气相色谱法一次进样测定气调包装中O2、CO2和C2H4

气相色谱法一 中 O (上 海交道 (上 海交道 (上 海科仓 4 与低 温工程研 究所 ，上海 200030) 科 学与工程 系，上海 201101) 有限公司，上海 201800) 摘 要 ：探 讨 了采 用专 门的 双 气路 设 计和 双检 测 器的 气相 色谱 仪 一 次进 样 测 定 自发 气调 包装 中 0 、CO：和 C H 浓 度 的 ，通过实验确定了最佳色谱条件和操作程序 对 样 品进 行 了五 次 测量 ，C：H 、o!及 CO2浓度 测 定 值 的 相 对平均 偏 差分别 为 0．143％、0．343％和 0．261％。该 方法能 有 效利 用设 备 ，降低 分析 成本 ，同 时 简化 了 实验 步骤 ，节 省 了 实验 时 间。 关t调 ：气相 色谱 ，气调 包装，呼吸 强度 ，乙烯 释放 率 Abstract：The chromatographic analysis method for testing the consistency Of 02,CO2 and C2H4 in modified— atmosphere packages by one sample was discussed in this paper l he gas chromatography with specially designed double gas circuits and double detectors was used in the experiment The optimum chromatographic condition and gas analysis procedure were obtained through experiments． Sam ples were tested for 5 times The RSDs among test results were 0．343％ for 02， 0．261％ for C02 and 0．143％ for C，H The method turned out to be effective jn reducing the COSt Ot gas analysis as well as in savinQ experimental time by simplifying operating procedure 16ey words：gas chromatography； modified —atmosphere packages；res piration intensity；e廿1yIene releasing rate 中图分类号：TS203 文献标识码 ：A 文 章 编 号 ：1002—0306(2003)12—0096—03 利 用 气 相 色 谱 法 精 确 测 定 气 调 包 装 中 O 、CO 和 CzH 的 含 量 已 有 一 些 报 道 I 1。由 于 进 行 0，和 CO， 测 量 所 需 的色 谱 条 件 与 C H 测 量 的 色 谱 条 件 不 同 ， 需 采 用 一 台 色 谱 仪 两 次进 样 或 两 台不 同 配 置 的 色 谱 仪 分 别 测 定 呼 吸 强 度 和 乙 烯 释 放 率 ，实 验 操 作 程 序 复 杂 ，耗 时 长 。本 文 对 具 有 双 检 测 器 的气 相 色 谱 仪 的 气 路 流 程 进 行 了 改 造 ，采 用 特 殊 的 双 气 路 设 计 ，使 一 台 仪 器 具 备 两 台 仪 器 的功 能 ，大 大 节 约 了分 析 成 本 。 通 过 一 次 进 样 能 同 时 测 量 出 气 调 包 装 袋 内 的 0，、CO， 收稿 日期 ：2003—04一l3 作者简介：刘颖(1967一)，女，博士研究生，研究方向：食品冷藏保鲜。 基金项目：上海市科学技术发展基金资助项目(013112122)。 刘 颖 ’ 李 云飞 张天龙 王如竹 。 田平海 和 CzH 含 量 ，简 化 了 实 验 步 骤 ，节 省 了 实 验 时 间 。 1 与方法 1．1 材料与仪器 标 准 气 体 上 海 计 量 测 试 技 术 研 究 院 配 制 ，气 体 成 分 为 7．97％02、5．00％C02和 201xL／L C H ，其 余 为 N2。 GC一9800TF 型 气 相 色 谱 仪 配 TCD 和 FID 检 测 器 上 海 科 创 色 谱 仪 器 有 限 公 司 ； 十 通 阀 和 六 通 阀 上 海 绅 兴 科 学 仪 器 有 限 公 司 ；定 量 管 (体 积 为 1mL)。 1．2 色谱 条件 色 谱 柱 1：GDX一104，2000mmx2mm i．d；色 谱 柱 2：GDX一104，3000mmx2rnm i．d； 色 谱 柱 3：5A 分 子 筛 ，1000mmX2mm i．d。 柱 温 ：55℃ 。 氢 焰 检 测 器 温 度 ：120'：C；载 气 ：氮 气 ，流 速 30mL／ min；燃 气 ：氢 气 ，流 速 20mL／min；助 燃 气 ：空 气 ，流 速 300mL／min。热 导 检 测 器 温 度 ：90'：C；载 气 ：氢 气 ，流 速 30mL／min；桥 电 流 ，130mA。 1．3 实验原理 1-3．1 仪 器 的 分 析 流 程 实 验 采 用 如 图 1所 示 双 气 路 设 计 ，通 过 进 样 十 通 阀 的 切 换 ，使 同 一 样 品 可 以 在 两 个 不 同 的 气 路 上 进 行 快 速 分 析 。在 十 通 阀 进 样 后 ． 气 样 被 两 个 1mL 的 定 量 管 分 为 两 部 分 ， 一 部 分 气 样 经 过 色谱 柱 1，另 一 部 分 气 样 流 经 色 谱 柱 2和 色 谱 柱 3。 1_3-2 CzH 的 测 定 通 过 十 通 阀 进 样 后 ， 采 用 色 谱 柱 1进 行 CzH 分 析 ，此 部 分 气 路 的气 体 检 测 由氢 焰 检 测 器 (FID)完 成 。 1-3．3 COz和 0 的测 定 色 谱 柱 2与 色 谱 柱 3与 六 通 阀 相 连 ， 使 用 时 切 换 六 通 阀 完 成 样 品 中 0 和 CO 的 色谱 分 析 ，这 部 分 气 路 的 气 体 检 测 由热 导 检 测 器 (TCD)完 成 。 样 品 在 色谱 柱 2(GDX一104)中能 出现 空 气 峰 和 COz峰 ，不 能 分 离 0 和 N 。色谱 柱 3(5A分 子 分 析 趋 蔫 维普资讯 http://www.cqvip.com 9．色谱柱 l，l0．色谱柱 2，I1．色谱柱 3，l2．氢焰检测器， l3．热 导检测 器 ，l4．气阻 ，l5．定 量管 图 l 仪 器 的分析 气路 图 筛 )能 分 离 0z和 N ，但 色 谱 柱 3对 C0 会 发 生 不 可 逆 吸 附 ，故 在 样 品 进 入 色 谱 柱 3 n,-]-，需 除 去 其 中 的 C01。 进 样 时 ，六 通 阀位 于 色 谱 柱 3(5A分 子 筛 )端 ，使 色谱 柱 3与 TCD相 连 ，气 路 图 如 图 2所 示 。此 时样 品 流 经 色 谱 柱 2后 ，再 流 经 色 谱 柱 3。 样 品 在 色 谱 柱 2 (GDX-104)中 的 出 峰 顺 序 是 先 出 空 气 峰 ，然 后 是 C0 峰 。因 为 此 时 色 谱 柱 2未 与 TCD 相 连 ，故 在 分 离 谱 图 中 没 有 出 现 空 气 峰 。在 空 气 峰 已 经 出 完 ，并 且 已 进 入 色 谱 柱 3，而 CO 峰 还 未 出 现 时 ，把 六 通 阀 置 于 色 谱 柱 2(GDX-104)端 (如 图 3所 示 )，使 色 谱 柱 2与 TCD 相连 。此 时 TCD就 能 检 测 到 C0：的 出 峰 情 况 。待 CO 分 离 完 全 后 ，把 六 通 阀 重 新 置 于 色 谱 柱 3端 (如 图 2 所 示 )，此 时 载 气 流 经 色 谱 柱 3，使 得 先 前 进 入 的 空 气 在 色 谱 柱 3中 得 到 分 离 。 因 为 此 时 TCD 与 色 谱 柱 3 相 连 ，0：和 Nz的 出 峰 情 况 可 由 TCD 检 测 到 ，这 时 分 离 的 样 品 中 就 不 含 CO 了 。 图 2 六通 阀 置于 5A分子 筛端 时 的气路 图 1．4 定 量方法 使 用 O 、CO：和 C H 标 准 气 ，用 外 标 法 作 定 量 分 析 。 2 结果与讨论 2．1 样 品测定 采 用 色 谱 柱 1分 析 样 品 中 的 C：H4含 量 ，用 色 谱 柱 2和 色 谱 柱 3分 析 样 品 中 的 0：及 CO 含 量 。在 上 述 色 谱 条 件 下 ，采 用 十 通 阀 进 样 ，色 谱 图 见 图 4、图 5。 峰 ，此 时 需 将 六 通 阀 切 换 回 色 谱 柱 2端 (5A 分 子 筛 )。 O 、CO 和 N：的 分 离 过 程 约 需 9rain。 1．000 j 70．800 1 } 、{ j 7} 言0—600{ f 一 0．400 j ／＼ ． { f＼ { f＼ 0 0卜———— k一 0．000-}T_r_r 111_1_1__广广广 下_1一下TT1_T 0．00 0．70 1．40 2．1 l 2．8l 3．5l (rain) 图 4 标样中C!H 的色谱图 65．000 52．000 39．0HD0 26．000 13．000 0．000 0．00 2．41 4．81 7．22 9．62 12．03 (min) 图 5 标 样中 0：、CO!和 N!的色谱 图 2．3 精 密度实验 取 一 样 品 在 上 述 色 谱 条 件 下 ，重 复 进 样 五 次 ，分 别 测 定 各 组 分 的 含 量 ，以 便 测 定 该 方 法 的 精 密 度 测 定 结 果 见 1。 根 据 上 述 分 析 结 果 ，计 算 出 C：H 、0：及 CO 的 相 对 平 均 偏 差 (RSD) 分 别 为 0．143％ 、0．343％ 及 0．261％ 。 由 计 算 结 果 可 知 ，该 方 法 的 精 密 度 较 高 。 3 结论 (下 转 第 100 页) 誊 莲罐 稠匾 分 析 越 灏 圆 玛 ． ＼纱 M 维普资讯 http://www.cqvip.com 豳 圈 圜 豳 通 过 建 立 NMR 方 法 ，可 以 测 定 食 品 q 化 ，从 而 来 监 测 和 控 制 食 品 的 生 产 和 质 量 藏 或 加 工 期 间 鱼 肉 性 质 发 生 变 化 的 例 子 q 以 采 用 强 核 磁 共 振 光 谱 来 检 测 水 中 氢 杉 间 。 因 为 由 加 热 、高 静 水 压 或 冻 藏 而 造 成 自 的 变 性 在 表 观 上 会 造 成 弛 豫 时 间 的 延 长 ， 情 况 下 这 种 延 长 与 解 冻 水 的 渗 出 是 Christel Steen等 用 低 分 辨 率 脉 冲 核 磁 共 努 的 最 长 自 旋 一自旋 弛 豫 时 间 随 冻 藏 的 温 压 间 的 延 长 而 增 加 。这 些 NMR 参 数 的 变 化 鱼 肉 质 构 的 其 它 分 析 指 标 (如 英 斯 特 朗 参 含 量 和 感 官 指 标 )的 变 化 相 符 合 I。 2 展 望 无 论 是 食 品 的 消 费 者 还 是 生 产 者 ，者 有 高 性 价 比 和 高 稳 定 性 ， 这 就 使 得 人 们 需 要 有 各 种 优 良 的 技 术 手 段 来 评 价 食 品 的 质 量 。 食 品 体 系 常 常 是 不 均 匀 的复 杂 体 系 ，许 多方 法 都 不 能 较 好 的 适 应 这 种 体 系 ，而 NMR 无 疑 是 食 品 科 学 领 域 中 一 种 良 好 的 检 测 手 段 。 随 着 核 磁 共 振 技 术 研 究 的 不 断 进 展 ，其 在 食 品 卫 生 与 安 全 、食 品 结 构 和 动 力 学 、食 品 监 测 和 综 品质控制等方面将有广阔的应用前景。 述 参考 文献 ： [1】 R Roger Ruan，Xiaoan wang，Paul L Chen．NMR stu& ． r of water in dough ．Paper—American Society of Agricultural Engineers，1 997(3)：60-62． 【2J2 R Roger Ruan，Xiaoan wang，Paul L Chen，et a1．Stu& ． r of water in dough using nuclear magnetic resonance[J]．Trends in food and technology，1999，10(10)：213-320． [3】 Leuang H K， Magnuson J A， Btuinsma B L． Pulsed nuclear magnetic resonance of water mobility in flour doughs (上 接 第 97页 ) 表 1 样 品气体 的分析结 果 采 用 本 文 所 探 讨 的 双 气 路 设 计 和 双 检 测 器 ，可 在 一 台气 相 色 谱 仪 上 实 现 一 次 进 样 精 确 测 定 气 调 包 装 中 的 Oz、CO：和 czH 浓 度 ，从 而 大 大 降 低 了分 析 成 本 ，提 高 了 实 验 效 率 。通 过 实 验 确 定 了 最 佳 色 谱 条 件 和 分 析 操 作 程 序 ，获 得 了 较 高 的 测 量 精 密 度 。该 方 法 对 快 速 、准 确 地 测 定 自发 气 调 包 装 果 蔬 的 呼 吸 强 度 和 乙 烯 释 放 率 具 有 实 际 意 义 。 参考文献 ： 『J1_Food Sci，1979(44)：1408-14l1． 『41 M I Kuo．S Gunasekaran M，Johnson C Chen．Nuclear magnetic resonance study of water mobility in pasta filata and non—pasta filata mozzarella[J]．Dairy Sci，84：1950-1958． [5】 Li rongrong，Ken’W L ，Toledo R T，et a1． H NMR studies of water in chicken breast marinated with different phosphates[J]．Food Sci，2000，65(4)：575-580． 【6】 Troutman Michelle Y，Mastikhin Igor V，Balcom Bruce J．et a1．Moisture migration in soft—panned confections during engrossing and aging as observed by magnetic resonance imaging[J]．Food Engineering，200 1，48(3)：257-267． 【7】 Wang Yao， Taub Irwin A， Barrett Ann． Monitoring moisture mobility and migration in model bilayered food systems 1)y NMR， MRI， and mechanical assessment⋯．Scanning Microscopies，2000，22(2)：67-68． 『81 A R Martin， S Ablett， A Darke， et a1． Diffusion of Aqueous Sugar Solutions as Affeete(1 bv Locust Bean Gum Studied by NMR[JI．Food science，1 999，64(1)：46-49． [9】 Norman W H， Cheetham Leping Tao． Variation in crystalline type with amylose content in maize starch granules：An X—ray power diffration study ⋯． Carbohydrate Polymers，l 998(36)：277～284． [1 0】 Ruan R R，Long Z， Chang K，et a1．Glass transition temperature mapping using magnetic resonance imaging⋯． Transactions of the ASAE．1999，42f41：l055～l059． [1l】 M S CHUNG，R R RUAN，P HEN，et a1．Study of caking in powdered foods Using Nuclear magnetic resonance spectroscopy[J]．Food science，2000．65(1 1：l 34～l 38． 『1 2】 Christel Steen，Pierre Lambelet．Texture Changes in Frozen Cod Mince Measured by Low—Field Nuclear Magnetic Resonance Speetroscnpy[J]．Sci Food Agile，1997，75(2)：68-272． [1】 徐步前，余小林．几种机能性 薄膜 包装对香蕉贮藏效果的 影 响『J】，园艺 学报 ，2002，29(2)：l68-l70． 【2】 程青敏，于粱，曹慧．“秦 美”猕猴桃采后 乙烯与呼吸强度的 变化规律⋯．山西农 业 大学学报 ，1995，15(4)：342～344． 【3】 Pariasea J A T，Miyazaki T，Hisaka H，et a1．Effect of Modified Atmosphere Packaging (MAP) and Controlled Atmosphere(CA)Storage on the Quality of Snow Pea Pods[J]． Postharvest Biology and Technology．200 1．2 l：2 l 3-223． 【4 J Silva F M，Chau K V，Brecht J K，et a1．Modified Atmosphere Packaging for Mixed Loads of Horticultural Commodities Exposed to Two Postharvest Temperatures⋯ ． Postharvest Biology and Technology．1999．1 7：l～9． [5】 雷桥，徐 文达 ．新 鲜 番 茄 主 动 气调 包装 研 究⋯．食 品 工 业， 2002(5)：39-4 1． [6】 李浩春，卢佩章．气相 色谱法[M】．北京：科学出版社，1998． 蠹 维普资讯 http://www.cqvip.com