Soxhlet extracţia de acrilamidă din chipsuri 

Problema de extracţie completă a acrilamidei de la chipsuri de cartofi a fost investigată. O metodă a fost dezvoltat bazate pe tehnica de extracţie Soxhlet. Un degresate eşantion a fost extras în mod continuu cu metanol, timp de 10 de zile, într-un extractor Soxhlet. După aproximativ 7 zile, o constantă concentraţia de acrilamidă a fost atins. Acest lucru indică că toate acrilamidă, care ar putea fi eliminat din eşantion au fost extrase. Acrilamidă a fost identificat în extractul folosind GC-MS şi modul de scanare. Concentraţia totală a fost 14500 micrograme kg21 folosind GC-FID şi completările standard. Determinări suplimentare, folosind un standard extern (GC-FID şi GC-MS), precum şi un standard intern (GC-FID), au avut rezultate în termen de ± 5%. Un studiu publicat anterior, utilizând o metodă de extracţie statică şi GC-MS şi LC-MSMS, au indicat concentraţii de 2287 şi 1993 micrograme kg21, , respectiv. Rezultatele sunt discutate în legătură cu un recent model şi experimente similare. Cantitatea extrasă de acrilamidă este afectată de mai mulţi parametri: proprietăţi solvent, volumul de solvent, timp de extracţie, temperatura, de particule mărime, şi microstructura a probei. Prezentare Cu trei ani în urmă, Tareke et al.1 raportat formarea semnificativă a acrilamidă, probabil cancerigene, 2 la concentraţii de aproximativ 150 micrograme kg21 în alimente prajite. Recent, concentraţii ridicate de acrilamidă ,3-6, probabil, format din amino-acizi mai ales asparagina ,6-8 au fost găsite în cuptor mai multe fierte si prajite produse alimentare. Un brand special de chipsuri au arătat foarte mare concentraţii, 2287 şi 1993 micrograme kg21, respectiv, utilizarea a două chipsuri diferite methods.4 Rezultatele sunt prezentate ca fiind "c de cartofi" într-o lucrare de Rosen şi Hellenäs4 în tabelul 2 de la pagina 882. a publicat methods3 analitice, 4 au fost foarte asemănătoare. Amandoi conţinea o parte statică de extracţie, cu o durată totală de aproximativ 1 h, urmată de detectare a acrilamidei cu un GC-MS şi LCMS - MS procedurii, respectiv. O parte de extracţie a metoda utilizată de către Rosen şi Hellenäs4 implicate cinci etape majore: de extracţie într-o homogeniser, centrifugare, filtrare SPE, filtrare într-o seringă şi filtrarea printr-o rotire de centrifugare filter.4 Aceste metode publicate anterior au fost utilizate la nivel mondial, cu mici modificări, pentru multe investigaţii detaliate de acrilamidă în produsele alimentare. Frecvent, măsurată concentraţia de acrilamidă arată variaţii foarte mare, chiar şi utilizând acelaşi tip de probă. Acest lucru a fost explicat de către 

variaţii în metodele de gătit chiar şi cu privire la analize ale obţinute industrial chipsuri. Cu toate acestea, credem că măsoară variaţiile de concentrare poate indica, de asemenea, serioase Metoda de probleme în special în ceea ce priveşte de extracţie. Scopul cu lucrarea de faţă a fost să dezvolte o metodă potrivit pentru a determina cantitatea totală de acrilamidă în produsele alimentare. În primul rând, de către degresarea probe, interferenţele de analiză de la compuşi nonpolar au fost minimizate. În al doilea rând, utilizarea metanol ca un solvent de extracţie a eliminat formare de gel, , care este o problemă gravă atunci când se lucrează cu eşantioane de cartofi. În al treilea rând, de extracţie continuă folosind un Soxhlet modificate extractor, principala referinţă utilizată pentru verificarea extracţie alte metode, 9 a dus la extragerea unor cantităţi mari de acrilamidă. În al patrulea rând, metoda de analiza cantitativă a permis utilizând cromatografia de gaz de detectare ionizare cu flacără (GC-FID) completate cu cromatografia de gaze-spectrometria de masă (GCMS). Experimentală Materiale şi probe Produse chimice acrilamidă 99 +%, electroforeză grad, 1,2-propandiol + 99.5%, pentan 98% (GC) şi metanol 99,3% (purge şi gradul capcană) au fost furnizate de Sigma - Aldrich (Stockholm, Suedia). Soluţii concentrate de externe, şi standardele interne au fost pregătite în metanol de către de cântărire. Soluţiile standard de lucru au fost pregătite de către diluarea în metanol prin cântărire. Fulgi de cartofi, chipsuri (cartofi c în conformitate cu tabelul 2, în studiul prin Rosen şi Hellenäs4) (chips-uri Lättsaltade, OLW), 5 de cântărire 20 g şi cu conţinut de grăsime 33%, conform declaraţiei, au fost pământ. Eşantionul a fost degresată cu pentan, timp de 3 ore într-un Extractor Soxhlet (Quickfit 40 RASX, Sigma-Aldrich). scădere în greutate a fost 33,5%. Prin procedura de degresarea interferenţele analitice de la compuşi nonpolar s-au redus în mod drastic. Acrilamidă pe de altă parte, nu are aproape nici solubilitate în pentan, care a fost confirmat prin GC-FID de analiză. Exemplu de extracţie În timpul de dezvoltare a metodei, mai multe probe au fost extrase utilizând condiţii uşor diferite şi cu diverse mai multe detalii. Mai jos vom da condiţiile şi rezultatele detaliate pentru una din probe, care a fost studiat după metoda a fost dezvoltate. Un eşantion degresată, 6.20 g, a fost plasat într-un degetar, greutate de 1,1 g, precum şi extrase cu 120 g de metanol în acelaşi Extractor Soxhlet aşa cum este descris mai sus. Volumul a fost mort minimizate de la 61 ml până la 16 ml, cu mărgele de sticlă dezactivat, 

conducând la o extracţie aproape continuă. Un încălzită de 250 ml Balon Erlenmeyer, cu un agitator magnetic, conţinute de extragere de cu solvent, la o temperatură de 65 ° C. Balonul a fost cântărit zi cu zi şi o probă de 1 ml a fost luată în vederea analizei chimice. Metanol a fost adăugat, după prelevarea de probe pentru a menţine greutatea de solvent la aproximativ 120 g în timpul extracţiei. Pentru comparaţie, mostre , de asemenea, au fost extrase static, de către refluxing în metanol la 65 ° C, 250 încălzită într-un balon Erlenmeyer ml, dotat cu agitator magnetic şi condensator. De analiză GC-FID şi GC-MS Extracte au fost analizate cu ajutorul unui HP 5890 II, GC-FID echipat cu un 6890 HP sampler automată / injector. A CP 5890 II / HP 5989A GC-MS, cu sursa de electroni ionizare păstrate la 200 ° C şi quadrupole la 100 ° C, a fost folosită ca un completează. Cromatografe de gaz au fost echipate cu un Sistemul de presiune electronice de control. Extracte şi soluţii standard au fost cromatografiază pe BP capilar 21 coloane (0,25 mm id, 0.25 de film μm). Lungimi de coloane au fost de 15 m şi 30 m pentru GC-FID şi GC-MS, respectiv. Dezactivată dual-garnituri conice de admisie de la SGE pierderi minimizate. operator de transport de gaze a fost de hidrogen (99.99999% pur), la un debit coloană rata de 1,0 ml min21. De gaz a fost livrat de către o bază de hidrogen generator de model de 75-34 (Whatman, Maidstone, Anglia). HP 6890 sampler automată / injector a fost folosit pentru a face 2.5 μl preparate injectabile într-un mod splitless. Injectorului şi detectorului Temperaturile au fost 200 şi 250 ° C, respectiv. Un temperaturii Programul a fost folosita incepand cu o deţin 2 min la 75 ° C; urmat rampă de o rată de 10 ° C min21 la 230 ° C. De aer au fost furnizate de la un compresor mai puţin de ulei-2000-25M (iunie-Air, Danemarca) printr-o 75-60 Unul Aer Uscător (Balston, Anglia). Rezultatele În timpul de extracţie Soxhlet concentraţiile de acrilamidă în extracte au fost determinate de zi cu zi cu ajutorul GC-FID şi un extern standard (fig. 1). După aproximativ 7 zile, o concentraţie constantă de acrilamidă a fost atins în extras. Aceasta indică faptul că toate prezent acrilamidă în eşantion a fost extras. concentraţia în extractul de final (după 10 zile), cu ajutorul GC-FID precum şi un standard extern, corespuns la 13850 micrograme kg21 în proba originală. Folosind GC-FID şi de 1,2-propandiol ca o standard intern, într-un eşantion de extract de final, o concentrare corespunzătoare 15020 kg21was micrograme determinate. Noi, de asemenea, folosit metoda adaosurilor standard pentru cantitative determinarea acrilamidă. Pornind de la un eşantion de extract, 6 soluţii cu o concentraţie liniar tot mai mare de 

acrilamidă au fost pregătite şi analizate. Retenţie de ori 10.01 min pentru presupuse de acrilamidă în extract şi acrilamidă în soluţiile standard au fost toate constantă în termen de 0.3 s. Rezultatele au arătat o concentraţie corespunzătoare 14500 micrograme kg21, cu un coeficient de regresie 0.9997, în original mostră. Fiecare punct a fost analizată de trei ori oferind un eroare de concentrare standard de aproximativ 6%. Folosind GC-MS şi modul de scanare (10-250 uam) acrilamidă a fost identificate prin program pentru calculator, într-un concentrat de 10 ori eşantion de extract de final, folosind biblioteca Wiley cu m majore ionii / z 71, 55, 44 şi 27, la păstrarea corectă de timp în termen de o parte a unei secunde. Nr semnale semnificative de ioni de care nu au legătură pentru a acrilamidă s-au găsit în intervalul 10-250 uam scanare. Pentru de identificare, Mod scanare este prima alegere în cazul în care semnalul este puternic destul. Ca o completare, am folosit, de asemenea, unic de monitorizare de ioni (SIM) modul de ioni majore. Mod SIM este cu mult mai sensibil decât modul de scanare, prin măsurarea doar câteva dintre principalele ioni. GC-MS, în modul SIM la m / z 71, cu un acrilamidă extern standard, a dus la o concentraţie de aproximativ 15 000 de micrograme kg21. După aproximativ 2 zile de extracţie statică, utilizată ca o completare de extracţie Soxhlet de mai sus, o concentrare aproape constant de acrilamidă a fost atins în extras. Bazează pe utilizarea GC-FID raporturile externe, precum şi o greutate standard de 5.0 şi 9.5 din metanol la chips-uri a dus la concentraţii de 2700 şi 3200 micrograme kg21, respectiv. Simţitor, valorile publicate pentru condiţii statice de la două laboratoare diferite sunt 2287 şi 1993 micrograme kg21 folosind GC-MS şi LC-MS-MS, .4 On baza, desigur, dovezi experimentale limitat acum sunt disponibile, aceste rezultate subestima acrilamidă în total prezente într-un eşantion. Ca o continuare a verifica, de asemenea, am adăugat câteva experimental experimente care ilustrează efectul de temperatura, probă pentru a raportul de solvent de greutate şi de dimensiunea particulelor. Două experimente statice cu un factor de 10 diferenta de volum de solvent s-au efectuat , la o temperatură de 25 ° C. Acrilamidă extrasă a fost măsurată de zi cu zi în timpul experimentului volum scăzut. Iniţial, nivelul de concentrare în soluţie mai mare parte a fost foarte scăzută. Treptat, de concentrare a crescut liniar atingând un nivel de 2000 micrograme kg21 după 10 de zile. După 10 zile am măsurat o concentraţia de 3000 de micrograme kg21 într-un experiment volum ridicat. Experimentul a scăzut de volum a fost repetat cu ajutorul unui eşantion care a fost motiv pentru a doua oară, după degresarea. Cea de a doua măcinare a crescut nivelul de concentrare de către un factor de două, după 24 de H. 

Pentru a ilustra efectul de microstructure, de asemenea, am efectuat complementar experimente statice folosind un crispbread de secară (Original, Ryvita, Anglia). În comparaţie cu chipsuri de extracţie a fost mult mai repede cum era de aşteptat. La 65 ° C şi 25 ° C de extracţie a ajuns la un platou după un an şi trei zile, , respectiv. Interesant, concentraţia finală de măsurat acrilamidă la 25 ° C a ajuns la aproape acelaşi nivel ca şi măsurat la 65 ° C. În cele din urmă, două experimente statice cu un factor de 10 diferenta de volum s-au efectuat la temperatura camerei, 25 ° C, pe parcursul a 10 zile. Experimentul de volum mare a dus la cu privire la o concentraţie de 50% mai mare decât volumul redus experiment. Discutii Un model relativ simplu de extracţie, prezentat recent de către Bai et al., Pot explica results.10 noastre Bai et al. discutată procesul de extracţie a substanţelor dizolvate din ţesuturi plantă la soluţie. Potrivit studiului lor, condiţiile de extracţie şi dimensiunilor particulelor şi microstructura afecta procesul. Am schiţat extragerea de acrilamidă din particule de alimente prin utilizarea metanol modelul lor treptată. Acrilamidă este extrasă de la o particulă în metanol de solvent în 5 etape majore: (1) de intrare al Redistribuirea solvent în particulei, (2) din solvent şi de expansiune a matricei solide, (3) dizolvarea de acrilamidă în funcţie de proprietăţile de solvent şi de temperatură, (4) de difuzie de acrilamidă spre exterior a particulei, şi (5) de migraţie a acrilamidă extrase din suprafaţa de particule în vrac soluţie de metanol cu solvent. Soxhlet şi statice de extracţie au paşi (1) - (3) de mai sus în comun. De extracţie Soxhlet creşte rata de control-diffusion şi migraţia de acrilamidă în comparaţie cu extracţie statică. Distilat de solvent pur continuu spala pe departe acrilamidă suprafaţa de particule. Treptat solventul în interiorul particulelor va conţine substanţelor dizolvate mai puţin creşterea capacităţii sale de dizolvare a acrilamidă şi alte molecule. După un anumit timp toate extractibile molecule va fi găsit în balonul de colectare. Pe de altă parte, în timpul extracţie statică de concentrare de acrilamidă şi alte molecule va creşte în vrac soluţie. Acest lucru va incetini de difuzie şi, eventual, de asemenea, dizolvare de acrilamidă şi alte substanţe. Concentraţie de acrilamidă şi alte substanţe extractibile va ajunge la un nivel constant pseudo-soluţie de echilibru în vrac. De timp pentru a ajunge la un nivel constant poate să difere substanţial pentru diferite substanţe. Modele de acrilamidă în partea amida lant de asparagina şi a 

glutamină şi pot forma legături de hidrogen cu alte molecule. 11 numeroase substanţe, a găsit în interiorul unei particule alimentare, au un potenţialul de a forma legături de hidrogen, de exemplu, aminoacizi, proteine, amidon şi zaharuri. Acest fenomen ar putea, uneori, să fie o parte din rata de limitare de extracţie. Interesant, acrilamidă în soluţie poate să dispară repede ca o funcţie de timp, în prezenţa anumitor ţesuturi vegetale în special beans.12 De asemenea, statice şi extracţia un lot de aminoacizi, posibil legate de dizolvarea acrilamidă, de la cartofi poate fi lentă şi complexe processes.13 Din păcate, există o lipsă de investigaţii experimentale de extracţie a probelor alimentare folosind tehnici moderne. Cu toate acestea, există investigaţii similare de protecţie a mediului probe. De exemplu, de Lucas et al. investigată de extracţie a fracţiunii solubile organice de particule diesel matter.14 Ultrasonication, cuptor cu microunde şi supercritic de extracţie a dus la 30% sau mai puţin substanţelor dizolvate extras, comparativ cu De extracţie Soxhlet. Un complet de extracţie Soxhlet a avut aproximativ 3 zile, cu diferite ori de extracţie pentru substanţe diferite. În concluzie, experimentele noastre indică faptul că extrase suma de acrilamidă este afectată de mai mulţi parametri, pentru a de exemplu: proprietăţi de solvent, volumul de solvent, extracţie de timp, temperatura, dimensiunea particulelor, precum şi microstructura a probei. Aparent, a extragerii de acrilamidă din probe alimentare este o foarte proces complicat. Metodele utilizate trebuie să fie verificate bine pe fiecare alimentare specifice pentru care acestea urmează să fie used.13 de verificare ar trebui să includă variaţii semnificative de parametri cheie, de exemplu: dimensiunea particulelor, de volum cu solvent la greutatea probei, temperatura şi timpul de extracţie.