一种富集葡萄酒中氨基甲酸乙酯的膜萃取方法技术

本发明专利技术属于葡萄酒样品中化学物质检测前处理技术方法，特别涉及一种富集葡萄酒中氨基甲酸乙酯的膜萃取方法。本发明专利技术使用中空纤维膜萃取组件对葡萄酒进行萃取，富集其中的氨基甲酸乙酯；其中，经过前处理的葡萄酒样品在中空纤维膜的管内部(管程)流动，萃取用有机溶剂在中空纤维膜的管外部(壳程)流动。本发明专利技术方法用膜萃取的方法对发酵葡萄酒中氨基甲酸乙酯进行快速富集，以满足快速、痕量检测需求，提高定性定量分析灵敏度。本发明专利技术的优点在于提供了一种快速富集葡萄酒中有害物质氨基甲酸乙酯的新方法，为其含量准确定量分析提供有效前处理方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于葡萄酒样品中化学物质检测前处理技术方法，特别涉及。
技术介绍
氨基甲酸乙酯是含酒精饮料(如葡萄酒、苹果酒、黄酒、清酒等)在发酵或贮存过程中自然产生的副产物之一。酿酒原料中的精氨酸在酿造发酵过程中被酵母菌代谢分解为尿素和鸟氨酸，尿素不断积累并在发酵后期被大量释放到酒中，尿素和乙醇自发反应生成氨基甲酸乙酯。因此，发酵酒精性饮料是人类摄入氨基甲酸乙酯的主要来源之一。氨基甲酸乙酯早在上世纪五六十年代就被发现具有致癌性。八十年代后期，世界各国研究者在蒸馏酒、白兰地、威士忌、葡萄酒等酒精饮料中检测到氨基甲酸乙酯，并进一步证实其致癌性。研究表明，氨基甲酸乙酯是一种多位点致癌物，可导致肺癌、淋巴癌、肝癌、皮肤癌等疾病。2007年，世界卫生组织的国际癌症研究机构对氨基甲酸乙酯进行评估，并正式将其由2B类提升为2A类致癌物，与丙烯酰胺同等危险。国外很多国家(如加拿大、日本等)已经制定了酒精饮料中氨基甲酸乙酯的限量标准，依据酒的种类限量范围从十微克每升到几百微克每升不等。氨基甲酸乙酯常用的检测方法有气相色谱-质谱联用法、高效液相色谱-质谱联用法、以及荧光衍生后高效液相色谱-荧光法等。这些分析方法检测前需要对样品进行较繁琐的前处理，提取、浓缩样品中的氨基甲酸乙酯实现提高检测灵敏度的目标。目前常用的前处理方法有固相萃取、柱层析、以及多级液-液萃取等。这些样品前处理方法常常耗时长，操作繁琐，损失较大，回收率低，从而影响发酵酒饮料中的氨基甲酸乙酯的准确、高效测定。膜萃取作为膜分离技术的一种，是将膜分离过程与液-液萃取过程相结合的一种新型分离技术。膜萃取原理就是将微孔膜置于原料样品液体与萃取溶液之间，萃取溶液对膜的浸润性而迅速地浸透膜的每个微孔，并与另一侧原料样品液体相接触形成稳定的界面层，被分离溶质透过界面层从原料溶液转移到萃取液中。由于需要被分离的溶质通过微孔进行传质，所以有效避免了相水平上的分散和聚合。同时，由于膜萃取中并不形成直接接触的液-液两相流动，所以选择萃取液时对密度、粘度、界面张力等物性的要求可以大大放宽；且过程很少受返混的影响和液泛条件的限制，选择性萃取和富集能力也会提高。此外，中空纤维膜萃取具有非常大的传质比表面积，其数值一般为3000m2m-3左右，比一般的萃取接触面积大10?50倍，大大缩短了萃取所需时间，效率较高。因此，中空纤维膜萃取具有萃取剂损失少、无液泛限制、快速高效等优点，被广泛应用于有机物萃取、金属萃取、生化产物、药物萃取、以及样品分离富集前处理等方面。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术不足，提供，该方法简单、经济有效，可作为样品前处理方法适用于工业在线生产过程中对待测样品的快速浓缩富集。本专利技术的技术方案概述如下:—种富集葡萄酒中氨基甲酸乙酯的膜萃取方法，使用中空纤维膜萃取组件对葡萄酒进行萃取，富集其中的氨基甲酸乙酯；其中，经过前处理的葡萄酒样品在中空纤维膜的管内部(管程)流动，萃取用有机溶剂在中空纤维膜的管外部(壳程)流动。，其具体步骤如下:(I)取经过前处理的含有氨基甲酸乙酯的葡萄酒样品20?40毫升，放入50?100毫升的锥形瓶中，用蠕动泵推动葡萄酒样品在中空纤维膜的管内部(管程)循环流动，流速为10?15晕升/分钟；(2)取萃取用有机溶剂60?90毫升，置于100?200毫升锥形瓶中，用蠕动泵带动在中空纤维膜的管外部(壳程)循环流动，流速为8?10毫升/分钟；(3)当葡萄酒样品和萃取用有机溶剂在中空纤维膜界面接触发生萃取时开始计时，萃取进行10?15分钟；(4)萃取完成后，将萃取用的有机溶剂浓缩至10?20毫升进行分析检测，可以采用气相色谱质谱联用，或荧光衍生后，液相色谱荧光检测器进行分析测定。所述有机溶剂为二氯甲烷、甲苯或氯仿。所述中空纤维膜萃取组件通过将中空纤维膜膜管组装到不锈钢或者玻璃等耐腐蚀材质设备中浇筑而成，所述中空纤维膜膜管20?100根为一组。所述中空纤维膜萃取组件的制备方法如下:(I)取平均外径为0.25?0.35毫米，长度为200?350毫米的中空纤维膜膜管20?100根为一组；(2)用体积分数为80%?95%乙醇水溶液浸泡10?15分钟；(3)将中空纤维膜膜管组组装到带有进出支管的玻璃管中，并浇铸成中空纤维膜萃取组件。所述中空纤维膜萃取组件由聚偏氟乙烯，聚丙烯或聚四氟乙烯高分子中空纤维膜材料制备而成，具有耐溶剂，疏水性好，耐压性强，比表面积大(传质比表面积一般为3000mV3)的特点。所述葡萄酒样品中氨基甲酸乙酯的浓度为0.5?120微克/升。所述葡萄酒样品的前处理方法为:称取氨基甲酸乙酯0.010克，溶解到40毫升体积分数为12%的乙醇水溶液中，再用体积分数为12%的乙醇水溶液定容到100毫升,配置浓度为100毫克/升的氨基甲酸乙酯标样，用微量取液器分别取定量的氨基甲酸乙酯标样加入到葡萄酒样品中，使葡萄酒样品中氨基甲酸乙酯的含量在0.5?120微克/升之间。中空纤维膜萃取组件的制备:(I)聚偏氟乙烯中空纤维膜管20?80根为一组，用体积分数为90%的乙醇水溶液浸泡10?15分钟，将聚偏氟乙烯中空纤维膜管组组装到带有进出支管的玻璃管中，并用耐腐蚀树脂浇铸成中空纤维膜萃取组件；(2)聚丙烯中空纤维膜管20?100根为一组,用体积分数为95%的乙醇水溶液浸泡10?15分钟，将聚丙烯中空纤维膜管组组装到带有进出支管的玻璃管中，并用耐腐蚀树脂浇铸成中空纤维膜萃取组件；(3)聚四氟乙烯中空纤维膜管30?90根为一组，用体积分数为85%的乙醇水溶液浸泡10?15分钟，将聚四氟乙烯中空纤维膜管组组装到带有进出支管的玻璃管中，并用耐腐蚀树脂浇铸成中空纤维膜萃取组件。本专利技术的有益效果为:本专利技术方法的优点是用中空纤维膜萃取的方法可快速高效的从葡萄酒中萃取富集氨基甲酸乙酯，大大缩短了萃取时间，在15分钟内即可有效完成萃取富集处理，整个萃取过程有机溶剂基本没有损失，并避免了传统液-液萃取中常见的乳化、不宜分层的现象，本专利技术方法萃取富集回收率在78%?120%之间，方法快速、有效，并且准确率好。【附图说明】图1a为中空纤维膜萃取传质机理示意图；图1b为中空纤维膜萃取装置操作流程示意图；图中标号:1_葡萄酒样品储存装置；2_有机溶剂储存装置；3_中空纤维膜萃取组件；4_旁路回流管路；5_泵；6_压力表?V2-葡萄酒样流量调节阀；V3，V4-有机溶剂流量调节阀；图2为聚偏氟乙烯、聚丙烯和聚四氟乙烯三种不同材质耐溶剂中空纤维膜管萃取富集葡萄酒样品中氨基甲酸乙酯回收率对比柱状图。【具体实施方式】本专利技术提供了，下面结合附图和具体对本专利技术做进一步说明。实施例1取平均外径约为0.28毫米，长300毫米的聚偏氟乙烯耐溶剂疏水性高分子中空纤维膜管60根为一组；用体积分数为95%乙醇浸泡10分钟，然后将聚偏氟乙烯中空纤维膜管组装到带有进出支管的玻璃管中，并用耐腐蚀树脂浇筑成中空纤维膜萃取组件。称取氨基甲酸乙酯0.010克，溶解到40毫升体积分数为12%的乙醇水溶液中，再定容到100毫升，配置成浓度为100毫克/升的氨基甲酸乙酯标样，用微量取液器定量移取氨基甲酸乙酯标样加入到葡萄酒样品中，使葡萄酒样品中氨基甲酸乙酯的含量为20微克/升。取含有氨基甲酸乙酯的葡萄酒样品20毫升，放本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种富集葡萄酒中氨基甲酸乙酯的膜萃取方法，其特征在于：使用中空纤维膜萃取组件对葡萄酒进行萃取，富集其中的氨基甲酸乙酯；其中，经过前处理的葡萄酒样品在中空纤维膜的管内部流动，萃取用有机溶剂在中空纤维膜的管外部流动。

【技术特征摘要】
1.一种富集葡萄酒中氨基甲酸乙酯的膜萃取方法，其特征在于:使用中空纤维膜萃取组件对葡萄酒进行萃取，富集其中的氨基甲酸乙酯；其中，经过前处理的葡萄酒样品在中空纤维膜的管内部流动，萃取用有机溶剂在中空纤维膜的管外部流动。2.根据权利要求1所述的一种富集葡萄酒中氨基甲酸乙酯的膜萃取方法，其特征在于，具体步骤如下: (1)取经过前处理的含有氨基甲酸乙酯的葡萄酒样品20?40毫升，放入50?100毫升的锥形瓶中，用蠕动泵推动葡萄酒样品在中空纤维膜的管内部循环流动，流速为10?15毫升/分钟； (2)取萃取用有机溶剂60?90毫升，置于100?200毫升锥形瓶中，用蠕动泵带动在中空纤维膜的管外部循环流动，流速为8?10毫升/分钟； (3)当葡萄酒样品和萃取用有机溶剂在中空纤维膜界面接触发生萃取时开始计时，萃取进行10?15分钟； (4)萃取完成后，将萃取用的有机溶剂浓缩至10?20毫升进行分析检测。3.根据权利要求1或2所述的一种富集葡萄酒中氨基甲酸乙酯的膜萃取方法，其特征在于:所述有机溶剂为二氯甲烷、甲苯或氯仿。4.根据权利要求1或2所述的一种富集葡萄酒中氨基甲酸乙酯的膜萃取方法，其特征在于:所述中空纤维膜萃取组件通过将中空纤维膜膜管组装到耐腐蚀材质设备中浇筑而成，所述中空纤维膜膜管20...

【专利技术属性】
技术研发人员：王军，林亚青，冯清清，孟建强，张鑫，袁涛，
申请(专利权)人：中国农业大学，天津工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11