利用固相微萃取方法分析蜜源植物的揮發(fā)性化合物

黃京平 郭偉華 編譯

液液萃取法和水蒸氣蒸餾萃取法均需使用昂貴且有毒的有機(jī)試劑，耗時(shí)長和必需的溶劑處理。動(dòng)態(tài)固相萃取能徹底消除溶劑，但需氣相色譜進(jìn)樣器的大規(guī)模改動(dòng)或增加一個(gè)解吸附模塊。固相微萃取（SPME）解決了動(dòng)態(tài)固相萃取的缺點(diǎn)并保留其優(yōu)點(diǎn)。溶劑完全消除并且萃取時(shí)間縮短到幾分鐘。

SPME近年來已發(fā)展成為一種快速，廉價(jià)，無需溶劑的方法。采用一個(gè)內(nèi)涂聚合物的精良熔融石英纖維來提取基質(zhì)中的有機(jī)物然后可以直接將其轉(zhuǎn)移至氣相色譜進(jìn)樣器熱解析和分析測定。SPME的主要優(yōu)點(diǎn)在于簡單，高靈敏度，小體積進(jìn)樣量，低花費(fèi)。它能夠成功地應(yīng)用于氣態(tài)，液態(tài)和固態(tài)樣品中的極性物質(zhì)和非極性物質(zhì)分析中來，并且能夠和各種分析設(shè)備如GC，GCMS，HPLC，LC-MS和 GC-O（GC-嗅覺測量法）聯(lián)用。其他SPME的優(yōu)勢表現(xiàn)在再現(xiàn)性，重復(fù)性，纖維穩(wěn)定性和定量分析的可能性等方面。自1992年，SPME已被廣泛應(yīng)用在環(huán)境、食品、香精、香料、信息素、醫(yī)藥、臨床、法醫(yī)和反應(yīng)監(jiān)測應(yīng)用等領(lǐng)域中。

很多研究都對分析蜂蜜風(fēng)味物質(zhì)的SPME條件進(jìn)行了優(yōu)化。這些研究集中在采樣瓶大小，加鹽，磁力攪拌，平衡時(shí)間，提取時(shí)間和GC分流/不分流解析時(shí)間等方面。Verzera等人的研究與Soria等人的相反，發(fā)現(xiàn)因有機(jī)親水化合物不溶于水相而使得加鹽提高了揮發(fā)物萃取效果。優(yōu)化的提取條件：平衡時(shí)間和平衡溫度分別設(shè)在60～70℃條件下15～30 min；萃取時(shí)間和萃取溫度在60～70℃條件下30 min。然而，在這些溫度和時(shí)間條件下是否產(chǎn)生美拉德反應(yīng)產(chǎn)物卻不得而知。只有Verzera等研究了不同大小的采樣瓶并描述采樣瓶選擇的標(biāo)準(zhǔn)。對從4 ml的采樣瓶裝1 g的未稀釋蜂蜜到40 ml的采樣瓶中裝16 g的稀釋蜂蜜的范圍進(jìn)行研究。旨在通過將SPME萃取頭暴露到頂部空間/樣品體積比接近1∶1來獲得最大的萃取量。同時(shí)也指出了用水稀釋的蜂蜜可作為一種減少基質(zhì)密度的方法，并且容易使目標(biāo)分析物蒸發(fā)而使糖分保留。磁力攪拌提升了蜂蜜揮發(fā)物萃取效果，然而還未對磁力攪拌速度進(jìn)行研究。

采用不分流模式，萃取纖維解析時(shí)間2～5 min。Soria等發(fā)現(xiàn)不分流解析時(shí)間為2 min效果更好。解析溫度建議按照萃取頭制造商的手冊使用。Pe?a采用另一種方法，比較在提取單萜類化合物時(shí)直接浸入的（DI）-SPME和HS-SPME法，發(fā)現(xiàn)在加利西亞多花蜂蜜中采用（DI）-SPME方法單萜類物質(zhì)回收更高。

蜂蜜揮發(fā)物成分和其地理來源有關(guān)，很多揮發(fā)物成分能作為蜂蜜的特征標(biāo)記。通過采用SPME-GC/MS方法，發(fā)現(xiàn)大量表征不同類型蜂蜜中有機(jī)揮發(fā)物成分。經(jīng)鑒定鄰氨基苯甲酸甲酯作為柑橘蜂蜜的特征化合物，這個(gè)結(jié)論在之前Graddon和Serra的研究中提到過。其他作為柑橘蜂蜜特征標(biāo)記的化合物包括紫丁香醛、檸檬烯、脫氫芳樟醇和1-對-薄荷烯-醛（1-p-menthen-al）。

桉樹蜜的揮發(fā)物壬醇，壬醛，壬酸和羥基丁酮的含量不同。羥基丁酮也曾由Graddon和Bouset的研究中提出作為蜂蜜標(biāo)記化合物。Piasenzotto和Verzera等人提出栗花蜜產(chǎn)生的揮發(fā)物如苯乙酮，1-苯乙醇和2-苯乙酮可作為特征標(biāo)記，這之前曾由Guyot提出過。同時(shí)指出甲基環(huán)戊醇和二乙基苯酚由于含量豐富可作為單花蜜標(biāo)記物。石南蜜含有高水平的異佛爾酮（3,5,5-trimethylcyclohexen-2-enone），曾在新西蘭和歐洲石南花蜜中提及。盡管如此，此化合物在其他單花蜜如百里香和迷迭香中發(fā)現(xiàn)。其他單花蜂蜜的SPME-GC/MS分析有迷迭香蜜、薰衣草蜂、西西里野花蜜、洋槐蜜和百里香蜜。然而，在對揮發(fā)性化合物作為蜂蜜特征標(biāo)記的結(jié)果達(dá)成一致還需進(jìn)一步研究。很多文獻(xiàn)提出一些特定的風(fēng)味物質(zhì)可作為表征蜂蜜的標(biāo)志化合物。但是，在很多情況下參照樣品的缺乏和蜂蜜的混合來源使統(tǒng)計(jì)學(xué)方法鑒別蜂蜜變得困難。兩步法統(tǒng)計(jì)學(xué)分析用來區(qū)分4種西班牙蜂蜜。采用SPME-MS萃取和鑒定蜂蜜中的風(fēng)味物質(zhì)。判別分析法分類效果最好的蜂蜜作為“參照物質(zhì)”并且用多元回歸分析來估計(jì)每一種蜂蜜中最典型的化合物。采用這種方法，能夠鑒別桉樹和柑橘蜂蜜，然而，其他混和來源的蜂蜜鑒別則比較困難。

揮發(fā)性化合物的鑒定很有希望成為一種非常有效的判斷蜜源植物的方法。但建立一個(gè)簡單、快速、客觀的方法上仍需進(jìn)一步研究。一方面，目前采用的溶劑萃取和頂空分析（靜態(tài)和動(dòng)態(tài)）結(jié)果近似，而此類方法復(fù)雜并需額外設(shè)備。其中，惰性環(huán)境中二氯甲烷提取，隨后同時(shí)水蒸氣蒸餾-二氯甲烷萃取法似乎是表征蜂蜜風(fēng)味物質(zhì)的有效方法。另一方面，SPME-GC/MS法因?yàn)殪`活、簡單、經(jīng)濟(jì)并且重現(xiàn)性和靈敏度高，已被證明是一種非常可靠的方法。迄今為止，復(fù)合固相微萃取纖維涂層，如 CAR/PDMS纖維（75 μm），PDMS/DVB（65 μm）和 DVD/CAR/PDMS（50/30 μm）在蜂蜜萃取中都有良好的效果。因此，分析結(jié)果將依賴于萃取纖維性能和萃取條件。頂空SPDE具有固相微萃取涂層的優(yōu)點(diǎn)，是另一種有前景的萃取方法，需進(jìn)一步的研究使其被更廣泛地應(yīng)用于蜂蜜的風(fēng)味物質(zhì)分析測定。