转盘式热稀释器

【前处理】自动转盘式连续液液提取仪提取[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质[/color][/url]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[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]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。[img=,690,346]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809091630227452_8396_1615838_3.jpg!w690x346.jpg[/img][align=center]图 1 自动转盘式连续液液提取仪示意图和实物图[/align]************************************************************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[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]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。[b]1试验部分[/b]1.1 仪器与装置安捷伦6890N/5973I[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]-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 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]gc[/url]/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。[b]1.4样品处理及分析方法[/b]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[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]gc[/url]-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[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]gc[/url]MS，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。[b]2 结果与讨论[/b]2.1. 实验结果10%桃味果汁饮料的总[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/3p][color=#3333ff]离子色谱[/color][/url]图（TIC）如下：[img=,690,514]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809091630595344_5670_1615838_3.jpg!w690x514.jpg[/img][align=center]图2. 10%桃味果汁饮料的总[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/3p][color=#3333ff]离子色谱[/color][/url]图（TIC）[/align]****************************************************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[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]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/sCi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[align=center]表 10%桃味果汁饮料挥发性成分表[/align][table=21][tr][td] [/td][td] [/td][td] [/td][/tr][/table] [table=355][tr][td]No.[/td][td]组分名称[/td][td]浓度[/td][/tr][tr][td]1[/td][td]Ethyl Acetate[/td][td]0.080 [/td][/tr][tr][td]2[/td][td]ETHYL BUTYRATE[/td][td]0.116[/td][/tr][tr][td]3[/td][td]ETHYL METHYLBUTYRATE-2[/td][td]0.005[/td][/tr][tr][td]4[/td][td]LIMETOL[/td][td]0.009[/td][/tr][tr][td]5[/td][td]PENTEN-2-OL, 3E-[/td][td]0.038[/td][/tr][tr][td]6[/td][td]ISOAMYL ALCOHOL[/td][td]0.007[/td][/tr][tr][td]7[/td][td]LIMONENE[/td][td]0.088[/td][/tr][tr][td]8[/td][td]BUTYL BUTYRATE[/td][td]0.015[/td][/tr][tr][td]9[/td][td]OCIMENE Z-BETA[/td][td]0.003[/td][/tr][tr][td]10[/td][td]BUTANONE, 3-HYDROXY-3-METHYL-2-[/td][td]0.017[/td][/tr][tr][td]11[/td][td]OCIMENE E-BETA[/td][td]0.003[/td][/tr][tr][td]12[/td][td]CYMENE, P-[/td][td]0.007[/td][/tr][tr][td]13[/td][td]HEXENOL, 3Z-[/td][td]0.013[/td][/tr][tr][td]14[/td][td]ALDEHYDE C 8[/td][td]0.006[/td][/tr][tr][td]15[/td][td]PROPANOL, 2-OXO-[/td][td]0.009[/td][/tr][tr][td]16[/td][td]HEXENYL ACETATE, 3E-[/td][td]0.010[/td][/tr][tr][td]17[/td][td]HEXENYL ACETATE, 3Z-[/td][td]0.583[/td][/tr][tr][td]18[/td][td]ALCOHOL C 6[/td][td]0.026[/td][/tr][tr][td]19[/td][td]METHYLISOPROPYLTHIAZOLE, 4,2-[/td][td]0.285[/td][/tr][tr][td]20[/td][td]ROSEOXIDE, CIS-[/td][td]0.003[/td][/tr][tr][td]21[/td][td]HEXENOL, 3E-[/td][td]0.038[/td][/tr][tr][td]22[/td][td]HEXENOL, 3Z-[/td][td]1.900[/td][/tr][tr][td]23[/td][td]HEXENYL ISOBUTYRATE, 3E/Z-[/td][td]0.090[/td][/tr][tr][td]24[/td][td]ALDEHYDE C 9[/td][td]0.010[/td][/tr][tr][td]25[/td][td]HEXENOL, 4Z-[/td][td]0.012[/td][/tr][tr][td]26[/td][td]HEXYL BUTYRATE[/td][td]0.212[/td][/tr][tr][td]27[/td][td]LIMONENEPOXIDE, 1,2-Z-[/td][td]0.014[/td][/tr][tr][td]28[/td][td]FURFURAL[/td][td]1.126[/td][/tr][tr][td]29[/td][td]MENTHONE[/td][td]0.008[/td][/tr][tr][td]30[/td][td]CYCLOHEXANOL, 3,3,5-TRIMETHYL- P.1[/td][td]0.006[/td][/tr][tr][td]31[/td][td]BENZALDEHYDE[/td][td]0.305[/td][/tr][tr][td]32[/td][td]DIHYDRO LINALOOL[/td][td]0.040[/td][/tr][tr][td]33[/td][td]LINALOOL[/td][td]0.936[/td][/tr][tr][td]34[/td][td]TETRAHYDRO THIOPHENONE, 3-[/td][td]0.004[/td][/tr][tr][td]35[/td][td]2-HYDROXYPROPYL ACETATE[/td][td]0.030[/td][/tr][tr][td]36[/td][td]DIETHYL MALONATE[/td][td]1.096[/td][/tr][tr][td]37[/td][td]PROPYLENE GLYCOL, 1,2-[/td][td]1.796[/td][/tr][tr][td]38[/td][td]3-Decanol[/td][td]0.016[/td][/tr][tr][td]39[/td][td]ISOPHORONE[/td][td]0.012[/td][/tr][tr][td]40[/td][td]TERPINENOL, 4-[/td][td]0.006[/td][/tr][tr][td]41[/td][td]1-HYDROXY-2-PROPYL ACETATE[/td][td]0.030[/td][/tr][tr][td]42[/td][td]HEXYL CAPRONATE[/td][td]0.190[/td][/tr][tr][td]43[/td][td]BUTYRIC ACID[/td][td]0.164[/td][/tr][tr][td]44[/td][td]TERPINEOL, BETA-TRANS-[/td][td]0.006[/td][/tr][tr][td]45[/td][td]MENTHOL[/td][td]0.017[/td][/tr][tr][td]46[/td][td]DOWANOL DPnB P.1[/td][td]0.009[/td][/tr][tr][td]47[/td][td]METHYLBUTYRIC ACID, 2-[/td][td]0.602[/td][/tr][tr][td]48[/td][td]DOWANOL DPnB P.2[/td][td]0.014[/td][/tr][tr][td]49[/td][td]TERPINEOL, ALPHA-[/td][td]0.377[/td][/tr][tr][td]50[/td][td]2-HYDROXYPROPYL BUTYRATE[/td][td]0.021[/td][/tr][tr][td]51[/td][td]2-HYDROXYPROPYL BUTYRATE, 3-METHYL-[/td][td]0.008[/td][/tr][tr][td]52[/td][td]1-HYDROXY-2-PROPYL BUTYRATE[/td][td]0.010[/td][/tr][tr][td]53[/td][td]PROPYLENE GLYCOL TRIMER 6[/td][td]0.008[/td][/tr][tr][td]54[/td][td]CITRONELLOL[/td][td]0.007[/td][/tr][tr][td]55[/td][td]NEROL[/td][td]0.033[/td][/tr][tr][td]56[/td][td]PHENYLETHYL ALCOHOL, 1-[/td][td]0.012[/td][/tr][tr][td]57[/td][td]DAMASCONE, BETA-[/td][td]0.006[/td][/tr][tr][td]58[/td][td]DAMASCENONE, BETA-[/td][td]0.011[/td][/tr][tr][td]59[/td][td]GERANIOL[/td][td]0.120[/td][/tr][tr][td]60[/td][td]CAPRONIC ACID[/td][td]0.016[/td][/tr][tr][td]61[/td][td]OCTALACTONE, GAMMA-[/td][td]0.336[/td][/tr][tr][td]62[/td][td]IONONE, BETA-[/td][td]0.044[/td][/tr][tr][td]63[/td][td]OCTALACTONE, DELTA-[/td][td]0.022[/td][/tr][tr][td]64[/td][td]LINALOOL, 7-HYDROXY-6,7-DIHYDRO-[/td][td]0.176[/td][/tr][tr][td]65[/td][td]PYRONE, 3-HYDROXY-2-[/td][td]1.289[/td][/tr][tr][td]66[/td][td]ETHYLMALTOL[/td][td]0.376[/td][/tr][tr][td]67[/td][td]FURANEOL[/td][td]0.021[/td][/tr][tr][td]68[/td][td]CAPRYLIC ACID[/td][td]0.044[/td][/tr][tr][td]69[/td][td]TRIACETIN[/td][td]0.843[/td][/tr][tr][td]70[/td][td]MENTHOL, 8-HYDROXY, NEO-[/td][td]0.019[/td][/tr][tr][td]71[/td][td]LACTOJASMONE[/td][td]0.013[/td][/tr][tr][td]72[/td][td]DECALACTONE, GAMMA-[/td][td]1.900[/td][/tr][tr][td]73[/td][td]DECALACTONE, DELTA-[/td][td]0.129[/td][/tr][tr][td]74[/td][td]MASSOIALACTONE[/td][td]0.173[/td][/tr][tr][td]75[/td][td]JASMINLACTONE[/td][td]0.025[/td][/tr][tr][td]76[/td][td]GAMMA UNDECALACTONE[/td][td]0.298[/td][/tr][tr][td]77[/td][td]PYRONE, 3,5-DIHYDROXY-2-METHYL-4-[/td][td]0.009[/td][/tr][tr][td]78[/td][td]CAPRIC ACID[/td][td]0.037[/td][/tr][tr][td]79[/td][td]GERANIOL, 7-HYDROXY-6,7-DIHYDRO-[/td][td]0.011[/td][/tr][tr][td]80[/td][td]UNDECALACTONE, DELTA-[/td][td]0.111[/td][/tr][tr][td]81[/td][td]DODECALACTONE, DELTA-[/td][td]0.299[/td][/tr][tr][td]82[/td][td]HYDROXYMETHYLFURFURALE, 5-[/td][td]0.022[/td][/tr][tr][td]83[/td][td]VANILLIN[/td][td]0.100[/td][/tr][tr][td]84[/td][td]BENZYL BENZOATE[/td][td]0.284[/td][/tr][tr][td]85[/td][td]PALMITIC ACID[/td][td]0.003[/td][/tr][tr][td]Sum[/td][td]17.14[/td][/tr][/table] 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。