有機酸的分析

有機酸分析1概述：1.1有機酸類成分的分布有機酸廣泛存在于植物界的各個部位，但以有利形勢存在的額不多，而多數(shù)是與鉀、鈉、鈣等陽離子或生物堿結(jié)合成鹽而存在。也有結(jié)合成酯而存在。有機酸如果按其羧基的而樹木可分為三類，即單羧基酸、二羧基酸哦三羧基酸。另外還有芬酸類，酚酸是指具有酚羥基、一個羧基和一個苯環(huán)的額化合物，包括苯甲酰類（C6-C1）、苯乙基類（C6-C2）和桂皮酸類（C6-C3）.1.2理化性質(zhì)有機酸具有一般羧酸的性質(zhì)，可生成酯、酰氯。酰胺等衍生物。8個碳以下的低級脂肪酸及不飽和脂肪酸常溫時多為液態(tài)，脂肪二羧酸、三羧酸和芳香酸等則為固體化合物。有些有機酸有揮發(fā)性，能隨水蒸氣蒸餾而升華。有機酸能與堿金屬、堿土金屬結(jié)合成鹽。其一價金屬鹽都易溶于水，而二價或三價金屬鹽較難溶于水。食品中有機酸包括食品自身含有的天然有機酸和為了改善其品質(zhì)加入的有機酸，這些有機酸是弱酸，通常以游離態(tài)存在，部分以酸式鹽形式存在。在食品工業(yè)中，不少食品和飲料都與有機酸有關，這些有機酸和其他香味成分儀器，賦予食品一定的口感。下表分別列出了部分視頻的有機酸種類，含量和PH.2.有機酸的分離與定量測定：食品中有機酸的分離與定量測定可用氣象色譜法，離子交換色譜法，高效液相色譜法等。氣象色譜法需要對樣品衍生，誤差較大；而高效液相色譜法操作簡便，準確度高，重現(xiàn)性好，可同時定量多種有機酸，因此一伙的廣泛的應用。2.1氣相色譜法（GC法）GasChromatography流動相——氣體（由載氣帶著物料氣體）一般用高壓氣瓶供給（N2、He)固定相固體——固體吸附劑液體——擔體+固定液1906年，俄國植物學家茨威特分離植物葉綠體中色素而得名，玻璃管中裝CaCO3,石油醚溶解植物葉綠體倒入管內(nèi)，再用石油醚做淋洗劑，結(jié)果，柱子中被分成幾個不同顏色的譜帶。氣相色譜流程示意圖：從記錄儀得到的色譜圖保留時間——從進樣到出現(xiàn)組分濃度極大點（色譜峰最高點）的時間tR，在一定固定相，一定操作條件下，各組分的t值不一樣。同一組分有同樣的t值，可用來作定性分析。此外，峰高（h）、峰面積（A）可用作定量分析。A=h×半寬度（峰高一半處色譜峰寬度）A=（底×高）／2A值=積分儀求得總面積的94％。計算：①某一組分的比例=(一組分峰面積／94%）/（總峰面積／94％）②以標準曲線來計算含量，以含量為橫坐標，峰面積為縱坐標。2.1層析柱和檢測器2.1①熱導池檢測器（TCD）在氣相色譜中應用最早、最廣泛的檢測器。靈敏度為100ppm。原理：不同組分和載氣有不同的導熱系數(shù)。當通過熱導池的氣體組成及濃度發(fā)生變化時，可引起熱敏元件上溫度的變化，由此而產(chǎn)生阻值變化，可衡量組分的含量。②氫火焰離子化檢測器（FID）靈敏度比熱導池檢測器高1000倍，可在室溫至300℃原理：以H2（燃燒氣）和空氣（助燃氣）的火焰為能源，在氫火焰附近裝置兩個電極（收集極、發(fā)射極），兩個電極之間外加100~350V電壓，當樣品組分從色譜柱餾出后，由載氣攜帶，與H2匯合，從噴嘴流出，與空氣相遇，經(jīng)引燃就燃燒。在氫火焰高溫能源作用下，樣品組分、電離成正、負離子,在直流電場的作用下，離子向電極移動產(chǎn)生電流，這微小的電流經(jīng)放大器放大后輸入記錄器，得出色譜峰信號。氫焰檢測器（與單位時間內(nèi)進入火焰組分的質(zhì)量成正比，是典型的質(zhì)量型檢測器））對大多數(shù)有機物都很靈敏。但對在氫火焰中不電離的或電離很少的物質(zhì)如N2、NO、CO、CO2、SO2、NH3、H2O、SiCl4、SiF4、HCN等，及無機物不能用這種檢測器。③電子捕獲鑒定器（ECD）是一種具有選擇性和靈敏度很高的色譜檢測器。放射源—以同位素Ni63和3H為β射線放射源，將載氣電離產(chǎn)生正離子和慢速低能量的電子，他們在恒定的電場作用下向極性相反的電極移動形成恒定的電流—基始電流。當具有電負性的組分進入檢測器時，它捕獲了電子，變成帶負電離子，并與載氣產(chǎn)生的正離子結(jié)合成中性化合物，被載氣帶出檢測器，結(jié)果使基始電流降低產(chǎn)生信號，形成峰值。這種檢測器是對具有電負性的物質(zhì)（如含有鹵素、S、P、N的物質(zhì)）產(chǎn)生信號，且電負性越強，產(chǎn)生的靈敏度越高，有機氯農(nóng)藥含有鹵素Cl，所以非常適合。也屬濃度型檢測器。另外還有火焰光度檢測器（FPD）測含S、P化合物，在氫火焰中燃燒測其中發(fā)光情況。2.1.2層析柱（色譜柱）直徑2~3mm，長1~2m，特殊的達十幾米，玻璃、尼龍、金屬—有機氯在高溫下易掛壁，產(chǎn)生催化分解和吸附現(xiàn)象，干擾分析。氣液色譜固定相：擔體+固定液。要求：擔體—化學惰性，與溶質(zhì)之間不起任何化學作用。買來后往往要自己處理，經(jīng)酸洗水洗至中性，干燥后在硅烷化處理。固定液—常用OV系列，可在350℃2.2高效液相色譜法（HPLC)（高速液相色譜法、高壓液相色譜法）由經(jīng)典的液相層析法發(fā)展來的，始于1906年，比氣相色譜分析法早四十多年,但一度停滯，因其流動相靠自身的重力流過色譜柱，效率低，分析周期長，缺乏自動靈敏的檢測裝置。70年代后，又吸取氣相經(jīng)驗迅速發(fā)展。2.2.1高效液相色譜的特點：㈠應用范圍廣:只要能制成溶液的樣品都能分析，不受試樣揮發(fā)性的約束，對無法用氣相分離的沸點高，熱穩(wěn)定性差，分子量大的聚合物及離子形物質(zhì)，具有很大的適用性，都可用他來進行分離，分析。㈡高壓:供液壓力和進樣壓力均很高，一般15～30mpa,最高500mpa。㈢高速由于高壓，流動相在色譜柱內(nèi)流速一般為1~10ml／分，個別達100ml／分以上。㈣高效柱效達5000塔板／m，而分離效能很高的GC柱效約2000塔板／m。㈤靈敏度高采用了高靈敏度檢測器，如紫外檢測器的最小檢測量10-9g／ml,熒光檢測器的最小檢測量10-11g／ml。2.2.2、高效液相色譜的類型流動相——液相固定相——①固體吸附劑②液相+支持劑③離子交換樹脂④凝膠按分離原理分：1.液—固吸附色譜2.液—液分配色譜3.離子交換色譜4.空間排阻色譜2.2.3高效液相色譜儀的基本組成1.輸液系統(tǒng)——高壓泵、貯液器、過濾器、梯度洗脫裝置2.進樣系統(tǒng)——進樣器3.分離系統(tǒng)——色譜柱、恒溫器4.檢測系統(tǒng)——檢測器5.數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)——記錄儀等2.3離子交換色（羧酸分析儀）（一）原理：陰離子交換樹脂柱分離，利用羧基顯色。（二）適用范圍：適用范圍較廣，但是不能檢測草酸。（三）儀器：羧酸分析儀3.有機酸分析的進展酸的分析包括總酸量和特定算的分析?？赏ㄟ^滴定法、PH計或蒸餾法測定酸度的不同指標。目前，一些新型的儀器分析方法常用于有機酸的分離和分析，其特點是快速、非破壞性、消耗試樣量少。3.1毛細管電泳毛細管電泳（capillaryelectriphoresis,CE）以高壓電場為驅(qū)動力，以毛細管為分離通道，根據(jù)樣品中各種組分之間的淌度和分配行為的差異，實現(xiàn)分離的液相分離技術。食品中未分解的有機酸及其共軛堿一般共同存在，不同的有機酸在毛細管電泳內(nèi)的淌度和分配行為有差異，因而可應用毛細管電泳對有機酸進行鑒定和定量分析，以遷移時間定性，一峰面積定量。毛細管電泳具有高分辨率,高柱效,高靈敏度,高速度，線性范圍寬，樣品少，成本低，應用較廣等優(yōu)點。毛細管電泳技術是分析有機酸的重要方法，可以分離鑒定有機酸及共軛堿，這一點能彌補HPLC的不足。目前，廣泛應用于有計算分析的毛細管電泳主要是毛細管區(qū)帶電泳，檢測器有紫外檢測器、電化學檢測器、激光誘導熒光檢測器等，其中紫外檢測器應用最廣泛。3.2色譜法食品中有機酸的定性和定量分析以氣象色譜、液相色譜應用最為廣泛，其次還可以用陰離子交換色譜、電化學等方法。HPLC和電化學法都可用來測定食品中的酸度并能鑒定特定的酸。HPLC可用紫外或用酸的某些電化學檢測器檢測?？箟难嵊泻軓姷碾娀瘜W信號，在265納米處有強吸收，其他有機酸的吸收波長都在200納米以