当前位置: 首页 >手机在食品药品和气体检测应用 > 手机吉祥坊 - 专业铸造品牌

手机吉祥坊 - 专业铸造品牌

  第十一章  手机吉祥坊 - 专业铸造品牌
  由于烟用香精和香原料的内在质量及其稳定性对卷烟产品质量稳定性有着相当大的影响,产品质量及稳定性的提高是重要的生产环节之一,因此,对香精香料产品的检测手机的重要性日渐凸现。烟用香精香料内在质量的常规检测主要包括酸值、澄清度、挥发性成份总量、色度、密度、折光率、容混度等理化检测项目,而这些传统检测指标对香精香料产品的内在质量控制起到较好作用。近年来,随着卷烟企业和香精香料企业的仪器配备、操作技术水平方面的提高,对香精质量控制更加严格,更加强调烟用香精的内在成份检测手机,提高了对香精香料质量的控制水平,可实现对香精香料产品内在质量成分的科学监控,这有利于香精香料企业、卷烟企业对香精香料产品的理性把握和合理使用,从而促进产品质量稳定性的提高。
  §11-1  检测手机内容
  一、取样
  取样是指从一批容器或一个容器中取出在质量上和组成上都具有代表性的样品,以便进行手机检验。
  取样中应用的一切工具,在使用前均应洗净和干燥。所使用的工具应该采用不受试样腐蚀的材料制成。
  取样的方法
  (1) 大容量容器的取样  如果产品是由大槽或槽车等大容量容器盛装,在每个大容量容器内,从上层表面算起,取出1/10总深度、1/3总深度、1/2总深度、2/3总深度、9/10总深度的5个局部样品,把在每个容器内所取得的5个局部样品集中起来,混合均匀,再从中取出3个有代表性的样品,做质量检验和黑对手机使用。
  (2) 一般容器的取样 如果产品是由桶、坛、罐或瓶子盛装,应按表11-1中所列取样容器最低数要求,分别从每个容器中取出不同浓度的样品,然后集中混合均匀,再从中抽取3个代表性的样品,做质量检验和核对手机用。
  表11-1  取样量表
  委托手机容器总数取样容器的最低数委托手机容器总数取样容器的最低数
  1~3每个容器61~805
  4~20381~1206
  21~604120以上每20个容器取一个
  二、试样的制备
  为了获得合格的检验试样,应采取下列操作程序:
  (1) 样品的灌装  如果精油在室温时是液体的,在室温中即可把它注入锥形瓶中,装入量不超过该容器体积的2/3。如果精油在空温下是固体或半固体,则应置于烘箱内,控制在合适的温度进行液化,然后灌装。在以后操作中,始终使精油保持处于液态的最低温度。
  (2) 样品的干燥  在天然精油中,样品往往含有微量的水分,为了除去微量的水分,应将新干燥的中性脱水剂硫酸镁或硫酸钠,加到装有待测样品的锥形瓶中,加入量为香精质量的15 %左右,至少在2 h内不断地猛烈振荡。
  (3) 样品的脱色  对于因金属或金属氧化物存在而色泽较深的样品,可用柠檬酸或酒石酸进行脱色处理。将适量的柠檬酸或酒石酸与精油一起搅拌,可以除去其中使精油产生颜色的金属离子。
  (4) 试样过滤  样品经过干燥、脱色等处理后,应进行过滤装在清洁干燥的容器中,按照要求,立即进行各项检验。
  三、检测内容
  3.1 精油
  精油为液体。某些精油低温下会结晶或固化,这样的样品在进行任何试验前应缓缓加热至全部变为液体。首先应对样品进行外观(即颜色、澄清度)的评价,最好与一个保留样比较,然后将产品溶在稀糖浆中进行香气和香味的评价。
  (1) 一般检测项目
  相对密度 (通常在25℃/25 ℃ 测定,在任何其他温度测定时要进行校正);
  折光指数 (20℃);
  旋光度 (20℃);
  溶解度 (在一特定稀释度的乙醇中的溶解度)。
  (2) 应用有限试验
  沸程 (℃);
  熔点 (℃);
  凝固点(℃);
  闪点 (F°或℃),用敞口杯或盖口杯法。
  (3) 仪器试验
  手机吉祥坊、液相吉祥坊、红外光谱、紫外光谱(测定同一性和来源 ,测定掺杂、组成变化和进行生产质量控制,指纹图谱数学模型的选择研究:研究确定最佳的指纹图谱数学模型。烟用香精香料产品吉祥坊指纹图谱允差指标的确定:通过不同生产批次香精香料、不同贮藏时间和贮藏条件、模拟原料和配比变化对吉祥坊指纹图谱的影响,结合香气质量和香味质量的评价,确定烟用香精香料产品吉祥坊指纹图谱允差指标。
  (4) 对组分的特定试验
  酸值;
  醇类;采用乙酸化-甲醛化法,测量总醇量、叔萜醇量,采用甲酸化法测量香茅醇量;
  醛类和酮类:亚硫酸氢盐法,中性亚硫酸盐法,苯肼法,羟胺法。
  含氯化合物;
  酯类:普通法 ,高沸点溶剂法;
  重金属;
  酚类:游离酚,总酚。
  3.2 合成香料
  样品可以是液体或结晶固体,待检验的项目常由最后用途决定。常规的物理化学试验对于控制纯度是必要的,但用于食品香精或日用香精的化合物,对其香气和香味的评价更重要。
  (1) 液体
  相对密度(通常在25℃/25℃测定,在任何其他温度测定时要进行校正);
  折光指数(20℃);
  旋光度 (20℃);
  在某一浓度的乙醇或其他特定溶剂中的溶解度;
  在特定压力下的沸点 (℃);
  冰点/凝固点 (℃);
  闪点 (F°或℃),用敞口杯或盖口杯法。
  (2) 固体
  熔点 (℃);
  凝固点 (℃);
  在特定溶剂中的溶解度;
  不含不溶物。
  (3) 用于测定化学一致性和纯度的特殊试验-仪器手机法
  手机吉祥坊法 (GC);
  液相吉祥坊法 (HPLC);
  红外光谱法 (IR)。
  3.3 烟用香精
  烟用香精可以是液体、乳浊液或干燥粉末。首先对样品的外观(即颜色、透明度、乳光)进行评价,然后样品用适当的介质稀释,对其香气和香味进行评价。最好同保存在最佳条件下并按照规定时间更换的标准样品进行直接比较。
  (1) 液体香精
  相对密度 (通常在25℃/25℃ 测定,在其他温度下测定时要进行校正);
  乙醇或其他特殊溶剂的含量;
  折光指数 (20℃);
  色强度或色调;
  闪点 (F°或℃),用敞口杯或盖口杯法。
  (2) 乳浊液
  相对密度 (25℃/25℃)测定;
  挥发油含量,用水蒸气蒸馏法;
  颗粒大小用显微镜观察;
  对稳定剂、抗氧剂等的特殊试验。
  §11-2  物理指标的测定
  一、香气、香味和色泽检验
  目前,香料香气或香味质量的评定,主要还是靠人的嗅觉或味觉进行。其具体方法如下:
  (1) 香气评定  香料香气的鉴定,主要是采用与同种标准质量香料香手机比较的方法。将等量的待测试样和标准样品,分别放在相同的容器中,用0.5~l cm宽、10~15 cm长的辨香纸,分别蘸取待测试样和标准样品约1~2 cm,用夹子夹在测试架上,然后每隔一定时间,用嗅感进行评比,鉴别其头香、基香、尾香微细变化,对香气质量进行全面评价。
  不易直接辨别其香气质量的产品,例如香气特强的液体或固体样品,可先用溶剂稀释至相同浓度,然后蘸在辨香纸上评定。常用的溶剂有水、乙醇、苄醇、苯甲酸苄酯、邻苯二甲酸二乙酯等。
  (2) 香味评定  用做食用的香料,除进行香气质量的评定外,还需要进行香味评定。其方法是用1 mL样品的1%的乙醇溶液,加入250 mL糖浆,然后进行试味。
  (3) 色泽检定  色泽是天然香料中的第2个重要外观质量指标。色泽检定的要求待检试样是否与标准试样相符,是否达到质量标准。对液体标准试样色泽,除特殊的选用具有当前生产水平的产品做标准试样外,一般采用无机盐配成标准色泽供检验对比,具体方法如下:
  ① 标准样品
  固体标样 选择最能代表当前生产质量水平的产品作为标样。改进质量后,应及时更换标样。标样由审批质量标准的单位审发,并根据不同产品的特性,定期审换。
  液体标样 用无机盐配成产品的规定色泽或允许色泽范围作为标样。
  液体基本标准比色液的配制:
  氯化亚钴标准液  取氯化亚钴约56 g,加适量稀盐酸 (1: 40),使溶解成1000 mL,精确吸取5 mL置于250 mL定碘瓶内,加过氧化氢5 mL 与氢氧化钠溶液 (1: 5)15 mL,煮沸;10 min后,放冷,加碘化钾2 g与硫酸溶液(1: 4) 20 mL,使沉淀溶解;用硫代硫酸钠标准溶液 (0.1 mol/L) 滴定所析出的碘(用1%淀粉溶液作指示剂)。按照滴定结果计算每1 mL 氯化亚钻的含量,加入适量的稀盐酸(1: 10)使每1 mL溶液中含59.50 mg的氯化亚钴。
  三氯化铁标准液  取三氯化铁约55 g,加适量稀盐酸 (1: 40) 使溶解成1000 mL;精确吸取10 mL,置于250 mL定碘瓶中,加蒸馏水15 mL后,加盐酸5 mL与碘化钾4 g,密塞,在暗处静置15 min。加蒸馏水100 mL稀释后,加1%淀粉指示液1-2 mL,用硫代硫酸钠标准溶液(0.1mol/L) 滴定所析出的碘,并将结果用空白试验校正。计算每1 mL三氯化铁(FeCl3·6H2O)的含量,加入适量稀盐酸 (1:10),使每1 mL溶液中含45.0 mg的三氯化铁(FeCl3·6H2O)。
  硫酸铜标准液  取硫酸铜约65 g ,加适量稀盐酸(1: 40)使溶解成1000 mL。精确吸取10 mL,置于250 mL定碘瓶中,加蒸馏水50 mL,醋酸4 mL,碘化钾3 g与1%淀粉指示液1-2 mL,用硫代硫酸钠标准溶液(0.1 mol/L)滴定所析出的碘。计算每1 mL硫酸铜(CuSO4 ·5H2O) 的含量。加适量稀盐酸 (1: 40),使每1 mL溶液中含62.4 mg的硫酸铜(CuSO4 ·5H2O)。
  重铬酸钾标准液  精确称取预烘干至恒重的重铬酸钾(保证试剂)1.0000 g于1000 mL容量瓶中,加稀硫酸(2%)溶解并稀释至刻度,此液 l mL含l mg K2Cr2O7。再用移液管准确吸取100 mL于1000 mL之容量瓶中,用稀硫酸(2%)稀释至刻度,使每1 mL稀释液中含0.10 mg重铬酸钾。
  液体标样的配制
  按照产品规定的色泽,用基本比色液一种、二种或三种,各取若干毫升,加蒸馏水或2%硫酸稀释,定容至100 mL。或按表11-2用移液管准确吸取重铅酸钾标准液,以2%H2SO4稀释至100 mL配制,见表11-2。
  表11-2 液体标样的配制
  颜色色标号重铬酸钾标准液体积和浓度
  水  白0蒸馏水
  无  色12.3mL(0.10mg/1mLK2Cr2O7)
  23.3mL(0.10mg/1mLK2Cr2O7)
  35.0mL(0.10mg/1mLK2Cr2O7)
  浅柠檬黄47.4mL(0.10mg/1mLK2Cr2O7)
  511.0mL(0.10mg/1mLK2Cr2O7)
  浅柠檬黄616.0mL(0.10mg/1mLK2Cr2O7)
  723.0mL(0.10mg/1mLK2Cr2O7)
  柠檬黄839.0mL(0.10mg/1mLK2Cr2O7)
  948.0mL(0.10mg/1mLK2Cr2O7)
  深柠檬黄1071.0mL(0.10mg/1mLK2Cr2O7)
  1111.2mL(1.0000mg/1mLK2Cr2O7)
  橘黄1225.0mL(1.0000mg/1mLK2Cr2O7)
  1332.2mL(1.0000mg/1mLK2Cr2O7)
  黄橙1438.4mL(1.0000mg/1mLK2Cr2O7)
  1551.5mL(1.0000mg/1mLK2Cr2O7)
  橘色1676.0mL(1.0000mg/1mLK2Cr2O7)
  比色方法
  为了求得准确的色泽情况,较先进的方法是用比色仪与标准样品对比,具体方法如下:
  固体将试样与标样分别置于同样大小的比色容器中,评比色泽(固体标样置于遮光容器中,装满、密封于避热、干燥处保存)。
  液体将试样与标样分别置于比色管中至同刻度处,评比色泽(液体基本标准比色液,必须贮存在密封的硬质玻璃瓶中,保存在阴暗处)。
  二、溶混度的测定
  (1) 溶混度的定义  天然香料在乙醇水溶液中的溶混度,有时也称为溶解度。根据国际标准,精油在已知乙醇含量的水溶液中溶混度的定义是:在20℃时,当1体积的某种精油和v体积一定浓度的乙醇水溶液的混合液澄清透明,并且再将此浓度的乙醇溶液渐渐加入至乙醇总体积为20时仍能保持澄清,则认为此精油能与v体积或更多容积的此浓度的乙醇水溶液溶混。
  在精油中,如果含氧化合物成分较多而烃类少,这种精油可溶解在浓度较低的乙醇溶液中;反之,必须用浓度较高的乙醇才能溶解。因此,测定精油在乙醇水溶液中的溶混度,可以判定精油中萜类含氧化合物和萜烃的相对比例,一般来讲,萜类含氧化合物愈多,则精油质量愈好。
  (2) 溶混度测定方法  在溶混度测定中,通常使用的乙醇和水的混合液,配制方法如表11-3所示。
  表11-3 乙醇水溶液的配制
  乙醇体积分数/%取乙醇(95%)/g加入蒸馏水/ g相对密度/20℃
  504595410.9316~0.9230
  605644360.9089~0.9093
  706763240.8853~0.8858
  807962040.8605~0.8611
  90927730.8303~0.8310
  95100000.8124~0.8132
  A 溶混度的测定方法  用移液管准确量取1mL精油试样(20℃),置于20 mL刻度为0.1 mL带磨口塞的量简中,先用适当浓度的乙醇水溶液向其中滴加,每加0.1 mL即充分振荡,待首次呈现澄清溶液时,记录所加乙醇水溶液的浓度和体积。然后继续加入乙醇水溶液,直至20 mL为止。在加入乙醇水溶液的过程中,如发现乳光或浑浊,应加以记录。如乙醇水溶液加至20 mL仍末得到澄清溶液时,则需另以较高浓度的乙醇水溶液重复试验。
  B 精油在乙醇水溶液中溶混度的表示1体积的精油溶在V体积t浓度的乙醇中。如有乳光或混浊现象,应加以备注。
  三、溶解度测定
  精确量取或称取预经干燥的1 mL或1 g试样,置于量筒中,在25℃恒温水浴中保温,用液管缓缓逐滴加入一定浓度的乙醇(乙醇浓度与相对密度的关系见表11-4和表11-5),每次加入后,均需摇匀,至溶液澄清时,记录乙醇的毫升数,即可计算出其溶解度。平行试验结果的允许差为0.2 mL。
  表11-4 乙醇的浓度与相对密度的关系
  乙醇浓度/%(以容量计)959080706050
  相对密度 (20/20℃)0.8123-0.81300.8303-0.83090.8604-0.86090.8868-0.88780.9105-0.91090.9316-0.9320
  表11-65 在20℃以95%乙醇加水配制稀乙醇的方法
  乙醇浓度/%(以容量计)95%(以容量计)乙醇的需要量/mL最后容量/mL
  90 80 70 60 50948 842 737 632 5261000 1000 1000 1000 1000
  四、相对密度测定
  4.1 相对密度的定义
  在测定烟用香精的相对密度时,应在20℃下进行测量。即在20℃时,一定体积试样的质量与20℃时同样体积的蒸馏水的质量之比。其表示符号是,根据测定温度不同,通常表示为、等。
  4.2  比重瓶法
  4.2.1 仪器设备  相对密度测定装置如图11-1所示。玻璃比重瓶:体积为25 mL或50 mL;标准温度计:0-50 ℃,0.1 ℃或0.2 ℃刻度;恒温水浴:水浴为(20±0.2) ℃;手机天平:准确到万分之一。
  图11-1 相对密度测定装置
  4.2.2 测定方法
  依次用铬酸洗液、蒸馏水、乙醇、乙醚仔细洗净比重瓶,干燥至恒重(精确至0.0002 g)。用移液管吸取刚经煮沸冷却至25 ℃的蒸馏水,装满比重瓶,插入温度计,然后将瓶置于恒温水浴中,保持瓶中水温25 ℃,20 min。用滤纸吸去由毛细管渗出的水,盖上小帽,仔细擦干比重瓶的外部,置于天平室或天平内,使达室温后称重(精确至0.0002 g)、按下式计算其水值:
  式中:-水和比重瓶的质量,g;
  -空比重瓶的质量,g。
  然后用移液管吸取25℃的试样,小心装满于已知水值和瓶重的干燥洁净的比重瓶中,插入温度计。恒温,擦干和称重如上法。
  相对密度()按下式计算:
  式中: - 试样和比重瓶的质量,g;
  - 空比重瓶的质量,g;
  - 水值,g。
  4.3 韦氏比重称法
  用蒸馏水注入仪器所附的玻璃圆筒内,将圆筒置于恒温水浴中,调节温度至25±0.5℃。将悬于称端的玻璃锤浸入圆简内的蒸馏水中,称臂右端悬挂游码于0.9971,倾去,拭干,装入试样,并将恒温水浴温度调节至25±0.5℃,再将试干的玻璃锤浸入试样中,调节称臂右端的游码的数量与位置使平衡,读取数值,并将此值除以0.9971 ,即得试样的相对密度D(20/20℃)。
  五、折光指数的测定
  5.1折射率的定义
  折射率亦称为折光指数。光从一种介质射人另一种介质时,光的方向就会发生改变,这种现象称为光的折射。光线折射示意如图11-2所示。根据折射定律,波长一定的单色光线,在一定外界条件下,从介质A进入介质B时,入射角a和折射角β的正弦之比与这两个介质的折射率与成反比。
  图11-2  光线折射示意
  光线从真空进入某种介质时的折射率为该介质的绝对折射率。通常都是用在空气中测得的折射率为该介质的折射率。在精细科研中二者有微小差别。在一般物理常数测定时,这偏差可以忽略不计。
  物质的折射率不仅与其结构有关,而且与光线的波长、温度、压力等条件有关。外界条件确定之后,折射率只取决于物质的结构。所以不同的液态物质都有自己特有的折射率,如果被测定样品是纯品,则所测折射率应与标准文献值相符。
  在测定有机化合物或精油折射率时,入射的单色光波长为(589.3±0.3) nm,相当于钠光谱中的D线,测定时的温度大多为20℃,其折射率用表示。
  5.2 测定方法
  (1) 仪器设备
  阿贝(Abbe)折射仪:可以直接读出从1.300~1.7000折射率,准确度为土0.0002。
  恒温水浴:为了保证测定温度在20℃下进行,应使恒温水通入折射仪,使折射仪测定时的温度控制在(20土0.2)℃以内。
  (2) 测量方法  调节通过折光计的水流,使温度恰为20℃。分开折光计的两面棱镜,用擦镜纸或脱脂棉蘸取乙醚拭净。待棱镜完全干燥后,用玻璃棒滴加1-2滴试样于下面的棱镜上,迅速闭合棱镜,静置数分钟,待试样达到20℃,调整反射镜;对准光源,由目镜观察;转动补偿器螺旋,使明暗两半部界限明晰,转动标尺指针螺旋,使明暗两部分分界线恰通过接物镜上“X”线的交点,检读标尺上折光指数,同时核对温度,应恰为 20 ℃。
  在测定折光指数前,应先用重蒸馏水校正折光计,见表11-6。也可使用标准折光玻璃片进行校正。校正方法是:以单溴萘将标准玻璃片粘附在棱镜上,校正仪器,使读数与标准玻璃片上注明的折光指数相符。
  表11-6 蒸馏水的折光指数
  温度℃折光指数温度℃折光指数
  101.3337241.3326
  121.3336261.3324
  141.3335281.3322
  161.3333301.3319
  181.3332321.3316
  201.3330341.3314
  221.3328
  (3)结果计算  如果在进行折射率测定时,未用恒温水浴,而是在20℃左右室温下进行的,可以换算成20℃时的折射率。对于多数有机化合物,一般温度增高1℃,折射率将减小(3.5×10-4~5.5×10-4)(变化系数)。这种换算所得数值,虽然有些误差,但却有参考价值。
  式中,是操作温度t时所测出的折射率。
  六、比旋光度的测定
  先将光源对准旋光计的中心轴,使由目镜观察时,有清晰的视野场,用蒸馏水校正至刻度盘上零点。将试样注入100 mL旋光管中,再置于中心轴槽中的起偏振镜与检偏振镜观察。
  调整目镜,使有清晰的视野场,转动检偏振镜的螺旋,直至视野场中明暗两部分的亮度相同,而由此微向左或向右转时,即发生明暗度的差别,读取此时在刻度盘上的度数,再缓缓转动检偏振镜的螺旋。用同法再读取刻度盘上的度数两次,取三次的平均数,即为试样的旋光度。
  平行试验结果的允许差为0.2°。
  比旋光度计算式为:
  式中:- 在温度t℃时的比旋光度(钠黄光);
  α-在温度t℃时溶液的旋光度;
  -旋光管长度,dm ;
  -溶液的浓度(以试样在100 mL溶液中的克数表示)。
  七、熔点、凝固点的测定
  纯粹的固态物质通常都有固定的熔点。如果有其他物质混入,则对其熔点有显著影响,不但使熔化温度范围增大,而且往往使熔点降低。因此,熔点的测定常常可以用来识别物质和定性的检验物质的纯度。
  7.1熔点的定义:物质的固、液两相在常压达到平衡态时的温度。有机化合物的熔点通常用毛细管法来测定,实际上由此法测定的不是一个温度点,而是熔化温度范围,即试样从开始熔化到完全熔化为液体的温度范围。
  物质从液态转变为固态的过程称为凝固,晶体在凝固过程中放出热量,冷却到一定温度时,开始凝固,但温度保持不变,这时的温度就是凝固点。对于精油来讲,因为它是一个混合物,当精油从液态转变为固态时,测定的不是一个非常明显的凝固点温度,而是一个凝固点温度范围。此温度范围在香料中称为冻点,也称为凝固点。
  7.2熔点的测定  常用的熔点测试装置如图11-3所示。常用的加热溶液有浓硫酸、甘油、液体石蜡、有机硅油等。
  (a)齐勒管熔点               (b)双浴式熔点            (c)熔点管与
  测定装置                    测定装置                温度计位置
  图11-3 熔点测定装置
  7.3 熔点测定方法:将待测样品装入毛细管底部,如图11-3所示装好。以小火慢慢加热,开始时升温可以较快,到距熔点10℃左右时调整火焰,使每1 min上升~2℃,愈接近熔点,升温速度愈慢。记下样品开始场落有液相产生(初熔)和固体完全熔化消失时(全熔)的温度计读数,即为物质的熔程。上述操作必须重复做2次以上,以得到准确的熔点。
  7.4 凝固点的测定方法  常用的凝固点或冻点的测试装置如图11-4所示。
  在装有温度计的试管中加入10 mL待测试样。在冷冻剂中冷却至待测样品的一般凝固点以下5℃左右,用温度计摩擦试管内壁,或加人少许预先冷冻制得的晶体以促其凝固。温度计应较快的上下摩擦,以便凝固的较快和完全。最初温度很快上升,但随即在一个数值上停留相当长的时间,这个数值就是凝固点。
  上述操作必须重复2次以上,以得到准确的凝固点。
  图11-4 冻点测定装置
  八、闪点的测定
  将试样注入储器到标线为止,装置妥善后,以每分钟升高5-8 ℃的速度加热,同时开动搅拌器。加热到估计闪点30 ℃以下时,加热速度减到每分钟升高2 ℃。当温度低于估计闪点10 ℃时,每经1℃进行一次点火试验。在全部试验期间均进行搅拌,仅在进行点火试验时才停止搅拌。点火试验时,打开孔盖约1 min,火焰呈直径3-4 mm的球形。如不闪火,即重新搅拌试样,重复进行点火试验。以试样表面上方最初呈现蓝色火焰时,温度计上所示的温度作为闪点。
  九、蒸发后残留物的测定
  9.1蒸发后残留物的定义  蒸发残留物就是在100 ℃以下不会挥发的精油成分的质量百分数,是精油纯度的一个重要标准。精油是复杂的混合物,要准确的测定其种挥发残留物是很困难的。因为精油中的蜡类和其他高沸点不挥发成分会使低沸点成分保留在残留物中,使残留物不能顺利达到恒重。所以,必须规定一种操作方法以便测定操作。
  9.2残留物测定方法  取清洁的硬质蒸发皿,先在干燥器中放置30 min后,准确称量(精确至0.001 g),放入待测样品后再称量,在水浴上加热至指定时间,取下蒸发皿放在于干燥器中冷至室温后再称量。计算不挥发残留物的质量百分数。所得结果就是蒸发残留物。对某些样品,取样量和指定时间列于表11-7。
  表11-7  测定残留物时取样量和加入时间
  样  品取样量/g加热时间/h样品取样量/g加热时间/h
  香柠檬油55肉豆蔻油38
  圆柚油56辣椒香膏24
  柠檬油54.5生姜香膏24
  白柠檬油56樟脑24
  橘子油55麝香草酚24
  橙子油54.5薄荷脑22
  红橘油55苏合油22
  松节油54.5古巴香膏0.56
  应注意的是,在这样的测定中,所用蒸发皿的大小、式样以及样品的多少和加热的时间长短,均会影响所得结果。对于多数待测试样的取样为(5土0.05) g,加热时间为5 h。测试装置如图11-5所示。
  图11-5 蒸发皿在水浴中的位置
  (3)结果汁算  精油蒸发后残留物,以质量百分比表示:
  式中:-残留物的质量,g;m0-测试样品的质量,g。
  §11-3  化学指标测定
  一、酸值的测定
  1.1 酸值的定义  酸值是烟用香精的主要化学常数之一。一般烟用香精游离酸量很小,但如果加工不当或储存过久,由于烟用香精成分的分解、水解或氧化,都会使酸值变大。通过酸值的测定,可以辨别烟用香精的质量。
  a.酸值  中和1 g精油中所含的游离酸时所需氢氧化钠的质量,mg。
  b.测定原理  用标准的碱滴定液去中和游离的酸。
  1.2 试剂和设备
  中性乙醇:用酚酞或酚红做指示刑,用0.1 mol/L氢氧化钾溶液中和乙醇(95%),使之呈中性。
  氢氧化钾:0.1 mol/L氢氧化钾的乙醇溶液及0.5 mo1/L氢氧化钾的乙醇溶液。在测定酸值之前24 h内应进行标定。
  指示剂:2 g酚酞配成1000 mL乙醇溶液;0.4 g酚红配成1000 mL乙醇溶液。
  滴定管:50 mL或25 mL,刻度为0.1 mL。
  其他:手机天平、锥形瓶、移液管、水浴等常用设备。
  1.3 酸值的测定方法
  称取试样约5 g(精确至0.0002 g)置于100 mL锥形瓶中,加入20 mL中性精制乙醇,3滴酚酞指示液,用氢氧化钾标准溶液(0.1 mol/L)滴定至粉红色出现,维持10 s以上不褪色,即为终点。
  酸值(A)A按下式计算:
  式中:- 滴定试样所耗碱标准溶液的体积,mL;
  - 氢氧化钾标准溶液的摩尔浓度;
  - 试样的质量,g
  56.1- 氢氧化钾的分子量 。
  游离酸:可以用某种酸的百分率(B)表示,其计算方法如下:
  式中:- 滴定试样所耗碱标准溶液的体积,mL
  - 氢氧化钾标准溶液的摩尔浓度;
  - 试样的质量,g;
  - 酸的分子量的千分之一。
  平行试验结果的允许差如下:
  酸值在10以下允许差为0.2;游离酸含量在10%以下的允许差为0.2%;酸值在10~100允许差为0.5;游离酸含量在10%以上的允许差为0.5%。酸值在100以上允许差为1.0。
  二、酯值的测定
  (1) 酯值的定义  精油中的酯类化合物,往往是精油中的主要成分,酯值是表示含酯量的一种方法。所以它是精油质量检验中的主要化学常数之一。
  a.酯值  中和1 g精油中酯在水解时放出的酸所需的氢氧化钾的量(mg)。
  b.测定原理  在规定的条件下,用过量的标准氢氧化钾乙醇溶液水解精油中的酯类,然后用标推盐酸溶液滴定过量的碱。
  (2) 试剂和设备  中性乙醇、氢氧化钾标准液、指示剂均与酸值所用试剂相同。标准盐酸浓度为0.5 mol/L
  皂化瓶;100~200mL。
  其他:磨口冷凝管(长100 cm、直径1cm)、手机天平、滴定管、移液管、水浴等常用设备。
  (3 ) 测定方法  称取适量试样(精确至0.0002g)于150mL皂化瓶中,加入5 mL中性乙醇(95%)和2滴酚酞指示液,滴加氢氧化钾(或钠)溶液(0.1 mo/L)以中和游离酸,用移液管准确加入25mL氢氧化钾乙醇溶液(0.5 mol/L),连接空气冷凝器或水冷凝器,在沸水浴上回流1 h,冷却至室温,取下空气冷凝器,加入5-10滴酚酞指示液,用酸标准溶液(0.5 mol/L )滴至粉红色消失为止。同时不加试样按上述操作程序进行空白试验。
  酯值()按下式计算:
  酯的结果也可用含酯量()来表示:
  式中:- 空白试验所耗酸标准溶液的体积,mL;
  - 滴定试样所耗酸标准溶液的体积,mL;
  - 酸标准溶液的摩尔浓度;
  - 试样的质量,g;
  56.1- 氢氧化钾的分子量 。
  平行试验结果的允许差如下:
  酯值在10以下允许差为0.2;含酯量在10%以下的允许差为0.2 %;酯值在10-100允许差为0.5;含酯量在10%以上的允许差为0.5%;酯值在100以上的允许差为1.0。
  三、醛、酮的测定
  醛或酮类化合物往往是天然香料的主要芳香成分,因此,醛量和酮量是天然香料的重要指标之一。常用的测定方法有很多,其中盐酸羟胺法和亚硫酸氢钠法比较方便易行。
  3.1 羟胺法
  (1) 羰值的定义
  a. 精油羰值  1 g精油与盐酸羟胺的肟化反应中,需要中和释放出的盐酸所用氢氧化钾的量(mg)。
  b. 测定原理  醛或酮的羰基与盐酸羟胺反应,转化为肟化物,同时释放出盐酸,用标准氢氧化钾溶液滴定所放出的盐酸,即可算出羰值。
  (2) 试剂和设备
  标准盐酸:浓度为0.5 mol/L。
  氢氧化钾:用乙醇配制,浓度为0.5 mol/L。
  溴酚蓝指示剂:0.2 g溴酚蓝、3mL 0.1 mol/L氢氧化钾溶液和10 mL(95%)混合加热溶解,冷却后用乙醇稀释到l00 mL。
  盐酸羟胺溶液;将0.5 g盐酸羟胺溶于100 mL水中,然后加入800 mL乙醇(95%)和10 mL溴酚蓝乙醇溶液,再用乙醇稀释到1000 mL。加入0.5 mol/L氢氧化钾乙醇溶液,直至使液体的黄色恰好转为绿色。(中和适当的标准:取20 mL所配盐酸羟胺溶液,向其中滴加0.05 mL的0.5 mol/L盐酸溶液,应由绿色转为柠檬黄色)。
  其他:手机天平、电磁搅拌器、滴定管、移液管、量筒等常用实验室设备。
  (3) 测试方法
  称取一定量的试样(精确至0.0002 g),置于250 mL锥形瓶中,用滴定管精确加入75 mL羟胺溶液于上述锥形瓶中,摇匀,在室温静置1 h(或按规定时间见表11-8静置或回流),用盐酸标准溶液滴至绿黄色,同时不加试样按上述操作程序进行空白试验。
  醛(或酮)含量百分率(X)按下式计算:
  式中:- 空白试验所耗盐酸标准溶液的体积,mL;
  - 滴定试样所耗盐酸标准溶液的体积,mL;
  - 盐酸标准溶液的摩尔浓度;
  - 醛(或酮)的分子量的千分之一 ;
  - 试样的质量,g。
  平行试验结果的允许差为 0. 5% 。
  表11-8 醛 、酮分子量和反应时间(羟胺法)
  (A)
  精 油 名 称主要羧基化合物反应时间/h
  名称分子量
  山苍子油柠檬醛152.241(室温)
  香茅油香茅醛154.251(室温)
  薄荷油薄荷脑154.251(加热回流)
  柠檬草油柠檬醛152.241(室温)
  柑橘油癸醛156.271(室温)
  (B)
  单体香料名称分子量试样质量/g反应时间/h
  洋茉莉醛150.141.01(室温)
  紫罗兰酮192.301.51(加热回流)
  柠檬醛152.211.01(室温)
  香茅醛154.251.01(室温)
  薄荷酮154.251.51(加热回流)
  癸醛156.271.01(室温)
  苯甲醛106.131.01(室温)
  苯乙酮120.151.01(加热回流)
  庚醛114.191.01(室温)
  桂醛132.161.01(室温)
  α-戊基桂醛202.301.01(加热控制 88-90℃微沸回流)
  p-甲氧基苯乙酮150.181.01(加热回流)
  p-甲基苯乙酮131.181.01(加热回流)
  羟基香茅醛172.271.01(加热回流)
  甲基庚烯酮126.201.01(加热回流)
  3.2 亚硫酸氢钠法
  本法适用于醛和某些酮的测定 。
  用移液管精确吸取干燥并经过滤的试样10 mL,注入150 mL醛瓶中,加75mL亚硫酸氢钠溶液 (30 %),摇匀,浸入沸水中,不时加以振荡。继续加25mL亚硫酸氢钠溶液(30 %),反复振荡,并加热,然后加入足够的亚硫酸氢钠溶液((30 %),使油层上升至瓶颈刻度处,冷至室温后,读取油层的毫升数。
  按容量计算醛(或 酮 )含量百分率(X):
  式中:- 试样的体积,mL,
  - 油层的体积,mL。
  平行试验结果的允许差为1.0% 。
  四、醇的测定
  4.1乙酰化法测定醇含量原理
  在天然香料中往往含有多种醇类,含醇量是决定天然香料质量的主要指标之一。含醇量的测定,常规方法为乙酰法。即是对精油试样用乙酸酐或乙酰氯先进行乙酰化,然后测定乙酰化后的精油试样中的含酯量,再从精油试样乙酰化法和乙酰化后的酯值计算含醇量。
  4.2 测定方法
  4.2.1 乙酰化法 (测定总醇)
  本法适用于某些伯醇和仲醇的测定。
  乙酰化:移取10 mL试样,10 mL醋酐,并称取2.0 g无水醋酸钠,置于100 mL乙酰化瓶中,连接空气冷凝器,放在油浴内缓缓沸腾1 h,取出冷却半小时,加入50 mL蒸馏水,在水浴上加热15 min,并不断振荡。冷却后,倾入分液漏斗中,静置分层,放去下层酸水溶液。加50 mL食盐饱和溶液。充分振荡混合,静置使分层,放去下层水溶液,依次用碳酸钠饱和溶液和食盐饱和溶液各50 mL洗涤。最后用蒸馏水洗涤数次,每次50 mL,直至洗液呈中性为止,静置使分层,放去下层水溶液。将所得乙酰化试样置于25 mL锥形瓶中,加入3 g无水硫酸镁干燥,干燥时将瓶塞塞紧,并不时振荡至澄清,用干燥滤纸过滤。
  皂化:称取干燥乙酰化试样2 g左右(精确至0 .0002 g)置于皂化瓶中,用移液管准确移入50 mL氢氧化钾乙醇溶液(0.5mol/L),连接空气冷凝器,在沸水浴上回流1 h;冷却至室温,取下冷凝器,加约5-10滴酚酞指示液,用酸标准溶液(0.5mol/L)滴至粉红色消失为止,同时,不加试样按上述操作程序进行空白试验。
  游离醇百分率(如原油中醇的含量甚少,可以略而不计)可按下式计算:
  乙酰化后酯值:试样所含醇的组成结构不明者,则用乙酰化后酯值表示。
  总醇(包括假定试样中酯值都是乙酸酯)百分率(X)按下式计算:
  式中:-空白试验所耗酸标准溶液的体积,mL;
  - 滴定试样所耗酸标准溶液的体积,mL;
  - 酸标准溶液的摩尔浓度;
  - 醇之分子量的千分之一;
  0.042- 醋酸酯与醇分子量差的千分之一;
  - 试样中含酯百分率;
  - 乙酰基与其酯质量的比数;
  -醇的分子量;
  -乙酰化试样质量,g;
  - 乙酰化后酯值。
  平行试验结果的允许差为 0.5% 。
  4.2.2 氯化乙酰-二甲基苯胺法(本法适用于叔醇)
  乙酰化:移取经无水硫酸镁干燥的试样10 mL,置于100 mL定碘瓶中,用冰水冷却至少10 min,加入20 mL二甲基苯胺,摇匀后,在冰水中再冷却15 min,加入8 mL氯化乙酰(打开1安瓿瓶直接倾入)和5 mL乙酐,继续冷却10 min,移入20℃ 保温箱中(或恒温水浴中)静置半小时,浸入50±1℃ 的水浴中4 h。瓶底距水浴底不少于10 mm,液面需低于水面20-30 mm。取出倾入分液漏斗中,用冰盐水洗涤3次,每次用75 mL,然后用25 mL硫酸 (5%) 洗涤4-5次,以洗去二甲基苯胺。用10 mL碳酸钠溶液 (10%) 洗涤1次,用50 mL食盐饱和溶液洗涤2次,最后用蒸馏水洗涤1次。静置使分层清晰,放去下层水溶液。将所得乙酸化试样置于25 mL的锥形瓶中,加入约3 g无水硫酸镁干燥,干燥时将瓶塞塞紧,并不时振荡,最后用干燥滤纸过滤。
  皂化: 称取干燥乙酸化试样约2 g (精确至0.0002 g) 于150 mL皂化瓶中,用移液管加入50 mL氢氧化钠乙醇溶液 (0.5 mol/L),连接空气冷凝器,在沸水浴上回流1 h。冷却至室温,取下空气冷凝器,加入5-10滴酚酞指示液,用酸标准溶液滴定至粉红色消失为止,同时不加试样按上述操作程序进行空白试验。
  叔醇百分率(X)按下式计算:
  总醇百分率(X)按下式计算(如试样中有酯存在,假定都是乙酸酯):
  式中:V0-空白试验所耗酸标准溶液的体积,mL;
  V1- 滴定试样所耗酸标准溶液的体积,mL;
  E- 叔醇的分子量的千分之一;
  0.042- 乙酸酯与其醇分子量差的千分之一;
  - 乙酰基与乙酸酯质量的比数;
  W- 乙酸化后试样的质量,g;
  M- 醇的分子量;
  N- 酸标准溶液的摩尔浓度;
  e - 试样中含酯百分率;
  平行试验结果的允许差为0.5%。
  五、酚量的测定
  5.1测定原理
  酚类与强碱作用,生成溶于水的酚盐,这是测定精油中酚含量方法的基础。由于酚的钾盐比钠盐更易溶解,在应用时使用氢氧化钾效果更好。
  5.2 试剂和设备
  氢氧化钾:质量分数为5%的水溶液。
  二甲苯:AR或CP级液体。
  酒石酸:AR或CP级粉状。
  桂油瓶:150 mL具塞瓶,长颈15 mL,带刻度。
  移液管:2 mL、10 mL。
  5.3测定方法
  (1) 除去重金属
  精油中如含有较多的重金属,其不含酚的油层与碱液不能很好地分清,为此应除去重金属。取20 mL精油,加1 g洒石酸粉末,充分振荡,然后过滤以除去重金属。精油试样待用。
  (2) 酚量测定
  在精油瓶中加入75 mL氢氧化钾溶液 (5 %),用移液管准确吸取精油试样置于瓶中。在室温下充分振荡10 min,然后加入氢氧化钾溶液 (5%)使油层上升到有刻度的瓶颈部,轻敲瓶壁,使黏附在瓶壁上的油滴升上瓶颈,静置数小时后,量读未作用的精油体积 (mL)。
  如在瓶颈中的精油呈乳浊状,可用移液管加2 mL二甲苯,用玻璃毛细管搅拌乳化层,以便乳浊液消失,然后读出未作用的精油体积(mL)。
  (3)结果计算
  精油中酚的体积百分数可用下式计算:
  式中  -未作用的精油试样体积,mL。
  六、重金属限量的测定
  6.1 铅测定法
  (1) 原理
  样品经处理后加入柠檬酸铵、氰化钾和盐酸羟胺等,消除铁、铜、锌等离子的干扰。在pH8.5-9.0时,铅离子与双硫腙生成红色配合物,用三氯甲烷提取,与标准系列比较做限量测定或定量测定。
  (2) 样品处理
  ① 无机样品的处理可按各样品规定的方法进行。
  ② 有机样品的处理除按各样品规定的外,一般按下述程序进行。
  湿法消解:称取5.0 g样品,置于250 mL凯氏烧瓶或三角烧瓶中,加入10 mL硝酸浸润样品,放置片刻(或过夜)后,缓缓加热,待作用缓和后稍冷,沿瓶壁加入5 mL 硫酸,再缓缓加热,至瓶中溶液开始变成棕色,不断滴加硝酸(如有必要可滴加一些高氯酸。在操作过程中,应注意防止爆炸),至有机质分解完全,继续加热至生成大量的二氧化硫白色烟雾,最后溶液应无色或微带黄色。冷却后将溶液移入50 mL容量瓶中,用少量水分次洗涤凯氏烧瓶或三角烧瓶,将洗液并入容量瓶中,加水至刻度,混匀。该溶液10 mL 相当于1.0 g样品。
  取同样量的硝酸、硫酸按上述方法做试剂空白试验。
  干法消解:本法适用于不适合用湿法消解的样品。称取5.0 g样品于瓷坩锅中,加入适量硫酸湿润样品,小心炭化后,加2 mL硝酸和5滴硫酸,小心加热,直到白色烟雾挥尽,移入高温炉中,于550℃ 灰化完全。冷却后取出,加1 mL硝酸溶液(硝酸:水=1:1),加热使灰分溶解,将样品液移至50 mL容量瓶中(必要时过滤),并用少量水洗涤坩锅,洗液,并移入容量瓶中,加水至刻度,混匀备用。该溶液10 mL相当于1.0 g样品。
  取一坩锅按上述方法做试剂空白试验。
  (3) 定量测定
  烟用香精的定量测定通常分为限量实验和定量测定。
  限量试验
  吸取适量样品溶液及铅的限量标准溶液(含铅不低于5 μg),分别置于125 mL分液漏斗中,各加1%硝酸至20 mL。
  向样品液及铅的限量标准液中各加1 mL50%柠檬酸铵溶液、1 mL20%盐酸羟胺溶液和2滴酚红指示液,用氨水(1:1)调至红色,再各加2 mL10%氰化钾溶液,混匀后,加入5.0 mL 双硫腙溶液,剧烈振荡1 min,静置分层后,三氯甲烷层经脱脂棉滤入l cm比色杯中,于波长510 nm处,以三氯甲烷调节零点,测定吸光度,或进行目视比色,样品液的吸光度或色度不应大于铅的限量标准液的吸光度或色度。
  若样品经处理测铅标准液也应以同法处理。
  定量测定
  吸取10.0 mL(或适量)样品液和同量的试剂空白液,分别置于125 mL分液漏斗中,各加1%硝酸至20 mL。
  吸取铅标准溶液0.0、 0.1、0.3、0.5、0.7、1.0 mL(分别相当于0,1,3,5,7,10 μg铅)。分别置于125 mL分液漏斗中,各加1%硝酸至20 mL。
  向样品液、试剂空白液及铅标准液中各加入1 mL50%柠檬酸铵溶液、1 mL 20%盐酸羟胺溶液和2滴酚红指示液,用氨水(1: 1)调至红色,再各加入2 mL10%氰化钾溶液,混匀,各加5.0 mL溶液,剧烈振荡1 min,静置分层后,二氯甲烷层经脱脂棉滤入1 cm比色杯中,于波长510 nm处,以塞管调节零点,测定吸光度,绘制标准曲线。
  计算
  式中:- 样品中铅的含量,mg/kg或mg/L;
  - 样品液中铅的含量,μg;
  - 试剂空白液中铅的含量,μg;
  - 样品质量(或体积),g(或mL) ;
  - 样品处理后定客体积,mL;
  - 测定时所取样品液体积,mL 。
  6.2 砷测定法
  6.2.1 二乙氨基二硫代甲酸银比色法
  原 理
  在碘化钾和氯化亚锡存在下,将样液中的高价砷还原为三价砷。三价砷与锌粒和酸产生的新生态氢作用,生成砷化氢气体,经乙酸铅棉花除去硫化氢干扰后,用溶于三乙醇氨一三氯甲烷中或毗院中的二乙氨基二硫代甲酸银溶液吸收并作用,生成紫红色配合物,与标准比较定量。样品处理
  (1) 无机样品的处理可按各样品规定的方法进行。
  (2) 有机样品的处理除按各样品规定的外,一般可按下述程序进行。
  湿法消解:称取5.0 g样品,置于250 mL凯氏烧瓶或三角烧瓶中,加10 mL硝酸浸润样品,放置片刻 (或过夜)后,缓缓加热,待作用缓和后,稍冷,沿瓶壁加入5 mL硫酸,再缓缓加热,至瓶中溶液开始变成棕色,不断滴加硝酸(如有必要可滴加一些高氯酸,但需注意防止爆炸),至有机质分解完全继续加热,生成大量的二氧化硫白色烟雾,最后溶液应无色或微带黄色。冷却加入20 mL水煮沸,除去残余的硝酸至产生白烟为止。如此处理两次,放冷,将溶液移入50 mL的容量瓶中,用少量水洗涤凯氏烧瓶或三角烧瓶2-3次,将洗液并入容量瓶中,加水至刻度,混匀,该溶液10 mL相当于1.0 g样品。
  取同样量的硝酸、硫酸按上述方法做试剂空白试验。
  干法消解:本法适用于不适合湿法消解的样品。取5.0 g样品于瓷柑锅中,加 10 mL 15 %硝酸镁溶液,再在上覆盖1 g氧化镁粉末,混匀,浸泡4 h,于低温或置水浴上蒸干,用小火加热至炭化完全,将坩锅移至温炉中,在550℃下灼烧至灰化完全,冷却后取出,加适量水湿润灰分,再缓缓加入盐酸(1: 1)溶液至酚酞红色褪去,然后将溶液移入50 mL容量瓶中(必要时过滤),用少量水洗涤坩锅3次,洗液并入容量瓶中,加水至刻度,混匀。该溶液10 mL相当于1.0 g样品。
  取相同量的氧化镁、硝酸镁按上述方法做试剂空白试验。
  测定
  (1) 吸收液的选择:吸收液A或吸收液B的选择,可根据手机的需要来判断。但是在测定过程中,样品、空白及标准都应用同一吸收液。
  (2)限量测定:吸取一定量的样品液和砷的限量标准液(含砷量不低于5 μg),分别置于砷发生瓶A中,补加硫酸总量至5 mL,加水至50 mL。于上述各瓶中加入3 mL 15%碘化钾溶液,混匀,放置5 min ,分别加入1 mL 40%氯化亚锡溶液,混匀,再放置15 min。各加入5 g无砷金属锌,立即塞上装有乙酸铅棉花的导气管B,并使B的尖端插入盛5.0 mL 吸收液A或吸收液B的吸收管C中,室温反应1 h,取下吸收管C,用三氯甲烷(吸收液A)或吡啶(吸收液B)将吸收液体积补充到5.0 mL。
  经目视比色或1 cm比色杯,于515 nm波长(吸收液A)或 540 nm波长(吸收液B)处,测吸收液的吸光度,样品液的色度或吸光度不得超过砷的限量标准吸收液的色度或吸光度。
  若样品经处理,则砷的限量标准液也需同法处理。
  (3) 定量测定:吸取25 mL(或适量)样品液及同量的试剂空白液,分别置于砷发生瓶A中,补加硫酸至总量为5 mL,加水至50 mL,混匀。
  吸取0.0,2.0,4.0,6.0,8.0,10.0mL砷标准溶液(1.0 mL相当于1.0 μg砷),分别置于冲发生瓶A中,加水至40mL,再加10mL硫酸(1: 1)溶液,混匀。
  向样品液、试剂空白液及砷标准液中加入3 mL15%碘化钾溶液,混匀,放置5 min。再分别加入1 mL40%氯化亚锡溶液,混匀,放置15 min后,各加入5 g无砷金属锌,立即塞上装有乙酸铅棉花的导气管B,并使管B的尖端插入盛有5.0 mL吸收液A或吸收液B的吸收管C中,室温反应1 h,取下吸收管C,用三氯甲烷(吸收液A)或吡啶(吸收液B)将吸收液体积补充到5.0 mL 。用1 cm比色杯,于515 nm 波长(吸收液A)或540 nm波长(吸收B)处,用零管调节零点,测吸光度,绘制标准曲线进行比较。
  若样品经处理,砷的标准系列也需同法处理 ,以对标准曲线进行校正。
  (4) 计算:
  式中:- 样品中砷的含量,mg/kg或mg/L;
  - 样品液中砷的含量,μg;
  - 试剂空白液中砷的含量,μg;
  - 样品质量(或体积),g或mL ;
  - 样品处理后定客体积,mL;
  - 测定时所取样品液体积,mL 。
  6.2.2 砷斑法
  原 理
  在碘化钾和氯化亚锡存在下,将样品液中高价砷还原为三价砷。三价砷与锌粒和酸产生的新生态氢生成砷化氢气体,通过乙酸铅棉花除去硫化氢干扰,再与溴化汞试纸生成黄色或橙色的色斑,与标准砷斑比较作限量试验。
  玻璃测砷管(见图11-6)
  图11-6 玻璃测砷管结构
  1-锥形管    2-橡皮塞    3-测砷管    4-管口    5-玻璃帽
  全长18 cm,上粗下细自管口向下至14 cm一段的内径约为6.5 cm,自此以下逐渐狭细,末端内径约为1-3 mm,近末端1 cm处有一孔,直径2 mm。狭细部分紧密插入橡皮塞中,使下部伸出至小孔恰在橡皮塞下面。上部较粗部分装入乙酸铅棉花,长5-6 cm,上端至管口处至少3 cm。测砷管顶端为圆形扁平的管口,上面磨平,下面两侧各有一钩,为固定玻璃帽用。
  玻璃帽:下面磨平,上面有弯月形凹槽,中央有圆孔,直径 6.5 cm。使用时,将玻璃帽盖在测砷管的管口,使圆孔互相吻合,中央夹一溴化汞试纸,用橡皮圈或其它适宜的方法将玻璃帽与测砷管固定。
  测 定
  吸取一定量的样品液和砷的限量标准液(含砷1.0或 2.0 μg),分别置于锥形瓶中,加5 mL盐酸(样品液中如含硫酸或盐酸,则要减去样品液中所含酸的毫升数),加水至30 mL,再加5 mL 15 %碘化钾溶液,5滴40 %氯化亚锡溶液,混匀,室温放置10 min。向上述锥形瓶中各加入3 g无砷金属锌,立即塞上预先装有乙酸铅棉花及溴化汞试纸的测砷管,于25℃放置1 h。取出砷斑进行比较,样品的砷斑不得深于砷的限量标准的砷斑。
  若样品经处理,则砷的限量标准液也需同时处理。
  §11-4 仪器手机技术
  一、仪器手机的前处理技术
  烟用香精香料既有来自烟草的,也有来自天然产物和人工合成的物质,如非酶促棕色化反应产物或他们的混合物,因此烟用香精香料品种很多,组成十分复杂。而且,不同的香精香料的性质差异很大。在一些情况下(包括浓的香精、香料、精油及纯化学品),对试样没有必要进行分离或浓缩就可以直接进行手机。而在另外的情况下,要进行手机和鉴定之前必须从试样中分离出感兴趣的组分。通常先做一些小试管量的试验有助于选择合适的分离技术,同时在一些试验中,注意觉察香气持久与否,以便对感兴趣物质的稳定性、挥发性和功能性提供线索。这样,手机工作者就可以决定对烟用香精香料成分手机一般要先进行前处理,然后进行分离和鉴定。进行手机时,要根据香精香料不同的性质、不同的手机要求,选择合适的前处理、分离和鉴定的技术与方法。
  1.1 取样方法
  任何手机方案关键性的第一步是确保所取试样能代表被手机的物质。在香精香料手机时一般来说,首先要仔细地比较参比标准品的香气,其次是应该注意可能存在的成分差别或是否有非代表性试样。
  香精香料取样时经常会接触到一些典型情况,例如:试样是两相或多相;试样具有不均匀性(不均匀、不规则的块状固体组成的试样即属此类);试样是粘滞性的或半固体的物料等等。因此,必须根据实际情况选择合适可靠的取样方法。
  在分离或离析过程中,检验香味成分的丢失和改变的有效方法是对原材料和每一种分离出来的香料或馏分作香味评价,然后按适当比例重新组合各馏分,并和原材料的香味特性作比较.
  1.2 分离方法
  如果试样是浓的香味品、香精油或纯化学品,就没有必要进行分离或浓缩,可直接进行手机。在另外的情况下,着手进行手机和鉴定之前必须从试样中分离出被关注的组分。一般先做一些小样实验,这有助于选择合适的分离技术;有助于辨别香气是否持久,以便对被关注物质的稳定性、挥发性和功能性提供线索。根据小样的预试验,可以决定对总挥发物的手机是按常规方法,还是选用其他合宜的方法。对方法的选择主要应考虑:①手机的范围;②期望得到的手机内容;③不带有香味的基本物质的特性。
  在分离或离析过程中,应注意香味成分的逸失和改变。检验的有效方法是对原材料和每一种分离出来的香料或馏分嗅香,进行香味评价,然后按适当比例重新组合各馏分,并和原材料的香味特性比较,烟用香精常用的分离方法主要有:
  1.2.1蒸馏技术
  (1) 水蒸汽蒸馏
  各种类型的蒸汽蒸馏方法都可用于许多香精油的制备和一些合成香料的提纯。蒸汽蒸馏方法比直接蒸馏方法,可使香味成分少受破坏,因为即使是在一个大气压下,受热温度也不超过100℃,而且在降低的压力下,受热温度还会相应地降低。馏出液因比重不同可加以分离,或用溶剂萃取方法分离。蒸汽蒸馏主要用于将试样中的挥发性有机物从非挥发性物质分开,如果进行蒸汽蒸馏的是一些带香味的功能性产物(肥皂、去垢剂、化妆品等),那么为了控制起泡而加入防沫剂 (例如,Dow Corning DC-544或Uni0n Carbide SAG-30)通常是很重要的。
  (2) 同时进行蒸气蒸馏萃取
  同时蒸馏萃取法 (SDE) 是近年迅速得到发展与广泛应用的方法,它把水蒸气蒸馏和蒸馏液的溶剂萃取二个步骤结合在一起。同时蒸馏萃取法比水蒸气蒸馏法有省时、省工、节省溶剂等优点。此方法已在烟草香味物质与烟用香精香料成分手机的前处理中,得到广泛的应用。
  同时蒸馏萃取与水蒸气蒸馏对香气混合物的分离萃取效果是基本相似的。不过有试验表明,在所分离萃取的香气混合物成分中,低沸点成分的回收率,水蒸气蒸馏法略高于同时蒸馏萃取法,而较高沸点的成分回收率,同时蒸馏萃取法要略高于水蒸气蒸馏法,这是由于在2~3小时的同时蒸馏萃取时间里,较低沸点的成分有一定损失的缘故。为了避免香气成分较长时间受高温影响而使某些成分损失和可能产生某些热解成分假象,已有人对同时蒸馏萃取装置做了改进,把冷却自来水改用较低温度的冷冻液,并在抽真空状态下进行蒸馏萃取(V-SDE),这样,同时蒸馏萃取可在室温条件下进行,提高了香气成分的回收率,又减少了损失和热假象物的产生。
  有人报道过连续蒸汽蒸馏和用戊烷萃取酒花油挥发物同时进行的仪器,因为这个仪器是相当有效并且非常容易使用的,所以这个仪器及其演变装置都得到广泛的应用。如果需要,几个萃取器还可以并行运转同时产生大量试样。
  最近有人报道从家用及个人关心的各种产品中分离香味的Likens-Nickerson型萃取器的一些装置的改进及应用,同时进行蒸汽蒸馏萃取方法的主要缺点是含有香味物质的产物长时间受热(为了得到高的回收率,经常需要大约2~4小时),可能导致一些热敏感的含香物质可能长期受热发生变化。此法早期用于酒花、胡萝卜、钟椒、蕃茄、橄榄油、土豆条、花生、蘑菇和坚果的挥发性物质。现在用途越来越广泛,我们已用于烟草香味手机,优点是样品用量少,GC图形好,易定量化。
  (3) 分馏
  根据沸点不同。用经典填充柱和高回流比的分馏操作,经常能够完成必要的分离。但是柱滞留容积相当大,在试样的量小时妨碍了它的使用。而旋带蒸馏有较高的分离效率,较适合于小量试样的分离。但是上述两种蒸馏技术都使样品的组分处于持续的高温条件下,这会破坏或改变一些较灵敏的组分。但是,如果感兴趣的组分是足够稳定的话,那么蒸馏方法对于任一合适的规模都能容易地进行,并能提供大量物质供近一步研究。例如(Mookherjec et a1.,1976),用分馏方法可把30 lb绿叶油分离成4个主要馏分,其中一个700 g馏分通过柱吉祥坊法分离成各种化合物类,而剩下200 g含氧的物质用旋带蒸馏进一步分离成可以鉴定的痕量有香气的成分.
  (4) 高真空蒸馏
  此方法适用于从非挥发油中分离出少量挥发物,也适用于分离食品或烟草等体系挥发性物质,所要达到的真空度要看分离对象中是否有水,当无水时,此法真空度可达10-3mmHg(0.133pa)或更低,此时是分子蒸馏,当有少量水存在时,可实现高真空蒸馏。
  图11-7是一种高真空蒸馏系统草图,此方法分离香味成分体系中不会产生新化合物。
  图11-7高真空蒸馏系统简图
  1-抽真空;2-冷阱; 3-压力表
  (4) 分子蒸馏
  分子蒸馏(Molecular Distillation),又称为短程蒸馏(Short-Path Distillation),是指在高真空条件下,蒸发面和冷凝面的间距小于或等于被分离物料的蒸汽分子的平均自由程,由蒸发面逸出的分子,既不与残余空气的分子碰撞,自身也不相互碰撞毫无阻碍地奔射并凝集在冷凝面上。分子蒸馏技术不同于一般蒸馏技术,它是运用不同物质分子运动自由程的差别而实现物质的分离,因而能够实现远离沸点下的操作。鉴于其在高真空下运行,且因其特殊的结构型式,因而它又具备蒸馏压强低、受热时间短、分离程度高等特点,能大大降低高沸点物料的分离成本,极好地保护热敏性物质的品质。分子蒸馏技术己广泛应用于高纯物质的提取,它可摆脱化学处理方法的束缚,真正保持了纯天然的特性,所以特别适用于天然物质的提取与分离,在国际上己被广泛应用于食品、医药、香料等工业中。
  1.2.2 萃取
  (1)直接溶剂萃取
  因为萃取技术简单,而且一般不损害试样成分,所以广泛应用于香味领域。但是,为了避免外来物或萃取物受到异味污染,溶剂的高纯度是重要的。选择溶剂是根据溶剂的安全性、纯度、萃取率、易除去及无气味改变等.
  在香味领域的有关实验操作中,经常要应用萃取技术,因为操作简单,而且一般不损害试样成分。这项操作所使用的溶剂应该是高纯度的。此外,还应选择安全性好、萃取率高和易除去气味或无气味改变的溶剂。常用的溶剂见表11-1。
  根据具体的手机工作的要求,绝大多数溶剂要经过再蒸馏处理,目的是除去残留物和减少溶剂中杂质的含量。例如,乙醚须仔细的除去过氧化物,从而确保安全并避免过氧化物催化破坏试样成分的效应。还应注意的是,在使用溶剂进行分离及浓缩的任何操作步骤中,都要避免溶剂与活塞或装置的接头的润滑剂接触,因为润滑剂容易和试样一起溶解进入溶剂。一般可选用聚四氟乙烯活塞和不涂润滑剂的玻璃器皿来防范。
  表11-1 常用溶剂
  溶        剂沸点/℃
  烃
  异戊烷28
  戊烷36
  己烷69
  甲苯111
  卤化溶剂
  二氯甲烷40
  三氯氟甲烷24
  含氧溶剂:
  二乙醚35
  乙酸乙酯77
  甲醇65
  乙醇78
  溶剂萃取是分离香味组分的一种方法。例如,用戊烷或三氯氟甲烷等非极性溶剂萃取香皂、去垢剂或化妆品。在此类萃取操作中,若用较强极性溶剂,会从产品中萃取出较大量的碱性物质,从而干扰随后进行的手机工作。有时常用索 (Soxhelt) 法提取,由于试样和溶剂直接混合并反复多次萃取,因而可得到较高的回收率、借助于高速离心进行沉降和相对密度分离,能够使萃取相澄清。由于被提取产品的性质有差别,在提取过程中加入水,有时可以改善提取并易于分离;不过,有时会产生难以处理的乳浊态,对此,必须事前慎密考虑。
  高纯度的三氯氟甲烷具有快速有效性和低沸点,所以,它是用途较广的溶剂。例如,它几乎不能从含水的醇溶液中萃取乙醇或甲醇,因而用于含醇量高的香料制品的萃取是相当有效的。
  采用比水重或比水轻的溶剂进行液-液连续萃取,可采用如图11-1所示的装置来萃取各种各样的物质。这种渗滤溶剂的连续液-液萃取,其特点是可以避免强的混合,而且可以在仅用少量的溶剂、不形成严重乳浊液的情况下,较完善地萃取水溶液中的试样。
  为了从天然树胶,树脂及浸膏(其中一些是植物自身的溶剂萃取物)中分离重要的香味成分,经常选用溶剂萃取的方法。在标准条件下,可萃取物质的测定经常作为上述的天然产物质量控制的工具(EOA,1975)。
  萃取后除去溶剂是重要的一步,在这一步中必须避免试样成分的损失。Kuderna-Danisk浓缩器是商业上很好用的浓缩器,小心地使用合适的回流比可得到相当好的回收。有人曾指出高效分馏柱的重要性(Sotner et a1,1975)。用缓慢的惰性气流,例如氮气流简单地蒸发溶剂,通常也得到好的回收,特别用低沸点的溶剂,当它们蒸发时,试样充分地被冷却。虽然旋转蒸发器是快速的,但是除感兴趣的物质是高沸点之外,一般不推荐用旋转蒸发器除去溶剂。因为在正常情况下,旋转蒸发不能达到分馏效果而且压力和温度不易控制.
  图 11-8 装有比水重的溶剂的连续液-液萃取器
  A=带有加热套的盛溶剂烧瓶, B=可调节的套式接头,该接头带有衬聚四氟氯乙烯的硅橡胶封口,C=溶剂蒸汽导管,D=溶剂冷凝器,E=内套管(可允许溶剂层在内部上升,然后通过溢流管关注,F=溶剂分配管,G=供萃取的水溶液,H=溶剂溢流管(调节高度已达到合适的溶剂溢流)
  为了缩短加热时间,并且使除去溶剂的问题减到最少,有人提议用液体CO2萃取,同时还对所需要的加压萃取设备做了描述(Jennings,l979)。
  (2) 选择萃取技术
  选择萃取这一方法兼有离析法和分离法的特征,曾广泛应用并取得极好的效果。如果香味成分是在与水不混溶的溶剂中,用表11-2作为指导,一般能有选择地萃取带有酸性或碱性官能团的成分。
  表 11-2 选择性萃取
  萃取剂浓度萃取剂除去物
  10%NaHCO3羧酸
  5%NaOH或KOH酚,内酯
  5%HCl碱,胺,吡嗪
  当酸性组分以它们的碱金属盐的形式被除去以及水层用溶剂回洗之后,即可将此水溶液酸化并用新的有机溶剂萃取游离酸性组分,以便浓缩和手机。进行选择萃取的一个例子是从栀子花净油中分离碱类、酚类、酸类、内酯类及一个中性的部分(Hattori et a1.,1978)。从闭鞘根、绿叶油及乳香油中选择分离酸性组分,使许多重要的酸性组分可以得到鉴定(de Rijke et a1.,1978)。通过小心调节酸的浓度,可以从古逢香脂油中选择地分离和鉴定3个烷基吡嗪(0.1 mol/L HCl)和5个甲氧基烷基吡嗪(0.25 mol/L HCl),其中甲氧基烷基吡嗪对于古逢香脂的特征气味具有特别重要的意义。
  其他官能团也适用于选择萃取,特别是羰基化合物,为了手机羰基化合物可以先用Girard试剂除去,然后再生。在这个方法帮助下鉴定了杂薰衣草油中的29个羰基化合物。
  (3) 超临界流体萃取
  超临界流体萃取(supercritical-fluid extraction,SFE)是一种较新的样品制备方法。尽管早在1882年人们就开始注意到了物质的临界点,但是直至20世纪70年代超临界流体才开始用于工业生产中有机化合物的萃取,用作手机技术还是20世纪80年代的事,而在最近不到十年的时间内超临界流体萃取方面的论文却急剧增多。
  超临界流体萃取(SFE)是在超临界状态下得到最佳的萃取效果和分离效果的过程,与传统的水蒸气和低沸点的甲醇、乙醇、二氯甲烷有机溶剂萃取分离相比,具有显著的优点。CO2无毒、无味、无腐蚀、不燃烧、不残留且可在常温下操作,既不污染产品也不污染环境。SFE在化工生产中用于烃的分离、有机合成原料精制、共沸混合物分离、反应原料回收、香料和化妆品生产的各种香料的分离、精制以及食品工业上咖啡的脱咖啡因、啤酒花和植物油的提纯、植物色素和色拉油的提取、发酵酒精的回收等,在制药和生物样品的提纯等方面也有广阔的应用前景。
  超临界CO2与传统溶剂比较,具有很多优越性:
  (1)用作溶剂的液态CO2在接近室温下提取时,化学稳定性好,对环境无污染,溶解性能好,不会破坏被提取物,对分离热敏性物质如易失活的生化药物、易变质的香料提取物等特别适用,提取物能较好地保持原成分的特色,能保持芳香组分和对热不稳定的活性成分。
  (2)溶剂回收方便,无残留,易于分离。
  (3)可以通过温度、压力可调控提取天然产物的不同成分
  (5) 固相萃取与固相微萃取
  固相萃取(SPE)是以吸附剂把溶液中一些物质吸附在其表面,然后通过一定的溶剂进行洗脱。因吸附剂对不同性质的物质分子的吸附能力强弱不同,不同洗脱剂对不同性质的被附物质的洗脱能力(即在洗脱剂中的溶解度)不同,使不同的化合物在吸附剂与溶剂之间分布不同而达到分离的目的。基于“相似相溶”的原理,极性相似的物质溶于相似溶剂而首先被洗脱分离。柱吉祥坊、净化小柱就是利用此原理技术达到香气成分的富集、净化与分离的。固相萃取中被吸附的物质一般不能完全从吸附剂洗脱回收而有损失。固相萃取实质上是一种液相吉祥坊分离,其主要分离模式也与液相吉祥坊相同,可分为正相、反相、离子交换、吸附等。它采用高效、高选择性的吸附剂,大大简化了样品处理过程。与液-液萃取相比,固相萃取处理过程不需要大量的纯溶剂,无相分离操作,不会产生乳化现象。
  吸附-热脱附技术也是基于固体萃取基本原理,只是被吸附的物质成分是通过加热脱附而不是用溶剂洗脱。
  固相微萃取(SPME)是1990年首次出现的萃取分离技术,由于它大大简化了固相萃取步骤和缩短了样品制备时间而迅速发展。它是通过熔融石英纤维头表面涂布的高分子液膜层对样品中有机组分的吸附作用达到萃取富集。手机样品是溶液时,被萃取的是溶液中能被纤维液膜吸附的各种成分,若手机的是溶液上方顶空成分,被萃取的是具有一定挥发性能被吸附的成分,它们随后可在GC仪进行分离和鉴定。但在溶液样品中吸附的高沸点成分,不能直接在GC仪分离鉴定。固相微萃取可以通过选用不同极性类型的纤维液膜,有选择地吸附、萃取富集不同种类的待手机物。被石英纤维液膜吸附的各种成分的种类和质量,除了与纤维头液膜的种类、性质和液膜厚度有关外,还与被手机样品中各种成分的性质和浓度、溶液和环境温度等因素有关。这些因素影响到各种成分在液相与顶空手机、顶空手机与纤维液膜之间的分配系数,即在纤维液膜中的吸附量。
  SPME集采样、浓缩、进样于一体,具有样品量小,不需萃取剂、操作简便、快速、重复性好等特点,特别适用于挥发性半挥发性组分的定性手机,但对组分较复杂样品的定量手机较困难。
  图 11-8 固相微萃取示意图
  (6) 顶空手机技术
  现代顶空手机法已经形成了一个相对较为完善的手机体系,主要可分为三类:a.静态顶空手机(Static Headspace Analysis);b.动态顶空手机或者叫吹扫捕集(Dynamic Headspace Analysis or Purge and Trap Analysis);c.顶空-固相微萃取(Headspace-Solid Phase Microextraction Analysis)。有趣的是顶空手机法作为“气体萃取技术”与经典的萃取技术有很大程度上的可比性,相应于溶剂萃取法的单次萃取法和连续萃取法,顶空手机也相应有静态平衡顶空手机法、动态顶空手机法。相应于固相萃取技术,顶空手机有顶空-固相微萃取手机法,这些方法迅速的发展和广泛的使用,扩大了顶空手机法的应用范围。
  A、静态顶空手机技术
  静态顶空手机法是顶空手机法发展中所出现的最早形态。
  静态顶空手机法在仪器模式上可以分为三类:顶空气体直接进样模式、平衡加压采样模式和加压定容采样进样模式。
  静态顶空手机法的主要缺点是有时必须进行大体积的气体进样,这样挥发性物质的吉祥坊峰的初始展宽较大,会影响吉祥坊的分离效能。如果样品中待手机组分的含量不是很低,较少的气体进样量就可以满足手机的需要时,静态法仍是一种非常简便而有效的手机方法。
  B、动态顶空手机技术
  动态顶空手机法起源于采用多孔高聚物对顶空气中的挥发性物质进行捕集和手机,动态顶空法指用连续惰性气体(一般为高纯氮气)不断通过液态的待测样品,将挥发性组分从液态的基质中“吹扫”出来,随后挥发性组分随气流进入捕集器,捕集器中含有吸附剂或者采用低温冷阱的方法进行捕集,最后将抽提物进行脱附手机。这种手机方法不仅适用于复杂基质中挥发性较高的组分,对较难挥发及浓度较低的组分也同样有效。动态顶空手机可以分为:吸附剂捕集模式和冷阱捕集模式。
  吸附剂捕集模式中常用的吸附剂主要有:Porapak Q系列(苯乙烯和二乙烯基苯类聚体的多孔微球)、各种高聚物多孔微球和Tenax-TA (2, 6-二苯呋喃多孔聚合物),在这些有机吸附剂中目前Tenax-TA的应用最为广泛。它热稳定性好,加热解析至350 ℃不至于发生分解,而且对水吸附程度很低,所以十分适合对液态基质中的挥发性成分进行手机,但是在具体的实验中需要对捕集所用的聚合物的极性、体积和性能进行一定的筛选,并且对吹扫气的流速和捕集时间等参数进行优化。热解析步骤要使捕集器瞬间升温,使被吸附的组分迅速脱附而进入吉祥坊柱以减小吉祥坊的初始展宽。
  近年来还有一种新的低温凝集技术,是利用液氮等致冷剂的低温,将挥发性组分凝集在一段毛细管中,使之成为一个狭窄的组分带,然后经过瞬间高温加热而进入吉祥坊柱,这样对低沸点组分的分离效果能显著提高。目前这一方法在环境的检测和手机中得到应用。在冷阱捕集手机中水是对测定最大的影响因素,水在低温时很容易形成冰堵塞捕集器。
  动态顶空手机是一种将样品基质中所有挥发性组分都进行完全的“气体提取”的方法,这种方法较静态顶空和顶空-固相微萃取方法有更高的灵敏度。
  C、顶空-固相微萃取手机技术
  固相微萃取(SPME)是近十年来新兴的手机技术,1990年首次被Pawliszyn等人提出,其显著优点是将萃取、浓缩合二为一的完成,操作简单,实现了样品的在线浓缩与捕集,从而最大程度避免了离线溶剂提取和浓缩的烦琐。
  (7) 热脱附技术
  热脱附技术的原理是:利用隋性气体在一定温度下吹扫固体或液体样品,使样品中的挥发性半挥发性物质成分挥发出来,用吸附剂冷阱捕集,然后加热冷阱,使富集的挥发性半挥发性组分脱附挥发,然后把挥发性半挥发性成分输送至GC仪或GC/MS联用仪进行分离手机。
  热脱附技术具有不需有机溶剂,样品量少,灵敏度高、重现性好、操作简便、快速等特点,便于与其他检测仪器联用。可用于样品中挥发性半挥发性微含量组分的样品前处理。
  二、吉祥坊分离技术
  2.1 手机吉祥坊分离技术
  手机吉祥坊技术是香味及香精油工业中的重要实验手段,几乎所有的香味成分都能用GC的某种应用形式进行手机。手机吉祥坊可分为气液吉祥坊及气固吉祥坊两种。气液吉祥坊以气体为移动相 (亦称载气),以液体为固定相;气固吉祥坊以气体为移动相,以固体为固定相。目前绝大多数的手机吉祥坊都是用液体为固定相的气液吉祥坊。在气液吉祥坊中,主要是利用样品组分连续不断地分配于移动的手机和固定的液相中而达到分离的目的。样品在手机中传递速度很快,各组分和固定相互相作用次数就多,加上可选用不同极性的固定相和采用多种灵敏的吉祥坊安全官网,因而手机吉祥坊显示了选择性强、分辨能力好、灵敏度高和高效快速等优点。手机吉祥坊已成为许多组成复杂混合物分离手机的高效快速的技术和方法,也是烟用香精香料成分手机最常用的分离手机技术方法。GC除了应用广泛外,还是快速、灵敏的分离方法,并具有较高的定量准确度和分辨能力。
  实用的手机吉祥坊在香味及香精油手机中,一般总要涉及气-液分配方式。在香料领域里有两类较重要的液相:①标准极性液相,如Carbowax 20M,为聚乙二醇类;②标准的非极性液相,如SE-30,系一种甲基硅酮。
  填充柱
  典型的手机吉祥坊填充柱是一根涂渍外径1/8'' (或) I/4'',厚8'(或10')的不锈钢管,将10%SE-30或Carbowax 20M涂渍在80~100目Chromosorb W-HP载体上。一个涂渍较少的Carbowax 20及稍细载体 (100~120目)的柱(约2%)能缩短手机时间并得到令人满意的分离,特别对于较后洗脱的组分更为明显,如图11-9所示。缩短手机时间并改善自邻-苯二甲酸二乙酯 (2) 分出Galoxolide(1)的分离,也改善氢化松香甲酯异构体(氢化树脂酸甲酯)(3)的峰形涂渍较少SE-30载体的柱是欠理想的,因为多余的载体表面活性促使拖尾增长。升温程序可以应用来改善宽沸程香味化学品以及在香料生产中用的天然产物分离的辅助因素。
  图11-9 香味手机的柱填料比较
  (a)2%Caborwx 20M;(b)10% Caborwx 20M。
  毛细管柱
  高分辨率对于组成香料的复杂混合物的分离极其重要。毛细管(或开口管)柱可用于提高分辨率。过去,由于使用不锈钢毛细管柱,其金属表面有较强的吸附和催化活性,使许多香味成分分解或拖尾。为此,许多实验室采用惰性较大和较高分离效率的玻璃毛细管柱取代金属毛细管柱。而后又有了用纯的熔融二氧化硅生产的柱,这种柱在惰性、效率和使用寿命方面都比玻璃毛细管柱优越。其主要原因是,一般认为金属元素是造成一些液相及样品组分催化分解的主要原因,而熔融二氧化硅中金属元素含量较少,所以用它制造的毛细管性能得到了改善。
  2.2 多维手机吉祥坊及其在烟用香精手机的应用
  (1) 多维吉祥坊的概念
  虽然现代毛细管GC是一种高效分离技术,但对于非常复杂的混合物,仅用一根吉祥坊柱往往达不到完全分离的目的。于是有人提出用多根吉祥坊柱的组合来实现完全分离。第二根吉祥坊柱与第一根具有不同的固定相或选择性。这样,混合物在第一根吉祥坊柱上预分离后,将需进一步分离的组分转移到第二根柱上进行更为有效的分离,这就是多维 (Multidimensional GC;MDGC) 的基本思想。
  多维吉祥坊的定义应该强调分离过程,其中,样品组分要经过一系列的吉祥坊分离过程,每一次分离可作用于前次吉祥坊分离的部分或全部流分,并且其相对选择性或容量是不同的。
  理论上多维分离技术可以从二维到六维,但目前实际研究和应用的多为二维分离技术。我们下面的讨论也只限于二维技术,而且仅讨论二维GC技术 (即GC-GC)。
  (2) 多维GC的目的
  无论采用何种方式实现GC-GC分离,其目的不外乎下面所列四种:
  提高峰容量 采用两根吉祥坊柱,如果其固定相不同,则总的峰容量将远大于两柱单独使用时的峰容量之和,最大峰容量可以是两柱单独使用时峰容量之乘积。故GC-GC对非常复杂的混合物的分离是很有用的。
  提高选择性如果混合物中只有几种为目标化合物,就采用对这几种目标化合物有特殊选择性的第二GC,而第一GC只是作为预分离方法将目标化合物与其他组分分离。比如异构体、特别是光学异构体的分离,第一GC采用普通柱进行粗分,然后将相关组分送入第二GC(如手性柱)进行选择性分离。
  提高工作效率 在很多情况下,待测目标化合物仅是混合物中少数几种组分,因此,只要这些组分从第一GC柱流出而进人第二GC后,第一GC中的其他组分就可以用反吹或快速升温吹扫等技术放空。与此同时,第二GC进行目标化合物的分离。这样就大大缩短了手机时间。在制备吉祥坊中,这样做是很有效的。
  提高定量精度 分离效率提高,定量精度当然也就提高了。特别是痕量手机中,当痕量组分的峰紧挨着溶剂或主成分出峰时,我们可以将只含痕量组分的第一GC流出物送入第二GC进行分离。这样,溶剂或主成分的大峰就不会影响痕量组分的定量。
  (3) 多维GC的模式
  目前,多维GC的模式大体上分为两类,即部分多维分离和全多维分离。前者指第一GC图上只有部分组分进人第二GC进行二次分离。即所谓“中心切割(Heart-Cutting)”技术。后者则是将第一GC分离后的所有组分都送人第二GC进行二次分离,即所谓“完全(Comprehensive) GC-GC”。
  (4) 实现多维GC的方法
  A、手动样品馏分转移
  从技术上讲,最简单的方法是:在一台吉祥坊仪上用一根柱子将一复杂样品中所感兴趣的组分组初步分离。收集相应馏分,注入另一台吉祥坊仪选择性不同的另一根吉祥坊柱,使其得到进一步分离。第一根柱常用填充柱,第二根柱则一般用毛细管柱。这种安排的优点,不仅仅是提高分离度,而且发生选择性的改变。这样,便使一根柱子上无论如何分离不开的组分得以分离。
  B、阀切换  将吉祥坊馏分从一根吉祥坊柱切换到另一根吉祥坊柱,最简单的方法是使用多通阀。用于此目的的阀必须是化学情性的,无润滑油操作,在各种使用温度下保持密封。当然,死体积还应尽可能小。
  例如:来自柱A的馏分经吉祥坊安全官网非破坏检测后,可以直接放空或搜集。此时,也有一股独立载气吹扫柱B,来自柱A的馏分也可流经样品窗,而后将样品窗中的馏分引入柱B,进一步分离。
  如果采用双毛细管柱二维手机吉祥坊法,其分离性能很大程度上取决于系统连接的质量,即死体积要尽可能小。另外,通过在样品窗和柱B之间安装一个可调分流口。使进入柱B的馏分量能够重复。该分流口亦可做为吹扫气的入口。
  C、无阀气控切换  气控切换的原则是,通过采用在线阻力器和外加补充气流,实现系统各部分不同的流量平衡。于是,吉祥坊仪内部可不设可动硬件,只需调节外部气阀便可改变柱间气流方向。
  这种气控切换系统、死体积很小,可保证发挥正常的柱效能;适合于载气流速变化较大的双柱系统,如填充柱和毛细管柱系统;可采取反吹式操作,将滞留在第一根柱中的较重组分反吹出去;切换速度很快、切割馏分很窄;切换程序可连续控制,精度较高,便于计算机控制的自动操作。
  首先我们要明确,只有当第二根吉祥坊柱能提供比第一根吉祥坊柱更为有效的分离,获得更多的定性定量信息时,GC-GC被称为二维技术(见图11-10)。实现此目的的途径有两种,一种是采用不同的吉祥坊柱,包括①柱尺寸不同,如第一GC用填充柱进行预分离,第二GC用毛细管柱实现相对完全分离;②固定相不同,如第一GC采用非极性固定相将混合物按沸点分为几组,第二GC采用相对极性的固定相或特殊选择
  图11-10 完全GC-GC系统示意图
  1-进样口;2-热解吸调制器;3-吉祥坊安全官网;4-第一GC柱;5-第二GC柱
  性固定相实现每组的进一步分离;③相比不同或柱容量不同,如第一GC柱容量大,对大量的样品进行预分离,第二GC则采用柱容量相对小但柱效更高的吉祥坊柱对来自第一GC的样品进行更详细的分离。实现二维GC的第二种途径是采用不同的操作条件,如不同的程温程序和不同的载气流速。
  [手机吉祥坊应用实例]
  [实例一] 夜来香的香气成分分离
  对于天然香精、香料,由于其属于挥发性含氧、含氮、含硫化合物,因此最好采用双柱-甲基硅氧烷柱+PEG20M类柱子,利用双柱选择性差异来分离更多的组分,下图为夜来香头香在不同固定液上手机吉祥坊图。
  图1 夜来香头香在不同固定液上吉祥坊分离图
  A.吉祥坊峰:1、3-甲基丁醛;2、3-戊酮;3、1,1-二乙氧基乙烷;4、甲苯;5、2-甲基乙酸丙酯;6、乙酸乙酯;7、3-甲基乙酸丁酯;8、2-甲基丁酯;9、1-甲氧基-3-亚甲基-2-戊酮;10、苯甲醛;11、3-乙酸乙烯酯;12、苯乙醛;13、顺罗勒烯;14、反罗勒烯;15、4, 7-二甲基-4-辛醇;16、苯甲酸甲酯;17、芳樟醇;18、乙酸卞酯;19、萘;20、水杨酸甲酯;21、甲氧基-苯乙酯;22、乙酸苯乙酯;23、丁子香酚;24、檀香醇;25、(Z,E)-α-金合欢烯;26、α-金合欢烯
  吉祥坊柱:OV-101,35m × 0.28mm
  柱  温:
  B.吉祥坊峰:1、1,1-二乙氧基乙烷;2、3-甲基丁醛;3、3-戊酮, 4、甲苯;5、3-甲基乙酸丁酯;6、3-甲基丁醇;7、3-顺罗勒烯;8、反罗勒烯;9、乙酸戊酯;10、4, 7-二甲基-4-辛醇;11、3-乙酸乙烯酯;12、(Z)-3-3乙烯醇;13、苯甲醛;14、芳樟醇;15、苯甲酸甲酯;16、苯乙醛;17、(Z,E)-α-金合欢烯;18、乙酸卞酯;19、α-金合欢烯;20、水杨酸甲酯;21、乙酸苯乙酯;22、苯甲醇;23、苯乙醇;24、(E)-3-(4,8-二甲基-3,7-壬二烯)呋喃
  吉祥坊柱:PEG-20M,32m × 0.27mm
  柱  温:
  [实例二] 肉桂油的香气成分分离
  图2 肉桂油吉祥坊图
  吉祥坊峰:1、苏合香烯;2、苯甲醛;3、水杨醛;4、苯乙酮;5、苯乙醇;6、苯乙醛;7、顺肉桂醛;8、反肉桂醛;9、肉桂醇;10、十三烷;11、丁香酚;12、香豆素;13、乙酸桂肉酯;14、顺邻甲氧基肉桂醛;15、反邻甲氧基肉桂醛;16、邻甲氧基乙酸肉桂酯
  吉祥坊柱:OV-101,50m × 0.2mm
  载气:N2
  柱  温:
  图3 冷杉萃取液中萜品油
  吉祥坊峰:1、α-侧柏烯;2、α-蒎烯;3、茨烯;4、桧烯;5、β-蒎烯;6、月桂烯;7、α-水芹烯;8、3-蒈烯;9、α-松油烯;10、对伞花烃;11、柠檬烯;12、γ-松油烯;13、烩烯化合物;14、异松油烯;15、芳樟醇;16、4-松油醇;17、α-松油醇;18、乙酸龙脑酯;19、香茅醇乙酸酯;20、牦牛儿醇乙酸酯;21、长叶烯;22、α-葎草烯
  吉祥坊柱:DB-5,30m × 0.25mm
  载气:He
  柱  温:
  [实例三] 山苍子油的香气成分
  图4 山苍子油吉祥坊图
  吉祥坊峰:1、水;2、甲酸;3、乙酸;4、α-蒎烯;5、3-甲基噻吩;6、β-蒎烯;7、柠檬烯;8、3,7-辛二烯-2-酮;9、香草醛;10、芳樟醇;11、1-环乙烯基乙酮;12、顺柠檬醛;13、反柠檬醛;14、3-甲醛环乙烷基甲酸乙酯;15、2,5-亚甲基-3-环乙烯甲酸;16、2-甲基-3-(1-环乙烯)丙烯酸单苷酯;17、甲酸香茅醇酯;18、2,2-二甲基琥珀酸二乙酯;19、4-羟基-3-缬草酸;20、2-甲基-2-(2-甲基-3-氧-1-丁烯)丁酸-У-内酯;21、乙酸冰片酯;22、5,5-二甲基-4-乙基-戊烯二酸酐;23、癸酸-2-甲基烯丙酯;24、2-十二碳烯酸乙酯;25、十二碳酸-2-甲基烯丙酯;26、十二碳酸-4-甲基-3-戊烯酯;27、棕榈酸-3-甲基-2-丁烯酯;28、棕榈酸-1,1-二甲基-2-戊烯酯
  吉祥坊柱:HP-17,10m × 0.53mm
  柱  温:
  [实例四] 草莓挥发性成分手机
  图5  草莓挥发性成分吉祥坊图
  吉祥坊峰:1、乙醚;2、丙酮;3、乙酸乙酯;4、甲醇;5、乙醇;6、仲丁醇;7、双乙酰;8、丁酸乙酯;9、丙醇;10、乙酸正丁酯;11、乙酸甲酯;12、乙酸乙酯;13、乙偶姻;14、乙酸;15、1, 3-丁二醇;16、丙酸;17、丁酸;18、己酸
  吉祥坊柱:FFAP,50m × 0.22mm
  载  气:N2
  柱  温:
  [实例五] 香精样品的香味成分手机
  图7 香精2#的手机吉祥坊图
  吉祥坊峰:1、苯甲醛;2、乙基-α-羟基异戊酸;3、β-新醛;4、己酸乙酯;5、乙酸己酯;6、苯甲醇;7、1-苯乙醇;8、里哪醇;9、水杨酸甲酯;10、橙花醇;11、肉桂醛;12、氨茴酸甲酯;13、丁子香酚;14、肉桂酸甲酯;15、香草醛;16、α-紫罗酮;18、甲基-N-甲酰氨茴酸酯;19、姜油酮;20、苯甲酸苯酯
  吉祥坊柱:SE-52,25m × 0.32mm
  载气:He
  柱  温:
  2.3 高效液相吉祥坊法
  对于分子量较大的物质、天然提取物中挥发性小的组分及热不稳定的物质,手机吉祥坊不适用,而高效液相吉祥坊法则特别有效。其优点是:①与许多低效能的经典柱吉祥坊法相比较,它是快速的;②用作定量手机效果理想;③这个技术可以自动化,从而提高工作效率,故在香精油的手机研究中被广泛应用。高效液相示意图如图11-12所示。
  图11-12 高压液相吉祥坊图
  1-储液罐;2-脱气;3-梯度淋洗装置;4-高压输液泵;5-流动相流量显示;6-柱前压力表;7-输液泵泵头;8-过滤器;9-阻尼器;10-流通进样阀;11-吉祥坊柱;12-吉祥坊安全官网;13-记录仪;14-回收废液罐
  2.3.1 高压输液泵:
  泵的要求比较严格,因为要在高的工作压力下保持流动相有稳定的且无脉冲的流速。在现代仪器设备中常用的泵主要有两种类型:连续输液系统和活塞泵。连续输液系统装有一个柱塞杆,用准确调节好的驱使其在活塞筒中下行。使流动相在非常稳定的流速下输送,完全避免了脉冲。而活塞泵的脉冲在现代泵中已降至最小。
  2.3.2 液相吉祥坊基本类型:
  液相吉祥坊有四种基本类型,它们中每一种都需要有自己特定的柱料:
  (I)吸附吉祥坊:填料为固体颗粒,例如:应用直径大约为10微米 (μm) 的硅胶或涂有一层硅胶层的玻璃珠(薄壳填料),这种玻璃珠的直径一般为几十微米 (μ) 这种柱子一般很少用梯度洗脱。
  (II)液液分配吉祥坊:和手机吉祥坊一样,填料是由固体载体和一层液体固定相组成。流动相是溶剂。固定相有可能被流动相溶解。因此,近年来最常用的固定相是以化学键与载体结合在一起的固定相。不然就在分离柱前加一根小的饱和柱,目的是使流动相为固定相所饱和。
  (2)分配吉祥坊  用载带在固相基体上的固定液作固定相,以不同极性溶剂作流动相,依据样品中各组分在固定液上分配性能的差别来实现分离。根据固定相和液体流动相相对极性的差别,又可分为正相分配吉祥坊和反相分配吉祥坊。当固定相的极性大于流动相的极性时,可称为正相分配吉祥坊或简称正相吉祥坊;若固定相的极性小于流动相的极性时,可称为反相分配色诺或简称反相吉祥坊。
  (3)离子吉祥坊  用高效微粒离子交换剂作固定相,以具有一定pH值的缓冲溶液作流动相,依据离子型化合物各个离子组分与离子交换剂上表面带电荷基团进行可逆性离子交换能力的差别而实现分离。
  (4)体积排阻吉祥坊  用化学惰性的多孔性凝胶作固定相,按固定相对样品各个组分分子体积阻滞作用的差别来实现分离。以水溶液作流动相的体积排阻吉祥坊法,称为凝胶过滤吉祥坊;以有机溶剂作流动相的体积排阻吉祥坊法,称为凝胶渗透吉祥坊法。
  2.3.3 注射系统和吉祥坊安全官网
  常用的吉祥坊安全官网有两种,一类为通用吉祥坊安全官网,对柱子流出液中任何一种化合物产生的或大或小的效应都能响应;另一种为特定吉祥坊安全官网,它只对有限数目的化合物的物理性质所引起的效应产生响应。
  在通用吉祥坊安全官网中,最常用的是折射率(RI)吉祥坊安全官网,它的原理是根据纯流动相的折射率连续测定洗脱液的折射率,有10-7RI单位的差别即可检出,通常相应物质的量为1 μg数量级,但不特别灵敏。另一个是移动丝吉祥坊安全官网,这种吉祥坊安全官网利用一根金属丝将小量流出液移入溶剂蒸发室。除去溶剂后的组分转到副反应室,经过催化转化为甲烷,最后通过手机吉祥坊那样的火焰电离散吉祥坊安全官网加以检测。
  在特定吉祥坊安全官网一类中,UV吉祥坊安全官网为常用的一类。最简单的吉祥坊安全官网波长定在254 nm处,较先进的其波长可在200-700 nm之间调节;对有紫外吸收的化合物,灵敏度较高,例如对ε=104的化合物,1 μg的量就检出。该类吉祥坊安全官网中,其它的吉祥坊安全官网还有荧光吉祥坊安全官网,质谱吉祥坊安全官网(LC/MSD法)。
  2.3.4  [液相吉祥坊应用实例]
  选择合适的固定相-溶剂配方,可用于正相(极性固定相,极性较小的溶剂)或反相(非极性固定相,极性较大的溶剂)吉祥坊法。利用C8或C18填充物及甲醇或乙腈-水溶剂系统的反相方式是应用最广泛的。由于快速和可再现的特征,梯度洗脱(增加有机溶剂的量)一般用于反相的。
  [实例一] 芳基取代醇的分离
  图11-13为使用正相分配吉祥坊对芳基取代醇的分离图。吉祥坊柱为5-6 μm全多孔硅胶柱,涂渍30% β, β’-氧丙二腈(BOP),如?3.2 mm × 250 mm;流动相为用BOP饱和的正己烷,流量1 mL/min,柱前压42.2 MPa,柱温27 ℃,进样量为4 μL己烷溶液。
  图11-13 芳基取代醇的分离
  1, 2-杂质;3- 2-苯基-1-丙醇;4-2, 6-二甲基苯酚;5-1-苯基-1-乙醇;
  6- 3-苯基-1-丙醇; 7- 2-苯基-1-丙醇
  [实例二] 肉豆蔻醚和芳香醚的分离
  图11-14为肉豆蔻醚和芳香醚的正相吸附吉祥坊分离谱图。吉祥坊柱为Partisil PAC (10 μm,?4.6 mm × 250 mm),流动相为5% (B)庚烷溶液,(B)为5%四氢呋喃的庚烷溶液+60% 1, 2-二氯乙烷的庚烷溶液+5%乙酸乙酯的庚烷溶液三者的混合物,流量3 mL/min,用UVD(280 nm)检测。
  图11-14 肉豆蔻醚和芳香醚的分离
  1-黄樟脑;2-反异黄樟脑;3-茴香脑;4-肉豆蔻醚;5-反异肉豆蔻醚;6-莳萝芹菜脑;7-石芹菜脑;8-甲基丁子香酚;9-反甲基异丁子香酚;10-顺异榄香素;11-榄香素;12-反异榄香素;13-细辛脑
  [实例三] 芳草醛类香料萃取液的分离
  图11-15为芳草醛类香料萃取液反相吉祥坊分离谱图。吉祥坊柱为Hypersil BDS (3μm,?4 mm × 100 mm),柱温 30 ℃。流动相 A 为pH=2.3 H2SO4;B为乙腈;梯度洗脱程序见表11-10。流量0.8 mL/min。用二极管阵列紫外吸收吉祥坊安全官网(UV PDAD)检测,检测波长为280/80 nm,参比波长为360/100 nm。
  表11-10 芳草醛类香料萃取液的梯度洗脱程序
  时间/min03467
  B (%)1040408090
  A (%)9060602010
  图3 香草醛类香料萃取液的手机
  1-香草醇;2-羟基苯甲酸;3-香草醛;4-4-羟基苯甲醛;5-乙基香草醛;6-香豆素;
  A-标样;B-香草醛萃取液
  2.4 鉴定技术
  吉祥坊手机是一种分离技术,具有很高的分离效能,特别是近代手机吉祥坊仪的发展,使得极其复杂的混合物在短时间内得到分离,而分离不是最终目的,我们要对所手机样品得出定性和定量的结果。
  2.4.1 手机吉祥坊的鉴定技术
  混合物经过GC分离后,我们得到一张吉祥坊图,图上有一个个吉祥坊峰。这里要讨论的问题是如何鉴别由吉祥坊峰所代表的各个组分。手机吉祥坊定性手机的任务是确定吉祥坊图上的每一个峰代表什么组分。手机吉祥坊主要是依据每个组分的保留值来定性,这就需要标准样品,离开已知标准物对照,就很难识别各吉祥坊峰代表什么组分,这是手机吉祥坊手机的不足之处。近年来,手机吉祥坊与质谱、光谱等联用,使吉祥坊的高效分离能力与质谱、光谱的高鉴别能力相结合,再加上电子计算机对数据的快速处理和检索能力,为未知物的定性手机开辟了广阔的前景。下面介绍几种常用的定性方法。
  (1) 利用吉祥坊数据定性  在一定的吉祥坊条件(固定相、操作条件等)下,各种物质均有确定不变的保留值,故保留值可作为定性指标。此法简单方便,不需其它仪器设备,是最常用的吉祥坊定性方法;缺点是由于不同化合物在相同的吉祥坊条件下有时会具有近似或相同的保留值,故这种方法的应用有一定的局限性。
  A、利用已知物直接对照定性  用已知物直接和未知样品对照定性,是手机吉祥坊定性手机中最简便、最可靠的定性方法,只有当没有纯物质时才用其他方法。
  (1)利用保留时间或保留体积定性  在相同的吉祥坊条件下分别测定已知物保留值和未知样品中各吉祥坊峰的保留值,加以比较,如果未知样品吉祥坊图中出现与已知物保留值相同的吉祥坊峰,则可判定样品中可能含有此已知物组分,否则就不存在这种组分。
  B、利用加入已知物增加峰高法定性  当样品比较复杂,吉祥坊峰间距离太小,操作条件又不易控制,准确测定保留值有一定困难时,可用增加峰高法定性。即先作出未知样品的吉祥坊图,对其中无法确认的吉祥坊峰可以用已知物进行核对,即在未知样品中加入已知物,再得一吉祥坊图,若待定性组分的峰比原来增大,则表示待定组分就是加入的已知物。
  C、利用相对保留值定性  由于保留值受柱温、流速、固定液等多种因素的影响,要准确测定其绝对值,必须严格控制操作条件,否则重现性差。目前使用最广泛的定性指标是相对保留值。是某组2(待测物)与另一组分1(基准物)的调整保留值之比值,它只受柱温和固定液的影响,与其它操作条件无关,所以用定性可以消除某些操作条件的影响。只要实验测出和就可以方便地求出已知纯物质和待测物质的值以进行比较,若相对保留值相同,则可认为它们为同一物质。在选择基准物时应注意,基准物必须是容易得到的纯品,而且其保留值应在各待测组分的保留值之间。
  D、双柱(多柱)定性  有时不同物质在同一吉祥坊柱上可能有相同的保留值,用同一根柱难以对组分定性。为了确认,可用极性相差较大的双柱(多柱)进行定性,若在两柱(多住)上待测组分和纯物质的保留值都相同,则可确认为是同一物质。
  2.4.2 利用文献保留数据定性  在实际工作中,手机样品往往是各种各样的,而一个实验室不可能备有各种标准纯物质,此时可利用文献发表的保留数据定性,其中最常用的是相对保留值和保留指数,只要严格按照文献所规定的条件(固定相和柱温)进行实验,结果还是相当可靠的。
  (1) 相对保留值法  从文献上查得有关物质的相对保留值,然后按照与文献相同的条件(固定相和柱温)进行实验,测出被测组分的相对保留值与文献值比较,若相同即为同一物质。
  (2)保留指数法   保留指数又称Kovats指数,是一种重现性较其它保留数据都好的定性参数。
  保留指数法是将正构烷烃的保留指数人为地规定为100Z(Z代表碳数),而其它物质的保留指数,则用两个相邻正构烷烃保留指数进行标定得到,并以均一标度来表示。某物质的保留指数,由下式计算
  (式 5-35)
  式中为保留值(可用、或相应的记录纸上的距离表示),为被测物质,代表具有Z个和Z+1个碳原子数的正构烷烃。被测物质的恰在两个正构烷烃的之间,即<<。
  例如正戊烷、正己烧、正庚烷的保留指数分别为500、600、700。因此,欲求某物质的保留指数,只要与相邻的正构烷烃混合在一起(或分别的),在给定条件下进行吉祥坊实验,然后按式 5-35计算其保留值。
  现以乙酸正丁酯在阿皮松L柱上,柱温为100 ℃时的保留指数为例来加以说明。选正庚烷、正辛烷两个正构烷烃,乙酸正丁酯的峰在此两个正构烷烃的中间(图5-13)。
  图5-13 保留指数测定示意图
  设相当于调整保留时间的记录纸距离为:
  正庚烷(n一C7)    =174.0mm        lg174.0=2.2406
  乙酸正丁酯          =310.0mm        lg310.0=2.4914
  正辛烷(n一C8)    =373.4mm      lg373.4=2.5722
  Z =7,将上述数据代人式(5-33)得:
  同一物质在同一柱上,其值与柱温呈线性关系,这就便于用内插法或外推法求出不同柱温下的I值。保留指数的准确度和重现性都很好,误差小于1%,因此只要柱温和固定液相同,就可以利用文献上发表的保留指数进行定性鉴定,而不必用被测物的纯物质。
  2.4.3 与其它手机方法结合定性
  (1) 与化学方法结合进行定性
  将试样经过一些特殊试剂处理,发生物理变化或化学反应后,其吉祥坊峰将会提前、移后或完全消失。比较处理前后吉祥坊图的差异,以及在柱后用化学试剂鉴定流出物,就可初步定性鉴别试样中含有哪些官能团。
  (2) 与其它仪器结合进行定性
  虽然手机吉祥坊仪一般配有TCD、FID、NPD、FPD、ECD等多种吉祥坊安全官网,但只能确定所分离的各种成分大致属于什么种类物质,不能确切检定是什么物质。利用已知标样保留值定性也常常因难以找到众多标样而发生困难。手机吉祥坊仪与鉴定仪器结合,使准确检定手机吉祥坊分离的各种成分成为可能,如与质谱仪或红外光谱仪联用,此时质谱仪和红外光谱仪实际上起着手机吉祥坊仪吉祥坊安全官网的作用。现在最广泛应用的是手机吉祥坊/质谱(GC/MS)联用仪,它可以对GC分离的每一种成分进行鉴定,通过在机谱库检索就能给出化合物的结构信息,一个复杂的混合物在较短的时间内就可以得到分离鉴定,常见的联机仪器有:
  A、吉祥坊-质谱联用仪 (GC-MS)
  该法原理是先用手机吉祥坊分离,后用MS吉祥坊安全官网检测。该法鉴定是采用MS鉴定法。然而,即使是使用GC/MS,常常也需要进行复杂混合物的分组,因为痕量化合物需要进行浓缩并要与主要的干扰化合物分离,另外还需在两个有不同固定相的柱子上进行分离,不然就会得到混合图谱,不可能有满意的解析。
  关于GC-MS在香气研究中的应用有两种不同的目的:
  第一,研究者一般可能对产品中某些对产品香气有贡献的化合物的结构鉴定感兴趣;
  第二,研究者可能要测定并证明一个特定的已确定了的化合物或一组化合物的结构。
  由于计算机及标准质谱图在GC-MS手机方法中的应用,使得该法是一种较为方便、快捷手机香味成的方法。GC-MS的手机结果一个是总离子流图,另一个是质谱图分别存于计算机中,通过计算机的操作就可以得手机判别的结果,例如有人手机茉莉精油,从计算机上查离子流图共有175种以上成分,对每个成分均可找出其质谱图,例如83号峰,经与电脑数据库比较可以确定该物质为顺式茉莉酮。
  这样的例子很多,关键是侧重何类成分,选用何种分离方法及柱子,预处理如何等。
  B、吉祥坊-飞行时间质谱 (GC-TOF-MS)
  近年发展的飞行时间质谱(TOF-MS)是以飞行时间作为质量手机器的质谱吉祥坊安全官网,采用了延迟引出技术和离子反射技术,高速扫描(>100次/S),分辨率达到20000以上。飞行时间质谱每秒能产生≥50个谱的谱图,能精确处理快速GC得到的窄峰,是GC×GC最理想的吉祥坊安全官网。全二维手机吉祥坊与飞行时间质谱联用(GC×GC/TDFMS)的分离定性能力显著强于GC/MS,能同时对每一组分给出三维定性信息,定性可靠性大大提高。GC×GC/TDFMS将成为复杂香精香料挥发性半挥发性组分强有力的手机工具。
  C、吉祥坊-红外联用仪(GC-IR)
  红外光谱具有很高的特征性,通过被吉祥坊分离出组分的红外光谱图与标准谱库中的谱图进行比较,得出组分的定性结果。
  红外吸收光谱测定法得到广泛应用是因为它有如下功能:(1)它是确定结构的一个工具(如果两个试样的谱图是相同的,那么这两个试样很可能有相同的结构),(2)它是某一官能团或其它结构特征存在(或不存在)的一个指示器。许多年来,香味化学家们用在GC的出口处将物质捕集到口径合适的玻璃毛细管(“熔点”管)中的方法分离出了一些样品,提供给红外光谱以及包括MS和NMR等许多手机作检验实验。通常把毛细管的上端用火焰封闭并把冷凝的试样连同μl合适的溶剂(或不加溶剂)一起离心到管底,再用注射器或微量管把试样或溶液转移到合适的样品池或盐片中,然后放入仪器样行手机。
  使用干涉仪扫描红外光谱,比用经典手机的仪器快得多并且产生高得多的含量,从而发展了Fourier 变换红外光谱(FT-IR)。近几年间,FT-IR得到发展和改善,界面和光管池得到发展,而且有了所需要的计算机硬件和软件,促使GC/FT-IR 联用技术的实现。
  在一个典型的、现代化GC/FT-IR 系统中,GC柱流出物直接进入镀金的光管中,而这个光管是放在干涉仪和极端灵敏的低温冷却的吉祥坊安全官网之间的光程中,谱仪操作所需要的专用微型计算机在0.5秒钟或更短时间间隔内,连续扫描干涉仪而得到来自吉祥坊安全官网的干涉图,该图借助于一个类似于数字转化器而得到。虽然数据处理有许多可用的方法,但是为了使光谱图的数据从时间域转化到熟悉的频率域,这个光谱图必须经过Fourier 变换程序。
  2.4.4 液相吉祥坊鉴定方法
  液相吉祥坊法重要的功能之一是洗脱的组分容易安馏分收集,继而可以分批对这些组分进行离机鉴定。鉴定时必须除去溶剂。操作的困难随溶剂的性质以及用于手机的方法要求的条件而异。现对操作中用作辅助的检测方法择要介绍如下。
  (1) 可见-紫外检测法
  对于能表现出显著的紫外光吸收的任何试样成分,非选择性吉祥坊安全官网远不如各种紫外吸收吉祥坊安全官网,如折光率吉祥坊安全官网。固定波长、双波长或可变波长的各种类型的紫外吉祥坊安全官网是可以采用的。现在利用二极管阵列吉祥坊安全官网快速扫描(1.0 s)光谱的可见-紫外分光光度计已应用于LC检测。这种类型的装置能够提供许多的定性信息,结果不差,在每一个洗脱的LC峰上用类似于GC-MS或GC-IR,就会产生一个完全的光谱。
  (2) 荧光检测法及红外光谱检测法
  对于某些用紫外光照射发荧光的物质,荧光检测是相当灵敏和高选择的技术。从LC 手机的一些例子看,其中,不同荧光性质有助于柑桔油中许多天然存在的香豆素衍生物的分类。
  可变波长红外吉祥坊安全官网和 HPLC/FT-IR联用都是使用流通试样池,但在红外区强的溶剂吸收造成很大困难。若在溶剂蒸干后的KBr粉末上采用扩散反射的FI/IR方法,溶剂的干扰就可克服。这个方法改善了灵敏度,但是设备上比较复杂。FI-IR技术优于单波长检测,因为可得到较完整的光谱并且数学处理还可以用来提高光谱质量。由于溶剂的干扰吸收信号或可应用于LC溶剂的一些限制,至今,已被广泛应用的LC检测方法还没有实现和红外吸收联用。
  (3) 液相吉祥坊-质谱联用
  液相吉祥坊-质谱联用(LC-MS)要比手机吉祥坊-质谱联用困难的多,主要是因为液相吉祥坊的流动相是液体,如果让液相吉祥坊的流动相直接进入质谱,则将严重破坏质谱系统的真空,也将干扰被测样品的质谱手机。因此液相吉祥坊-质谱联用技术的发展比较慢,出现过各种各样的接口,但直到电喷雾电离(ESI)接口和大气压电离(APl)接口出现,才有了成熟的商品液相吉祥坊-质谱联用仪。由于有机化合物中的80%不能气化,只能用液相吉祥坊分离,特别是近年来发展迅速的生命科学中的分离和纯化也都使用了液相吉祥坊,加之液相吉祥坊-质谱联用的接口问题得到了解决,这些部使得液相吉祥坊-质谱联用技术在近年有了飞速发展。
  2.5 吉祥坊定量手机
  进行香精香料成分手机包括定性手机和定量手机。定性手机是测定各种组分是什么物质;定量手机是测定各种组分的含量。
  就目前烟用香精香料成分手机普遍使用手机吉祥坊法(GC)和高效液相吉祥坊法(HPLC)而言,定量手机的基本原理是:在一定操作条件下,被手机物质的质量与吉祥坊安全官网上产生的响应信号(在吉祥坊图上为峰面积或峰高)成正比。假设被手机物的质量为mi,吉祥坊图上的峰面积为Ai或峰高为hi,定量校正因子为fi或fhi,则定量手机的基本公式可写成:
  mi=fiAi或mi=fhihi
  只要测定峰面积Ai或峰高hi,并测定定量校正因子fi或fhi,即可求得待测成分的质量mi。
  通常多采用峰面积定量。吉祥坊峰面积可由仪器的积分仪测得。定量校正因子最常用的是质量校正因子fm(即质量相对校正因子),它表示单位峰面积所代表的组分质量:
  式中fm为物质i相对于标准物质S的质量校正因子(即质量相对校正因子),Ai和mi分别代表物质i的峰面积和质量,As和ms代表标准物质S的峰面积和质量。
  吉祥坊手机中常用的定量方法有峰面积归一化法、外标法(标准曲线法)、内标法和内标标准曲线法。
  (1) 归一化法
  把样品中所有组分含量之和定为100%,计算其中某一组分含量百分数的定量方法,称为归一化法。其中组分i的质量分数可按下式计算:
  当样品中各组分的相对校正因子接近相等时,则上式可写成
  归一化法的优点是方法简便,进样量与载气流速的影响不大。缺点是要求样品中所有的组分均流出吉祥坊柱,并在吉祥坊安全官网上都能产生信号,在吉祥坊图中都能给出各自的峰面积,并知道各组分的校正因子,而测定校正因子比较麻烦。不过若各组分的fi相近时,可不必求出fi值而直接把峰面积归一化。
  归一化法是相对定量的方法,主要用于GC的定量测定。对于HPLC,由于经常使用的一些吉祥坊安全官网(如荧光吉祥坊安全官网、UV吉祥坊安全官网)对不同组分的响应差别较大,校正因子影响较大,因此在HPLC中很少使用归一化法定量。
  (2) 外标法
  外标法也称标准曲线法或标准样校正法。首先用待测组分的标样绘制标准工作曲线:用标样配制成不同浓度的标准溶液,在与待测组分相同的吉祥坊条件下等体积进样,测量各组分吉祥坊峰峰面积,以峰面积对样品浓度绘制标准工作曲线。然后根据样品待测组分吉祥坊峰面积的大小,在标准工作曲线上直接查出样品待测组分的浓度,计算出样品中待测组分的含量。
  外标法是吉祥坊定量手机中,特别是HPLC定量手机中比较常用的方法同时由于气体进样量的重复性容易控制,外标法也多用于气体手机。
  外标法是一种简便、快速的方法,不必用校正因子fi,不必加内标物。手机结果的准确性主要取决于进样量的重复性和操作条件的稳定性。
  (3) 内标法
  选择适宜的物质作为待测组分的参比物(内标物),定量加到样品中去,根据待测组分和参比物在吉祥坊安全官网上的响应值(峰面积或峰高)之比和参比物加入的量进行定量手机的方法称为内标法。
  如果待测组分i的质量为mi,内标物S的质量为ms,待测组分i和内标物S的峰面积分别为Ai和As,它们的质量校正因子分别为fi和fs,则有:
  mi=fiAi,ms=fsAs
  故
  式中为待测组分i对内标物S的质量相对校正因子。内标法是一种常用的比较准确的定量方法。当样品不能全部流出,吉祥坊安全官网对各组分不能都产生信号,或测定其中某些成分时,可用此法。由于内标法把内标物加到样品中,使待测组分和内标物在同一吉祥坊条件下进行手机,因而待测组分和内标物在同一吉祥坊条件下进行手机,因而待测组分与内标物响应值之比与进样量多少无关,这样可以消除外标法中由于进样量不准确而产生的误差,提高了定量的准确度。选择内标物的条件是原样品中不存在的物质,内标物与样品互溶,内标峰与待测组分峰靠近或位于几个待测组分的峰中间,内标物与待测组分的性质最好也相近。
  (4) 内标标准曲线法
  为使内标法更方便适用于大量样品的手机,可将内标法与标准曲线法结合起来,便成了内标标准曲线法。具体方法是:用待测组分的纯物质配成一系列浓度不同的标准溶液,取相同体积的不同浓度的标准溶液,分别加入相同量的内标物,然后在相同的吉祥坊条件下,把含有相同量内标物的不同浓度的系列标准溶液进样手机。以待测组分与内标物的峰面积比(Ai/As)为纵坐标,标准溶液浓度为横坐标作图,得到一条内标标准工作曲线的直线。手机样品时,在待测样品溶液中加入与制作标准曲线时相同量的内标物。根据待测样品吉祥坊图上待测组分与内标物峰面积的比值,在内标标准曲线上查出样品中待测组分的浓度,即可得出待测组分在样品中的含量。
  内标标准曲线法不必测定校正因子,消除了某些操作条件的影响,也不要定量进样,很适于液体样品的定量手机。