一種食醋中乙酸碳穩定同位素的快速測定方法

2023-07-21 15:11:06 2

專利名稱：一種食醋中乙酸碳穩定同位素的快速測定方法
技術領域：
本發明屬於穩定同位素分析技術領域，涉及一種食醋中乙酸碳穩定同位素的快速測定方法，具體就是通過氣相色譜分離純化乙酸並測定其碳穩定同位素的技術研究，可用於食醋(糧食醋和果醋)的質量鑑別分析。
背景技術：
醋是日常生活重要飲品 之一，根據工藝不同可分為釀造醋和配製醋[1，2]，其中釀造醋根據發酵原料不同，可以分為糧食醋和水果醋。果醋飲料由於獨特的風味和保健作用在世界發達國家受到歡迎，被稱作「第四代黃金飲品」。由於不同產品間呈現價格差異，市場上難免出現配製醋冒充釀造醋和果醋等現象。因此，研究醋產品真實性技術對於規範市場，促進公平競爭和保護消費者利益有重要意義。隨著科技發展，僅僅依靠物理化學常規指標難以有效識別食醋發酵原料和生產工藝。不同來源的食醋中的乙酸S13C存在明顯差異[3]，可作為醋真實性技術重要特徵指標。目前，測定食醋中乙酸S 13C主要有兩種方法，第一種方法通過微蒸餾提純醋中乙酸，採用EA-IRMS進行測定；同時，也有報導採用頂空-固相微萃取技術[4]進行萃取濃縮食醋中乙酸，再進入GC-C-IRMS進行測定。第一方法採用蒸餾提純前處理中需避免乙酸的同位素分餾，需要特殊的蒸餾裝置以保證乙酸提取效果，操作費時費力；第二種方法採用固相微萃取技術提取醋中乙酸，提取過程中隨著萃取頭效率會造成不同程度乙酸同位素分餾，影響結果準確度。本文擬研究建立一種不需要複雜前處理技術，通過氣相色譜柱分離後可穩定測定醋中乙酸的分析方法，為建立醋的真實性技術提供檢測手段。

發明內容
為了克服上述各分離提純乙酸並測定其δ 13C方法的不足，本發明的目的是建立一種簡單、快速、可靠的測定溶液中乙酸S13C的方法，並將乙酸S13C用於地球化學、環境、生態領域研究或鑑別食醋、果醋真偽，以便促進乙酸δ 13C在科學研究中的應用、為商業上高檔食醋、果醋的防偽提供碳同位素指紋標籤。簡言之，本發明利用氣相色譜-燃燒-同位素比值質譜法(GC-C-IRMS)實現對食醋中乙酸碳穩定同位素快速測定，解決以往食醋中乙酸碳穩定同位素在測定前需純化乙酸的系列前處理技術難題。本發明將促進乙酸碳穩定同位素測定技術進步，也為今後糧食醋和水果醋產品真偽鑑別提供技術方法。以下對本發明方法進行詳細描述。本發明的一個目的是提供一種食醋中乙酸碳穩定同位素的快速測定方法，所述方法使用連續流-穩定同位素比值質譜(CF-IRMS)法進行測量，其包括採用乙醇稀釋食醋樣品的步驟和利用氣相色譜(GC)分離稀釋後樣品中的乙酸的步驟。更具體而言，本發明的溶液中乙酸碳穩定同位素的簡單快速測定方法，包括以下步驟
I)採用乙醇稀釋樣品，混勻待用；2)配有Wax色譜柱的GC，用液體進樣針進樣，在載氣的作用下分離乙醇、乙酸、水及其他化合物；3)用在線燃燒裝置將乙酸轉化成CO2 ；4)用CF-IRMS測定乙酸產生的CO2中δ 13C0上述步驟中，所述用乙醇稀釋樣品是指用色譜純乙醇將樣品中的乙酸濃度降至8g/L。所述色譜條件為Wax毛細管柱(30mX0. 25mmX0. 25μπι);載氣為氦氣；柱流速 I.2mL/min ;進樣口溫度300°C ;升溫程序為起始溫度120°C，保持lmin，以15°C /min升溫至200 0C，保持2min ;進樣體積I μ L ;分流比20:1。另外，所述燃燒轉化裝置中配備陶瓷氧化管，填料為CuO，NiO和Pt，工作溫度為1000°C，將乙酸轉化成CO2。所述質譜條件為離子源真空I. 8 X ICT6IiiBar,電壓3. 06KV,電流I. 50mA。最後，所述δ 13C由下式表示δ 13C= (R樣品/R標準-I) Χ1000R樣品樣品中13C與12C的比值；R標準:標準物質 V-PDB 中 13C 與 12C 比值，13C/12C= (11237. 2±90) X 10'本發明的原理是利用乙醇降低樣品中乙酸含量、減少水的體積分數，利用各種有機物質在色譜柱中的保留時間不同，經色譜柱分離後有選擇性的將乙酸轉移到燃燒爐中反應成CO2，從而避免了水和各種有機物對乙酸測定的影響；用同樣的條件測定參考物質乙酸(δ 13Cv_pdb已知)中δ 13C,然後根據參考物質乙酸測定值、真實值和樣品的測定值得出樣品的真實值，從而避免了碳同位素分餾的影響。本發明建立的方法簡單、快速、準確，且樣品用量少。該發明面向國內外從事乙酸碳穩定同位素分析的高等院校和研究院所，各食品檢測機構，將促進乙酸碳穩定同位素測定技術進步，也為今後糧食醋和水果醋產品真偽鑑別提供技術方法。


圖I乙醇與乙酸經GC-C-IRMS分析圖譜；圖2果醋樣品乙酸δ 13C分析圖譜；
具體實施例方式為了更好的理解本發明，下面結合具體實例對本發明進一步說明。實施例II材料方法I. I 儀器Triplus 自動進樣器(Thermofisher 公司)，氣相色譜儀(Trace GC, Thermofisher公司)，燃燒轉化裝置(IsoLink, Thermofisher公司)，穩定同位素比值質譜儀(DeltaVAdvantage, Thermofisher 公司)等。I. 2 試劑
乙醇(國產色譜純)，冰乙酸(國產分析純，EA-IRMS標定得δ 13Cvpdb=-26. 41 + 0. 15%。)，果醋(2011 年 FIT-PTS 第二輪國際比對樣品)。I. 3色譜條件Wax毛細管柱(30mX0. 25mmX0. 25 μ m);載氣為氦氣；柱流速I. 2mL/min ;進樣口溫度300°C;升溫程序為起始溫度120°C，保持Imin，以15°C /min升溫至200°C，保持2min ；進樣體積Ιμ ;分流比20:1。I. 4乙酸轉化條件 燃燒轉化裝置(IsoLink)中配備陶瓷(Al2O3)氧化管(填料為CuO，NiO和Pt)，工作溫度為1000°c，將乙酸轉化成CO2。I. 5質譜條件離子源真空I. 8 X ICT6IiiBar,電壓 3. 06KV,電流 I. 50mA ；I. 6樣品稀釋用乙醇(色譜純)稀釋食醋，至乙酸含量約8g/L左右於進樣瓶待測。I. 7結果表示δ 13C= (R樣品/R標準-I) X1000R樣品樣品中13C與12C的比值；R標準:標準物質 V-PDB 中 13C 與 12C 比值，13CZ12C= (11237. 2±90) X I(T6 ；2結果與分析2. I保留時間確定本文採用乙醇作為稀釋溶劑，根據同位素質譜要求，溶劑峰應通過Backflush閥門控制進行排出，避免幹擾乙酸有效燃燒成CO2並測定其S13C。考慮到乙醇和乙酸的揮發性，將乙醇和乙酸標準品混合置於頂空進樣瓶，取進樣瓶上層的乙醇和乙酸混合氣體注入GC-C-IRMS進行測定，得到乙醇和乙酸的44，45和46離子圖，具體見圖I。由圖I可知，乙醇與乙酸的可有效分離，其中乙醇和乙酸的保留時間分別為309s和525s，滿足採用Backflush閥門控制乙醇溶劑排出時間要求。2. 2乙酸δ 13C測定精密度模擬配置不同乙酸濃度的醋，根據以上條件進行多次重複測定，具體結果見表I :表I不同濃度乙酸水溶液中乙酸S13C測定結果
權利要求
1.一種食醋中乙酸碳穩定同位素的快速測定方法，其特徵在於，所述方法使用氣相色譜-燃燒-同位素比值質譜法(GC-C-IRMS)進行測量，其包括採用乙醇稀釋食醋樣品的步驟和利用氣相色譜(GC)分離稀釋後樣品中的乙酸的步驟。
2.一種食醋中乙酸碳穩定同位素的快速測定方法，包括以下步驟 1)採用乙醇稀釋食醋樣品，混勻待用； 2)配有Wax色譜柱的GC，用液體進樣針進樣，在載氣的作用下分離乙醇、乙酸、水及其他化合物； 3)用燃燒轉化裝置將乙酸轉化成CO2； 4)用CF-IRMS測定乙酸產生的CO2中δ13C0
3.根據權利要求2所述的測定方法，其特徵在於所述用乙醇稀釋食醋樣品是指用色譜純乙醇將樣品中的乙酸濃度降至8g/L。
4.根據權利要求2所述的測定方法，其特徵在於所述色譜條件為Wax毛細管柱(30mX0. 25mmX0. 25 μ m);載氣為氦氣；柱流速I. 2mL/min ;進樣口溫度300°C ;升溫程序為起始溫度120°C，保持lmin，以15°C /min升溫至200°C，保持2min ;進樣體積流比20:1。
5.根據權利要求2所述的測定方法，其特徵在於所述燃燒轉化裝置中配備陶瓷氧化管，填料為CuO，NiO和Pt，工作溫度為1000°C，將乙酸轉化成CO2。
6.根據權利要求2所述的測定方法，其特徵在於所述質譜條件為離子源真空I.8X 10_6mBar,電壓 3. 06KV,電流 I. 50mA。
7.根據權利要求2所述的測定方法，其特徵在於所述δ13C由下式表示 S13C= (R樣品/R標準-I) Χ1000 R#s:樣品中13C與12C的比值；R標準標準物質 V-PDB 中 13C 與 12C 比值，13C/12C= (11237. 2 + 90) XlO'
全文摘要
本發明涉及一種食醋中乙酸碳穩定同位素的快速測定方法，使用氣相色譜-燃燒-同位素比值質譜法(GC-C-IRMS)進行測量，其包括採用乙醇稀釋食醋樣品的步驟和利用氣相色譜(GC)分離稀釋後樣品中的乙酸的步驟。本發明利用GC-C-IRMS實現對食醋中乙酸碳穩定同位素快速測定，解決以往食醋中乙酸碳穩定同位素在測定前需純化乙酸的系列前處理技術難題，將促進乙酸碳穩定同位素測定技術進步，也為今後糧食醋和水果醋產品真偽鑑別提供技術方法。
文檔編號G01N30/02GK102967669SQ20121047339
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月20日 優先權日2012年11月20日
發明者鍾其頂, 王道兵, 熊正河 申請人:中國食品發酵工業研究院