陳萍，張飛，王建剛

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

HS-SPME氣相色譜法測(cè)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(xué)院化學(xué)與制藥工程學(xué)院，吉林吉林 132022；2.吉林化工學(xué)院分析測(cè)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(duì)桃汁飲料中苯甲醛進(jìn)行了定量分析。研究了電解質(zhì)加入量、萃取平衡溫度、平衡時(shí)間、萃取時(shí)間及解析時(shí)間對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響。結(jié)果表明應(yīng)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(jìn)樣解析1.0min，氣相色譜峰面積最大。在此優(yōu)化條件下，色譜峰面積與苯甲醛質(zhì)量濃度呈線性關(guān)系，回歸方程A=331.75×C-2 453，相關(guān)系數(shù)r=0.998 9；方法回收率87%～95%；RSD小于3%。此方法無需對(duì)樣本進(jìn)行特殊預(yù)處理，操作簡單、定量準(zhǔn)確，可用于桃汁飲料生產(chǎn)領(lǐng)域品質(zhì)控制。

苯甲醛；頂空固相微萃?。粴庀嗌V；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(shí)，原產(chǎn)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(shí)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(yǎng)豐富，富含VA和VC是一種藥食同源營養(yǎng)原料。以桃果實(shí)為原料的桃汁除具有營養(yǎng)保健作用外，還賦予產(chǎn)品特殊的香氣，深受大家喜愛[2-4]。

香氣是飲料類產(chǎn)品主要的品質(zhì)指標(biāo)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(zhì)之一[5-6]。飲料中苯甲醛的含量可以反映標(biāo)示含桃汁成分飲料的品質(zhì)。目前，文獻(xiàn)報(bào)道的苯甲醛測(cè)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(xué)法[15-16]和毛細(xì)管電泳法[17]，這些方法對(duì)于基體簡單的樣本測(cè)定是有效的，但對(duì)于富含VC、色素、糖等復(fù)雜基體的樣本，利用上述方法是需要嚴(yán)格、復(fù)雜的樣本前處理過程，這延長了分析時(shí)間。本文采用固相微萃取氣相色譜法測(cè)定含桃汁飲料中苯甲醛，簡化樣本處理過程，縮短分析時(shí)間，為以桃汁為原料的飲料開發(fā)和品質(zhì)控制提供高效檢測(cè)手段和技術(shù)。

1 材料與方法

1.1 主要材料與試劑

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

1.2 主要儀器與設(shè)備

GC-2014氣相色譜儀，配有氫火焰離子化檢測(cè)器（FID）；GC-Solution數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：日本島津公司；DHG-9070A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：上海-一恒科學(xué)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(jìn)樣瓶：美國Supelco公司。

1.3 溶液配制

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

取適量苯甲醛儲(chǔ)備液采用逐級(jí)稀釋法配制500mL質(zhì)量濃度為10.81μg/mL苯甲醛標(biāo)準(zhǔn)母液，避光4℃冰箱保存?zhèn)溆?。低濃度苯甲醛在空氣，有光條件下易氧化為苯甲酸，溶液現(xiàn)用現(xiàn)配避光保存。

1.4 色譜條件

色譜柱：RTX-5石英毛細(xì)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?dú)?，流?.84mL/min，壓力48.3 kPa，進(jìn)樣溫度250℃；進(jìn)樣解析1.0min；氫火焰離子化檢測(cè)器（FID），氫氣流量40mL/min，空氣流量400mL/min。

1.5 測(cè)定方法

準(zhǔn)確移取5.00mL待測(cè)樣品溶液于10mL頂空進(jìn)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(jìn)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(jìn)樣口，250℃條件下解析1.0min，同時(shí)啟動(dòng)GCSolution色譜工作站采集數(shù)據(jù)，記錄保留時(shí)間及峰面積，外標(biāo)法定量分析苯甲醛含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 HS-SPME萃取條件優(yōu)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(jìn)行后續(xù)條件優(yōu)化實(shí)驗(yàn)。為保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)重復(fù)3次測(cè)定，取其平均值。

2.1.1 離子強(qiáng)度的影響

適當(dāng)增加溶液中的離子強(qiáng)度可以減少揮發(fā)性有機(jī)物在溶液中的可溶性，從而提高其逸出活度，促進(jìn)其從液體基體中揮發(fā)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(qiáng)度的影響通過加入氯化鈉的量進(jìn)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(shù)，使苯甲醛的溶解性下降，氣相濃度增加，提高萃取效率。實(shí)驗(yàn)考察加入0.10 g～2.0 g氯化鈉后對(duì)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(duì)苯甲醛萃取效果的影響。結(jié)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(xiàn)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(kuò)散到頂空氣相的速度，進(jìn)而提高了PDMS-DVB探頭的萃取效率。40℃平衡建立后，繼續(xù)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(shù)，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(shí)間的影響

一定溫度下苯甲醛從水溶液中擴(kuò)散到頂空瓶氣相中需要一定時(shí)間?？疾炝瞬煌胶鈺r(shí)間對(duì)苯甲醛萃取效果的影響。結(jié)果見圖3。

圖3 表明，隨著平衡時(shí)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(shí)間的前提下，確定20min為樣本平衡時(shí)間。

2.1.4 萃取時(shí)間的影響

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)萃取溫度保持不變，隨著萃取時(shí)間的增加，苯甲醛在PDMS-DVB上的吸附量也在增加。萃取時(shí)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(shí)間，較長的萃取時(shí)間不利于提高分析效率。

2.1.5 解析時(shí)間的影響

萃取后的PDMS-DVB探頭要在一定溫度下進(jìn)行解析引入氣相色譜系統(tǒng)。高溫對(duì)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(zhì)對(duì)溫度的要求，選擇250℃作為進(jìn)樣口解析溫度。在這一溫度下分別考察了不同解析時(shí)間對(duì)色譜峰面積的影響。圖5表明，在設(shè)定解析時(shí)間內(nèi)，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(huì)影響測(cè)定。但考慮到所測(cè)樣本中可能含其它可吸附物質(zhì)，較長的解析時(shí)間可起到凈化PDMSDVB探頭的目的。因此，確定解析時(shí)間為1.0min。

2.2 色譜分離條件

準(zhǔn)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(jìn)行萃取，按1.4項(xiàng)色譜條件進(jìn)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(shí)驗(yàn)用氣相色譜條件能夠滿足飲料中苯甲醛分離要求。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)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(xiàng)方法進(jìn)行萃取分析，記錄峰面積，繪制苯甲醛濃度對(duì)色譜峰面積的標(biāo)準(zhǔn)曲線。計(jì)算表明苯甲醛濃度在10 ng/mL～500 ng/mL范圍內(nèi)，峰面積與濃度呈良好線性關(guān)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(guān)系數(shù)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(shí)驗(yàn)

準(zhǔn)確移取質(zhì)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(zhì)量濃度1 081 ng/m L的苯甲醛標(biāo)準(zhǔn)液1.00m L，二次蒸餾水稀釋定容至刻度，平行配制5個(gè)試樣。按1.5項(xiàng)方法進(jìn)行萃取并分析，計(jì)算回收率及RSD值。分析結(jié)果見表1。

由表1可知，加標(biāo)回收率在81%～93%，RSD小于5%，說明方法準(zhǔn)確可靠。

2.5 樣本測(cè)定

按1.5項(xiàng)分析方法對(duì)市售5種含桃汁飲料中苯甲醛質(zhì)量濃度進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見表2。

苯甲醛作為桃汁的呈香物質(zhì)，在一定生產(chǎn)工藝條件下，桃汁飲料中苯甲醛的含量應(yīng)與桃汁含量成正相關(guān)。隨機(jī)對(duì)5種市售標(biāo)示含桃汁的飲料進(jìn)行苯甲醛含量測(cè)定，LYMB飲料中未檢出苯甲醛，說明其不含桃汁。

3 結(jié)論

采用頂空-固相微萃取-氣相色譜法檢測(cè)標(biāo)示含桃汁的飲料中苯甲醛的質(zhì)量濃度。對(duì)65μm PDMS/ DVB萃取探頭的萃取條件進(jìn)行了優(yōu)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(nèi)線性關(guān)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(fù)雜，采取傳統(tǒng)液液萃取方式處理樣本，應(yīng)先除去糖、色素等有機(jī)質(zhì)再加有機(jī)溶劑萃取，處理過程繁瑣且需要消耗大量有毒有機(jī)試劑。采用HS-SPME技術(shù)，無需有毒有機(jī)試劑，過程簡單，適合待測(cè)物質(zhì)濃度低、基體復(fù)雜的樣本的分析檢測(cè)。

苯甲醛作為桃果實(shí)的特征呈香物質(zhì)，應(yīng)出現(xiàn)在以桃為原料的飲料中。通過檢測(cè)苯甲醛的含量的多少可以間接反映標(biāo)示含桃汁制品的品質(zhì)，這為此類產(chǎn)品的品質(zhì)控制提供技術(shù)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(xué)與科研工作。

*通信作者