超声波辅助-顶空固相微萃取-气相色谱法测定葡萄酒中痕量2，4，6-三氯苯甲醚

张素娟 梁宝爱 孙丽萍 李建珍

（山西省食品质量安全监督检验研究院，太原 030012）

·食品分析·

超声波辅助-顶空固相微萃取-气相色谱法测定葡萄酒中痕量2，4，6-三氯苯甲醚

张素娟*梁宝爱 孙丽萍 李建珍

（山西省食品质量安全监督检验研究院，太原 030012）

建立了超声波-顶空固相微萃取-气相色谱检测葡萄酒中的痕量木塞污染物——2，4，6-三氯苯甲醚（TCA） 的方法。试验结果表明，该方法有良好的线性关系，相关系数为0.999 89，方法定量限为0.5 ng/L，相对标准偏差RSD在1.98%～5.32%之间，加标回收率为89.0%～103.2%。该方法操作简便、快速、准确度高、重现性好，适用于普通实验室对葡萄酒中痕量TCA残留的检测。

TCA；超声波；顶空固相微萃取（HS-SPME）；葡萄酒

1982年，2，4，6-三氯苯甲醚（TCA） 被发现是污染葡萄酒品质的主要元凶之一。曲霉菌、青霉、木霉等真菌在潮湿环境下可将酒瓶软木塞中的氯酚转化为氯苯甲醚，软木从加工到葡萄酒的装瓶都可能会暴露此种环境下，导致TCA的形成。研究报告表明，由软木塞迁移到葡萄酒中TCA的质量浓度约在2.4 ng/L～210.0 ng/L之间。据估计，2%～5%的瓶装葡萄酒因瓶塞受到TCA污染。由于痕量的TCA感官阈值非常低，对葡萄酒的风味和品质造成不可逆的破坏，世界范围内每年因TCA污染造成的经济损失估计为100亿美元。国外检测TCA的方法较多，有顶空固相微萃取方法，微波萃取、索氏提取、压力溶剂萃取、搅拌棒吸附萃取、固相萃取等方法，国内对TCA的检测方法较少，仅有固相微萃取法。本文基于以上研究，首次采用超声波辅助顶空固相微萃取-气相色谱法测定葡萄酒中的痕量TCA，优化了萃取前处理条件，方法简便、高效、灵敏度高。

1 材料与方法

1.1 仪器

气相色谱仪，配ECD检测器，日本岛津GC-2010；固相微萃取装置，supelco公司，配5种萃取头；KQ5200DE型数控超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司；PHS-3C型数字酸度计，雷磁仪器厂；BSA124S-cw分析天平，Sartorius；BSA2202S电子天平，Sartorius；40ml样品瓶，supelco公司。

1.2 试剂

无水乙醇、氯化钠、L（+）-酒石酸、氢氧化钠，优级纯；甲醇，色谱纯；实验室用水，超纯水；2，4，6-三氯苯甲醚，纯度（质量分数） ≥99%。

1.3 溶液的配制

1.3.1 标准储备液的配制

精确称取三氯苯甲醚10 mg溶于10 mL甲醇溶液中，配制成质量浓度为1 mg/L的标准储备溶液，然后用甲醇溶液稀释至1 μg/L和10 μg/L，摇匀置于4℃冰箱储存备用。

1.3.2 标准工作液的配制

用1 mol/L氢氧化钠溶液将体积浓度12%乙醇溶液（含有3.5 g/L 的L（+） -酒石酸） 调pH值为3.5，作为配制标准工作液的溶剂，分别配制浓度为0ng/L、1ng/L、5ng/L、10ng/L、25ng/L、50 ng/L、100 ng/L的TCA标准工作溶液。

1.4 色谱条件

毛细管柱：DB-17（0.25 mm×30 m，0.25 μm）；载气：氮气；流速：1.0 mL/min；进样方式：无分流；进样时间：2 min；进样口温度：270℃；检测器温度：300℃。

升温：初始温度40℃，保持2 min；13℃/min升温至150℃，保持8 min，25℃/min升温至250℃，保持11 min。

1.5 分析步骤

准确移取稀释酒样（1倍体积） 25 mL，置于40 mL顶空进样瓶中，加入浓度3 mol/L的NaCl溶液4.4 g，用硅胶隔垫密封，置于超声波清洗器中，在 40℃下，预超声 10 min，再用 50 μm/30 μm DVB-CAR-PDMS萃取头萃取超声40 min后，拔出，在GC进样口热脱附2 min，样品经色谱系统分离后，用ECD检测器进行检测，由保留时间定性，外标法峰面积定量。

2 结果与讨论

2.1 萃取方式的选择

在其他条件相同的情况下，采用50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取头对磁力搅拌和超声波两种辅助萃取方式进行比较，结果如图1。

图1 不同萃取方式对萃取效率的影响

由图1可以看出，超声波比磁力搅拌的萃取率提高了32%，可见超声波的空化效应促进了TCA脱溶剂，且易从溶液中溢出，表明超声波辅助可大大提高方法的灵敏度。

2.2 H S-SPM E萃取条件的优化

对于顶空固相微萃取来说，目标化合物的吸附量主要取决于萃取头涂层、液体表面上的压力、顶空体积以及溶质扩散的性质。所以分别就萃取头的选择、超声功率、吸附时间、盐（NaCl）的用量、温度等条件进行了优化研究。

2.2.1 萃取头的选取

分别用 100 μmPDMS、65 μmPDMS/DVB 和 75 μmCAR/PDMS、85 μmPA、50/30 μm DVB/CAR/PDMS5种涂层在相同条件下进行顶空萃取，其结果见下页图2、图3。

从图2、图3中可以看出，在不同时间内65 μm PDMS/DVB和 50/30 μmDVB/CAR/PDMS涂层的萃取效果明显较高，且对超声敏感。其中50/30 μm DVB/CAR/PDMS的萃取灵敏度最高，因此确定采用该涂层萃取头。

图2 不同萃取头对萃取效率的影响

图3 不同萃取头萃取效率的变化

2.2.2 样品体积的确定

因为顶空固相微萃取与样品瓶中的顶空体积有密切关系。一般认为在萃取温度不变的情况下，顶空体积越小，萃取效率越高。在40 mL样品瓶中加入不同体积的相同浓度的标准工作溶液，在一定试验条件下，考察了样品体积对萃取效率的影响（见图 4）。

图4 溶液体积对萃取效率的影响

从图4中明显看出，随着样品体积的增大，顶空体积的减小对三氯苯甲醚萃取效率越来越高。但考虑空容体积太小会使萃取头浸入液体中，因此选择取样体积为25 mL。

2.2.3 超声功率的选择

超声功率的大小决定了传质速度的快慢，对溶液中溶质的扩散与饱和蒸气压有一定的影响，在其他条件相同的情况下，采用40%、60%、80%、100%超声功率对峰面积和重复性进行了试验。结果见表1。

表1 不同功率对萃取效率的影响

从表1可以看出，随着超声功率的增加，峰面积有所上升，但是在100%功率时重复性有所下降，因此选择80%的超声功率。

2.2.4 加入无机盐的影响

离子强度不仅影响吸附热力学，而且对吸附动力学也能产生一定的影响。所以通过加入不同量的 NaCl（0 mol/L，1 mol/L，2 mol/L，3 mol/L，4 mol/L，5 mol/L，6 mol/L） 改变溶液的离子强度，考察其对TCA萃取效率的影响（见图5）。结果表明，随着盐加入量的逐渐增加，响应面积先增大后变化不明显。但随着盐量的逐渐增加，色谱图中杂峰明显增大，所以选择氯化钠的浓度为3 mol/L。

图5 盐加入量对萃取效率的影响

2.2.5 萃取时间的选择

选择 10 min、20 min、30 min、40 min、50 min、60 min和80 min不同萃取时间进行试验，结果表明，对TCA的响应随着萃取时间延长而增加，当萃取时间为40 min时，处于拐点，随着时间的增加萃取效率处于缓慢增加的状态。故选择萃取时间为40 min。

图6 萃取时间对萃取效率的影响

2.2.6 萃取温度的选择

在一定温度下溶液体系达到气液平衡时，气相的组成与样品原来的组成成正比关系。体系温度升高到一定程度，气相中各组分浓度变大，有利于纤维的吸附，试验考察了30℃、40℃、50℃、60℃4个温度点，采用超声辅助HS-SPME-GC-ECD法进行检测分析，吸附效率随温度升高略有提高（见图7），但过高的温度操作不方便且增加其他杂质的释放。因此选择萃取温度为40℃。

图7 萃取温度对萃取头吸附效率的影响

2.3 分离条件的优化

2.3.1 解析时间的选择

解析时间的选择对目标分析物的定量分析也是关键因素之一，太短的解析时间不能使目标化合物充分释放，致使解析率降低。太长的解析时间将导致纤维涂层高温环境缓慢降解。本试验选择了1 min、2 min、5 min进行试验，发现解析2 min后目标化合物已全部释放出来。

2.3.2 色谱条件的选择

根据TCA的结构性质，选择了ECD检测器和中等极性毛细管柱柱（DB-17），通过标准工作溶液和添加葡萄酒中进行与干扰峰的分离，最后选定了1.4中的最佳色谱条件。加入葡萄酒中的标准溶液谱图见图8。

图8 加入葡萄酒中TCA色谱图

2.4 方法的线性范围、检出限、精密度和回收率

在优化条件下，用6次测定结果的平均值绘制标准曲线，见图9。回归方程为y=61 616.2x+123 657.1，TCA含量在1.0 ng/L～100 ng/L范围内呈线性关系，标准曲线的线性相关系数R2=0.999 893 7。按3倍的信噪比方法计算检出限为0.2 ng/L，定量限为0.5 ng/L。

图9 TCA的标准曲线浓度/ng·L-1

选取6种不同的葡萄酒样品进行测定，同时加不同浓度的标准溶液，测得加标回收率在89.0%～103.2%之间，相对标准偏差（RSD） 介于1.98%～5.32%。见表2。

表2 方法的精密度和回收率（n=6）

3 结论

采用超声波辅助HS-SPME萃取葡萄酒中的TCA，可大大提高检测的灵敏度，方法检出限为0.2 ng/L，方法定量限为0.5 ng/L，线性范围1.0 ng/L～100 ng/L，RSD在1.98%～5.32%之间，加标回收率为89.0%～103.2%。该方法操作简便、快捷、准确，适用于普通实验室对葡萄酒中痕量TCA残留的检测。

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Determination of trace 2,4,6-trichloroanisole(TCA)in wine by gas chromatography with ultrasonic oscillation assisted headspace solid phase micro-extraction（HS-SPME）

ZGABG Su-juan*LIANG Bao-aiSUN Li-ping LI Jian-zhen
（Shanxi province food quality safety supervision and inspection institute，Taiyuan 030012，China）

A new method used for the determination of trace contaminants of cork stoppers-2，4，6-trichloroanisole（TCA）in wine by Ultrasonic Oscillation assisted HS-SPME-GC，through the comparative study of pretreatment,extraction conditions and chromatographic separation condition optimization.The result shows that the method had taken on good linear relation with a correlation coefficient 0.999 89，the quantitative limit of the method was 0.5 ng/L，the repeatability（RSD）was from 1.98%to 5.32%,the recoveries were in the range of 89.0～103.2%.The method is simple，speediness，high accuracy，good reproducibility and suitable for general laboratory to detect trace TCA residues in wine.

TCA；ultrasonic wave； headspace solid phase microextraction（HS-SPME）；wine

TS262.6

A

1673-6004（2012）01-0044-05

*张素娟，女，1975年出生，2003年毕业于吉林大学分析化学专业，高级工程师

2012-03-03