旁若无‘醇’,GC-PTR-MS:快速检测啤酒香味物质

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啤酒中痕量香味物质的定性定量检测,取决于Vocus PTR-TOF的快速响应和高灵敏度。

Luca Cappellin1, Felipe Lopez-Hilfiker1, Megan Claflin2
1. TOFWERK, Thun, Switzerland 2. Aerodyne Research, Billerica, MA, USA

酒精类饮品(啤酒和红酒等)独特的味道源于其所含的萜烯和其他芳香化合物。目前,PTR-MS仪器因响应速度快、灵敏度高,广泛用来在线监测挥发性有机物(VOCs),当中也包含啤酒香味物质。然而,PTR-MS方法对酒精饮料中痕量挥发性有机物的检测仍存在一定的困难。一是酒精饮料中高浓度乙醇会让PTR-MS检测器响应超饱和,从而降低其他低浓度VOCs的测量精度。其次,PTR-MS对同分异构体的区分能力较低,如单松烯类和倍半萜烯。

定量分析啤酒中低浓度的同分异构香味物质

为定量分析痕量同分异构VOCs,在TOFWERK Vocus 2R PTR-TOF前端配置了一台快速气相色谱(fast GC),从而实现有效分离同分异构体。同时,乙醇在气相色谱中会先于其他待测物洗脱出来,从而实现对酒精饮料中香味物质的精确定量分析。

图1是Vocus GC-PTR-TOF对啤酒顶空气体中香味物质的分析结果,谱图中精确质量在137.1325 Th 和205.1951 Th的峰分别对应的是单松烯类和倍半萜烯。

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1.啤酒顶空样品中萜烯的GC-PTR-MS色谱图。数据由耦合快速气相色谱(fast GC)的Vocus 2R PTR-TOF采集,总的分析时间约为15分钟。对啤酒样品进行30s的顶空采样,随后注射进气相色谱柱,升温程序将色谱柱从室温升温至225℃。

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2. 萜烯和同量异位化合物谱图鉴别。因采用的是快速色谱分离法,精确的定量萜烯(或其他化合物种)还需能分辨出同时洗脱出的同量异位化合物,并根据精确质量来准确的确定物种种类。如图中所示,在保留时间640s时Vocus 2R记录到名义质量137 Th的多个峰,其中只有137.1325的峰是来自于单萜的信号。

图2展示了TOF对于同洗脱出的同量异位VOCs的定性分析能力。图1中观测到的较多的色谱峰分别是单松烯类(红色)和倍半萜烯类(蓝色)。

同分异构体的基线分离让随后的定性定量分析变得更加容易。快速色谱分离和监测这些痕量待测物主要归功于Vocus PTR-TOF的快速响应(每秒10张谱图)和市场领先的高灵敏度(10000 cps/ppbv)。