天然维生素E分析的样品前处理方法研究新进展

曹江平，解启龙，邸宏伟，梁永锋

(1.宁夏师范学院 化学化工学院，宁夏 固原 756000；2.宁夏师范学院 六盘山资源工程技术研究中心，宁夏 固原 756000；3.中国科学院山西煤炭化学研究所 煤转化国家重点实验室，山西 太原 030001)

天然维生素E(Vitamin E，VE)，又名生育酚，是一种人类及动物体必需的脂溶性维生素，广泛存在于水果、蔬菜及油脂中，有α-，β-，γ-，δ-生育酚和α-，β-，γ-，δ-生育三烯酚等8 种异构体[1]。VE对生物体有多种有益的生理功能，主要有抗氧化(清除体内自由基、避免脂质过氧化)[2-4]、促进生殖机能(防护生殖损伤、维持精子活性及保护精子DNA)[5-6]、抗衰老(延缓皮肤衰老)[7]、改善脂质代谢及肝肺功能[8-10]、抗癌(延缓癌细胞增殖与分化)等作用[11-12]。

样品前处理是分析检测过程的重要环节，前处理过程工作量大、耗时最长，一定程度上决定了整个分析检测结果的优劣[13-16]，对于食品、生物、环境等复杂基质样品的分析过程，如何选择性分离分析目标物至关重要[17-19]。近年来，食品中天然维生素E的提取方法发展迅速，出现了皂化法[20-24]、溶剂提取法[25-26]、加压溶剂提取法[27-28]、超临界流体萃取法[29-30]、固相萃取法[31-32]等提取方法，本文综述了这些方法，评述了其优缺点，并展望其发展趋势。

1 皂化法

1.1 皂化-溶剂萃取法

皂化-溶剂萃取法是我国现行国标采用的提取饲料中VE的仲裁方法[20]，该方法是在加入KOH强碱条件下，使用沸水浴使样品中微酸性生育酚经水解反应游离出来，用乙醚、石油醚、己烷等有机溶剂萃取，经分液、洗涤、干燥、旋蒸、定容等步骤完成萃取过程。Aoun等[21]用该法提取了茴香中的α-生育酚，皂化完成后，用乙腈-甲醇(1∶1)萃取，萃取率大于95%；Knecht等[22]也用该法萃取了蔬菜中生育酚和生育三烯酚，皂化完成后用正己烷萃取生育酚，萃取率大于84%。该法出现较早，发展较成熟，结果信度高，已广泛应用于谷物、药物、果蔬、乳品、化妆品、植物油、饲料等样品中生育酚的提取。但存在溶剂用量大、操作步骤多、过程冗繁等缺点。

1.2 皂化-分散液液微萃取法

皂化-分散液液微萃取法是在国标方法的基础上，在皂化后衔接了使用极微量溶剂萃取的分散液液微萃取方法，可减少有机溶剂的耗量。本课题组[23]曾于2015年提出了皂化-分散液液微萃取技术提取枸杞中α-生育酚的方法，枸杞在皂化处理后，用少量四氯化碳(100 μL)代替国标方法中大量的乙醚(200 mL)萃取α-生育酚，节省有机溶剂约2 000倍，而且简化了实验操作，萃取率为85%～106%，可见此法准确度较高。并于2016年[24]使用[C8MIM][PF6]代替四氯化碳，建立了基于离子液体的分散液液微萃取技术提取谷物中α-生育酚的方法，萃取率达到86%～106%，该法同样有萃取率、重复率、准确度高的优点。此法是对皂化-溶剂萃取法的改进，大大减少了有机溶剂用量，对操作人员健康有利且避免了环境问题，但仍采用了皂化反应，需要耗费较多能量、溶剂和时间。

2 溶剂提取法

VE为脂溶性维生素，可用弱极性有机溶剂直接萃取，操作简便快捷，被广泛应用。同时，为了提高萃取效率，往往以超声波、微波、涡旋、索氏提取等辅助萃取操作。Demirkaya等[25]用乙醇溶解血浆后采用涡旋辅助己烷-二氯甲烷(9∶1)直接萃取其中的VE，平均萃取率为97%，实现了血浆样品中VE的高效提取。本课题组[26]也于2017年用该法萃取了枸杞中VE，在加入抗坏血酸保护的条件下，按液料比30∶1加入乙醚在超声波萃取仪中萃取VE，并与国标皂化-溶剂萃取法进行比较，萃取率为83%～106%。此法操作简捷、萃取率高、样品适用范围广，但有机溶剂消耗量大、萃取时间长，完成萃取后为了达到仪器的检测限，往往需再次进行浓缩，挥干溶剂的过程因加热易引起VE的损失。

3 加压溶剂萃取法

加压溶剂萃取通常在快速溶剂萃取仪中进行，在高温高压状态下使溶剂的极性降低，从而实现高效萃取。萃取过程一般需加入硅藻土等分散剂，可以提高样品和萃取溶剂的接触表面积，提高萃取效率并减少溶剂的使用量。Bustamante-Rangel等[27]用该法萃取了谷物中生育酚和生育三烯酚，以硅藻土为分散剂，甲醇为萃取剂，在温度50 ℃、压力110 bar条件下，5 min得到了91%～109%的萃取率。Delgado等[28]在温度50 ℃、压力1 600 psi条件下，以甲醇为萃取剂，5 min内萃取了婴儿奶粉中视黄醇乙酸酯和生育酚，萃取率达92%～106%。加压溶剂萃取法自动化程度高、溶剂耗量少，且因加入分散剂，大大提高了萃取效率和萃取率，但萃取仪器较昂贵，且样品装填对操作人员要求较高，一般只适用于固体样品。

4 超临界流体萃取法

超临界流体萃取法是一种备受青睐的绿色提取方法，该法使用超临界CO2为萃取剂，在超临界萃取仪中进行萃取，操作条件温和，对VE破坏少，能很好保持其生理活性，可同时完成萃取与分离过程，且CO2无毒、价廉、可回收利用，有着非常优异的萃取特性。Carlucci等[29]应用该法萃取了麦芽中3种生育酚，80 ℃、50 bar超临界条件下萃取，结果满意。Lucas等[30]以此法提取了橄榄树叶中4种生育酚，313～333 K、25～45 MPa超临界条件下萃取，操作2 h萃取率达到74%～97%，与正己烷索氏提取法结果相比，萃取结果较优，且效率更高。然而，该操作所用高压的超临界仪器对萃取压力精度要求高、设备价格昂贵，且CO2微弱的酸性可能会影响操作环境的pH值，进而影响适用样品范围。

5 固相萃取法

固相萃取是近年发展起来的一种溶剂用量少的新型样品前处理技术，包括样品液的吸附、淋洗和洗涤，可实现分析物的分离、纯化和富集，与传统的样品前处理技术相比，具有回收率高、分离效果好、溶剂使用少、操作简捷的优点，广泛应用于食品、药品、环境等样品的预处理。Grigoriadou等[31]应用该法提取了橄榄油中的鲨烯和生育酚，样品吸附在硅胶柱后，以正己烷和正己烷-乙醚(99∶1)洗涤分析物，萃取率达85%以上，并将此法成功应用于20种实际样品的提取。陈树东等[32]应用该法提取了植物油中4种维生素E异构体，将植物油用正己烷溶解吸附后，用正已烷-二氯甲烷(9∶1)淋洗，异丙醇-水-冰乙酸(100∶2.5∶1.5)洗脱，萃取率为88%～99%，方法操作简便，结果准确可靠。然而此法所用固相萃取小柱价格昂贵且不可回收利用，使用过程易出现堵塞而影响操作，主要适用于液体样品，固体样品较难适用，且操作过程不可加热、重复性差等问题仍待解决。总之，不同的前处理方法有各自的特点，在不同样品有成功应用，表1总结了样品前处理方法在食品、化妆品等样品中维生素E分析的成功应用。

表1 食品、化妆品等样品中维生素E分析的样品前处理方法的应用Table 1 Application of sample pretreatment of vitamin E in food and cosmetics analysis

(续表1)

AnalyteSampleExtractionmethodReference4种生育酚、3种生育三烯酚菠菜、玉米、果汁加压溶剂萃取(甲醇/丙醇=1∶1)[63]胡萝卜素、生育酚、生育三烯酚油粕加压溶剂萃取(正己烷)[64]类胡萝卜素、生育酚、脂肪酸、谷甾醇西红柿副产物超临界CO2萃取，乙醇、正己烷索氏提取[65]鲨烯、生育酚苋属植物超临界CO2萃取[66]α⁃生育酚芦荟胶和皮、杏树叶超临界CO2萃取[67]β⁃胡萝卜素、α⁃生育酚南瓜超临界CO2萃取[68]鲨烯、α⁃生育酚、β⁃胡萝卜素油橄榄固相萃取[69]α⁃生育酚、α⁃生育酚乙酸酯牛奶、奶粉、药品固相萃取[70]α、γ、δ⁃生育酚西红柿液液萃取-分散固相萃取[71]

6 结 语

天然维生素E对生物体具有重要的生理功能，但因样品基质复杂，其分析检测的样品处理成为研究的重要领域，开发选择性好、萃取率高的样品前处理方法对其分析检测至关重要。皂化法是出现早、准确度高的方法，但操作过程使用大量有机溶剂，不利于操作人员健康及环境保护，且操作冗繁；溶剂提取法操作环节少，但同样有使用溶剂量大的缺点，且萃取操作时间较长，效率低下；加压溶剂提取法可使用常态下的极性溶剂提取脂溶性目标物，甚至用亚临界水作溶剂，提取效率高、绿色环保，但仪器较昂贵，操作难度高；超临界流体萃取法使用CO2作萃取剂，无毒、安全、可靠，但同样有仪器较贵的缺点；固相萃取法选择性好，且能在萃取过程实现分析物的富集，但萃取所用设备较昂贵，重复性不足。为了解决这些问题，开发新的分离材料，与其他样品前处理方法结合或者发展新的提取方法，如磁性离子液体-分散液液微萃取、磁性固相萃取、QuEChERS等高准确度、高效、低耗、环保的提取方法将是今后研究的重点。

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