵過程中一種必不可少的有機(jī)酸,適量的乳酸在白酒生產(chǎn)中可以起到抑制雜菌生長(zhǎng)、調(diào)節(jié)酸度的作用,但乳酸含量偏高容易造成淀粉的糖化率降低,出酒率也會(huì)降低[4-7]。因此,監(jiān)測(cè)白酒發(fā)酵過程中乳酸的含量至關(guān)重要。
高溫大曲是醬香型白酒生產(chǎn)過程中重要的糖化劑和發(fā)酵劑,也是釀酒原料的一部分,通過自然接種、高溫發(fā)酵而制成,是醬香型白酒香氣成分的主要來源之一[8-10]。高溫制曲、用曲量大是生產(chǎn)醬香型白酒的一大特點(diǎn),乳酸菌是大曲中含有的一種耐高溫的厭氧型或兼性厭氧型細(xì)菌,主要代謝產(chǎn)物為乳酸[11-12]。醬香型白酒經(jīng)過多輪次堆積發(fā)酵,大曲的加入會(huì)使酒醅的乳酸逐漸積累,從而導(dǎo)致酸度持續(xù)增加,酸度增加過度會(huì)影響產(chǎn)酒酵母和其他產(chǎn)風(fēng)味物質(zhì)微生物的生長(zhǎng)代謝,影響酒的產(chǎn)量和質(zhì)量[13-14]。目前行業(yè)中對(duì)酒醅中乳酸的檢測(cè)已有報(bào)道[15-20],但大曲中的乳酸檢測(cè)還未見報(bào)道,本文旨在建立一種能夠準(zhǔn)確、快速測(cè)定醬香型高溫大曲中乳酸含量的方法,為白酒釀造過程中乳酸的監(jiān)控提供技術(shù)支撐。
醬香型高溫大曲:某酒廠提供;L-乳酸(色譜純,98 %,Sigma-Aldrich 公司,美國(guó)),甲醇(色譜純,TEDIA 公司,美國(guó)),磷酸(色譜純,阿拉?。粚?shí)驗(yàn)室用水均為超純水(18.2 MΩ·cm)。
儀器設(shè)備:超高效液相色譜儀帶PDA 檢測(cè)器(I-Class,Waters,美國(guó));ACQUITYUPLC?HSS T3色譜柱(2.1×100 mm,1.8 μm,Waters,美國(guó));超純水儀(Milli-Q);多管渦旋振蕩器(Talboys,美國(guó))高速冷凍離心機(jī)(MIKRO220R,Hettich,德國(guó));超聲波清洗器(KQ-500DA 型,昆山市超聲儀器有限公司);漩渦混合器(Vortex-Genie2T,美國(guó));電子天平(0.01 g,梅特勒-托利多);0.22 μm 濾頭(親水性PTFE針式濾器,安譜)。
1.2.1 大曲樣品處理
大曲樣品粉碎后,稱取5 g 粉末樣品于50 mL離心管中,加入10 mL 水,渦旋振蕩10 min 后,以6000 r/min的轉(zhuǎn)速冷凍離心5 min,吸取上清液1 mL于2 mL 離心管中,以12000 r/min 冷凍離心10 min,再吸取一定量的上清液用水稀釋30 倍,最后經(jīng)0.22 μm微孔濾膜過濾進(jìn)樣。
1.2.2 色譜條件
流動(dòng)相:0.12%磷酸溶液作為流動(dòng)相A,100%甲醇作為流動(dòng)相B,梯度洗脫;柱溫:45 ℃;流速:0.45 mL/min;進(jìn)樣量:1 μL;檢測(cè)波長(zhǎng):214 nm;梯度洗脫程序見表1。
表1 梯度洗脫程序
1.2.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制
準(zhǔn)確稱取一定量的L-乳酸標(biāo)準(zhǔn)品,用超純水溶解并定容于100 mL 容量瓶中,得到2000 mg/L 的乳酸標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液,置于4 ℃冰箱保存。取一定量的乳酸標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液進(jìn)行稀釋,分別配成20 mg/L、
50 mg/L、100 mg/L、200 mg/L、400 mg/L、600 mg/L、800 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液,漩渦混勻。
2.1.1 浸提方式的選擇
乳酸易溶于水,并且超純水純度高,不會(huì)引入雜質(zhì)污染,因此選擇超純水作為浸提溶劑。選取1份大曲樣品,稱取5 g 加入10 mL 水,分別采用浸泡、超聲和渦旋振蕩的方式提取10 min,并測(cè)定乳酸含量,每種浸提方式做3 次平行實(shí)驗(yàn),并計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖1。
圖1 浸提方式的選擇(n=3)
由圖1 可知,3 種浸提方式均能提取出大曲樣品中的乳酸,浸泡和超聲兩種方式的提取效率差不多,渦旋振蕩方式比浸泡和超聲的提取效率高19%左右。因此,選取渦旋振蕩方式進(jìn)行提取。
2.1.2 色譜柱的選擇
試驗(yàn)中分別將ZORBXRRHTSB-C18(2.1×50 mm,1.8 μm)和ACQUITYUPLC? HSS T3 色譜柱(2.1×100 mm,1.8 μm)色譜柱進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。如圖2 所示,當(dāng)使用ZORBX RRHT SB-C18色譜柱時(shí),樣品中乳酸峰與雜質(zhì)峰不能完全分離,而選用ACQUITYUPLC? HSS T3 柱時(shí),能把乳酸峰和雜質(zhì)峰很好地分離,并且具有良好的靈敏度。
圖2 色譜柱的選擇
2.1.3 進(jìn)樣量的優(yōu)化
該研究對(duì)色譜條件中的進(jìn)樣量進(jìn)行了優(yōu)化,取一份大曲樣品,按1.2.1 的方法處理后,在其他色譜條件相同的情況下,改變進(jìn)樣量,結(jié)果如圖3 所示。由圖3 可知,當(dāng)進(jìn)樣量為10 μL 和5 μL 時(shí),樣品中乳酸峰和它前后的峰不能完全分離,會(huì)使定量不準(zhǔn)確,當(dāng)進(jìn)樣量為1 μL 時(shí),乳酸峰不受其他峰的干擾,分離得很好,所以進(jìn)樣量確定為1 μL。
圖3 不同進(jìn)樣量色譜圖
乳酸標(biāo)品和大曲樣品檢測(cè)分析結(jié)果分別見圖4和圖5,由圖4 和圖5 可以看出,大曲樣品中乳酸與乳酸標(biāo)準(zhǔn)品保留時(shí)間一致,出峰時(shí)間在0.913 min,且分離效果較好,能夠滿足檢測(cè)需求。
圖4 乳酸標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖
圖5 大曲樣品色譜圖
乳酸標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖6,由圖6 可看出,乳酸標(biāo)準(zhǔn)溶液在20~800 mg/L 范圍內(nèi)線性關(guān)系良好,回歸方程為Y=1.026X+5.473,R2=0.9997,滿足檢測(cè)要求。以信噪比S/N=3 計(jì)算出儀器檢出限(LOD)為4.05 μg/kg,以信噪比S/N=10 計(jì)算出儀器定量限(LOQ)為13.50 μg/kg。
圖6 乳酸標(biāo)準(zhǔn)曲線
2.4.1 精密度分析
取1 份大曲樣品,按1.2.1 的方法處理后平行測(cè)定6 次,結(jié)果見表2,RSD 值為3.03 %,精密度滿足分析要求。
表2 精密度測(cè)定結(jié)果
2.4.2 重現(xiàn)性試驗(yàn)
取同一大曲樣品6 份,按1.2.1 的方法處理后上機(jī)檢測(cè),結(jié)果見表3。由表3 可看出,6 份相同大曲樣品的RSD 值為0.96%,方法重現(xiàn)性較好。
表3 重現(xiàn)性測(cè)定結(jié)果
2.4.3 回收率試驗(yàn)
向已知乳酸濃度的大曲樣品中分別按照5000 mg/L、10000 mg/L 和20000 mg/L 3 個(gè)不同添加水平進(jìn)行乳酸加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn),每個(gè)添加水平做3 次平行實(shí)驗(yàn),測(cè)定乳酸含量,計(jì)算平均回收率,結(jié)果見表4。
由表4 可看出,大曲樣品的平均加標(biāo)回收率在93.4 %~97.2 %之間,表明方法的準(zhǔn)確性較好,滿足定量檢測(cè)要求。
表4 回收率測(cè)定結(jié)果
采用超高效液相色譜法檢測(cè)醬香型高溫大曲中的乳酸含量,乳酸在20~800 mg/L范圍內(nèi)線性良好,相關(guān)系數(shù)R2為0.9997,平均加標(biāo)回收率在93.4 %~97.2%之間,儀器檢出限為4.05 μg/kg,具有較高的精密度和準(zhǔn)確度。該方法前處理簡(jiǎn)單,分析時(shí)間短,滿足定量檢測(cè)要求,適用于大曲中乳酸的測(cè)定,可為白酒發(fā)酵過程的乳酸監(jiān)測(cè)提供一定的參考和技術(shù)支持。