马丁·琼斯(2018)牛奶和乳制品中有机酸和无机阴离子的提取和色谱分析。沃特福德理工学院硕士论文。
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文本
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摘要
分散液-液微萃取（DLLME）是一种三元萃取系统，由萃取溶剂、分散溶剂和含有感兴趣分析物的水样组成。DLLME是一种强大的小型提取技术，可以提高分析物浓度并实现高富集因子（EF），这使其成为痕量分析的理想选择。DLLME包括将萃取/分散溶剂的二元混合物注入样品中。这会产生非常大的细萃取液滴表面积。分析物几乎在瞬间富集的正是这些液滴。考虑到提取速度，DLLME是一种非常有吸引力的程序，可以提高样品吞吐量，同时降低溶剂消耗、浪费和相关成本。几种有机酸被鉴定为牛奶和乳制品中的常见成分。由于动物体内的自然生物化学过程、细菌活性、防腐剂和掺假，有机酸出现在牛奶和奶制品中[1–3]。牛奶和乳制品中的有机酸水平因多种因素而差异很大，如：动物品种、一年中的时间、地理、饮食、年龄、健康、哺乳期和发酵剂培养类型[4-9]。有机酸在风味研究、奶酪成熟、人类营养、动物健康监测以及向消费者出售前产品质量监测等领域非常重要[10-12]。牛奶和乳制品由蛋白质、肽、氨基酸、碳水化合物、维生素、矿物质和脂质等多种成分组成，需要在分析前去除这些成分。通过将carrez 1（乙酸锌）和carrez 2（六铁氰酸钾）两种溶液与样品混合，然后离心，消除这些干扰。这将样品留在水性基质中，这是DLLME的理想选择。在项目过程中，研究了多种色谱技术，包括：高效液相色谱（HPLC）、气相色谱（GC）和毛细管区带电泳（CE）。最适合使用DLLME和分离有机酸的技术是GC。优化的GC方法包括使用10:1的分流比注入1μL萃取溶剂，然后使用Altech AT-100聚乙二醇（PEG）柱（15 m x 530μm i.d.x 1.2μm）在10分钟内通过梯度法分离。该方法已用于六种有机酸的分析。这些酸是乙酸、丙酸、异丁酸、正丁酸、异戊酸和正戊酸。该方法的保留时间分别为8.79、10.06、10.67、11.18、11.68和12.49分钟，%RSD为：<0.06%。还评估了峰面积，得出%RSD<0.0%。决定系数（R2）均≥0.999。乙酸、丙酸、异丁酸、正丁酸、异戊酸和正戊酸的LOD分别为：21.88、67.25、8.04、6.86、39.38和21.68μg/mL，LOQs分别为：66.32、203.79、24.38、20.82、119.36和65.71μg/mL。优化的萃取包括将100μL氯仿（萃取溶剂）和700μL丙酮（分散溶剂）的混合物注入含有20%w/v NaCl且pH调节至2.50的10-mL样品中。这产生的EFs浓度是原始样品的约45倍。然后将优化和验证的方法应用于牛奶和乳制品的实际样品，得到以下结果：牛奶：乙酸：（NQ）；正丁酸：10.41μg/mL。酪乳：乙酸：（NQ）；正丁酸：14.38μg/mL；等速：12.22μg/mL；正戊酸：12.78μg/mL。山羊奶：乙酸（NQ）；异丁酸：13.23μg/mL；正丁酸：16.46μg/mL；等速：13.12μg/mL；正戊酸：12.72μg/mL。乡村干酪：乙酸（NQ）；正丁酸：4.04μg/g布里干酪：乙酸（NQ）；正丁酸：42.31μg/g；等速：0.39μg/g；正戊酸：0.72μg/g，益生菌酸奶：乙酸（NQ）；异丁酸：6.13μg/g；正丁酸：6.90μg/g；异戊酸：5.91μg/g；正戊酸：6.06μg/g希腊酸奶：乙酸（NQ）；正丁酸：11.00μg/g。由于DLLME的易用性、提取程序的快速性、较大的EF以及使用任何实验室内现成的耗材（离心管、注射器和注射针）进行提取的能力，DLLME是高通量实验室的理想提取程序，这些实验室希望在保持结果质量的同时最大限度地降低成本和劳动力。此外，在撰写本文时，还没有发现使用DLLME从牛奶和乳制品中提取上述高挥发性有机酸的方法，这使得本研究具有新颖性。
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