快速溶劑萃取在食品樣品前處理中的應(yīng)用 萃取通常是食品樣品分析**個必須的步驟傳統(tǒng)的 萃取方法如索氏提取，需要大量的溶劑且耗費(fèi)時間， 通常需要數(shù)個小時，超聲萃取雖然縮短了萃取的時 間，但也需要大量的溶劑且不易實(shí)現(xiàn)自動控制溶劑 的大量使用和操作頻繁地暴露在溶劑中使得這些方法 不滿足常規(guī)工作的要求 戴安公司開發(fā)的快速溶劑萃?。ˋSE）技術(shù)是Zxin的全 自動萃取方法，僅用極少的溶劑，利用升高的溫度加 快解析動力達(dá)到加速萃取的目的，在高溫和高壓下萃 取的時間從傳統(tǒng)的溶劑萃取的數(shù)小時降低到以分鐘 計，ASE極大地減少了樣品準(zhǔn)備的繁瑣，在ASE自動萃 取樣品的同時，實(shí)驗(yàn)人員還可做其他的樣品準(zhǔn)備工 作，ASE使得樣品的準(zhǔn)備變成自動流程，剛一問世，就 被接受為環(huán)境食品和其他固體半固體樣品的標(biāo)準(zhǔn)萃 取方法，ASE適用于美國EPA SW-846方法的3545號標(biāo) 準(zhǔn)中所涉及的所有壓力流體萃取的堿性/中型/酸性 （BNAs）物質(zhì)氯化殺蟲劑和除草劑多氯聯(lián)苯 （PcBS）有機(jī)磷殺蟲劑等 ASE技術(shù)概述 ASE快速溶劑萃取通過在升高的溫度和壓力下使用有機(jī) 或極性溶劑達(dá)到萃取目的泵將溶劑注入裝好樣品的 萃取池，溫度升高到設(shè)定的溫度（溫度范圍：室溫 200OC），萃取后的萃取液從加熱的萃取池轉(zhuǎn)入標(biāo)準(zhǔn)的 收集瓶進(jìn)行進(jìn)一步的純化或直接分析 增加溫度可加速解析動力學(xué)，而同時升高的壓力則保 證溶劑在超過正常沸點(diǎn)時仍保持液態(tài)整個萃取過程 僅使用極少的溶劑，時間僅需15分鐘與其他傳統(tǒng)的 萃取方法相比，時間和溶劑的消耗均大大減少，由于 ASE所用的溶劑與傳統(tǒng)的索氏提取或其他現(xiàn)行的方法相 同，所以ASE可以方便進(jìn)行方法的開發(fā) ASE200快速溶劑萃取儀概述 戴安公司的ASE200是全自動萃取儀，可根據(jù)存儲的萃 取程序全自動萃取，24個萃取位，萃取池體積Zda可 達(dá)33毫升，（一次可萃取30克固體樣品，ASE300Z多 一次可萃取100克固體樣品），可以在萃取中根據(jù)預(yù)先 制定的程序在不同的萃取方法之間進(jìn)行任意切換， 如：可以用同一種溶劑連續(xù)萃取多個樣品，也可用不 同的溶劑萃取同一個樣品，為避免不同的樣品之間的 交叉污染，每個萃取之間可全自動的進(jìn)行流路清洗 系統(tǒng)的安全措施消除了潛在的隱患發(fā)生，溫度壓 力溶劑泄露等均有傳感器，并有聲音報警，在必要 時會自動關(guān)閉儀器 ASE200的操作 ASE200的組成：輸送溶劑的泵萃取加熱爐控制溶 劑和將萃取液轉(zhuǎn)換到收集瓶的切換閥，所有功能都是 全自動的 ASE的樣品準(zhǔn)備與其他萃取技術(shù)相同，包括干燥粉碎 或混合等，準(zhǔn)備好的樣品加入萃取池并放到傳遞轉(zhuǎn)盤 上，當(dāng)爐體溫度達(dá)到預(yù)定，轉(zhuǎn)盤將萃取池轉(zhuǎn)入爐體位 置并在壓力下密封 熱平衡后（一般約需5分鐘），萃取池在爐體中保持在 用戶要求的溫度下靜態(tài)萃取（一般約需5至15分鐘）， 萃取液放入收集瓶同時加入一些新鮮的溶劑清洗并用 氮?dú)鈱腿〕貜氐状祾?，萃取池回到轉(zhuǎn)盤，ASE開始按 程序進(jìn)行下一個樣品的萃取 從谷物中萃取殺蟲劑 在食品和農(nóng)產(chǎn)品中確定殺蟲劑除草劑和其他相關(guān)的 化合物對確保食品安全非常重要目前，多種分析技 術(shù)正快速增加，很多技術(shù)要求對殺蟲劑組分提高萃取 效率 這里列出的對小麥中多種不同的殺蟲劑組分萃取的數(shù) 據(jù)來自兩個獨(dú)立的研究人員的共同研究結(jié)果，粉碎的 小麥樣品送到戴安公司用ASE進(jìn)行萃取，萃取液返回研 究者進(jìn)一步處理或直接分析 **組，殺蟲劑 表1是現(xiàn)行的萃取方法與ASE方法的萃取條件的對比， 萃取的回收率對比列在表2，ASE的回收率均高于現(xiàn)行 的方法，用的時間Z短并大大減低了溶劑的使用量， 也不需要對萃取液進(jìn)行后萃取的凈化 表1 小麥中的殺蟲劑 **組：現(xiàn)行萃取方法與ASE萃取條件的對比 樣品量溶劑體積后萃取總時間樣品分析 現(xiàn)行方法 3-20克130毫升SPE凈化60分鐘GC-FPD ASE3-20 克15毫升無15分鐘GC-FPD 表2 小麥中的殺蟲劑 **組：現(xiàn)行萃取方法與ASE萃取的回收率對比 Malathion (µg/L) Methylchlorpyrifos (µg/L) 樣品12351011 現(xiàn)行方法404060406060 ASE方法5050701008070 現(xiàn)行方法 708050306070 ASE方法9010060708090 第二組 殺蟲劑除草劑和防霉劑 表3中是ASE在第二組研究中的萃取條件，回收率結(jié)果 列在表4在這個研究中，萃取樣品的標(biāo)準(zhǔn)加入量兩倍 于定量檢測限（如象在GC/MS單離子檢測模式所用）， 在本次實(shí)驗(yàn)中，萃取液分析前要做進(jìn)一步的凈化數(shù) 據(jù)表明，ASE方法對很多不同的殺蟲劑有非常好的回收 率 表3 小麥中的殺蟲劑研究編號：2號 ASE萃取條件 樣品量靜態(tài)萃取時間溶劑總時間壓力溶劑量溫度樣品 分析法加熱時間 3.0克5分鐘乙腈12分鐘 2000psi14毫升100OCGC-MS5分鐘 表4 ASE萃取小麥研究編號：2號 殺蟲劑除草劑 防霉劑標(biāo)準(zhǔn)加入回收率 有機(jī)磷殺蟲劑Azinphos- methylChlorpyrifosChlorpyrifos- methylDemeton- SDiazinonDichlovosDimethoateDisulfotonDisulf oton-sulfoneOmethoateParathionParathion- methylPhoratePhorate-sulfone氯化殺蟲劑 Endosulfan-alphaEndosulfan-betaEndosulfan- sulfateMethoxychlor-o,pMethoxychlor-p,p甲 氨酸鹽殺蟲劑CarbarylCarbofulan除草劑 AtrazineDiclofop- methylLinuronTriallateTrifluralin防霉劑 ImazalilThiabendazole 峰值（µg/L） 56208382618582298748440183256682048509222143 610268444044 回收率（%） 從水果和蔬菜中萃取有機(jī)氯農(nóng)藥 由于水果和蔬菜中富含水分，樣品中常需要加入硅藻 土，所示的樣品農(nóng)藥峰值均在100µg/Kg，對香蕉和馬 鈴薯用同樣的萃取條件萃取，萃取液用GC分析，表5和 表6中的結(jié)果表示，ASE對水果和蔬菜中所有的有機(jī)氯 農(nóng)藥均有非常好的回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD） 表５A(chǔ)SE從香蕉中萃取有機(jī)氯殺蟲劑 組分alpha-BHCbeta-BHCgamma- BHCHeptachlorAldrinHeptachlor EpoxideDieldrin4,4-DDE2,4- DDDEndrin4,4-DDD4,4-DDT Avg.100.3102.298.989.289.493.593.7 92.195.494.488.089.6 Std2.32.33.27.62.22.11.61.82.52.72 .75.8 RSD2.32.33.28.52.52.21.71.92.63.03 .06.4 a 每個組分含100 µg/Kg b 萃取條件：10克樣品與6克硅藻土混合，100OC， 10MPa（1500Psi）；加熱5分鐘，靜態(tài)萃取5分鐘， 60%溶劑沖洗，60秒吹掃，己烷/10%丙酮 表６ASE從馬鈴薯中萃取有機(jī)氯殺蟲劑 組份Alpha-BHCBeta-BHCGamma- BHCHeptachlorAldrinHeptachlor EpoxideDieldrin4,4-DDE2,4- DDDEndrin4,4-DDD4,4-DDT Avg.96.3108.697.493.995.995.297.19 5.495.797.893.793.0 Std6.32.36.63.53.32.40.550.670.851 .81.84.5 RSD6.62.16.83.73.42.60.570.700.891 .91.94.8 a 每個組分含100 µg/Kg b 萃取條件：10克樣品與6克硅藻土混合，100OC， 10MPa（1500Psi）；加熱5分鐘，靜態(tài)萃取5分鐘， 60%溶劑沖洗，60秒吹掃，己烷/10%丙酮 魚肉組織中多氯聯(lián)苯（PCBs）的選擇性萃取 在對含有多氯聯(lián)苯污染的魚肉組織或勻漿萃取分析 時，常有脂肪被共萃取出來，脂肪會干擾色譜分析 常用尺寸排斥色譜（SEC）柱色譜和酸處理等凈化手 段來除去這些脂肪，但這些過程除消耗時間外還增加 了潛在的分析損失，ASE的交替選擇性萃取的方法因此 顯示出極大的優(yōu)勢 選擇性萃取可以通過選擇適當(dāng)?shù)娜軇┖驮谳腿〕刂蓄A(yù) 先加入吸附劑實(shí)現(xiàn)，在本次實(shí)驗(yàn)中使用了鋁粉做吸附 劑，其收集液不需做進(jìn)一步的凈化，可直接進(jìn)樣進(jìn)行 氣相色譜分析 魚肉組織樣品由加拿大的國際研究委員會（NRC- CNRC）提供 選擇性與非選擇性ASE萃取的對比 表7中結(jié)果是ASE用己烷對同一魚肉組織樣品進(jìn)行非選 擇性和選擇性萃取的對比，在選擇性萃取中，萃取池 的底部放入鋁粉吸附了脂肪和其他共萃取出的物質(zhì)， 萃取液非常清亮，同時使PCBs的定量分析大大簡化 通常，ASE的選擇性萃取均得到滿意的結(jié)果（表7）， 同時還省去了對包括硫酸處理或尺寸排斥色譜等凈化 過程的需要 使用這一方法，樣品的準(zhǔn)備時間和可能的分析損失都 會明顯降低 表7 ASE選擇性萃取魚肉組織中的PCBs的回收率 Congener52101/90105118138/163/164153170/1901 80187/182 Cert.a Value124±32124±3754±24132 ±60102±2383±3922±846±1436±16 Extract11001011241074848306530 Extract21071031281094848316230 Extract3991001251074848316430 Average102101126b10848b483164b30 Std.Dev.4.41.52.11.20.00.00.581.50 .0 RSD(%)4.31.51.71.1N/AN/A1.92.4N/A 從蠔組織中萃取多氯聯(lián)苯 表8中的數(shù)據(jù)表明ASE從蠔組織中萃取同類多氯聯(lián)苯的 平均回收率和RSD（%） 表8 從蠔組織中萃取PCBs的回收率 PCB CongenerPCB28PCB52PCB101PCB153PCB138PCB180 Avg. Rec.,n=(as% of Soxhlet) 90.086.983.384.576.987.0 RSD(%) 7.84.01.53.53.04.3 樣品的準(zhǔn)備和分析 蠔樣品由國際海洋大氣署實(shí)驗(yàn)室（NOAA）（美國，華 盛頓）提供樣品與等比例的HydromatrixTM（一種 商品干燥劑）混合以吸附水分 分析和定量 ASE萃取液先與硝酸銀/硫酸一起通過硅膠柱；然后通 過鋁柱，濃縮至1毫升，用帶有30m X 0.25mm的Rtx-5 柱子和ECD檢測器的氣相色譜分析 不同基質(zhì)食品中的脂肪確定 食品中的脂肪含量已經(jīng)引起世界的廣泛關(guān)注在美 國，營養(yǎng)標(biāo)簽和教育機(jī)構(gòu)要求食品中所有的飽和脂肪 和非飽和脂肪都需要標(biāo)記在標(biāo)簽上，食品制造商同樣 需要一種常規(guī)的確定脂肪含量的方法用于生產(chǎn)過程的 質(zhì)量控制 目前所用的方法，如索氏提取和自動索氏提取，在用 有機(jī)溶劑如氯仿或石油醚萃取后測定重量，這種方法 需要使用大量的溶劑和很多的時間，約數(shù)百毫升溶劑 和2至16小時，因此發(fā)展僅用很少溶劑的快速溶劑萃取 技術(shù)非常必要 ASE技術(shù)與索氏提取的對比 ASE可用來測定多種固體半固體食品中的脂肪含量，脂 肪的含量通過將預(yù)先稱重的小瓶中的萃取液用氮?dú)庹?發(fā)掉溶劑后再稱重小瓶確定 樣品由多個不同的食品公司提供，在這些對比中，所 有的索氏提取結(jié)果的數(shù)據(jù)都是由提供食品樣品的公司 提供的 表9中的結(jié)果是用ASE方法萃取不同的快餐食品，然后 測定脂肪含量，得到的回收率與索氏提取的結(jié)果相 當(dāng)，特別是相對標(biāo)準(zhǔn)偏差的結(jié)果相當(dāng)符合 表9 從快餐食品中萃取脂肪 Sample(n=5)Potato ChipsCorn ChipsCheese SnacksTortilla Chip Avg.%Fat(wt.%) 34.032.833.321.519.2 Std. Dev.0.110.080.170.070.10 RSD(%) 0.330.250.510.340.53 表10-14是其他食品的萃取結(jié)果對照在大部分情況 下，索氏提取和ASE使用相同的溶劑結(jié)果相當(dāng)符合，使 用不同溶劑時，同樣也能獲得相當(dāng)符合的結(jié)果，表12 中，索氏提取用甲醇/氯仿混合溶劑萃取谷類甜餅中的 脂肪，但提供食品樣品的廠家想從生產(chǎn)線中去掉甲醇 并不再使用氯化溶劑（氯仿），ASE改變了萃取溶劑， 用丙酮/異丙醇萃取獲得了同樣的結(jié)果 表10 從加工食品中萃取脂肪 MethodSoxhletASE, N=3a SolventMethanol/CHCl3(2:1) Hexane/IPA(3:2) Avg. %Fat(wt.%)20.0- 22.020.8 Std. Dev.N/A0.18 RSD(%)N/A0.85 表11 快餐膨化食品中萃取脂肪 SampleCracker 1Cracker 1Cracker 2Cracker 2 MethodSoxhletaASEb,n=3SoxhletaASEb ,n=3 Avg.%Fat(wt. %)15.414.628-3028.1 Std. Dev.N/A0.09N/A0.20 RSD(%) N/A0.65N/A0.70 表12 谷物類甜點(diǎn)中脂肪的萃取 MethodSoxhletASEa SolventMethanol/CHCl3 (2:1)Hexane/IPA(3:2) %Fat(wt.%)10.0- 12.011.6 Std. Dev.N/A0.09 RSD(%)N/A0.73 表13 從狗餅干中萃取脂肪 SampleSRMaSRMBrand XBrand X MethodSoxhletASEbSoxhletASEb SolventPetroleum etherPetroleum etherPetroleum etherHexane/IPA(3:2) Avg.% Fat(wt.%)8.809.1210.310.4 Std. Dev.0.500.15N/AN/A RSD(%)5.71.6N/AN/A表14 從 低脂肪膨化食品中萃取脂肪 MethodSoxhletASEa %Fat(wt.%)1.401.43 Std. Dev.N/A0.03 RSD(%)N/A2.1 ASE與Mojonnier方法的對比 傳統(tǒng)的Mojonnier方法從奶制品中萃取脂肪要先做預(yù) 處理（通常使用氨水）然后用/乙醇和石油醚/乙 醇萃取，處理的目的是為溶解酪蛋白釋放出空隙間的 脂肪這種方法無論是時間還是勞力都有很多的消 耗，整個萃取需要很多步驟用ASE方法與Mojonnier 法對比，萃取高脂肪含量的食品和奶酪時ASE法不需要 進(jìn)行預(yù)處理步驟ASE萃取30分鐘的結(jié)果與Mojonnier 法有非常好的符合 從油料種子中萃取油 食品和食品加工所用的油來自Canola大豆亞麻 籽棉籽等油料種子，極ng確地確定含油量對優(yōu)化油的 產(chǎn)出量非常有必要 現(xiàn)有的從種子中萃取油的方法要消耗大量的溶劑（通 常要幾百毫升）和很長的時間（通常要8到16小時） ASE方法與現(xiàn)有的官方方法對比 從Canola種子（含油量約占重量的45%）中萃取油， 是ASE與官方AOAS（美國油料化學(xué)協(xié)會American Oil Chemist Society）方法AM-2-93對比的**例 子，[AOAS法基于FOSFA(油料種子和脂肪學(xué)會聯(lián)合會 Federation of Oil Seeds and Fat Association) 的官方方法], 該方法的各項(xiàng)指標(biāo)在表15中給出，ASE 所用的條件列在表16 萃取結(jié)果表示ASE法與AOAS官方方法的結(jié)果非常接 近：ASE萃取結(jié)果含油為重量的44.9%，三次萃取相對 標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）0.31%, AOAS法萃取含油為重量的 45.2%，十二次萃取相對偏差為0.24%總含油量的百 分比變化是萃取時間的函數(shù)，用柱型圖表示ASE得出 與AOAS方法相似的萃取結(jié)果，但時間大大減少，溶劑 的使用量也大大減少 過氧化物值（PV）和游離脂肪酸（FFA）的確定表示在 ASE的萃取過程中沒有明顯的甘油三酸酯的降解 表15 從油料種子中萃取油AOCS AM 2-93法萃取條件 樣品量加熱爐萃取再研磨萃取溶劑溶劑用量總時間 4克研磨種子130oC，2小時4小時，排掉溶 劑，冷卻7分鐘2小時，排掉溶劑，冷卻石油醚150- 250毫升10.5小時 表16 從油料種子中萃取油ASE方法萃取條件 系統(tǒng)壓力加熱爐溫度爐加熱時間靜態(tài)萃取時間新溶劑 量吹掃時間溶劑靜態(tài)萃取次數(shù) 6.7MPa(1000psi) 105oC5分鐘10分鐘1**%60秒石油醚3次 賽默飛Dionex ASE 150快速溶劑萃取儀