主题:【第十一届原创】【前处理】自动转盘式连续液液提取仪提取气质分析某桃汁的香气成分

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分析者端木精英队发表于:2018/09/09 16:35:17 楼主 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复
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9月三等奖
【前处理】自动转盘式连续液液提取仪提取气质分析某桃汁的香气成分
前言
液-液萃取(liquid/liquid extraction,LLE)是一种最常用,最普通的提取挥发性香气组分的方法。其优点为容易操作,设备不贵,重线性好,热效应少,浓缩倍数高。适合于水质样品或水溶性溶剂样品,例如各种饮料、果汁中香气香味成分的提取。
一般最简单的设备就是采用分液漏斗。操作常采用少量多次的萃取方法。需要加入样品和有机溶剂,人工不断的震摇,放气,分层,转移出有机相,然后反复几次后合并有机相,干燥浓缩供后气相色谱质谱分析用。使用分液漏斗的优点是价格便宜,缺点是需要人工操作震荡、放气、分离有机相。
想要摆脱人工操作,采用自动的液液萃取,可以使用自动转盘式连续液液提取仪。但缺点是设备费用要高些,萃取时间较分液漏斗长,但萃取效率高,节省人力。
下面简单介绍一下自动转盘式连续液液提取仪的原理。
从下面自动转盘式连续液液提取仪示意图看出,左边烧瓶中加入样品和水。右边烧瓶中加入提取溶剂。溶剂加热后进入冷凝管,冷凝后流入样品瓶。溶剂萃取样品中组分后,通过相分离又回到溶剂瓶。反复数次,最后把样品中的组分转移到溶剂中。

图 1 自动转盘式连续液液提取仪示意图和实物图



************************************************************
本文采用自动转盘式连续液液提取仪提取桃汁的香气成分,用气相色谱质谱法分析鉴定。用Amdis质谱数据解卷积处理质谱数据,并结合保留指数校正使质谱检索结果更为准确。使用动态范围宽的FID来定量。
1试验部分
1.1 仪器与装置
安捷伦6890N/5973I气相色谱-质谱联用仪,带FID检测器,一根毛细管柱通过分流进入MS和FID。
自动转盘式连续液液提取仪,德国Ludwig。
1.2样品
样品:10%桃味果汁饮料,样品购于某超市。
乙醚,正戊烷均为色谱纯。乙醚使用前重新蒸馏。氯化钠为分析纯。香气化合物标准品均来自Sigma-Aldrich等主要试剂公司,少数为原料精制标样。C6-C30正构烷混合标准物来自AccuStandard。
超纯水。
1.3 GC/MS条件

1.3.1 色谱条件:
色谱柱:安捷伦HP-Innowax(60m×0. 25 mm ( i.d.)×0.25μm)毛细管柱
升温程序: 60℃,以3 ℃/min升至250℃,保持28 min;
载气:He, 纯度99.999%以上,流速1.8 mL/min;
进样口温度250℃,分流进样,分流比10:1; 进样量:1μl。
检测器:FID, 氢气:30ml/min, 空气:350ml/min, 尾吹:N2,30ml/min, 温度:270℃。
1.3.2质谱条件:
电子轰击(EI)离子源;电子能量70eV;传输线温度250℃;离子源温度230℃;四级杆温度150℃。SCAN扫描范围:29-400。EMV:1550V。
1.4样品处理及分析方法
采用自动转盘式连续液液提取(ALLE),准确取250g的10%桃味果汁饮料样品和0.6mg/kg的内标物加入自动转盘式连续液液提取仪样品烧瓶中,加入150g高纯氯化钠水至烧瓶径部10cm左右,在溶剂烧瓶中加入40ml乙醚/正戊烷(1:1混合)提取溶剂,并放几粒沸石。开启电磁搅拌适当速度,水浴加热至提取溶剂沸腾并开始回流。提取时间为2小时。萃取液用无水Na2SO4干燥后用K-D浓缩器浓缩到1ml。进样1微升进行GC-MS/FID分析。
在分析样品前,和样品分析完全相同的条件下,用0.05%的C6-C30的正构烷标样注射到GCMS,获得正构烷的保留时间,用于计算保留指数。分析样品后,用软件计算样品各个组分的保留指数,并和标样的保留指数对比来,结合质谱来定性。事先也用同样方法测定标样的保留指数备用。
2 结果与讨论
2.1.  实验结果
10%桃味果汁饮料的总离子色谱图(TIC)如下:


图2.    10%桃味果汁饮料的总离子色谱图(TIC)



****************************************************
2.2. 数据处理:
先用Amdis质谱数据解卷积处理质谱数据,减少本底干扰,对共流出峰拆分,提取出大峰下面的峰或隐藏在里面的色谱峰。同时用Amdis的MSL质谱数据库和工作站的PBM(L)质谱数据库检索,并结合保留指数来鉴定峰。所有保留指数均由标准样品测定。极少数没有保留指数的化合物,参照其它资料和以往的经验,在保证良好匹配度的情况下确认。由于FID的动态线性范围很宽,定量结果稳定,复杂的多挥发性组分一般用气相色谱FID来定量,而不用质谱总离子(TIC)来定量。用FID检测器的结果加校正因子计算10%桃味果汁饮料挥发性组分的含量。
计算公式:
Ci =( Ai/As)*Cs*Fi/s
Ci为香气组分浓度(mg/kg)
Ai为香气组分峰面积
As为内标物的峰面积
CS为加入到样品的浓度(mg/kg)
Fi/s为组分i相对内标物的相对校正因子。
2.3.  10%桃味果汁饮料挥发性成分

表 10%桃味果汁饮料挥发性成分表

   
No.组分名称浓度
1Ethyl Acetate0.080
2ETHYL BUTYRATE0.116
3ETHYL  METHYLBUTYRATE-20.005
4LIMETOL0.009
5PENTEN-2-OL, 3E-0.038
6ISOAMYL ALCOHOL0.007
7LIMONENE0.088
8BUTYL BUTYRATE0.015
9OCIMENE Z-BETA0.003
10BUTANONE,  3-HYDROXY-3-METHYL-2-0.017
11OCIMENE E-BETA0.003
12CYMENE, P-0.007
13HEXENOL, 3Z-0.013
14ALDEHYDE C 80.006
15PROPANOL, 2-OXO-0.009
16HEXENYL ACETATE, 3E-0.010
17HEXENYL ACETATE, 3Z-0.583
18ALCOHOL C 60.026
19METHYLISOPROPYLTHIAZOLE,  4,2-0.285
20ROSEOXIDE, CIS-0.003
21HEXENOL, 3E-0.038
22HEXENOL, 3Z-1.900
23HEXENYL ISOBUTYRATE,  3E/Z-0.090
24ALDEHYDE C 90.010
25HEXENOL, 4Z-0.012
26HEXYL BUTYRATE0.212
27LIMONENEPOXIDE,  1,2-Z-0.014
28FURFURAL1.126
29MENTHONE0.008
30CYCLOHEXANOL,  3,3,5-TRIMETHYL- P.10.006
31BENZALDEHYDE0.305
32DIHYDRO LINALOOL0.040
33LINALOOL0.936
34TETRAHYDRO  THIOPHENONE, 3-0.004
352-HYDROXYPROPYL  ACETATE0.030
36DIETHYL MALONATE1.096
37PROPYLENE GLYCOL,  1,2-1.796
383-Decanol0.016
39ISOPHORONE0.012
40TERPINENOL, 4-0.006
411-HYDROXY-2-PROPYL  ACETATE0.030
42HEXYL CAPRONATE0.190
43BUTYRIC ACID0.164
44TERPINEOL,  BETA-TRANS-0.006
45MENTHOL0.017
46DOWANOL DPnB  P.10.009
47METHYLBUTYRIC ACID,  2-0.602
48DOWANOL DPnB  P.20.014
49TERPINEOL, ALPHA-0.377
502-HYDROXYPROPYL  BUTYRATE0.021
512-HYDROXYPROPYL  BUTYRATE, 3-METHYL-0.008
521-HYDROXY-2-PROPYL  BUTYRATE0.010
53PROPYLENE GLYCOL  TRIMER 60.008
54CITRONELLOL0.007
55NEROL0.033
56PHENYLETHYL ALCOHOL,  1-0.012
57DAMASCONE, BETA-0.006
58DAMASCENONE, BETA-0.011
59GERANIOL0.120
60CAPRONIC ACID0.016
61OCTALACTONE, GAMMA-0.336
62IONONE, BETA-0.044
63OCTALACTONE, DELTA-0.022
64LINALOOL,  7-HYDROXY-6,7-DIHYDRO-0.176
65PYRONE, 3-HYDROXY-2-1.289
66ETHYLMALTOL0.376
67FURANEOL0.021
68CAPRYLIC ACID0.044
69TRIACETIN0.843
70MENTHOL, 8-HYDROXY,  NEO-0.019
71LACTOJASMONE0.013
72DECALACTONE, GAMMA-1.900
73DECALACTONE, DELTA-0.129
74MASSOIALACTONE0.173
75JASMINLACTONE0.025
76GAMMA UNDECALACTONE0.298
77PYRONE,  3,5-DIHYDROXY-2-METHYL-4-0.009
78CAPRIC ACID0.037
79GERANIOL,  7-HYDROXY-6,7-DIHYDRO-0.011
80UNDECALACTONE, DELTA-0.111
81DODECALACTONE, DELTA-0.299
82HYDROXYMETHYLFURFURALE,  5-0.022
83VANILLIN0.100
84BENZYL BENZOATE0.284
85PALMITIC ACID0.003
Sum17.14
 
从上述结果来看,从10%桃味果汁饮料里面一共鉴定测定了85个挥发性组分,总量约17.14mg/kg。样品含丰富的酯,醛,醇,酮,酸,内酯等化合物。酯类化合物提供各种香气:异佛尔酮,麦芽酚,紫罗兰酮,大马酮等提供桃子甜香味道;内酯有桃子特有味道;还有一些来自精油的成分。丙二醇为添加香精的溶剂。No.65,77,85等来自饮料样品基质的糖分。
2.4. 使用自动转盘式连续液液提取仪可以减轻人的劳动,不用使用分液漏斗的人工不断的震摇,放气,分层,转移出有机相,合并有机相的操作。节省萃取溶剂,例如一般分液漏斗萃取需要40mlX4的萃取溶剂,而自动转盘式连续液液提取仪仅需要40ml萃取溶剂就可以。但缺点是设备费用要高些,萃取时间较分液漏斗长,但萃取效率高,节省人力。
2.5. 对于某些含胶,蛋白的样品,和分液漏斗一样,自动转盘式连续液液提取仪也可能会产生乳化的问题,但控制好电磁搅拌速度就可以避免。
2.6. 由于液液萃取需要有机溶剂来提取,需要浓缩。这样对于沸点极低的易挥发组分可能会有所损失。例如二甲基硫醚漏检,需要顶空或固相微萃取等其它前处理方法来弥补。
2.7. 由于液液萃取是从水质样品或水溶性溶剂中提取,对于强极性化合物可能会有损失。例如麦芽酚(Maltol)等组分的回收率有影响。
该帖子作者被版主 荆棘鸟15 积分, 2经验,加分理由:话题!
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2018/9/14 22:05:15 Last edit by zongguitang 举报
symmacros
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请问楼主,乙醚的重蒸馏具体是如何做的?
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旋转分配器是提供萃取搅拌作用力的吗?是类似于磁力搅拌的装置吗?
yy_0324
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学习自动转盘式连续液液提取仪提取气质分析某桃汁的香气成分的相关知识!
qianguiyun1
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怎么才能知道香气成分全部提取出来了呢?
madmeimei
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GRANT
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见过但没使用过,请问下,此方法和SPME的测试结果相比较如何?同一样品来比较的话。
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2018/9/14 21:52:45 Last edit by zongguitang
baixi2010
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有两个问题想向朱老师请教:
1.自动转盘式连续液液萃取仪的价格是多少个大洋啊?
2.您在萃取时加入的内标是何种物质,是否方便透露?另外,表格中的浓度是否为各化合物峰面积与内标物峰面积之比得到,能否在表格下注明一下。
symmacros
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原文由 荆棘鸟(zongguitang) 发表:
旋转分配器是提供萃取搅拌作用力的吗?是类似于磁力搅拌的装置吗?
旋转分配器是提供萃取搅拌作用力的,就是带磁铁的搅拌子一样。烧瓶下面放一个电磁搅拌器,下面电磁搅拌器转动,上面的旋转分配器就跟着一起转动。转动速度由下面的电磁搅拌器来控制快慢。是类似于磁力搅拌的装置。
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原文由 qianguiyun1(qianguiyun1) 发表:
怎么才能知道香气成分全部提取出来了呢?
这个是根据经验而来,一般饮料需要2小时以上。做过峰面积随提取时间的曲线,在2小时后略有增加,但已经不多了,为了节省时间就选择2小时提取时间。如果时间运行,还可以长一些,例如3-4小时。
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