加速溶剂在食品分析中的运用范文
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1.1温度温度是影响ASE萃取效率的一个重要因素，提高萃取温度可以使得分析物的溶解度增加，溶质的扩散速率加快；在萃取过程中，萃取溶剂内会出现一个浓度梯度，从基质表面到萃取槽内的浓度落差越大，则分析物的质量转移越快。因此，若在萃取过程中向溶剂中不断提供新鲜溶剂(如同索氏萃取法)，使得浓度梯度达到最大状态，质量转移的速度得到最大提高，萃取率自然就得到提高。Pitzer等报道，当温度从50℃升高至150℃后，芳香烃的溶解度提高了约15倍，烃的溶解度增加数百倍。水在有机溶剂中的溶解度也随着温度的增加而增加，在低温低压下，溶剂接触不到“水封微孔”而被排斥出来，当温度升高时，水的溶解度增加，微孔的可利用性也就得到了提高。研究表明，温度从25℃增至150℃时，溶剂扩散系数约增加2~l0倍，溶剂能更好的与萃取物接触，从而明显提高了溶剂的萃取率。李倩倩等在不同温度下用ASE法萃取葡萄酒中赫曲霉毒素A，结果显示在60℃时OTA的萃取率要高于40、50℃时的萃取率。朱晓兰等研究土壤中有机磷农药残留，萃取方法为法，在优化萃取条件-温度的过程中发现当温度为60℃时，样品萃取率为96%，而40、50℃时样品萃取率均低于80%。
1.2压力在常温常压下，溶剂与溶质之间就会达到一种表面平衡，然而随着温度的升高和压力的增大，这种平衡就会被破坏，从而取得了在常温常压下不能达到的萃取效果。增大压力可提高溶液的沸点，如丙酮在常压下的沸点为56.3℃，而在5个大气压下，其沸点高于100℃。液体对溶质的溶解能力远大于气体对溶质的溶解能力，因此，欲得到较高的提取率，则需增加压力，使溶剂在较高的温度之下保持液态。高压还可以将溶剂推到样品基质的孔洞中，并将常压下被困留于孔洞中的溶质萃取出来。固体基质小孔中往往会有气泡阻碍溶剂与溶质的接触，然而在高压下气泡会被压缩，甚至融到溶剂中，从而冲破阻碍将溶质萃取出来。Li等分别在7、8、9、10MPa条件下用ASE法从泥沙样品中萃取壬基苯酚雌激素，数据表明，随着压力的升高，分析物的萃取率依次升高，在10MPa时达到最高95.4%。在低压下操作时，如3.5MPa操作最低要求)，会导致萃取过程不稳定。
1.3溶剂的选择溶剂的选择对于任何使用溶剂的萃取方法都是至关重要的。一般地，在选择萃取溶剂时都要考虑到溶剂的沸点、极性、比密度、毒性等物化特性。用于ASE的萃取溶剂有很多，如甲醇、水、甲苯、二氯甲烷、乙酸乙酯、乙腈等。一般地，萃取溶剂的极性应与分析物的极性相似，然而，有时混合极性的溶剂或者非极性溶剂也会得到较高的萃取率；Yu等比较了不同比例的正己烷-甲醇混合溶剂对双甲脒和2，4-二甲基苯胺的萃取效果；混合溶剂正己烷-甲醇中甲醇含量每隔5%一个梯度，由95%降到80%，结果显示，双甲脒和2，4-二甲基苯胺均在甲醇含量90%时得到了最高萃取率；这是由于2，4-二甲基苯胺的极性强于双甲脒，当萃取剂中正己烷含量高时，双甲脒能得到较大的萃取率，而甲醇含量高时反之。Saim等比较了用不同溶剂萃取土壤中的PAHs，结果发现丙酮、甲醇、二氯甲烷、乙腈和正己烷-丙酮（1:1,v/v）得到了相似的数据，而正己烷做萃取剂时的萃取率较低（84%）。
1.4静态萃取时间与循环次数静态萃取时间与循环次数对样品萃取率的影响相当，增加循环次数时可适当减少静态萃取时间。马微等等采用正交试验得出影响ASE分析物萃取率的因素顺序为：萃取温度>溶剂配比>静态萃取时间>样品重量。某些分析物能被束缚在样品基体的小孔或其他结构内，提高温度后增加静态萃取时间，可以使分析物充分扩散到萃取溶剂里面，使萃取更加完全。为了得到完整高效的萃取条件，静态萃取时间通常会和循环次数一起考虑。静态循环过程中可以不断引入新鲜溶剂使体系保持适当的萃取平衡，静态循环对高浓度样品和难渗透的样品非常适合。
2加速溶剂萃取仪
加速溶剂萃取仪由溶剂瓶、泵、气路、加温炉、萃取池和收集瓶等构成。操作步骤如下：（1）将样品装入萃取池；（2）溶剂充满萃取池；（3）萃取池加热加压；（4）样品保持一定的温度压力静态萃取；（5）向萃取池中注入清洁溶剂；（6）用N2吹扫萃取池；（7）萃取液准备分析；加速溶剂萃取仪可根据用户需要进行全自动溶剂的改变或混合，减少了实验室溶剂计量和溶剂混合的工作量，同时也降低了出错率。目前商品化的加速溶剂萃取仪主要有美国戴安公司的系列、美国公司的ASE仪、北京吉天仪器有限公司的APLE-2000和上海光谱仪器有限公司的SP-100QSE，如表1所示。1.4ASE与传统萃取方法的对比ASE技术越来越多的被应用于样品分析中，它的优势也得到了很多科研人员的认可。ASE与传统萃取方法的参数对比如表2所示。由表可知，ASE比传统萃取方法耗时短、所需溶剂量少、自动化高。Wilga等应用六种(机械震荡法Shaking、索氏提取法Soxhlet、全自动索氏萃取法Soxtec、超声辅助萃取UAE、微波辅助萃取MAE、加速溶剂萃取ASE)前处理方法从家禽饲料中提取氯苯胍，结果表明，ASE和MAE的萃取率较高；Soxhlet与Soxtec得到的氯苯胍量相当，略低于ASE、MAE；萃取率最低的是Shaking和UAE，然而，这两种方法由于其操作简便、经济适用的特点也经常用于小型实验室的样品分析。WentaoWang等比较了Soxhlet、MAE、ASE三种萃取方法从土壤中提取多环芳烃和有机氯杀虫剂的萃取率，结果显示，ASE的萃取率最高，MAE所用的萃取时间和溶剂量与ASE相当，而萃取率与Soxhlet相当。
ASE以其快速、高效、全自动化的优点已广泛应用于食品分析中。由于食品种类繁多，所含成分更是复杂，近几年来在食品领域应用ASE来提取分析物的文献也有很多，本文将从食品来源即动物源食品、植物源食品、其它食品三个方面来阐述ASE在食品分析中的应用。
3.1ASE在动物源食品分析中的应用动物源食品是日常餐桌上必不可少的美食，然而它也给众多消费者带来了许多安全隐患，近年来出现的瘦肉精，三鹿奶粉，红心鸭蛋，速成鸡等事件引起了广大消费者的普遍关注。食品领域的科研人员也致力于研究快速、高效的食品分析方法来排除食品中任何可能的安全隐患，给消费者提供一个安全健康的饮食环境。近年来应用ASE来提取动物源食品中的兽药、农药残留，致癌物质，恶意掺假，生物活性和营养物质含量的研究频频报道，如表3所示。
3.2ASE在植物源食品分析中应用
3.2.1ASE在植物源食品有害物质分析中应用在我们日常生活中还有很大一部分营养元素是来自于植物源食品，保证食品的安全性是其走向餐桌的先决条件。然而，一些不法商贩，为保证产品产量或外观漂亮，在种植过程中滥用或过量使用农药，生产过程中滥用食品添加剂，甚至在食品中添加非食用材料或致癌物质来获取更高的利益。运用加速溶剂萃取方法来提取植物源食品中有害物质，使之后的食品分析更加准确、方便、快捷。ASE在植物源食品有害物质分析中应用的实例如表4所示。
3.2.2ASE在植物源食品活性物质分析中应用很多植物源食品中都含有一些对人体有益的活性物质，将这些物质提取出来，做成保健食品、药物或者休闲食品有着广泛的应用前景。这类产品大多都具有清除自由基、抗癌、提高记忆力、缓解疲劳、延缓衰老、减肥等功效，受到了广大消费者的追捧。然而，这类活性物质一般在植物源中的含量是极其微小的，将它们提取出来且加工生产自然要耗费大量的人力物力，有可能会出现支出大于收入的情况。因此，高效、省时、经济、自动化高的提取方法是迫切需要的，而ASE却恰恰符合这些要求，近年来，利用ASE来萃取分析植物源食品中活性物质的文献和方法见表5。
3.3ASE在其它食品分析中应用
除了动物源食品和植物源食品之外，一些原材料复杂或者与食品密切相关的营养物质如保健食品、酵母菌、水、生物样品的分析也使用到了ASE。Cescut等运用ASE从产油酵母菌中提取出脂肪，所用的萃取条件为：三氯甲烷甲醇混合液在100℃下萃取两个循环。马微等以甲醇：丙酮：水=5：3：2做为萃取剂，120℃下静态萃取5min，从保健食品中萃取11种食欲抑制剂。加速溶剂萃取技术可以用于不同食品中不同成分的萃取，为之后的分析奠定基础。
4结论及展望
加速溶剂萃取技术已广泛应用于食品、药物学、环境等行业，这都得益于其有机溶剂用量少、自动化高、对环境污染小、对研究者危害低和回收率高的特点。ASE除了在样品前处理中广泛应用于食品领域外，还可与现今的分析技术在线联接，直接进行样品分析，真正实现样品的全自动化处理，减少人为操作带来的误差，使实验数据更加接近事实。随着科技的发展，食品分析技术也会向着简便、可靠、经济、适用的方向发展。样品前处理技术也会朝着简单化、小型化、精密化的趋势不断改进。虽然，ASE与传统提取方法相比有着诸多优势，并已得到广泛应用且取得不小成效，然而，样品前处理技术在分析量级、分析速度、精密度、实用性的方向还有着发展空间。
作者：牛改改邓建朝李来好杨贤庆戚勃岑剑伟单位：中国水产科学研究院南海水产研究所农业部水产品加工重点实验室国家水产品加工技术研发中心中国海洋大学食品科学与工程学院
