液-液微萃取β-胡萝卜素的研究

鲍玲红，董彦杰

(安庆师范大学化学化工学院，安徽　安庆　246001)



液-液微萃取β-胡萝卜素的研究

鲍玲红，董彦杰

(安庆师范大学化学化工学院，安徽安庆246001)

用多孔中空纤维研究了液-液微萃取β-胡萝卜素。β-胡萝卜素从10 mL水相萃取到丙酮-石油醚(1:4)或乙醇-石油醚(1:9)的有机相。各种萃取因素如溶剂、萃取时间和搅拌速率被优化。萃取溶剂为丙酮-石油醚(1:4)或乙醇-石油醚(1:9)，萃取时间为20 min，搅拌速率为800 rpm。该法不仅可直接从水相萃取高纯度的β-胡萝卜素分析物，而且减少了环境污染物。

多孔中空纤维；液-液微萃取；β-胡萝卜素

β-胡萝卜素广泛用于食品工业[1]，很多流行病学实验已经证明β-胡萝卜素减少疾病癌症的发病率。它也是有效的抗氧化剂，可以猝灭单线态氧(1O2)，也能增强细胞缝隙连接通讯和抑制癌症。萃取方法一般有：固相微萃取(SPME)[2]。悬滴微萃取[3-4]。但他们都有缺点，萃取成本高，不能直接用于高效液相色谱(HPLC)。多孔中空纤维液-液微萃取[5]是一种新型的样品预处理技术，它集采样、萃取和浓缩为一体，具有环保、低成本、溶剂消耗量少的优点。此外，这项技术很容易与HPLC，气相色谱法和毛细管电泳相结合使用[6]。

1　实　验

1.1仪器和试剂

LC-10ATvp高效液相色谱仪，日本岛津公司；79-1型磁力加热搅拌器。

β-胡萝卜素，上海化学试剂有限公司；其它试剂均为分析纯。

胡萝卜(样品)来自安庆农贸市场。

1.2液-液微萃取装置

液-液微萃取装置如图1所示，一个10 mL烧杯，电磁搅拌器，一个25 μL 平头高效液相色谱注射器。多孔中空纤维为聚丙烯纤维(内径1200 μm，长度4 cm，容积45 μL，壁厚200 μm)。在液液萃取前，多孔中空纤维先装入高效液相色谱级乙腈超声清洗15 s，清除杂质。然后把它放到有机溶剂甲醇超声波中15 s，在多孔中空纤维表面形成有机溶剂液膜。然后，添加一个有机萃取剂到多孔中空纤维中。

图1　多孔中空纤维的液-液微萃取装置Fig.1　Liquid-liquid microextraction device of porous hollow fiber

1.3样品处理

将样品切去尾部，切成小块后粉碎，称取5.0 g放入小烧杯中，超声波提取20 min。然后将其定量转移到500 mL容量瓶，用0.05 mol·L-1HAc溶液稀释到刻度线，取上面清液1.0 mL，加9.0 mL蒸馏水得样品溶液。

2　结果与讨论

2.1萃取时间对萃取的影响

萃取时间对于萃取效率有严重的影响，因为β-胡萝卜素从水相进入有机相是一个缓慢的平衡过程，溶质分子需要时间通过界面进入有机相。如图2所示，β-胡萝卜素的萃取率随萃取时间从5～20 min逐渐增大，20 min后萃取率几乎没有改变。因此，选择最优的萃取时间是20 min。

图2　萃取时间对萃取率的影响Fig.2　The effects of extraction time on extraction rate

2.2有机溶剂对萃取的影响

有机溶剂的选择是液-液微萃取的关键。我们研究了五种不同的有机溶剂：石油醚，乙醇-石油醚(1:4，V/V)，丙酮-石油醚(3:7，V/V)，丙酮-石油醚(1:4，V/V)，乙醇-石油醚(1:9，V/V)对萃取的影响，结果见表1。因此，丙酮-石油醚(1:4，V/V)和乙醇-石油醚(1:9，V/V)均可做为萃取剂使用。

表1　不同有机溶剂对β-胡萝卜素萃取的影响Table 1　The effects of different organic solvents on β-carotene extraction 　(mg/100 g)

2.3搅拌速度对萃取的影响

图3　搅拌速度对萃取率的影响Fig.3　The effects of stirring speed on extraction rate

对样品进行充分的搅拌可缩短萃取时间。我们考查了萃取时，溶液的搅拌速率对萃取率的影响，结果见图3。我们选择搅拌速度为800 rpm为最佳转速。

2.4液-液微萃取与传统方法的比较

取100 g样品，放入真空干燥箱(35 ℃，100 Pa)，干燥后，过筛(40目)。然后称取0.2 g干燥样品放入100 mL锥形瓶，加30 mL乙醇-石油醚(1:9，V/V)，并用塞子塞好，放置24 h后定量转移到50 mL容量瓶，用乙醇-石油醚(1:9)溶液稀释到刻度，得到样品溶液。结果见表2。

表2　液-液微萃取与传统方法的比较Table 2　Liquid-liquid microextraction is compared with the traditional method

3　结　论

研究证明液-液微萃取法可用于从胡萝卜中提取β-胡萝卜素，结合高效液相色谱可成功用于β-胡萝卜素的分析测定。相比大多数传统提取方法，液-液微萃取技术需要很少的水样品溶液和有机溶剂。丙酮-石油醚(1:4，V/V)或乙醇-石油醚(1:9，V/V)均有高的萃取和浓缩性能。该法从水中萃取样品不仅可提供高纯度的分析物，而且减少了环境污染物。

[1]杨祖英, 李良学. 高压液相色谱法测定食品中β-胡萝卜素[J]. 食品与发酵工业,1994(6):57-61.

[2]Catherine L Arthur, Janusz Pawliszyn. Solid phase microextraction with thermal desorption using fused silica optical fibers[J]. Analytical Sciences, 1990,62(19): 2145-2148.

[3]Kazunori Nakashima, Fukiko Kubota, Tatsuo Maruyama, et al. Ionic Liquids as a Novel Solvent for Lanthanide Extraction[J]. Analytical Sciences,2003,19(8): 1097-1098.

[4]Stig Pedersen-Bjergaard, Knut Einar Rasmussen. Bioanalysis of drugs by liquid-phase microextraction coupled to separation techniques[J]. Journal of Chromatography B, 2005, 817(1):3-12.

[5]E Psillakis, N Kalogerakis. Developments in single-drop microextraction[J]. TrAC Trends in Analytical Chemistry, 2002, 21(1): 54-65.

[6]Dong Y J, Wang F, Wang J W, et al. Determination of tetramethrin in water by liquid microextraction-capillary electrophoresis[J]. Mendeleev Comumun, 2014,24:128-129.

Study on Liquid-liquid Microextraction of β-carotene

BAOLing-hong,DONGYan-jie

(College of Chemistry and Chemical Engineering, Anqing Normal University, Anhui Anqing 246001, China)

The liquid-liquid microextraction of β-carotene was studied by porous hollow fiber. The β-carotene was extracted from 10.0 mL aqueous sample into organic phase acetone-petroleum ether (1:4) or ethanol-petroleum ether (1:9). The extraction factors, such as organic solvents, extraction times, and stirring rate, were optimized. The extraction organic solvents were acetone-petroleum ether (1:4) or ethanol-petroleum ether (1:9). The extraction time was 20 min. Stirring speed was 800 rpm. The method can not only directly extract high purity β-carotene analyte from the water phase, but also reduce the environmental pollutants.

porous hollow fiber; liquid-liquid microextraction; β-carotene

O64

A

1001-9677(2016)015-0087-02