气相色谱分析的应用.ppt

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1、第五章气相色谱分析的应用气相色谱作为一种高效、快速、灵敏的分离分析技术，已被广泛应用于工业发酵的科学研究和生产中。气相色谱可用于性质相近的抗生素的分离分析；发酵生产的溶剂中低含量杂质的检测；酒精、酒类、食醋等发酵醪液中的产物和副产物的测定；饮料酒中微量芳香成分的测定；发酵原料、半成品和成品中微量有机毒物（如残留农药、酚类、氰化物、N-亚硝基氨基酸等）的检测等。近年来国外还介绍通过气相色谱分析微生物的代谢产物和其结构组分来鉴别微生物的类型，为微生物分类和研究提供了新的途径。一、饮料酒的气相色谱分析一般的化学分析

2、只能将酒中各成分按类别测定（如总指、总酸、总醛等），而气相色谱则可将酒的复杂成分分离后分别测定，特别是可以检测含量甚微而对酒的风味起重要影响的组分，为进一步了解酒中成分和酒的质量鉴定提供科学的依据。下面对饮料酒的气相色谱分析作粗略的综合介绍。（一）样品的处理饮料酒中水分和乙醇所占比例很大，而许多有效香味成分含量甚微，大量的水和乙醇往往对微量组分的分离检测产生干扰。啤酒和果酒等所含的糖类、蛋白质等不挥发性物质直接进入色谱柱还会造成仪器的沾污，因而样品的处理常常是酒的气相色谱分析中的首要问题。样品的处理应达到水和

3、乙醇相对浓度的降低及微量成分的浓缩，并且要求处理过程中尽可能保持各种微量成分的性质和比例不变。处理的方法有的通过萃取、分溜、吸附等将被测组分从样品中分离及浓缩；有的加入化学试剂将被测组分转化为适于气相色谱分析的物质。1．预处理分析法预处理分析法是把酒中芳香成分按有机酸类、羰基化合物及缩醛类、酸酯类等分别从酒样中分离，然后进行气相色谱分析。处理的方法可以取几份样品分别将各类组分分离，也可以用同一份样品经多次处理将组分分离，现介绍如下。①有机酸类的分离：可采用加碱成盐蒸馏（或萃取）法或阴离子交换树脂吸附法。加碱成

4、盐蒸馏法是在酒样中加人氢氧化钠或碳酸氢钠使有机酸成为对应的钠盐，或加入碳酸钙使成为钙盐，也可以加入四丁基氢氧化铵使成为铵盐，经过蒸发除去醇酯，经浓缩，再将有机酸盐加酸酸化，使盐复原为有机酸，然后通过水蒸汽蒸馏或有机溶剂（如乙醚）萃取将有机酸分离出来。分离所得的有机酸和积以游离酸的形式直接进行气相色谱分析，一般低级脂肪酸（C10）可得到相应的色谱峰。也可以将有机酸酯化后再作气相色谱分析。酯化的方法有多，例如可知入重氯甲烷使成为甲酯，也可以在α-萘氨基异氰酯存在下成为乙酯，或脱水后加丁醇回流成为丁酯，还可以在成盐

5、后加入苄基溴，经置换反应生成苄酯。酯化后一般分离较好，而且C8~C18的高级脂肪酸也可见在色谱柱上很好分离。阴离子交换树脂吸附法是将酒样通过阴离子交换树脂（一般用CO3型阴离子交换树脂），有机酸被树脂吸附，经洗脱（可用碳酸铵溶液作洗脱剂）后，再经适当处理作为气相色谱样品。②羰基化合物和缩醛类的分离：可采用—2，4-二硝基苯肼沉淀法或阴离子交换树脂吸附法。2，4-二硝基苯肼可与羰基化合物生成相应的2，4-二硝基苯腙衍生物沉淀而从酒样中分离，此反应可分离出微量的羰基化合物。反应后得到的腙衍生物沉淀，可用三氯甲烷溶

6、解作气相色谱样品。也可以用α-酮戊二酸使腙衍生物复原为羰基化合物，然后进行气相色谱分析。这种方法不但可以检测酒类成品中的羰基化合物，而且可以检测发酵与蒸馏过程中醪液里的羰基化合物。阴离子交换树脂吸附法一般是用亚硫酸氢型树脂吸附羰基化合物，然后用碳酸铵溶液洗脱供气相色谱分析。由于树脂对各种醛酮吸附和洗脱效率不同，故对定量测定有一定影响。③醇脂类的分离：可用有机溶剂萃取法。通常是用水或饱和氧化钠溶液将酒样稀释，使乙醇浓度降低，再用有机溶剂萃取浓缩酒中微量的醇、酿。萃取溶剂有三氯甲烷、二氯乙烷、乙酸、戊烷、氯乙烷、

7、二硫化碳等，也可采用混合溶剂如乙酸-戊烷。萃取液用无水硫酸钠干燥后经适当浓缩即可作为气相色谱样品。④糖类与氨基酸的分离；某些饮料酒如啤酒、果酒中的糖类和氨基酸是重要的呈味物质，这些不挥发性物质的分析需预先转化为可汽化的化合物，才能进行气相色谱分析。糖类可转化为对应的三甲基硅烷（TMS）衍生物，氨基酸则可用阴离子交换树脂吸附，用稀氨水洗脱，再转化为对应的正-三氯乙酰甲酯（N－TFA）衍生物，用二氯乙烷溶解后作为气相色谱样品。这方法应用于啤酒和麦芽汁中糖类和氨基酸的分离分析曾得到了良好的效果。⑤同一分样品多次处理

8、分离法：上述将酒样中芳香成分按类族分离后再进行气相色谱分析的方法，可见减轻色谱定性的困难，在有些情况下是适用的。但这种方法样品用量大，手续麻烦费时，因而有采用同一份样品，进行多次处理，分离出各种组分。例如在样品中先加碱使有机酸成盐固定后，用不同溶剂先后（如先用二硫化碳，继用乙酸）处理酒样，抽提出醇酯和羰基化合物，再酸化，另用溶剂（如乙醚）萃取出有机酸，然后将各部分萃取液分别进行气相色谱分析。这种方法