前言根據 GB/T 4927 的規定,啤酒是以麥芽、水為主要原料,加啤酒花,經酵母發酵釀制而成的酒類制品。成品啤酒由豐富的物質組成,包含酯類、醇類、酚類、氨基酸等,其中酚類化合物在啤酒中扮演重要角色。特定而言,在生產、運輸、貯藏、使用等階段,酚類物質可能與含氯的水、容器和空氣等接觸,發生化學反應,生成具有特殊味道的氯苯酚類物質,使啤酒產生消毒水、臭味等味道,導致啤酒口感變化;同時,氯苯酚類物質本身也具有一定的毒性,對人體有致癌性、致畸性[1]。因此,全流程密切監測啤酒中的氯苯酚類化合物對于保證啤酒的品質和安全性至關重要。氯苯酚類化合物是一類含氯的苯酚衍生物,根據氯元素在苯環上的位置、取代數量等的不同,包括多達十幾種化合物。通常檢測的幾種含氯苯酚化合物包括鄰氯苯酚、2,4-二氯苯酚、2,6-二氯苯酚、2,4,6-三氯苯酚和 2,3,4,6-四氯苯酚,可用分析方法主要有液相色譜法[2,3] 和液質聯用方法、氣相色譜法和氣質聯用方法。由于氯苯酚類化合物極性大、難電離,采用氣相色譜和氣質聯用方法進行分析時,一般需要在樣品前處理中對目標化合物進行衍生,分析難度較高。
液相色譜法和液質聯用方法是目前針對氯苯酚類化合物的主要分析技術,有利于簡化樣品前處理過程,提升分析效率,并實現準確定性和定量。關于液相色譜法測定啤酒中的上述五種氯苯酚類化合物,暫未查到相關文獻報道。但用于測定氯苯酚類化合物的液相色譜方法一般采用傳統的高效液相色法 (HPLC),分離效率和分離能力較低,不利于快速分析。本文采用 Agilent 1290 II UHPLC 結合 Poroshell 120Bonus-RP 色譜柱,開發出一種針對五種氯苯酚類化合物的快速分析方法,可準確分離啤酒中的五種氯苯酚類化合物。經過初步方法學驗證,該方法適用于準確測定啤酒中的五種氯苯酚類物質。
實驗部分試劑和樣品甲醇、磷酸為色譜純,購于迪馬公司;所用實驗用水為 MilliporeMilli-Q 超純水系統現制備的高純去離子水;鄰氯苯酚、2,4-二氯苯酚、2,6-二氯苯酚、2,4,6-三氯苯酚和 2,3,4,6-四氯苯酚購于阿拉丁;樣品為市售產品。
儀器和設備采用 Agilent 1290 Infinity 液相色譜系統 ,配備如下安捷倫模塊:四元泵(部件號 G7104A)、自動進樣器(部件號 G7167B)、柱溫箱(部件號 G7116B)和二極管陣列檢測器(部件號 G7117A)。色譜柱選用 Agilent InfinityLab Poroshell 120 Bonus-RP(4.6 × 100 mm, 2.7 μm;部件號 695968-901)。標準品制備標準品儲備液:精密稱取鄰氯苯酚、2,4-二氯苯酚、2,6-二氯苯酚、2,4,6-三氯苯酚、2,3,4,6-四氯苯酚各標準物質適量,置于容量瓶中,加甲醇適量,超聲使其溶解,然后用甲醇定容至刻度,制得 2000 μg/mL 標準品儲備液。標準品工作溶液:取標準品儲備液適量,加 50% 甲醇,逐級稀釋制得 4 μg/mL、8 μg/mL、16 μg/mL、32 μg/mL、40 μg/mL、80 μg/mL 和 160 μg/mL 的標準品工作溶液。
樣品前處理取啤酒,打開蓋子,緩慢從瓶中傾出部分啤酒至干凈的 40 mL 頂空瓶中;輕輕晃動,緩慢除去大量氣體;然后將頂空瓶置至超聲儀中,超聲脫氣約 1 min;取脫氣后的啤酒,過 0.22 μm 微孔濾膜后上機分析
結果與討論五種氯苯酚類物質分離結果按照上述實驗方法,進樣分析空白試劑(50% 甲醇-水)、五種氯苯酚類標準品工作溶液(濃度為 40 μg/mL)和三種啤酒樣品溶液,所得五種氯苯酚類化合物的分離結果如圖 1 所示。從圖中可以看出,空白試劑在氯苯酚類各物質色譜峰對應的保留時間處無干擾;在標準工作溶液中,氯苯酚類各物質色譜峰分離良好;在啤酒樣品中,未檢出氯苯酚類各物質的色譜峰,且無其他成分干擾。
方法檢出限根據 S/N = 3 計算方法檢超出限 (LOD)。由于鄰氯苯酚和 2,6-二氯苯酚的檢測波長為 276 nm,而 2,4-二氯苯酚、2,4,6-三氯苯酚和 2,3,4,6-四氯苯酚的檢測波長為 290 nm,因此分別取這兩個波長下的噪音來計算各目標化合物的 LOD。結果表明,在 1 μL 進樣量、檢測波長276 nm 下,鄰氯苯酚的 LOD 為 0.196 μg/mL,2,6-二氯苯酚的 LOD 為 0.336 μg/mL;在 1 μL 進樣量、檢測波長 290 nm 下,2,4-二氯苯酚的 LOD 為 0.121 μg/mL,2,4,6-三氯苯酚的 LOD 為 0.0923 μg/mL,2,3,4,6-四氯苯酚的 LOD 為 0.107 μg/mL。如果分析人員在實際應用中需要獲得更低的方法檢出限,可以采用增加進樣量和換用 60 mm 流通池等措施。
氯苯酚類物質的純度1290 Infinity 液相色譜系統配置二極管陣列檢測器,可以對色譜峰進行全波長掃描,并進行純度分析。由于在分析的啤酒樣品中未檢出五種氯酚類物質,因此采用加標樣品進行純度判定。向啤酒樣品中添加 5 μg/mL 各氯苯酚類物質,然后進樣分析,進行純度分析處理。結果列于表 3 中。從表中可以看出,四種啤酒加標樣品中的五種氯苯酚類物質色譜峰純度良好,純度因子均大于0.999,提示各分析物的色譜峰均未受到干擾。
結論本文建立了啤酒中五種氯苯酚類物質的快速分析方法。該方法使五種氯苯酚類物質獲得了良好的分離度,初步方法學考察結果(包括分離度、靈敏度、回收率和重復性等指標)表明,該方法符合液相色譜定性和定量分析的要求。該方法采用 Poroshell 120 核殼工藝色譜柱,可以在較低的柱壓下獲得較高的柱效,同時實現快速分離。該色譜柱與同規格、相同鍵合相的全多孔亞 2 μm 色譜柱相比,柱效達到亞 2 μm 柱的90%,但是柱壓僅為亞 2 μm 柱的 40%–50%。因此,借助該色譜柱,該方法可實現低壓、快速分離,在 10 min 內即可完成對五種氯苯酚類物質的分析。由于氯苯酚類物質具有防腐、殺菌、殺蟲、防霉作用,因此在環境、紡織、印染、家具等行業也有廣泛應用,且由于其對人體的毒性而受到嚴格監管。在排除干擾物質的前提下,本文所述的方法也有望作為這些行業中監測氯苯酚類化合物的參考方法。
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