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粮食与油脂 2010年第7期
固相微萃取在食品挥发性组分测定方面研究进展
余泽红,贺小贤,丁勇。常海山
(陕西科技大学生命科学与工程学院, 陕西西安710021)
摘要:固相微萃取是一种新颖的样品前处理与富集技术,其克服传统预处理方法几乎所有缺点,
可与多种色谱技术联用;对食品风味组分检测大多采用固相微萃取与GC、GC—MS等技术联用。
而新涂层开发、与其它分析方法联用是固相微萃取测定挥发性组分研究方面重要方向。
关键词:固相微萃取;挥发性组分;气相色谱一质谱联用
Research progress on solid phase micro...extraction
determination of volatile components in foods
YU Ze—hong,HE Xiao—xian,DING Yong,CHANG Hai-shan
(College of Life Science and Engineering,Shaanxi university of science and technology,Xi’an 710021,China)
Abstract:SPME is a novel sample pretreatment and enrichment techniques,It overcomes almost all
shortcomings of the traditional preprocessing methods,can also be used in conjunction with a variety
of chromatographic techniques.Flavor components in foods are mostly detected by solid phase micro-
extraction combined with GC or GC—MS techniques.The new investigative directions of SPME are
development of new coating and other analysis methods combined with solid phase micro——extraction.
Key words:solid phase micro-extraction;volatile component;gas chromatography-mass spectrometry
中图分类号:TS207.3 文献标识码:A 文章编号:1008—9578(2010)07—0044—03
1固相微萃取概述
物质。HS-SPME较DI-SPME优势在于:首先,能消
固相微萃取(solid phase micro—extraction,SPME) 除静态水层对萃取影响而使被测物分散能力大大提
技术是20世纪90年代兴起一项新颖的样品前处理 高;其次,避免将水蒸汽带入色谱柱,延长柱使用寿
与富集技术,最先由加拿大Waterloo大学Pawliszyn 命;第三,能使SPME技术应用到组成较为复杂样本,
教授研究小组于1989年首次进行开发研究,属非溶 更适于分析气态、液态和固态样品中挥发性成分。顶
剂型选择性萃取法…。作为一种预处理方法,固相微
空固相微萃取要成功提取被分析物中风味组分需两
萃取可与气相色谱等分析方法联用。对样品浓缩,传 个步骤:将被分析物从提取相中分离;从基质中释放
统方法有:液液萃取、固相萃取、超临界流体萃取、静 被分析物 。如酒中风味组分测定大多采用顶空固
态和动态顶空进样等;但这些方法都存有一些缺点,
相微萃取 ~引。
如高成本、操作繁琐、灵敏度低、提取时间长、手工操 2固相微萃取联用技术
作、溶剂污染等 。近年用于食品微量挥发性组分分
2.1固相微萃取与气相色谱(GC)、质谱(MS)联用
析主要方法有静态顶空分析和吹捕扫描动态顶空分 SPME—GC是发展最早、且较为完善一种联用技
析c3 ,固相微萃取是最常用一种方法,尤其是顶空固
术,主要针对检测一些沸点相对较低挥发性或半挥发
相微萃取技术近年来非常流行 。其克服传统预处 性有机物。后来发展为SPME—GC—MS联用方法,它
理方法几乎所有缺点,如无需有机溶剂、分析样品量
是一种鉴定挥发性成分有力工具,是分析食品风味组
少、操作简单、快速、费用低,集采样、萃取、浓缩、进样
分常用手段。该法简单、灵敏、高效、无需有机溶剂,
于一体,能尽可能减少被测物质损失,并能与气相色 对微量、痕量物质具有很强预富集能力…。2003年前
谱和液相色谱联用,可直接从固体和液体基质中提取
国内关于SPME—GC—MS联用方法在食品风味组分
分析物;但固相微萃取对实验条件如加热温度、提取 分析报道还很少,近几年应用越来越多,并引起广泛
时间、样品量、样品浓度等非常敏感 。影响SPME 关注。SPME—GC、SPME—GC—MS已逐渐成为分析食
萃取效果因素包括萃取头涂层选择、取样时间、萃取
品风味组分最有发展前景技术之一 。
温度、加盐量和搅拌速度等:其中萃取温度、萃取时间
2.2固相微萃取与高效液相色谱(HPLC)联用
和加盐量选择是决定萃取效果重要因素。 该联用技术出现于1995年,在其后几年已有进一
固相微萃取包括直接固相微萃取(direct—solid
步发展,较多用于较强极性化合物分析“叫。SPME—
phase micro—extraction,DI-SPME)和顶空固相微萃取
GC、SPME—GC—MS不适于热不稳定化合物反表面活
(head space—solidphase micro-extraction,HS—SPME)。
性剂、药物、肽、蛋白质、强极性杀虫剂等半挥发和不
DI—SPME是将纤维头直接插入液体样品中或暴露于 挥发组分分析,而固相微萃取一高效液相色谱联用可
气体中,尤其适于气态样品和干净基体液体样品。而
解决其局限性,从而扩大固相微萃取使用范围。
HS—SPME是将萃取头置供试品上方蒸气相中萃取、
2.3固相微萃取与其它分析技术联用
吸附组分,顶空取样适于易挥发(如苯系物)和半挥发 (1)SPME与毛细管电泳联用。如Wang等将固
收稿日期:2010—06—03
作者简介:余泽红(1985 ̄)女,硕士研究生,研究方向:食品生物技术。
2010年第7期 粮食与油脂 45
相微萃取与CE联用测定环境中酚类化合物…。
(2)顶空固相微萃取不适于检测固体样品中难挥
发组分,若将SPME与微波辅助萃取结合可达到顶空
固相微萃取效率,不会发生固体溶剂与SPME涂层竞
争问题…。
(3)固相微萃取作为前处理技术,还可与红外光
谱、分光光度法等技术联用。
3 SPME研究进展
SPME技术虽在1990年已研究建立,但作为一
种样品制备技术进入环境、食品等应用领域始于上世
纪90年代中后期。上世纪末到本世纪初,该技术在
食品分析中应用发展尤为迅猛,可应用于食品风味分
3.2 SPME在其它食品风味组分测定方面应用
SPME在其它食品风味组分测定方面应用,如阎玉
林等u引采用顶空固相微萃取一气相色谱法对酿造食
醋和配制食醋挥发性成分进行定性定量分析研究,发
现不同醋样所含挥发成分种类及其含量均存在着较大
差异性,为评价和鉴定食醋内在质量建立一个准确方
法。Gema Flo ̄s等 采用固相微萃取一多维气相色
谱(SPME—MDGC)联用技术从初榨橄榄油和精炼榛
子油中提取出21种混合物。Pontes等 叫采用顶空固
相微萃取一气相色谱一四级质谱联用技术从西番莲
果中提取出71种风味组分。韩素芳,钟冬莲等 ”建
立采用固相微萃取一气相色谱一质谱联用测定杨梅
析、农药残留及各类污染物监测,其分析对象也从蔬
菜、水果、各种酒类、饮料、乳品拓展到其它各类加工
食品。如对酒类分析应用始于葡萄酒,后拓展到啤酒,
这是由于这两种酒类传统样品制备技术较复杂,基质
也较复杂,在风味测定前,需要一种强富集能力且高
效前处理方法,因而也促进SPME发展;相比而言,对
蒸馏酒应用就略少些。
3.1 SPME在酒中风味组分测定应用
SPME在啤酒和果酒风味组分测定应用较广。
如:郭静,岳田利等 利用固相微萃取与气相色谱、
质谱联用技术,对猕猴桃果酒中香气成分进行分析,
优化提取条件,建立快速测定猕猴桃酒中香气物质方
法。刘红河,黎源倩等 采用环氧树脂作为固相涂
层制作固相微萃取(SPME)装置,建立顶空固相微萃
取一气相色谱法(HS—SPME-GC)测定酒精饮料中
甲醇和杂醇油方法,并对萃取条件和色谱条件进行优
化,该法简便、快速、灵敏、精密度好,拓宽SPME应用
范围。马小佩,王立等… 采用顶空固相微萃取(HS—
SPME)、气相色谱一质谱(GC—MS)、气相色谱一嗅闻
(GC—O)等方法对所制成米饮料挥发性风味成分变化
进行测定。张影陆,范文来等“ 应用顶空固相微萃
取(HS—SPME)和气质联用(GC—MS)快速测定果酒
中挥发性微量成分,在4种果酒中共检测出113种挥
发性成分,鉴定出80种,主要包括l4种醇类、29种酯
类、3种醛酮类、10种酸类、3种酚类、15种萜烯类和降
类异戊二烯类、5种呋喃类及1种硫化物。胡国栋,张
小磊¨引等采用固相微萃取技术测定啤酒中18种微
量香味组分,它们分别属于酯类、醇类、酸类、醛类、酚
类、含硫化合物和含氧杂环化合物,从而实现啤酒主
要脂肪酸与醇、酯、醛等挥发性组分在一次进样中同
时测定目标。该法覆盖国内沿用静态顶空法所能完成
分析挥发性香味组分,又将分析对象延伸到较难挥发
组分,从而实现一次进样即可构筑啤酒香味组分“骨
架”目标。王方等n 采用顶空固相微萃取(HS—SPME)
技术结合气相色谱一质谱法(GC—MS)对王朝玫瑰
(Musc ̄)葡萄酒中挥发性成分进行分析研究。石金
飞,赵海峰等 采用固相萃取一气相色谱一质谱联
用仪(SPME—GC—MS)对啤酒中高级醇和酯类进行检
测。沈海月等 刚利用顶空固相微萃取(HS—SPME)
对四种红葡萄酒挥发性成分进行萃取,采用气相色
谱一质谱技术对其进行分析,共检测到94种化合物。
此外,胡国栋m 对固相微萃取国内外研究进展进行
详细阐述。
香气组分实验方法。赵峰等 z 用顶空固相微萃取
(HS—SPME)与GC—MS联用在红富士苹果中检测出
55中芳香成分。周晓媛等 采用同时蒸馏萃取(SDE)
和HS~SPME两种方法提取传统发酵辣椒挥发性成分,
通过GC-MS联用仪对挥发性成分进行分离鉴定,共
得到10类56种化合物。吴继军,徐玉娟等 顶空固
相微萃取一气质联用测定桑葚果醋中共35种挥发性
组分,主要包括有机酸类、酯类、醇类、烯类、酮类、噻唑
等。Marina Contini等 对顶空固相微萃取定量分析
初榨橄榄油中挥发性组分效果进行研究。
3.3 SPME在药物分析方面应用
在药物分析方面,2004年廖远熹,王昊阳等 用
顶空固相微萃取前处理,再用气相色谱一质谱联用方
法分别鉴定复方祛风湿止痛膏、经典成方制剂小承气
汤中挥发性成分。董丽等 自制固相微萃取涂层对
葫芦枇杷浸膏挥发性成分进行萃取后用气相色谱一
质谱(GC—MS)联用技术分离分析,此后,又对罗汉
果浸膏挥发性成分进行成功分离鉴定 引。李弘韬
等 引用顶空固相微萃取一气相色谱法,测定头孢
匹胺钠中甲醇、乙醇、丙酮、乙腈、N,N一二甲基酰胺
(DMAC)多种有机溶剂残留量,曾栋等 叫用顶空固
相微萃取与气相色谱一质谱联用技术检测分析干柴
胡药材中挥发性成分,鉴定出26种化合物。固相微
萃取在药物分析方面应用尚处起步阶段。
3.4 SPME在食品安全方面应用
固相微萃取在测定风味组分中应用较多,但在
食品安全方面应用较少,在国内较多用于农药残留分
析。在农药残留分析中,固相萃取技术应用使提取不
同类别农药选择性增强,提高样品回收率,尤其是结合
HPLC—MS、GC—MS、CE—MS等仪器联合鉴定,可实
现自动化分析,能简单、快速、灵敏提取定量许多物质,
从而大大提高分析效率和精密度,具有广阔发展前景。
如杨玉柱,吴桂平等 ”用固相微萃取前处理检测柑
橘农药残留。另外,方长发,马俪珍等b。 还将固相微
萃取与GS—MS联用应用于对N一亚硝胺分析。
4展望
SPME是一项极具吸引力的样品前处理技术,
SPME技术出现已有十多年,应用领域日趋拓展,其高
效、快速、简便优点已获大家共识。随着人们今后对仪
器、技术不断优化、评价和确证,SPME应用将会更为
广泛。自动化SPME技术应用,会极大节省人们劳动,
若进一步运用一体化(全自动)方法,将使检测准确度
和精密度都得到更大提高。尤其在食品风味组分测定
粮食与油脂
方面,固相微萃取与色谱技术联用必将建立更方便、
快捷、准确方法。
2010年第7期
(143王方,王伟,尹吉泰,等.顶空固相微萃取一气相色谱,质谱
对玫瑰香葡萄酒挥发性成分的研究[J].现代仪器,2007,(3):
66—69.
固相微萃取技术发展关键在于萃取头上涂层,涂
层性质决定该法应用范围和分析时能检测到浓度范
围。因此,一些适用性更广、选择性更强、灵敏度更高
纤维涂层研制将成为固相微萃取发展重要方向。为增
强SPME技术适用性,色谱研究者一直致力于探索新
的涂层材料。最常用作为固相涂层物质是聚甲基硅氧
烷(PDMS)和聚丙烯酸酯(PA),均可用于气相和液
相色谱。前者多应用于非极性化合物,如挥发性化合
[15]石金飞,赵海峰,陆建,等.优化固相微萃取条件以检测啤酒中
高级醇和酯[J].啤酒科技,2008,(7):96—100.
[16]沈海月,范文来,徐岩.应用顶空固相微萃取分析四种葡萄酒
挥发性成分[J】.酿酒,2008,35(2):71—74,
[171胡国栋.固相微萃取技术的进展及其在食品分析中应用的现
状[J】.色谱,2009,27(1):l一8.
(18]阎玉林,程劲松,王承明,等.固相微萃取一气相色谱测定醋中
物、多环芳烃和芳香烃;而后者多应用于极性化合物,
如三嗪和苯酚类化合物。随着SPME技术发展,其它
一
些固相涂层材料也逐渐被应用b引。新涂层如混合
涂层(如PDMS—Carboxen-PDMS-DVB)和能同时提
取一系列被分析物的涂层体系开发也是一个重要方
向,如wU等b 最近应用一种新的多毗咯高分子材
料涂层在尿中提取出一系列p一阻断毒素。另外,固
相微萃取与其它分析方法联用开发也是固相微萃取
发展又一重要方向。
[参考文献]
[1]马继平,王涵文,关亚风.固相微萃取新技术[J].色谱,2002,
20(1):16—20.
[2)Soo—Yeu Moon,Eunice C Y,Li—Chan.Development of
solid—phase microextraction methodology for analysis of
headspace volatile compounds is simulated beef lfavour[J].Food
Chemistry,2004,88:141——149.
【3]van Ruth S M,King C,Giannouli P.Influence ofliFIid fraction,
emulsiifer fraction,and mean particle diameter of oil-inwater
emulsions on the release of 20 aroma compounds[J].Agricultural
and Food Chemistry,2002,50:2365—2371.
【4】Mirhosseini H,Salmah Y,Nazimah S A N,et a1.Solid-phase
micriextraction for headspace analysis of key volatile compounds
in orange beverage emulsion[J].Food Chemist ̄,2007,1 05:
1659一l670. 。 ’
[5】YangXPeppard.Solidphasemicro extractionforflavoranalysis[J].
Agricultural and Food Chemistry.1994,42:1925~1930.
[6】Pawliszyn.New directions in sample preparation for analysis of
organic compounds .Trends in Analytical Chemistry,1995,14:
ll3—122.
(7】郭静,岳田利,袁亚宏,等.顶空固相微萃取在猕猴桃酒香气成
分测定中的应用[J】'农产品加工学刊,2007,94(3):34—36.
[8】刘洪河,黎源倩,孙成均.顶空固相微萃取一气相色谱法测定
酒中甲醇和杂醇油[J].色谱,2002,20(1):9O一93.
[9】谢建春,孙宝国,刘玉平,等.固相微萃取在食品香味分析中的
应用 .食品科学,2003,(3):229—233.
[10]范毅,冯钰崎,达世禄.固相微萃取与高效液相色谱联用技术
进展[J].色谱,2001,19(6):457—502.
[11】马晓佩,王立,涂清荣,等.顶空固相微萃取一气相色谱~质谱一
嗅觉检测器联用分析米饮料中香气成分[J].食品工业科技,
2008,(2):143—146.
[12]张影陆,范文来,等.4种果酒中的挥发性成分分析比较[J].食
品与生物技术学报,2008,27(5):102--107.
(13l胡国栋,张晓磊,程劲松.采用固相微萃取技术测定啤酒微量
香味组分的研究[J].啤酒科技,2004,30(2):1—4.
的挥发性成分 .中国调味品,2008,(5):77—79.
[19]Gema Flores,Maria Luisa,Ruizdel Castillo,et a1.Detection
of the adulteration of olive oils by solid phase micro extraction
and multidimensional gas chromatography[J】.Food Chemistry,
2006,97:336——342.
[2O]Pontes M,Marques J C,Camara J S.Headspace solid-FIhase
micro extraction——gas chromatography——quadrupole mass
spectrometric methodology for the establishment of hte volatile
composition of passiflora fruit species[J].Microchemical
Journal,2009,93:1一l1.
[21]韩素芳,钟冬莲,丁明.固相微萃取一气相色谱一质谱测定杨
梅香气[J】1分析试验室,2009,28:99--101.
[22 3赵峰,王少敏,高华君,等.顶空固相微萃取一气质联用分析红
富士苹果中的芳香物质[J].山东农业大学学报(自然科学版),
2006,37(2):18l—l84.
[233周晓媛,邓靖,李福枝,等.发酵辣椒的挥发性风味成分分析 .
食品与生物技术学报,2007,26(1):54—6O.
(24]吴继荣,徐玉娟,肖更生,等.桑果醋挥发性成分的顶空固相微
萃取一气质联用分析[J].分析与检测,2009,(2):148—149.
[25】Marina Contini.Marco Esti.Effect of the matrix volatile
composition in the headspace solid-phase micro extraction analysis
ofex ̄a vkgin olive oil[J].Food Chemistry,2O04,94:l43—150.
[26】廖远熹,王吴阳,郭寅龙,等.复方祛风湿止痛药粉末中挥发性
成分静态顶空一气相色谱一质谱分析[J].分析测试技术与仪
器,2004,10,(3):145—150.
[273董丽,蔡凌霜,朱书奎,等.固相微萃取与气相色谱一质谱法联
用分析葫芦枇杷浸膏的挥发性成分【J]_武汉大学学报,2004,
50(2):l5l—l56.
[28]董丽,王翔.固相微萃取和气相色谱一质谱联用分析罗汉果浸
膏的挥发性成分[J].新乡医学院学报,2004,21(1):26.
[29】李弘韬,杨敏,万江陵,等.顶空固相微萃取一气相色谱法测
定头孢匹胺钠中多种有机溶剂残留[J].药物分析杂志,2005,
25(1):37.
(30】曾栋,陈波,姚守拙.顶空固相微萃取一气相色谱一质谱联用分析
干柴胡药材中有机挥发物【J].分析化学简报,2005,33:491--494.
(32】杨玉柱,吴桂平.柑橘农药残留前处理技术研究进展叨.现代
农药,2007,6(1):34—39.
[32 3方长发,马俪珍,刘会平,等.固相微萃取技术及其在N一亚胺
分析中的应用[J].肉类研究,2008,(4):49—53.
[33 3邓华等.固相微萃取及其与某些分析技术联用【J】.分析化学,
2001,29(5):601—605.
[34】Graham A Mills,Valerie Walker.Head space solid—phase
micro extraction procedures for gas chromatographic naalysis of
biological fuids and materials[J].Journal ofChromatography A,
2000,902:267——287.
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