中文：固相微萃取有效性Cryofocusing在Orange的挥发性成分分析果汁[.doc

固相微萃取有效性Cryofocusing在桔子果汁中的挥发性成分分析 Akihiko HASHIMOTO, Kazumasa KOZIMA 和 Koji SAKAMOTO Hiroshima 广岛县食品科技研究中心,12-70 Hijiyamahon-machi, 南区, 广岛, 732-0861, 日本2005年3月18日收到,2006年8月23日接受 我们学习了Cryofocusing在运用固相微萃取分析挥发性成分的有效性将比较运用了Cryofocusing的和没有用Cryofocusing的观察来估计保留时间，解析度和峰面积， 发现运用了Cryofocusing的比没有用Cryofocusing的分辨率和峰面积大。因此，固相微萃取能有效的来痕量分析桔子果汁中的挥发性成分。关键字：固相微萃取，桔子汁，食品风味，气相色谱仪，Cryofocusing，解析度简介固相微萃(SPME)气质联用取是一种新的样本处理的技术，它能提取和浓缩样品基体中的挥发性成分。固相微萃取的光纤能直接进入气相质谱仪的注射器中，而且这数据也是高度可信赖的因为没有溶剂的使用。为此有多种光纤在固相微萃取应用。在固相微萃取中，样品的挥发性成分被光纤吸收，然后经过一个高温解析过程进入气相质谱仪。这个过程很慢，而且解析时间对解析度有很大的影响。根据一些报道(Deibler et al.,l999; Elmore et al., l997; Jia et al.,1998)持续解析2分钟，Fischer和Fischer (l997) 决定解析时间为15分钟，而Bicchi et al. (l997)报道解析时间为5分钟。这些变化显示了在运用固相微萃取来分析食品风味中很困难决定解析时间。吹扫捕集和固相微萃取有相同的问题就是很困难去决定解析时间。然而，吹扫捕集中解析时间能是使Cryofocusing延长(Shimoda and Shibamoto, l990a; Shimoda and Shibamoto, l990b)。Cryofocusing能有效的来解决在固相微萃取中这些固有的问题。目前，我们研究运用Cryofocusing固相微萃取测量桔子汁中的挥发性成分的有效性，并将与使用普通固相微萃取的分析的结果进行比较 。材料和方法Single-strength桔子汁是向一家在Hiroshima县的食品制造商购买的，一毫升的桔子汁放在一个小瓶(6-CV, 2238mm, Chromacol, Herts, United Kingdom)中，里面放有标准溶液(10uL of 1% 环乙醇) 。这个溶液在40的环境中放置10分钟，然后固相微萃取的光纤插入有隔板密封的小瓶中并保持在注射口20分钟，将五种固相微萃取的光纤吸附能力进行比较。发现CAR/PDMS和sfDVB/CAR/PDM是低极性，sf-DVB/PDMS有中极性，sfCW/DVB是高极性的。惠普5890系列II安装FID (Hewlett-Packard, Palo Alto, California)实现了气相质谱分析，惠普3396系列II的积分器输出气相质谱分析的数据。注射温度为260，检测器的温度为230，用一根DB-WAX毛细管柱(60m0.25mm I.D.0.25 mm film thickness, Agilent, Palo Alto,California)来分析挥发性成分。运载气体是氦气，箱温以每分钟3的速度从40 升到 230固相微萃取Cryofocusing的运行如下：气相质谱的加热停止后，气相质谱仪的柱头(10 cm)浸入液氮收集不分流模式中的挥发性成分，固相微萃取的光纤插入注射器并保持7分钟。结果与讨论固相微萃取光纤的稳定期来检查吸附的挥发性成分如表1：表1：使用固相微萃取光纤上cryofocusing1分钟时桔子汁中主要挥发性成分 列着放有内标物的桔子汁中用固相微萃取光纤分析的9种主要挥发性成分的峰面积和相应的峰面积。CAR/PDMS的峰面积作为相对峰面积的标准，使用CAR/PDMS获得的峰面积作为一个百分比来定义相应的峰面积。CAR/PDMS和 sfCAR/PDMS吸附的a-蒎烯与乙酸辛酯的峰面积相等，CAR/PDMS吸附的甲基异丙基苯比sfCAR/PDMS吸附的高，然而这个相对的结果用来分析其他挥发性成分。CAR/PDMS的基质用石英玻璃制作，SfCAR/PDMS 和其他 StableFlex 光纤的基质由柔韧的石英玻璃和聚丙烯酸酯制作。CAR/PDMS 和sfCAR/PDMS的吸附由于没有基质的吸附，它们的吸附特征应该是一样的。基质加强了吸附剂和中心金属的联系，然而当前的学习结果显示者两种光纤的吸附特征优势不一样的。sfDVB/CAR/PDMS 和 CAR/PDMS的峰面积在这五种固相微萃取的光纤中相对大一些，sfDVB/PDMS and sfCW/DVB的峰面积比较小。在桔子汁中的挥发性成分主要是被低极性吸附剂受吸附。Clark 和 Bunch (1997)报道吸附在烟草中的挥发性成分取决于不同固相微萃取光纤的使用；所以要选择一个合适的固相微萃取光纤来分析挥发性成分。因为SfDVB/CAR/PDMS and CAR/PDMS 有效的吸附所有在桔子汁中的主要挥发性成分，所以用这些光纤经过固相微萃取气相质谱联用分析。图1显示了在桔子汁中的挥发性成分。表2列出了运用Cryofocusing和不用Cryofocusing的保留时间，理论塔板数和相对的峰面积。运用了Cryofocusing技术获得的峰面积作为一个百分比，来定义没有运用Cryofocusing技术的相对峰面积。没有运用Cryofocusing一般的解析时间是2分钟(Deibler et al.,1999; Elmore et al., 1997; Jia et al., 1998)。解析时间会影响气相质谱的分辨率，我们需要去确定最佳时间。理论塔板数为N，获得的保留时间为tR，半宽度为w0.5在保留时间里，理论塔板数越高则峰越窄，因此理论塔板数是色谱分辨率的指示器。没有运用Cryofocusing(解析时间=1分钟)，乙醇在sfDVB/CAR/PDMS光纤中的保留时间是6分钟。然而运用了Cryofocusing的时间是6.8分钟，显然运用了Cryofocusing的保留时间比没有运用Cryofocusing的世界长。没有运用Cryofocusing的解析时间越长则保留时间越短。运用了Cryofocusing时，a-蒎烯的保留时间是8.8分钟；但是没有运用Cryofocusing时保留时间只有4分钟（解析时间为7分钟）没有运用Cryofocusing时，sfDVB/CAR/PDMS的相对峰面积是94%（解析时间为1分钟）。解析时间为2分钟与更长的解析时间获得的峰面积是一样的。使用sfDVB/CAR/PDMS时，解析时间为1分钟吸附乙醇和其他九种挥发性成分。运用Cryofocusing使用sfDVB/CAR/PDMS时， 乙醇的理论塔板数为1.2105 ，没有运用Cryofocusing的是3.7104。运用了Cryofocusing的解析率大于没有运用的。运用Cryofocusing时，a-蒎烯的理论塔板数是2.3105，没有运用的是5.0105 （解析时间为1分钟），显然结果是不同的。没有运用Cryofocusing时， 解析时间越长则理论塔板数越小，峰越宽。这意味着，没有运用Cryofocusing时挥发性成分没有集聚在柱头，结果显示短的解析时间可提高分辨率。在色谱图中d-柠檬烯、 p-甲基异丙基苯、异松油烯、十三烷、环乙醇、乙酸辛酯的峰运用了Cryofocusing和没有运用的一样。在图1 (1)中展示的是运用Cryofocusing获得的在a-蒎烯，月桂烯和a-萜品烯前面的峰，它们比在其他色谱图中的峰更锋利。如果缺少Cryofocusing这些挥发性成分的结果很低，但是d-柠檬烯在柱头 40（箱的起初温度）是能被集聚结果很高。将运用了Cryofocusing的结果与没有运用Cryofocusing的结果进行比较，尽管这些峰面积不同，但是理论塔板数一样，建议将固相微萃取光纤解析挥发性成分的时间为1分钟。因此，1分钟的解析时间也适合没有运用Cryofocusing的sfDVB/CAR/PDMS，尽管这个结果很低。尽管解析时间只有1分钟运用Cryofocusing时，但是结果却比没有运用Cryofocusing的高。CAR/sfDVB/CAR/PDMS 和 CAR/PDMS的解析趋势是不同的。用CAR/PDMS在没有运用Cryofocusing时的乙醇的峰面积比运用了Cryofocusing的小，CAR/PDMS的解析时间很慢，因为解析时间越长则理论塔板数越小在没有运用Cryofocusing时没有运用Cryofocusing，很困难去获得重视的结果。尽管运用Cryofocusing时解析时间只有1分钟，但是峰面积和理论塔板数却比没有运用Cryofocusing时的大。结果显示固相微萃取Cryofocusing技术课有效的分析含量高的挥发性成分，而且短的保留时间则解析率高(取决于保留指数1182 )。1分钟时最佳的解析时间没有运用Cryofocusing时对于sfDVB/CAR/PDMS来说，因为这个水平上光纤的解析和结果是最好的。但是，运用了Cryofocusing时解析和结果都比较好。总得来说，我们的固相微萃取允许去分析高挥发性的微量挥发性成分，确保高的解析率。因为食品风味含有很多高度的挥发性成分Arora et al.,1995; Chin et al.,1996; Jia et al.,1998)所以固相微萃取cryofocusing将会有效并广泛应用于食品分析。图一中，气相色谱挥发性成分固相微萃取(桔子汁受到sfDVB /CAR/ PDMS纤维)分析。（1)采用cryofocusing(解吸时间= 7分钟),(2)没有采用cryofocusing(解吸时间=1分钟),(3)没有采用cryofocusing(解吸时间=2分钟)、(四)没有采用cryofocusing(解吸时间=5分钟),(5)没有采用cryofocusing(解吸时间=7分钟)。A:乙醇;B:a-蒎烯;C：月桂烯;D：a-萜品烯;E：d-l柠檬烯;F:p-甲基异丙基苯;G：erpinolene;H：十三烷;I:环己醇(内部标准);和J:辛基醋酸。参考文献 Arora, G., Cormier, F. and Lee, B. (1995). Analysis of odor-activevolatiles in cheddar cheese headspace by multidimensional GC/MS/sniffng. J. Agric. Food Chem.,43,748-752.Arthur, C.L. and Pawliszyn, J. (1990). Solid-phase microextraction with thermal desorption using fused silica optical fibers. Anal. Chem., 62 ,2145-2148 . Bicchi, C.P., Panero, O.M., Pellegrino, G.M. and Vanni, A.C. (1997). Characterization of roasted co#ee and co#ee beverages by solid phase microextraction-gas chromatography and principal component analysis. J. Agric. Food Chem.,45, .4680-4686. Chin, H.W., Bernhard, R.A. and Rosenberg, M. (1996). Solid phase microextraction for cheese volatile compound analysis. J. Food Sci.,61, 1118-1122. Clark, T. J. and Bunch, J.E. (1997). Qualitative and quantitative analysis of flavor additives on tobacco products using SPMEGC- mass spectroscopy. J. Agric. Food Chem., 45, 884-849. Deibler, K.D., Acree, T.E. and Lavin, E.H. (1996). 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