葡萄酒中硫化氢检测方法的研究

葡萄酒中硫化氢方法的研究 酿酒科技2010年第2期(总第188期)?LIQUOR—MAKINGSCIENCE&TECHNOLOGY2010No.2(T o1.188) 葡萄酒中硫化氢检测方法的研究 魏阳吉,马丽艳,李景明 (中国农业大学食品科学与营养学院,北京100083) 摘要:在葡萄酒中,较高浓度的含硫化合物对葡萄酒香气具有破坏作用,是生产中需要严格控制的一种代谢产 物.采用亚甲基蓝分光光度法,建立了适用于葡萄酒中硫化氢含量检测的方法,以氮气作为保护气条件,于80?恒 温水浴处理,获得了较稳定的分析效果,硫化氢检测回收率在83_3%,89.6%之间.采用该方法对不同陈酿期葡萄 酒样品进行了分析,结果明该方法有效,可靠. 关键词:检测方法;亚甲基蓝分光光度法;硫化氢;葡萄酒 中图分类号:TS262.6;TS261.4;TS261.7;0657.3文献标识码:B文章编号:t001—9286(2010)02—0109—03 DeterminationMethodofHydrogenSulfideContentinGrapeWine WEIYang-ji,MALi—yanandLIJing—ming (FoodScienceNutritionalEngineeringCollegeofChinaAgricultureUnivers ity,Beijing100083,China) Abstract:Highcontentofsulfurcompoundsingrapewinewoulddevastategrapewinearoma.Accordingly,strictcontrolofsulfurcompounds contentingrapewineisnecessaryintheproduction.Methylenebluespectrophotometricmethodwasappliedtomeasurehydrogensulfidecontent ingrapewineintheconditionsofnitrogenasprotectivegas;80? constanttemperaturewater—bathing.andstableanalysisresultswereachieved withtherecoveryrateofhydrogensulfidebetween83.3%, 89.6%.Suchmethodwasappliedinthedeterminationofgrapewinesamplesofdif- ferentagingperiod.Theexperimentalresultsprovedthatthemethodwaseffectiveandreliable. Keywords:determinationmethod;Methylenebluespectrophotometricmethod;hydrogensulfide;grapewine 在葡萄酒酿造过程中,除了葡萄,葡萄汁本身有硫酸 根提供硫以外,还要加入一定的二氧化硫以抑制杂菌污 染.在后期瓶储陈酿过程中,由于葡萄酒自身的强还原作 用,使得一些硫化物向硫化氢及硫醇方向转化,硫化氢有 极其难闻的气味,通常被描述为臭蛋味,大蒜味,洋葱味 等,在酒中的阈值很低,文献报道为0.1mg/L或者更低 的浓度,硫化氢即可对葡萄酒的香气构成破坏,对葡萄酒 风味有极大的不良影响『】].因此,在葡萄酒生产和品质控 制中,监控硫化氢的产生和含量十分重要. 硫化氢的检测方法在不同领域有多种,如河流污水 中应用的亚甲基蓝分光光度法_2】,荧光光度法测定l3],顶 空气相色谱法『4],气相分子吸收光谱法f5】,空气中硫化氢 检测应用的是低温吸附,热解吸气相色谱法同等.虽然顶 空气相色谱法,分子吸收光谱法等准确性和灵敏性都较 亚甲基蓝分光光度好,但是这些方法对实验条件及仪器 要求过高,不适合在一般企业实验室推广应用.亚甲基蓝 分光光度法成本较低,操作容易,比较适合于企业实验室 应用.其原理是用乙酸锌溶液吸收从葡萄酒样品中带出 基金项目:北京市教育委员会产学研合作项目资助: 收稿日期:2009一ll—O2 作者简介:魏阳吉,大学本科. 通讯作者:李景明,研究方向为葡萄与葡萄酒化学 来的硫化氢,生成硫化锌.在酸性介质中和三价铁离子存 在下,硫化锌同N,N一二甲基对苯二胺反应,生成染料亚甲 蓝.通过用紫外分光光度计测量溶液吸光度的方法测定 生成的亚甲蓝. 此法在操作中需要控温分解,充气保护,所以会受到 加热条件,气流稳定性等外界干扰因素的影响.另外,硫 化氢从葡萄酒中被氮气吹出,还存在气相间的相对平衡, 因此检测过程中往往结果会偏小.改进的亚甲基蓝分光 光度法,其原理基本一致,对试验条件,操作顺序等进行 了优化,在不提高成本的前提下,使得试验更加准确便 捷. 目前,我国只有对城市污水中硫化物的检测方法的 国标(GB/Tl6489一l996),在液体食品检测中,只有啤酒 参照此国标建立了硫化氢的检测方法,尚未有葡萄酒中 硫化氢检测方法的报道.与啤酒相比,葡萄酒中存在大量 的多酚类化合物,色素,多糖等干扰因素,需要进行方法 的改进.本研究以城市污水中硫化物的测定及啤酒中硫 化氢的检测方法为参照,拟建立适合于葡萄酒体系的硫 瓣酿酒科技2010年第2期(总第188 期)?LIQUOR—MAKINGSCIENCE&TECHNOLOGY2010No.2ffo 1.188) 化氢检测方法. 1材料与方法 1.1试验材料 均用分析纯试剂和蒸馏水.对氨基N,N二甲基苯胺 盐酸盐,硫酸高铁胺[NHaFe(SO):?12Hz0],碘酸钾溶 液(KIO30.0150mol/L),硫代硫酸钠标准溶液(Na2S2O3? 5H2O0.015mol/L),硫化钠[Na2S?9H2O],醋酸锌[Zn (CHcoo):?2H20],氨水,磷酸等,其中硫化钠需要进行 标定后作为标准溶液使用. 1.2试验方法 借鉴”水质硫化物的测定一亚甲基兰分光光度法” (GB/T16489--1996)m和啤酒中硫化氢的检测方法-9]. 利用葡萄酒,果酒通用分析方法(GB/T15038--2006) 中,氧化法检测游离二氧化硫的测定装置,按照以下操作 进行:取50.0mL实验室样品放入100mL蒸馏瓶,加入 2滴甲基橙指示剂.于50mL梨形瓶中加醋酸锌溶液及 氨水溶液各1mL,2滴酚酞指示剂及约10mL水,作为 吸收液.用氮气作为载气及保护气充人酒样,带出硫化氢 气体,用80?热水浴进行控温,充气提取30rain,在所 得的溶液中加入2mL对氨基N,N二甲基苯胺溶液,立 即加入2mL硫酸高铁胺溶液,转移到50mL容量瓶中, 用水稀释至50mL,摇匀,放置15min以水为参照,在 670nm处,用10mm比色皿测定吸光度. 1.2.1标准曲线的制作 用蒸馏水配制浓度分别为0,0.010mgm,0.06mgm, 0.12mg/L,0.24mg/L,0.48mg/L和0.96mgm硫化钠溶 液各25mL.在50mL的蒸馏瓶中,加入醋酸锌溶液及氨 水溶液各lmL,2滴酚酞指示剂及约10mL水,再加入 配制好的25mL硫化钠溶液,在所得溶液中加入2mL 对氨基N,N二甲基苯胺溶液,立即加入2mL硫酸高铁 胺溶液,用水稀释至50mL,摇匀,放置15min以水为参 照在670nm处,用10mm比色皿测定吸光度.以硫化氢 浓度为横坐标,OD值为纵坐标,制作硫化氢标准曲线, 同时做3个独立重复. 1.2.2检’钡0时间的影响 配制1.0mg/L,1.2mgm两个不同浓度的硫化钠溶 液各25mL,按照1.2.1操作,用水稀释至50mL后摇匀, 直接从2min开始,在670nm下,每隔1min测定1次 吸光值,直到60min,共59个点. 1.2-3加标回收实验 分别取蒸馏水(对照)和浓度为0.03mgm,0.12mg/L 和0.48medL的硫化钠标准溶液各2mL,加到48mL相 同成品酒样中,其他步骤不变,分别测定对照和加标后的 样品中硫化氢的含量,计算回收率,做3个独立重复. 1.2.4吹气时间的影响 氮气作为载气,将酒中含有的硫化氢气体带出,实验 过程中,为了解氮气的吹气时间对检测结果的影响,配制 0.28mg/L的硫化钠溶液分别在l5min,20rain,30rain 和40min吹气条件下,进行测定,得到相应的OD值. 1.2.5锌粉的影响 “水质硫化物的测定一亚甲基兰分光光度法”(GB/T 16489--1996)方法中,要加入锌粒,以产生氢气作为保护 气体,经过优化实验,改用氮气作为载气及保护气,在此 条件下,为检测锌粉的影响,配制硫化氢溶液100rnL,平 均分为2组,分别为加锌粉和不加锌粉,其他条件不变, 测定其OD值. 2结果与析 2.1标准曲线的制作 在670am波长下,用标定的硫化钠标准溶液制备标 准曲线,结果见图1. 硫化钠浓度(rag/L) 图1硫化钠标准曲线 由图l可知,在硫化钠浓度为0,0.60mg/L范围 内,硫化钠浓度与OD值成显着的直线相关,相关方程 为:Y=I.1167X一0.0037,相关系数达到0.9994.说明反应 后生成的亚甲蓝的浓度与硫化氢的浓度成显着的线性正 相关关系. 硫化氢浓度与硫化钠之间的关系为X=Xx78/34. 因此,吸光值(Y)与硫化氢浓度(x.)之间的关系为 Y=1.1167X’~34/78—0.0037 2.2检测时间的影响 检测时间的影响结果见图2.由图2可知,在60min 检测时问内,反应物的浓度呈现下降趋势.因反应时需要 一 定的反应时间,因此,考虑实验操作的可行性,在实际 测定过程中,采取15min静置后立刻进行检测,特别是 低浓度样品. 2-3加标回收实验 分别取蒸馏水(对照)和浓度为0.03mgm,0.12mg/L 和0.48mg/L的硫化钠标准溶液各2mL,加到48mL相 OOOOOOOO0 .g.. 魏阳吉,马丽艳,李景明?葡萄酒中硫化氢检测方法的研究 0102O304O5O6O7O 时fHJ(min) 图2检测时间的影响 同成品酒样中,其他步骤不变,结果见表l. 表1回收率实验(n=3) 从表1可看出,向葡萄酒体系中加入0.03mg/L, 0.12mg/L和0.48mg/L硫化氢标准液时,回收率都比较 稳定,回收率在83-3%--89.6%之问.作为葡萄酒巾低浓 度,挥发性气体的检测,本方法是比较稳定,可靠的. 2.4吹气时间影响 采取惰性气体N吹气的方法,可以保护并提取出 葡萄酒样品中硫化氢成分.但N吹气时间也影响着提 取效果.通过实验数据可以看到,在15--30min时间内 ,硫化氢浓度在逐渐增加,直到30min后开始稳定,至 40min仍无较大变化,因此考虑回收率,实验时间等方 面,吹气时间应定在30~35min为适宜. 表2吹气时间实验(n=3) 2.5锌粉的影响 根据实验数据比较,不加锌粉的硫化氢较加锌粉的 得率要高,综合经济等方面的因素,锌粉可以不用添加. 表3锌粉的影响实验(n=3) 2.6样品的检测与分析 采用本实验建立的提取,分析方法,检测了5种不同 的葡萄酒中硫化氢的含量,结果见表4. 表4不同葡萄酒样品中硫化氢含量的检测 样品硫化氢含量(mg/L) 2007年赤霞珠葡萄酒 2006年赤霞珠葡萄洒 2004年赤霞珠葡萄酒 2004年赤霞珠葡萄酒 2003年赤霞珠葡萄酒 0.042?0.0010 0.045?0.0037 0.062?0.0014 0.076?0.0014 0.060?0.0010 由表4结果可以看出,在所检测的5种葡萄酒样品 中,都能够检测到硫化氢的存在.其中,2003~2004年度 葡萄酒由于陈酿时间较长,硫化氢含量明显高于2006~ 2007年的新酒样品.证明陈酿在带来葡萄酒品质的稳 定,成熟的同时,也会因过度的还原作用而导致硫化氢的 形成. 3结论 以城市污水中硫化物的测定及啤酒中硫化氢的检测 方法为参照,拟建立了适合于葡萄酒体系的硫化氢检测 方法.检测应用研究结果表明,本方法具有操作简单,干 扰小,稳定性较高,分析速度快等优点,适用于葡萄企业 对硫化氢的快速检测. 参考文献: [1】孙方勋.葡萄酒酿造中硫化氢形成机理的探讨[J].酿酒,1988, (6):15—17. 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