HS-SPME氣相色譜法測定桃汁飲料中苯甲醛

陳萍，張飛，王建剛

（1.吉林化工學院化學與制藥工程學院，吉林吉林 132022；2.吉林化工學院分析測試中心，吉林吉林 132022）

HS-SPME氣相色譜法測定桃汁飲料中苯甲醛

陳萍1，張飛1，王建剛2，*

（1.吉林化工學院化學與制藥工程學院，吉林吉林 132022；2.吉林化工學院分析測試中心，吉林吉林 132022）

采用頂空固相微萃取-氣相色譜法（HS-SPME-GC）對桃汁飲料中苯甲醛進行了定量分析。研究了電解質加入量、萃取平衡溫度、平衡時間、萃取時間及解析時間對測定結果的影響。結果表明應用65μm聚二甲基硅氧烷-二乙烯基苯（PDMS-DVB）萃取探頭，10mL頂空瓶中加入5.00mL樣本，1.50 g氯化鈉，40℃條件下平衡20min，然后萃取50min，250℃進樣解析1.0min，氣相色譜峰面積最大。在此優化條件下，色譜峰面積與苯甲醛質量濃度呈線性關系，回歸方程A=331.75×C-2 453，相關系數r=0.998 9；方法回收率87%～95%；RSD小于3%。此方法無需對樣本進行特殊預處理，操作簡單、定量準確，可用于桃汁飲料生產領域品質控制。

苯甲醛；頂空固相微萃取；氣相色譜；桃汁飲料

桃（Amygdalus persica linn）為薔薇科（Rosaceae），桃屬（Amycdalus L.）落葉小喬木的成熟果實，原產于我國[1]。成熟的桃，汁多味美，有生津、潤腸、益顏色、解勞熱的功效。藥理研究表明桃果實提取物還具有抗氧化、抗衰老、抗癌及抑制過敏性炎癥等生物活性。此外桃營養豐富，富含VA和VC是一種藥食同源營養原料。以桃果實為原料的桃汁除具有營養保健作用外，還賦予產品特殊的香氣，深受大家喜愛[2-4]。

香氣是飲料類產品主要的品質指標之一，以桃汁為原料的飲料能保持桃的特殊香氣，苯甲醛是桃汁的主要呈香物質之一[5-6]。飲料中苯甲醛的含量可以反映標示含桃汁成分飲料的品質。目前，文獻報道的苯甲醛測定方法有液相色譜法[7-8]，氣相色譜法[9-10]，光度法[11-14]，電化學法[15-16]和毛細管電泳法[17]，這些方法對于基體簡單的樣本測定是有效的，但對于富含VC、色素、糖等復雜基體的樣本，利用上述方法是需要嚴格、復雜的樣本前處理過程，這延長了分析時間。本文采用固相微萃取氣相色譜法測定含桃汁飲料中苯甲醛，簡化樣本處理過程，縮短分析時間，為以桃汁為原料的飲料開發和品質控制提供高效檢測手段和技術。

1 材料與方法

1.1 主要材料與試劑

苯甲醛（化學純，天津天素精細化學品有限公司）；氯化鈉（分析純，天津市北方天醫化學試劑廠）；甲醇（色譜純，天津市永大化學試劑開發中心）；二次蒸餾水。KSFS，HYTZ，TWGL，NFGY，LYMB等5種市售標示桃汁飲料。

1.2 主要儀器與設備

GC-2014氣相色譜儀，配有氫火焰離子化檢測器（FID）；GC-Solution數據處理系統：日本島津公司；DHG-9070A型電熱恒溫鼓風干燥箱：上海-一恒科學儀器有限公司；SPME裝置及65μm聚二甲基硅氧烷-二乙烯基苯（PDMS/DVB）萃取探頭；10mL精密螺紋口透明玻璃頂空進樣瓶：美國Supelco公司。

1.3 溶液配制

準確稱取0.108 1 g苯甲醛，加少許甲醇溶解后轉移至100m L容量瓶中，二次蒸餾水稀釋定容至刻度，苯甲醛儲備液質量濃度為1.081mg/mL。

取適量苯甲醛儲備液采用逐級稀釋法配制500mL質量濃度為10.81μg/mL苯甲醛標準母液，避光4℃冰箱保存備用。低濃度苯甲醛在空氣，有光條件下易氧化為苯甲酸，溶液現用現配避光保存。

1.4 色譜條件

色譜柱：RTX-5石英毛細柱（30m×0.32 mm× 0.25μm）；升溫程序：50℃保持3min，以4℃/min升至100℃，以6℃/min升至200℃，再以10℃/min升至280℃保持10min；載氣為氮氣，流速1.84mL/min，壓力48.3 kPa，進樣溫度250℃；進樣解析1.0min；氫火焰離子化檢測器（FID），氫氣流量40mL/min，空氣流量400mL/min。

1.5 測定方法

準確移取5.00mL待測樣品溶液于10mL頂空進樣瓶中，加入1.50 g氯化鈉，用帶隔墊的螺紋瓶蓋封口，振蕩1.0min之后，置于40℃條件下恒溫平衡20min，然后將固相微萃取器的65μm PDMS/DVB萃取頭通過瓶蓋的聚四氟乙烯隔墊插入樣品萃取瓶的頂空，推出吸附探頭使其暴露于萃取瓶頂空蒸汽中進行萃取。萃取平衡50min后，縮回吸附探頭，迅速將其插入氣相色譜儀進樣口，250℃條件下解析1.0min，同時啟動GCSolution色譜工作站采集數據，記錄保留時間及峰面積，外標法定量分析苯甲醛含量。

2 結果與分析

2.1 HS-SPME萃取條件優化

在10mL頂空瓶中加入5.00mL濃度為216.1ng/mL的苯甲醛溶液，以此進行后續條件優化實驗。為保證測試結果的準確性，每個試驗點重復3次測定，取其平均值。

2.1.1 離子強度的影響

適當增加溶液中的離子強度可以減少揮發性有機物在溶液中的可溶性，從而提高其逸出活度，促進其從液體基體中揮發至頂空氣相中，增加吸附纖維的吸附量，降低方法的檢出限。離子強度的影響通過加入氯化鈉的量進行研究。隨著氯化鈉的用量增加，提高了苯甲醛的氣液分配系數，使苯甲醛的溶解性下降，氣相濃度增加，提高萃取效率。實驗考察加入0.10 g～2.0 g氯化鈉后對萃取效果的影響，如圖1所示。

隨著氯化鈉加入量的增加，色譜峰面積也在增加，1.50 g后增加幅度減少，考慮到氯化鈉在40℃的溶解度，最終確定氯化鈉加入量為1.50 g。

2.1.2 萃取溫度的影響

考察了不同溫度對苯甲醛萃取效果的影響。結果見圖2。

圖2表明，苯甲醛色譜峰面積隨著溫度的升高而增加，但40℃后出現明顯下降。這可能是萃取平衡建立前，升溫加快了苯甲醛從水溶液擴散到頂空氣相的速度，進而提高了PDMS-DVB探頭的萃取效率。40℃平衡建立后，繼續升溫則增加了苯甲醛從PDMS-DVB探頭上解析的速率，減小了苯甲醛在PDMS-DVB的分配系數，影響萃取效果。因此，確定40℃為苯甲醛最佳萃取溫度。

2.1.3 平衡時間的影響

一定溫度下苯甲醛從水溶液中擴散到頂空瓶氣相中需要一定時間。考察了不同平衡時間對苯甲醛萃取效果的影響。結果見圖3。

圖3 表明，隨著平衡時間的增加，苯甲醛色譜峰面積也在增加，20min后趨于平緩。在保證萃取效率，縮短分析時間的前提下，確定20min為樣本平衡時間。

2.1.4 萃取時間的影響

實驗發現當萃取溫度保持不變，隨著萃取時間的增加，苯甲醛在PDMS-DVB上的吸附量也在增加。萃取時間超過50min后，色譜峰面積增加量減小。圖4表明，50min為最佳萃取時間，較長的萃取時間不利于提高分析效率。

2.1.5 解析時間的影響

萃取后的PDMS-DVB探頭要在一定溫度下進行解析引入氣相色譜系統。高溫對吸附探頭的解析和色譜分析都是有利的，但是考慮到PDMS-DVB探頭材質對溫度的要求，選擇250℃作為進樣口解析溫度。在這一溫度下分別考察了不同解析時間對色譜峰面積的影響。圖5表明，在設定解析時間內，苯甲醛色譜峰面積無大的變化，說明在250℃條件下，苯甲醛可以瞬間解析，不會影響測定。但考慮到所測樣本中可能含其它可吸附物質，較長的解析時間可起到凈化PDMSDVB探頭的目的。因此，確定解析時間為1.0min。

2.2 色譜分離條件

準確移取5.00mL桃汁飲料溶液于10mL頂空瓶中，按上述HS-SPME最佳操作條件進行萃取，按1.4項色譜條件進行分析。桃汁飲料萃取物的氣相色譜圖如圖6所示。

可以看出，苯甲醛與其它成分的色譜峰可以完全分離，說明實驗用氣相色譜條件能夠滿足飲料中苯甲醛分離要求。

2.3 標準曲線及方法檢出限

配制苯甲醛濃度為 10.81、54.05、108.1、324.3、540.5 ng/mL的樣品，按1.5項方法進行萃取分析，記錄峰面積，繪制苯甲醛濃度對色譜峰面積的標準曲線。計算表明苯甲醛濃度在10 ng/mL～500 ng/mL范圍內，峰面積與濃度呈良好線性關系，回歸方程為A= 331.75×C-2 453，式中A為峰面積，C為濃度，相關系數R=0.998 9，最小檢出限（RSN=10）1.0 ng/mL以下。

2.4 回收率與精密度實驗

準確移取質量濃度為106.2 ng/mL的KSFS飲料樣品10.00mL于100mL容量瓶中，再加入質量濃度1 081 ng/m L的苯甲醛標準液1.00m L，二次蒸餾水稀釋定容至刻度，平行配制5個試樣。按1.5項方法進行萃取并分析，計算回收率及RSD值。分析結果見表1。

由表1可知，加標回收率在81%～93%，RSD小于5%，說明方法準確可靠。

2.5 樣本測定

按1.5項分析方法對市售5種含桃汁飲料中苯甲醛質量濃度進行測定，測定結果見表2。

苯甲醛作為桃汁的呈香物質，在一定生產工藝條件下，桃汁飲料中苯甲醛的含量應與桃汁含量成正相關。隨機對5種市售標示含桃汁的飲料進行苯甲醛含量測定，LYMB飲料中未檢出苯甲醛，說明其不含桃汁。

3 結論

采用頂空-固相微萃取-氣相色譜法檢測標示含桃汁的飲料中苯甲醛的質量濃度。對65μm PDMS/ DVB萃取探頭的萃取條件進行了優化：5.00mL樣本中加1.50 gNaCl，40℃條件下平衡20min，萃取50min， 10ng/mL～500ng/mL范圍內線性關系良好，回收率81%～93%，RSD小于5%，檢出限小于1.0 ng/mL。

果汁飲料基體復雜，采取傳統液液萃取方式處理樣本，應先除去糖、色素等有機質再加有機溶劑萃取，處理過程繁瑣且需要消耗大量有毒有機試劑。采用HS-SPME技術，無需有毒有機試劑，過程簡單，適合待測物質濃度低、基體復雜的樣本的分析檢測。

苯甲醛作為桃果實的特征呈香物質，應出現在以桃為原料的飲料中。通過檢測苯甲醛的含量的多少可以間接反映標示含桃汁制品的品質，這為此類產品的品質控制提供技術手段。

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Determination of Benzaldehyde Content in Peach Juice Beverage by Headspace Solid-phaseMicroextraction and Gas Chromatography

CHENPing1，ZHANGFei1，WANG Jian-gang2，*
（1.College of Chemistry and Pharmaceutical Engineering，Jilin Institute of Technology，Jilin 132022，Jilin，China；2.Center of Analysis and Measurement，Jilin Institute of Technology，Jilin 132022，Jilin，China）

method for headspace solid-phase microextraction （HS-SPME）， followed by gas chromatographyanalysis was established for the determination of benzaldehyde content in peach juice beverage. Fiveparameters， such as the extraction temperature， equilibrium time， extraction time， desorption time and solutionof salting out， were optimized by exposing the 65 μm polydimethylsiloxane-divinyl-benzene （PDMS-DVB）fiber to the headspace of sample. According to the results of the optimization experiments， the followingconclusion can be drawn： The peach juice beverage sample （5.00 mL） and sodium chloride （1.50 g） in a 10 mLheadspace-vial was efficiently extracted for 50 min after the system was equilibrated for 20 min at 40 ℃. Afterextraction， the fiber was immediately inserted into the GC injector and desorbed at 250 ℃ for 1.0 min.Corresponding to the linear regression equation A = 331.75 × C - 2 453， the correlation coefficient was 0.998 9when benzaldehyde content was within the range of 10 ng/mL-540 ng/mL and the minimum detection limit was1 ng/mL. The average recovery was 87 % to 95 %， RSD ＜ 3 % in the aforesaid conditions. This method is simplein operation and is no pretreatment of samples， which is satiable for the determination of benzaldehyde in peachjuice leverage.

benzaldehyde；headspace solid-phase micro extraction；gas chromatography；peach juice beverage

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.07.025

2013-12-28

陳萍（1971—），女（漢），講師，碩士，從事儀器分析教學與科研工作。

*通信作者