利用非线性化学指纹图谱法测定啤酒中乙醇含量.pdf

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1、第42卷分析化学(FENXIHUAXUE)研究报告第4期2014年4月ChineseJournalofAnalyticalChemistry559～564DOI：10．3724／SP．J．1096．2014．30946利用非线性化学指纹图谱法测定啤酒中乙醇含量张娟钟俊辉王志沛骆学雷付廷发张泰铭王艳娜郭沙沙王二丹鲁利利(中南大学化学化q-学院，长沙410083)(华润雪花啤酒(中国)有限公司，北京100005)摘要建立了非线性化学指纹图谱法测定啤酒中乙醇的方法。取4份5mL啤酒标样，分别加入0，1，2和4mL5％的乙醇，再分别加入20mL1mol／LHSO、4mL1．25mol／L丙

2、二酸、3mL0．1moL／L硫酸铈铵，以水定容至52mL。在37．0℃，850r／min反应条件下，恒速搅拌4min，快速注入8mL0．8mol／LNaBrO，记录非线性化学指纹图谱。利用其最大波幅和乙醇含量拟合得出线性回归方程，用于测定其它啤酒中乙醇的含量。结果表明，在一定的浓度范围内，乙醇的浓度与最大波幅值线性关系良好，相关系数R为0．9989～0．9996，样品加标回收率为97．1％～102．0％，RSD为0．4％～1．7％。本方法快速、简便、重现性好、精密度高，是一种切实可行的测定啤酒乙醇含量的新方法，也可为复杂样品中其它成分的测定提供借鉴手段。关键词非线性化学指纹图谱；信

3、息拟合；乙醇测定；啤酒1引言不同种类的啤酒，其乙醇含量都必须符合国家标准要求。目前，测定啤酒乙醇的方法主要有比重瓶法、气相色谱法和自动分析仪测定等J。这些方法或成本高、或操作烦琐、或两者兼有，尤其是需蒸馏样品以排除CO：的操作缺点，不仅耗时和增加工作强度，而且还会因乙醇的强挥发性使其测定结果严重偏低J，严格说来，只能给出不低于某一含量的结论。作为化学容量法之一的重铬酸钾．碘量法，当样品的蒸馏条件严格控制时，也常被用于啤酒中乙醇含量的测定I2J。尽管它的准确度优于其它方法，但仍然耗时且成本较高。因此，建立一种低成本、快速和准确测定啤酒中乙醇含量的方法十分必要。非线性化学指纹图谱法是本

4、世纪初提出的一种建立在包括化学湍流和化学振荡等化学混沌现象的非线性化学反应基础之上的化学动力学指纹图谱技术。自它的原理、方法、特点、功能和检测仪器等系统研究成果发表以来，其理论和应用技术研究已取得较广泛的发展，并报道了许多成果。但这些研究成果主要局限在非线性化学反应及其在样品鉴别和评价技术方面的应用，并未涉及到样品成分的定量分析。本研究将非线性化学指纹图谱法用于啤酒中乙醇的定量分析及原理研究。本方法操作简单、快速、重现性好、精密度高，为复杂样品的定量分析提供了新方法，也为非线性化学指纹图谱法由定性分析到定量评价提供了参考。2非线性化学指纹图谱信息回归法原理非线性化学指纹图谱是样品中

5、各物质的群集表征，影响该指纹图谱特征信息的物质可分为四大类。第一类是反应底物，即引起基本非线性化学反应的物质，包括有机底物和无机底物。第二类是反应耗散物，它们也参与基本非线性化学反应，但与其它在反应中进行再生一消耗循环的底物不同，反应耗散物在反应中不断消耗，最终使反应停止，故在反应体系中它们还决定着非线性化学反应的进行时间。这两类物质中缺乏其中任何一种都不能产生反应，也就是不可能测得非线性化学指纹图谱。因此，这两类物质是影响非线性化学指纹图谱的重要物质，尤其是后者还对测定指纹图谱所需的时间有重要影响。第三类是共存于样品中，通过其物理化学性质共同影响基本非线性化学反应的物质，通过对反

6、应机理的影响，改变体系中实际的反应历程，从而对非线性化学指纹图谱特征信息产生显著影响。第四类是存在于2013-09-30收稿；2013-12-20接受E-mail：mimingzhang@163．COrn分析化学第42卷体系中但并不参与任何化学反应的物质，只是通过对反应体系物理性质的影响，改变工作电势与反应参与物活度之间的非平衡能斯特关系，从而对样品的指纹图谱产生影响。这4类物质对非线性化学指纹图谱特征信息的影响程度各不相同，其大小主要取决于体系中各物质的浓度及相对活性，故非线性化学指纹图谱特征信息是体系中各物质共同作用的结果。改变样品的成分和浓度，势必导致指纹图谱特征信息的相应改

7、变，这正是非线性化学指纹图谱鉴别样品的优势所在。另外，当体系中其它所有共存物质的种类和浓度保持不变或基本不变，而只改变某种对指纹图谱特征信息有明显作用的物质的浓度时，非线性化学指纹图谱特征信息的变化就是该物质单独对指纹图谱作用的结果。当这种作用使指纹图谱定量信息产生的变化与该物质浓度之间存在某种确定的函数关系时，利用此关系就可对物质进行定量分析。因此，当啤酒中与乙醇共存的其它各物质的种类和浓度基本不变，只改变乙醇浓度时，指纹图谱变化的规律就是乙醇一种物质对指纹图谱产生