专利名称：一种食醋中乙酸碳稳定同位素的快速测定方法
技术领域：
本发明属于稳定同位素分析技术领域，涉及一种食醋中乙酸碳稳定同位素的快速测定方法，具体就是通过气相色谱分离纯化乙酸并测定其碳稳定同位素的技术研究，可用于食醋(粮食醋和果醋)的质量鉴别分析。
背景技术：
醋是日常生活重要饮品 之一，根据工艺不同可分为酿造醋和配制醋[1，2]，其中酿造醋根据发酵原料不同，可以分为粮食醋和水果醋。果醋饮料由于独特的风味和保健作用在世界发达国家受到欢迎，被称作“第四代黄金饮品”。由于不同产品间呈现价格差异，市场上难免出现配制醋冒充酿造醋和果醋等现象。因此，研究醋产品真实性技术对于规范市场，促进公平竞争和保护消费者利益有重要意义。随着科技发展，仅仅依靠物理化学常规指标难以有效识别食醋发酵原料和生产工艺。不同来源的食醋中的乙酸S13C存在明显差异[3]，可作为醋真实性技术重要特征指标。目前，测定食醋中乙酸S 13C主要有两种方法，第一种方法通过微蒸馏提纯醋中乙酸，采用EA-IRMS进行测定；同时，也有报道采用顶空-固相微萃取技术[4]进行萃取浓缩食醋中乙酸，再进入GC-C-IRMS进行测定。第一方法采用蒸馏提纯前处理中需避免乙酸的同位素分馏，需要特殊的蒸馏装置以保证乙酸提取效果，操作费时费力；第二种方法采用固相微萃取技术提取醋中乙酸，提取过程中随着萃取头效率会造成不同程度乙酸同位素分馏，影响结果准确度。本文拟研究建立一种不需要复杂前处理技术，通过气相色谱柱分离后可稳定测定醋中乙酸的分析方法，为建立醋的真实性技术提供检测手段。
发明内容
为了克服上述各分离提纯乙酸并测定其δ 13C方法的不足，本发明的目的是建立一种简单、快速、可靠的测定溶液中乙酸S13C的方法，并将乙酸S13C用于地球化学、环境、生态领域研究或鉴别食醋、果醋真伪，以便促进乙酸δ 13C在科学研究中的应用、为商业上高档食醋、果醋的防伪提供碳同位素指纹标签。简言之，本发明利用气相色谱-燃烧-同位素比值质谱法(GC-C-IRMS)实现对食醋中乙酸碳稳定同位素快速测定，解决以往食醋中乙酸碳稳定同位素在测定前需纯化乙酸的系列前处理技术难题。本发明将促进乙酸碳稳定同位素测定技术进步，也为今后粮食醋和水果醋产品真伪鉴别提供技术方法。以下对本发明方法进行详细描述。本发明的一个目的是提供一种食醋中乙酸碳稳定同位素的快速测定方法，所述方法使用连续流-稳定同位素比值质谱(CF-IRMS)法进行测量，其包括采用乙醇稀释食醋样品的步骤和利用气相色谱(GC)分离稀释后样品中的乙酸的步骤。更具体而言，本发明的溶液中乙酸碳稳定同位素的简单快速测定方法，包括以下步骤
I)采用乙醇稀释样品，混匀待用；2)配有Wax色谱柱的GC，用液体进样针进样，在载气的作用下分离乙醇、乙酸、水及其他化合物；3)用在线燃烧装置将乙酸转化成CO2 ；4)用CF-IRMS测定乙酸产生的CO2中δ 13C0上述步骤中，所述用乙醇稀释样品是指用色谱纯乙醇将样品中的乙酸浓度降至8g/L。所述色谱条件为Wax毛细管柱(30mX0. 25mmX0. 25μπι);载气为氦气；柱流速 I.2mL/min ;进样口温度300°C ;升温程序为起始温度120°C，保持lmin，以15°C /min升温至200 0C，保持2min ;进样体积I μ L ;分流比20:1。另外，所述燃烧转化装置中配备陶瓷氧化管，填料为CuO，NiO和Pt，工作温度为1000°C，将乙酸转化成CO2。所述质谱条件为离子源真空I. 8 X ICT6IiiBar,电压3. 06KV,电流I. 50mA。最后，所述δ 13C由下式表示δ 13C= (R样品/R标准-I) Χ1000R样品样品中13C与12C的比值；R标准:标准物质 V-PDB 中 13C 与 12C 比值，13C/12C= (11237. 2±90) X 10'本发明的原理是利用乙醇降低样品中乙酸含量、减少水的体积分数，利用各种有机物质在色谱柱中的保留时间不同，经色谱柱分离后有选择性的将乙酸转移到燃烧炉中反应成CO2，从而避免了水和各种有机物对乙酸测定的影响；用同样的条件测定参考物质乙酸(δ 13Cv_pdb已知)中δ 13C,然后根据参考物质乙酸测定值、真实值和样品的测定值得出样品的真实值，从而避免了碳同位素分馏的影响。本发明建立的方法简单、快速、准确，且样品用量少。该发明面向国内外从事乙酸碳稳定同位素分析的高等院校和研究院所，各食品检测机构，将促进乙酸碳稳定同位素测定技术进步，也为今后粮食醋和水果醋产品真伪鉴别提供技术方法。
图I乙醇与乙酸经GC-C-IRMS分析图谱；图2果醋样品乙酸δ 13C分析图谱；
具体实施例方式为了更好的理解本发明，下面结合具体实例对本发明进一步说明。实施例II材料方法I. I 仪器Triplus 自动进样器(Thermofisher 公司)，气相色谱仪(Trace GC, Thermofisher公司)，燃烧转化装置(IsoLink, Thermofisher公司)，稳定同位素比值质谱仪(DeltaVAdvantage, Thermofisher 公司)等。I. 2 试剂
乙醇(国产色谱纯)，冰乙酸(国产分析纯，EA-IRMS标定得δ 13Cvpdb=-26. 41 + 0. 15%。)，果醋(2011 年 FIT-PTS 第二轮国际比对样品)。I. 3色谱条件Wax毛细管柱(30mX0. 25mmX0. 25 μ m);载气为氦气；柱流速I. 2mL/min ;进样口温度300°C;升温程序为起始温度120°C，保持Imin，以15°C /min升温至200°C，保持2min ；进样体积Ιμ ;分流比20:1。I. 4乙酸转化条件 燃烧转化装置(IsoLink)中配备陶瓷(Al2O3)氧化管(填料为CuO，NiO和Pt)，工作温度为1000°c，将乙酸转化成CO2。I. 5质谱条件离子源真空I. 8 X ICT6IiiBar,电压 3. 06KV,电流 I. 50mA ；I. 6样品稀释用乙醇(色谱纯)稀释食醋，至乙酸含量约8g/L左右于进样瓶待测。I. 7结果表示δ 13C= (R样品/R标准-I) X1000R样品样品中13C与12C的比值；R标准:标准物质 V-PDB 中 13C 与 12C 比值，13CZ12C= (11237. 2±90) X I(T6 ；2结果与分析2. I保留时间确定本文采用乙醇作为稀释溶剂，根据同位素质谱要求，溶剂峰应通过Backflush阀门控制进行排出，避免干扰乙酸有效燃烧成CO2并测定其S13C。考虑到乙醇和乙酸的挥发性，将乙醇和乙酸标准品混合置于顶空进样瓶，取进样瓶上层的乙醇和乙酸混合气体注入GC-C-IRMS进行测定，得到乙醇和乙酸的44，45和46离子图，具体见图I。由图I可知，乙醇与乙酸的可有效分离，其中乙醇和乙酸的保留时间分别为309s和525s，满足采用Backflush阀门控制乙醇溶剂排出时间要求。2. 2乙酸δ 13C测定精密度模拟配置不同乙酸浓度的醋，根据以上条件进行多次重复测定，具体结果见表I :表I不同浓度乙酸水溶液中乙酸S13C测定结果
权利要求
1.一种食醋中乙酸碳稳定同位素的快速测定方法，其特征在于，所述方法使用气相色谱-燃烧-同位素比值质谱法(GC-C-IRMS)进行测量，其包括采用乙醇稀释食醋样品的步骤和利用气相色谱(GC)分离稀释后样品中的乙酸的步骤。
2.一种食醋中乙酸碳稳定同位素的快速测定方法，包括以下步骤 1)采用乙醇稀释食醋样品，混匀待用； 2)配有Wax色谱柱的GC，用液体进样针进样，在载气的作用下分离乙醇、乙酸、水及其他化合物； 3)用燃烧转化装置将乙酸转化成CO2； 4)用CF-IRMS测定乙酸产生的CO2中δ13C0
3.根据权利要求2所述的测定方法，其特征在于所述用乙醇稀释食醋样品是指用色谱纯乙醇将样品中的乙酸浓度降至8g/L。
4.根据权利要求2所述的测定方法，其特征在于所述色谱条件为Wax毛细管柱(30mX0. 25mmX0. 25 μ m);载气为氦气；柱流速I. 2mL/min ;进样口温度300°C ;升温程序为起始温度120°C，保持lmin，以15°C /min升温至200°C，保持2min ;进样体积流比20:1。
5.根据权利要求2所述的测定方法，其特征在于所述燃烧转化装置中配备陶瓷氧化管，填料为CuO，NiO和Pt，工作温度为1000°C，将乙酸转化成CO2。
6.根据权利要求2所述的测定方法，其特征在于所述质谱条件为离子源真空I.8X 10_6mBar,电压 3. 06KV,电流 I. 50mA。
7.根据权利要求2所述的测定方法，其特征在于所述δ13C由下式表示 S13C= (R样品/R标准-I) Χ1000 R#s:样品中13C与12C的比值；R标准标准物质 V-PDB 中 13C 与 12C 比值，13C/12C= (11237. 2 + 90) XlO'
全文摘要
本发明涉及一种食醋中乙酸碳稳定同位素的快速测定方法，使用气相色谱-燃烧-同位素比值质谱法(GC-C-IRMS)进行测量，其包括采用乙醇稀释食醋样品的步骤和利用气相色谱(GC)分离稀释后样品中的乙酸的步骤。本发明利用GC-C-IRMS实现对食醋中乙酸碳稳定同位素快速测定，解决以往食醋中乙酸碳稳定同位素在测定前需纯化乙酸的系列前处理技术难题，将促进乙酸碳稳定同位素测定技术进步，也为今后粮食醋和水果醋产品真伪鉴别提供技术方法。
文档编号G01N30/02GK102967669SQ20121047339
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月20日 优先权日2012年11月20日
发明者钟其顶, 王道兵, 熊正河 申请人:中国食品发酵工业研究院