工業(yè)香精香料檢測前處理技術(shù)研究進(jìn)展

◎ 張煥峰

（中智經(jīng)濟(jì)技術(shù)合作股份有限公司，上海 200072）

1 蒸餾法

當(dāng)分析工業(yè)香精香料里的揮發(fā)性成分時(shí)，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(jī)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(jī)溶劑。用該操作方法萃取時(shí)，使用的溶劑比較少，可以回收到更多的香味成分。當(dāng)對煙葉里面的致香物質(zhì)進(jìn)行分析時(shí)，我國最常采用的分析技術(shù)是蒸餾萃取前處理技術(shù)[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(jìn)行分析檢測，在檢測LY10號香料中存在的香味成分時(shí)，選擇的測定方式是內(nèi)標(biāo)法定量檢測。不僅如此，他們還運(yùn)用了兩種不同的前處理方法來試驗(yàn)，一種是蒸餾萃取法，另一種是液-液萃取法，最終結(jié)果顯示，蒸餾萃取法獲得的結(jié)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(shí)，運(yùn)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(shí)，運(yùn)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(yùn)用的檢測方法不僅有蒸餾萃取法，還運(yùn)用了色譜分析法，之后又通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，確定這種同時(shí)采用兩種方法檢測的方式有效，且具有一定靈敏性。

2 固相萃取

（1）當(dāng)運(yùn)用固相萃取方式檢測時(shí)，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(guān)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(shí)上，這項(xiàng)技術(shù)在國外早已被廣泛應(yīng)用，主要用來檢測葡萄酒中的萜類致香成分。

（2）當(dāng)運(yùn)用固相微萃取技術(shù)檢測時(shí)，其檢測對象通常是有機(jī)物，且這種有機(jī)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(shù)基礎(chǔ)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(shè)計(jì)出了頂空吸附萃取法，又被稱為HSSE法。因?yàn)檩腿〔牧陷^多，所以，HSSE的檢出限會更加低，甚至能夠達(dá)到nmol·L-1。KarhyRidgway等在提取食品中的香精香料時(shí)運(yùn)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(diǎn)，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(yùn)用HSSE檢測法，主要是將其運(yùn)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]。

3 頂空技術(shù)

頂空技術(shù)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(xué)成分，運(yùn)用的方法就是靜態(tài)頂空-毛細(xì)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(jié)合的方式，本次檢測中，檢測出的化合物達(dá)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(jìn)行檢測時(shí)，運(yùn)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(xué)成分進(jìn)行分析檢測時(shí)，運(yùn)用的方式有質(zhì)譜法、靜態(tài)頂空進(jìn)樣法以及氣相色譜法。李鋒等在蒸餾萃取法的基礎(chǔ)上，將加熱的溫度以及時(shí)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(shí)，運(yùn)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(fù)雜揮發(fā)性的其他樣品，例如食品、煙草藥等。郜強(qiáng)等在國內(nèi)是第一次運(yùn)用 DH-氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)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(xué)特征，通過比較與計(jì)算得出結(jié)論：運(yùn)用這種方式檢測時(shí)，其保留時(shí)間的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍不會高于0.033%、低于0.003%，該結(jié)果說明 DH-氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)有一定的重現(xiàn)性與穩(wěn)定性。綜上所述，頂空技術(shù)不會對色譜柱產(chǎn)生較大的傷害，在頂空技術(shù)中，廣泛使用的方法是靜態(tài)頂空法。

4 微波輔助樣品前處理技術(shù)

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(jī)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?yàn)闃悠啡軇┖械慕橘|(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(dǎo)致局部過熱的情況出現(xiàn)，細(xì)胞結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)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(jié)合使用。當(dāng)微波照射到待測物后，里面的水分會因?yàn)檎丈涠鴮?dǎo)致膨脹，出現(xiàn)細(xì)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(shí)，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(yùn)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(shí)上，薄荷酮與薄荷醇在很多食品加工工藝中都被當(dāng)作天然香料。當(dāng)提取時(shí)，正己烷被當(dāng)成溶劑，通過多種技術(shù)提取這兩種物質(zhì)。從最終的結(jié)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(shù)是微波輔助提取技術(shù)。所以，該技術(shù)能夠與其他前處理技術(shù)聯(lián)合使用，有利于提升提取效率[5]。

5 展望與結(jié)語

通過討論蒸餾法、頂空技術(shù)、固相萃取等技術(shù)進(jìn)行工業(yè)香精香料檢測時(shí)，能夠發(fā)現(xiàn)這些技術(shù)除了運(yùn)用于該檢測外，還能應(yīng)用于更多領(lǐng)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(shù)都有各自的優(yōu)勢與缺陷，運(yùn)用時(shí)要將這些優(yōu)缺點(diǎn)考慮在內(nèi)。在這些前處理技術(shù)中，運(yùn)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(fù)性與萃取量都比較好，該技術(shù)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(shí)間中受熱引起化學(xué)反應(yīng)，使里面的化學(xué)成分發(fā)生變化；運(yùn)用頂空技術(shù)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(shù)是靜態(tài)頂空方法；采用固相微萃取技術(shù)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(zhǔn)確定量分析的方法；運(yùn)用微波輔助樣品技術(shù)進(jìn)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(yīng)、酯化反應(yīng)與氧化反應(yīng)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(shù)，還有很多新興技術(shù)，最為常見的技術(shù)有電子舌以及電子鼻，這種新興技術(shù)和色譜等儀器不同，其雖然也是對復(fù)雜氣味進(jìn)行識別與檢測，但并非僅對里面的某種或者哪幾種成分進(jìn)行定量或定性，而是定量、定性樣品的整體氣味。因?yàn)殡娮颖且约半娮由鄵碛休^為簡便的操作，對氣味有極強(qiáng)的敏感性，而且擁有較快的檢測速度，所以在很多領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，例如，食品、環(huán)境、醫(yī)藥等。黃勇強(qiáng)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(dá)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(jī)制主要是定性、定量待測物，主要測量待測物中的峰強(qiáng)度、拉曼峰位置等。Carlos Eduardo Da Sliva 等也運(yùn)用了一種新型技術(shù)來檢測，是傅立葉變換近紅外-拉曼光譜技術(shù)，運(yùn)用該技術(shù)對亞麻油酸以及類胡蘿卜素進(jìn)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(yùn)用這種方法時(shí)，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(diǎn)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(dāng)處于高溫狀態(tài)時(shí)，會特別容易有化學(xué)變化發(fā)生的物質(zhì)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)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(fù)雜的樣品進(jìn)行識別與檢測。要想更加快速、精準(zhǔn)地對工業(yè)香精香料進(jìn)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。