陈萍，张飞，王建刚

（1.吉林化工学院化学与制药工程学院，吉林吉林 132022；2.吉林化工学院分析测试中心，吉林吉林 132022）

HS-SPME气相色谱法测定桃汁饮料中苯甲醛

陈萍1，张飞1，王建刚2，*

（1.吉林化工学院化学与制药工程学院，吉林吉林 132022；2.吉林化工学院分析测试中心，吉林吉林 132022）

采用顶空固相微萃取-气相色谱法（HS-SPME-GC）对桃汁饮料中苯甲醛进行了定量分析。研究了电解质加入量、萃取平衡温度、平衡时间、萃取时间及解析时间对测定结果的影响。结果表明应用65μm聚二甲基硅氧烷-二乙烯基苯（PDMS-DVB）萃取探头，10mL顶空瓶中加入5.00mL样本，1.50 g氯化钠，40℃条件下平衡20min，然后萃取50min，250℃进样解析1.0min，气相色谱峰面积最大。在此优化条件下，色谱峰面积与苯甲醛质量浓度呈线性关系，回归方程A=331.75×C-2 453，相关系数r=0.998 9；方法回收率87%～95%；RSD小于3%。此方法无需对样本进行特殊预处理，操作简单、定量准确，可用于桃汁饮料生产领域品质控制。

苯甲醛；顶空固相微萃取；气相色谱；桃汁饮料

桃（Amygdalus persica linn）为蔷薇科（Rosaceae），桃属（Amycdalus L.）落叶小乔木的成熟果实，原产于我国[1]。成熟的桃，汁多味美，有生津、润肠、益颜色、解劳热的功效。药理研究表明桃果实提取物还具有抗氧化、抗衰老、抗癌及抑制过敏性炎症等生物活性。此外桃营养丰富，富含VA和VC是一种药食同源营养原料。以桃果实为原料的桃汁除具有营养保健作用外，还赋予产品特殊的香气，深受大家喜爱[2-4]。

香气是饮料类产品主要的品质指标之一，以桃汁为原料的饮料能保持桃的特殊香气，苯甲醛是桃汁的主要呈香物质之一[5-6]。饮料中苯甲醛的含量可以反映标示含桃汁成分饮料的品质。目前，文献报道的苯甲醛测定方法有液相色谱法[7-8]，气相色谱法[9-10]，光度法[11-14]，电化学法[15-16]和毛细管电泳法[17]，这些方法对于基体简单的样本测定是有效的，但对于富含VC、色素、糖等复杂基体的样本，利用上述方法是需要严格、复杂的样本前处理过程，这延长了分析时间。本文采用固相微萃取气相色谱法测定含桃汁饮料中苯甲醛，简化样本处理过程，缩短分析时间，为以桃汁为原料的饮料开发和品质控制提供高效检测手段和技术。

1 材料与方法

1.1 主要材料与试剂

苯甲醛（化学纯，天津天素精细化学品有限公司）；氯化钠（分析纯，天津市北方天医化学试剂厂）；甲醇（色谱纯，天津市永大化学试剂开发中心）；二次蒸馏水。KSFS，HYTZ，TWGL，NFGY，LYMB等5种市售标示桃汁饮料。

1.2 主要仪器与设备

GC-2014气相色谱仪，配有氢火焰离子化检测器（FID）；GC-Solution数据处理系统：日本岛津公司；DHG-9070A型电热恒温鼓风干燥箱：上海-一恒科学仪器有限公司；SPME装置及65μm聚二甲基硅氧烷-二乙烯基苯（PDMS/DVB）萃取探头；10mL精密螺纹口透明玻璃顶空进样瓶：美国Supelco公司。

1.3 溶液配制

准确称取0.108 1 g苯甲醛，加少许甲醇溶解后转移至100m L容量瓶中，二次蒸馏水稀释定容至刻度，苯甲醛储备液质量浓度为1.081mg/mL。

取适量苯甲醛储备液采用逐级稀释法配制500mL质量浓度为10.81μg/mL苯甲醛标准母液，避光4℃冰箱保存备用。低浓度苯甲醛在空气，有光条件下易氧化为苯甲酸，溶液现用现配避光保存。

1.4 色谱条件

色谱柱：RTX-5石英毛细柱（30m×0.32 mm× 0.25μm）；升温程序：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；载气为氮气，流速1.84mL/min，压力48.3 kPa，进样温度250℃；进样解析1.0min；氢火焰离子化检测器（FID），氢气流量40mL/min，空气流量400mL/min。

1.5 测定方法

准确移取5.00mL待测样品溶液于10mL顶空进样瓶中，加入1.50 g氯化钠，用带隔垫的螺纹瓶盖封口，振荡1.0min之后，置于40℃条件下恒温平衡20min，然后将固相微萃取器的65μm PDMS/DVB萃取头通过瓶盖的聚四氟乙烯隔垫插入样品萃取瓶的顶空，推出吸附探头使其暴露于萃取瓶顶空蒸汽中进行萃取。萃取平衡50min后，缩回吸附探头，迅速将其插入气相色谱仪进样口，250℃条件下解析1.0min，同时启动GCSolution色谱工作站采集数据，记录保留时间及峰面积，外标法定量分析苯甲醛含量。

2 结果与分析

2.1 HS-SPME萃取条件优化

在10mL顶空瓶中加入5.00mL浓度为216.1ng/mL的苯甲醛溶液，以此进行后续条件优化实验。为保证测试结果的准确性，每个试验点重复3次测定，取其平均值。

2.1.1 离子强度的影响

适当增加溶液中的离子强度可以减少挥发性有机物在溶液中的可溶性，从而提高其逸出活度，促进其从液体基体中挥发至顶空气相中，增加吸附纤维的吸附量，降低方法的检出限。离子强度的影响通过加入氯化钠的量进行研究。随着氯化钠的用量增加，提高了苯甲醛的气液分配系数，使苯甲醛的溶解性下降，气相浓度增加，提高萃取效率。实验考察加入0.10 g～2.0 g氯化钠后对萃取效果的影响，如图1所示。

随着氯化钠加入量的增加，色谱峰面积也在增加，1.50 g后增加幅度减少，考虑到氯化钠在40℃的溶解度，最终确定氯化钠加入量为1.50 g。

2.1.2 萃取温度的影响

考察了不同温度对苯甲醛萃取效果的影响。结果见图2。

图2表明，苯甲醛色谱峰面积随着温度的升高而增加，但40℃后出现明显下降。这可能是萃取平衡建立前，升温加快了苯甲醛从水溶液扩散到顶空气相的速度，进而提高了PDMS-DVB探头的萃取效率。40℃平衡建立后，继续升温则增加了苯甲醛从PDMS-DVB探头上解析的速率，减小了苯甲醛在PDMS-DVB的分配系数，影响萃取效果。因此，确定40℃为苯甲醛最佳萃取温度。

2.1.3 平衡时间的影响

一定温度下苯甲醛从水溶液中扩散到顶空瓶气相中需要一定时间。考察了不同平衡时间对苯甲醛萃取效果的影响。结果见图3。

图3 表明，随着平衡时间的增加，苯甲醛色谱峰面积也在增加，20min后趋于平缓。在保证萃取效率，缩短分析时间的前提下，确定20min为样本平衡时间。

2.1.4 萃取时间的影响

实验发现当萃取温度保持不变，随着萃取时间的增加，苯甲醛在PDMS-DVB上的吸附量也在增加。萃取时间超过50min后，色谱峰面积增加量减小。图4表明，50min为最佳萃取时间，较长的萃取时间不利于提高分析效率。

2.1.5 解析时间的影响

萃取后的PDMS-DVB探头要在一定温度下进行解析引入气相色谱系统。高温对吸附探头的解析和色谱分析都是有利的，但是考虑到PDMS-DVB探头材质对温度的要求，选择250℃作为进样口解析温度。在这一温度下分别考察了不同解析时间对色谱峰面积的影响。图5表明，在设定解析时间内，苯甲醛色谱峰面积无大的变化，说明在250℃条件下，苯甲醛可以瞬间解析，不会影响测定。但考虑到所测样本中可能含其它可吸附物质，较长的解析时间可起到净化PDMSDVB探头的目的。因此，确定解析时间为1.0min。

2.2 色谱分离条件

准确移取5.00mL桃汁饮料溶液于10mL顶空瓶中，按上述HS-SPME最佳操作条件进行萃取，按1.4项色谱条件进行分析。桃汁饮料萃取物的气相色谱图如图6所示。

可以看出，苯甲醛与其它成分的色谱峰可以完全分离，说明实验用气相色谱条件能够满足饮料中苯甲醛分离要求。

2.3 标准曲线及方法检出限

配制苯甲醛浓度为 10.81、54.05、108.1、324.3、540.5 ng/mL的样品，按1.5项方法进行萃取分析，记录峰面积，绘制苯甲醛浓度对色谱峰面积的标准曲线。计算表明苯甲醛浓度在10 ng/mL～500 ng/mL范围内，峰面积与浓度呈良好线性关系，回归方程为A= 331.75×C-2 453，式中A为峰面积，C为浓度，相关系数R=0.998 9，最小检出限（RSN=10）1.0 ng/mL以下。

2.4 回收率与精密度实验

准确移取质量浓度为106.2 ng/mL的KSFS饮料样品10.00mL于100mL容量瓶中，再加入质量浓度1 081 ng/m L的苯甲醛标准液1.00m L，二次蒸馏水稀释定容至刻度，平行配制5个试样。按1.5项方法进行萃取并分析，计算回收率及RSD值。分析结果见表1。

由表1可知，加标回收率在81%～93%，RSD小于5%，说明方法准确可靠。

2.5 样本测定

按1.5项分析方法对市售5种含桃汁饮料中苯甲醛质量浓度进行测定，测定结果见表2。

苯甲醛作为桃汁的呈香物质，在一定生产工艺条件下，桃汁饮料中苯甲醛的含量应与桃汁含量成正相关。随机对5种市售标示含桃汁的饮料进行苯甲醛含量测定，LYMB饮料中未检出苯甲醛，说明其不含桃汁。

3 结论

采用顶空-固相微萃取-气相色谱法检测标示含桃汁的饮料中苯甲醛的质量浓度。对65μm PDMS/ DVB萃取探头的萃取条件进行了优化：5.00mL样本中加1.50 gNaCl，40℃条件下平衡20min，萃取50min， 10ng/mL～500ng/mL范围内线性关系良好，回收率81%～93%，RSD小于5%，检出限小于1.0 ng/mL。

果汁饮料基体复杂，采取传统液液萃取方式处理样本，应先除去糖、色素等有机质再加有机溶剂萃取，处理过程繁琐且需要消耗大量有毒有机试剂。采用HS-SPME技术，无需有毒有机试剂，过程简单，适合待测物质浓度低、基体复杂的样本的分析检测。

苯甲醛作为桃果实的特征呈香物质，应出现在以桃为原料的饮料中。通过检测苯甲醛的含量的多少可以间接反映标示含桃汁制品的品质，这为此类产品的品质控制提供技术手段。

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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

陈萍（1971—），女（汉），讲师，硕士，从事仪器分析教学与科研工作。

*通信作者