◎ 張煥峰
(中智經(jīng)濟技術合作股份有限公司,上海 200072)
當分析工業(yè)香精香料里的揮發(fā)性成分時,為了讓香味成分順利被分離,需要用到蒸餾萃取的方式。該方法的操作流程為:將有機溶劑蒸汽和水蒸氣混合均勻并置入蒸餾萃取裝置中,將香精香料里面的香味成分順利萃取出來,讓其融入有機溶劑。用該操作方法萃取時,使用的溶劑比較少,可以回收到更多的香味成分。當對煙葉里面的致香物質(zhì)進行分析時,我國最常采用的分析技術是蒸餾萃取前處理技術[1-2]。廖啟斌等人選擇LY10號香料作為研究對象,為了分析其中的揮發(fā)性成分以及半揮發(fā)性成分,選擇將蒸餾萃取檢測與氣象色譜、氣質(zhì)譜聯(lián)合的方式來進行分析檢測,在檢測LY10號香料中存在的香味成分時,選擇的測定方式是內(nèi)標法定量檢測。不僅如此,他們還運用了兩種不同的前處理方法來試驗,一種是蒸餾萃取法,另一種是液-液萃取法,最終結果顯示,蒸餾萃取法獲得的結果更優(yōu)良。張峻松等人[3]將山楂果作為原料,在酶發(fā)酵法的作用下制造出了新型山楂香料。在定量分析傳統(tǒng)山楂香料以及新型山楂香料的揮發(fā)香味成分時,運用了兩種不同的方法,一種是氣相色譜法,另一種是蒸餾萃取法,此次檢測共測得香味成分31種。賈春曉等人[4]定量分析天然棗香料中的揮發(fā)香味成分時,運用的檢測方法為蒸餾萃取-氣相色譜法,此次檢測共測得香味成分23種。盛志藝等人定量分析了食品香精中的香味成分,運用的檢測方法不僅有蒸餾萃取法,還運用了色譜分析法,之后又通過實驗驗證,確定這種同時采用兩種方法檢測的方式有效,且具有一定靈敏性。
(1)當運用固相萃取方式檢測時,其檢測對象可以是固體、氣體與液體,但是這些檢測對象都必須是可溶性的。該方法屬于液相色譜分離法,其分離的洗脫方式是“數(shù)字式”開關方式,但液相色譜分離法的洗脫方式是連續(xù)洗脫方式。事實上,這項技術在國外早已被廣泛應用,主要用來檢測葡萄酒中的萜類致香成分。
(2)當運用固相微萃取技術檢測時,其檢測對象通常是有機物,且這種有機物既可以是全揮發(fā)性的,也可以是半揮發(fā)性的。
(3)攪拌棒吸附萃取。該方法是在固相微萃取技術基礎上得到的,是一種新型檢測方法,這種方法相比于固相微萃取檢測法,能對里面攪拌子攪拌的競爭吸附有所規(guī)避。且這種檢測方法還設計出了頂空吸附萃取法,又被稱為HSSE法。因為萃取材料較多,所以,HSSE的檢出限會更加低,甚至能夠達到nmol·L-1。KarhyRidgway等在提取食品中的香精香料時運用了多種前處理方式,通過比較,他們發(fā)現(xiàn)HSSE相較而言有更多優(yōu)點,其操作步驟極其簡單,容易上手,而且研究對象可以是多樣食品樣品。國內(nèi)也開始廣泛運用HSSE檢測法,主要是將其運用在食品香精香料的檢測中,例如蘋果酒、葡萄酒以及肉制品中[2]。
頂空技術又被稱為HS,不是直接測定方法,而是間接測定方法,其主要是分析存在于液體或固體里面的揮發(fā)性成分的蒸汽相。王吳陽等人分析與檢測了天然香精中的揮發(fā)性化學成分,運用的方法就是靜態(tài)頂空-毛細管氣相色譜-質(zhì)譜法。該方法定性分析了香精中的揮發(fā)性成分,采用將保留指數(shù)檢索與質(zhì)譜結合的方式,本次檢測中,檢測出的化合物達到68種。除此之外,他們還考察了該方法的精密度,通過該方法分離出的梔子的RSD區(qū)間是0.62~9.36。劉百戰(zhàn)、高蕓在對動態(tài)鮮花的頭香成分進行檢測時,運用的方式是固相微萃取法。葛興在對天然香油料中的香味化學成分進行分析檢測時,運用的方式有質(zhì)譜法、靜態(tài)頂空進樣法以及氣相色譜法。李鋒等在蒸餾萃取法的基礎上,將加熱的溫度以及時間等因素做了調(diào)整與平衡,讓煙草香精香料的檢測方法更加精確與穩(wěn)定。王昊陽等在分析檢測天然香精中化合物與揮發(fā)成分時,運用的檢測方式有質(zhì)譜法與氣相色譜法,這種方法有利于之后分析與檢測擁有復雜揮發(fā)性的其他樣品,例如食品、煙草藥等。郜強等在國內(nèi)是第一次運用 DH-氣質(zhì)聯(lián)用技術分析我國烤煙香型和香氣成分之間聯(lián)系的,這種方式揭示各種香型煙葉的化學特征,通過比較與計算得出結論:運用這種方式檢測時,其保留時間的相對標準偏差范圍不會高于0.033%、低于0.003%,該結果說明 DH-氣質(zhì)聯(lián)用技術有一定的重現(xiàn)性與穩(wěn)定性。綜上所述,頂空技術不會對色譜柱產(chǎn)生較大的傷害,在頂空技術中,廣泛使用的方法是靜態(tài)頂空法。
微波輔助樣品前處理裝置可以有效將待測食品中的易揮發(fā)物質(zhì)分離出來,其工作機理主要是利用微波可以對介質(zhì)選擇性加熱。在微波爐腔中放置待測品,一般情況下,因為樣品溶劑含有的介質(zhì)損耗因子較低,介電常數(shù)較大,所以,微波能可以被樣品溶劑直接吸收,導致局部過熱的情況出現(xiàn),細胞結構遭到嚴重破壞,釋放出香精物質(zhì)。Lucchesi等為了將香料里的香精油萃取出來,提出了一種新的萃取裝置——無溶劑微波萃取裝置。該裝置通常是在常壓狀態(tài)下,不用添加溶劑,主要是將干蒸餾法以及微波加熱結合使用。當微波照射到待測物后,里面的水分會因為照射而導致膨脹,出現(xiàn)細胞壁破裂的情況,釋放出里面的香精油。這些香精油通過冷凝裝置被全部收集,與此同時,剩下的水分會重新回流到物料內(nèi),保證物料里面有充足的水分。Jianming Dai等運用了許多方式將薄荷葉里的薄荷酮以及薄荷醇提取出來,事實上,薄荷酮與薄荷醇在很多食品加工工藝中都被當作天然香料。當提取時,正己烷被當成溶劑,通過多種技術提取這兩種物質(zhì)。從最終的結果來看,不管是色澤的鮮艷度,還是香氣的純度,最好的提取技術是微波輔助提取技術。所以,該技術能夠與其他前處理技術聯(lián)合使用,有利于提升提取效率[5]。
通過討論蒸餾法、頂空技術、固相萃取等技術進行工業(yè)香精香料檢測時,能夠發(fā)現(xiàn)這些技術除了運用于該檢測外,還能應用于更多領域,有著廣闊的發(fā)展前景。除此之外,以上提及的前處理技術都有各自的優(yōu)勢與缺陷,運用時要將這些優(yōu)缺點考慮在內(nèi)。在這些前處理技術中,運用蒸餾法檢測,所需樣品用量不多,呈現(xiàn)出的GC圖形較好,而且重復性與萃取量都比較好,該技術常用來定量分析食品香精香味成分,但是蒸餾法會讓含香物質(zhì)在長時間中受熱引起化學反應,使里面的化學成分發(fā)生變化;運用頂空技術檢測,不用提取里面的溶劑,而且色譜柱不會受到很大的傷害,目前國內(nèi)使用最廣泛的頂空技術是靜態(tài)頂空方法;采用固相微萃取技術檢測,該方法有極高的靈敏度、操作較為簡單、容易上手,而且在檢測的過程中不需要使用溶劑,特別有利于剖析定性香精,只是還需再優(yōu)化準確定量分析的方法;運用微波輔助樣品技術進行檢測,其沒有任何毒害、任何殘留,萃取的物質(zhì)不會有水解反應、酯化反應與氧化反應發(fā)生,因此,最終萃取出的物質(zhì)依舊是原物質(zhì),但這種方式很難獲得高純度的產(chǎn)品。
除了以上檢測前處理技術,還有很多新興技術,最為常見的技術有電子舌以及電子鼻,這種新興技術和色譜等儀器不同,其雖然也是對復雜氣味進行識別與檢測,但并非僅對里面的某種或者哪幾種成分進行定量或定性,而是定量、定性樣品的整體氣味。因為電子鼻以及電子舌擁有較為簡便的操作,對氣味有極強的敏感性,而且擁有較快的檢測速度,所以在很多領域都有廣泛應用,例如,食品、環(huán)境、醫(yī)藥等。黃勇強等就曾用電子鼻來分析區(qū)分蘋果香精、丁酸乙酯、芳樟醇,電子鼻可以較為容易的識別香精的不同,識別正確率達到97. 21%。另外,近年國內(nèi)還出現(xiàn)了一種更新的檢測方法,即拉曼光譜法,該方法常被用于檢測擁有特別突出的拉曼光譜的香精香料。該檢測方法的機制主要是定性、定量待測物,主要測量待測物中的峰強度、拉曼峰位置等。Carlos Eduardo Da Sliva 等也運用了一種新型技術來檢測,是傅立葉變換近紅外-拉曼光譜技術,運用該技術對亞麻油酸以及類胡蘿卜素進行了檢測。除以上檢測方法外,還有一種新型檢測方法是薄層色譜法,運用這種方法時,需要用到基片、色譜圖,其主要的檢測方法是把待測物固定涂勻到基片上,形成薄層,將其點樣后與色譜圖作對比,這樣就能夠測出樣片里面存在的組分種類情況。但是這種檢測方法不是所有物質(zhì)都適用,其適用的物質(zhì)范圍是擁有極小的揮發(fā)性,且當處于高溫狀態(tài)時,會特別容易有化學變化發(fā)生的物質(zhì)。隨著科學技術的進步,針對工業(yè)香精香料的分析與檢測方法越來越多。目前,國內(nèi)常用的色譜、電子舌以及色譜-質(zhì)譜法等已經(jīng)能夠?qū)^為復雜的樣品進行識別與檢測。要想更加快速、精準地對工業(yè)香精香料進行檢測,就需針對待測物的特性,挑選最適合的前處理方法以及檢測方法。