Газовая хроматография-ольфактометрия
Газовая хроматография-ольфактометрия ( ГХ-О ) — это метод, который объединяет разделение летучих соединений с помощью газового хроматографа с обнаружением запаха с помощью ольфактометра (человека-оценщика). [1] Впервые он был изобретен и применен в 1964 году Фуллером и его сотрудниками. [2] В то время как ГХ отделяет летучие соединения от экстракта, обоняние человека определяет активность запаха каждого элюируемого соединения. При таком ольфактометрическом обнаружении эксперт-человек может качественно определить, обладает ли соединение запаховой активностью, или описать воспринимаемый запах, или количественно оценить интенсивность запаха или продолжительность запаховой активности. [3] Ольфактометрическое обнаружение соединений позволяет оценить взаимосвязь между количественно определяемым веществом и восприятием человеком его запаха без инструментальных пределов обнаружения , присутствующих в других типах детекторов. Идентификация соединений по-прежнему требует использования других детекторов, таких как масс-спектрометрия, с аналитическими стандартами.
Обонятельное восприятие
[ редактировать ]Свойства соединения, относящиеся к обонятельному восприятию человека, включают качество его запаха, пороговый уровень и интенсивность в зависимости от его концентрации.
Качество запаха (активного по запаху) соединения оценивается с использованием дескрипторов запаха в сенсорно-дескриптивном анализе . [4] Он показывает сенсорно-химические взаимоотношения в летучих соединениях. Качество запаха соединения может меняться в зависимости от его концентрации. [1]
Абсолютный порог соединения — это минимальная концентрация, при которой его можно обнаружить. В смеси летучих соединений только часть соединений, присутствующих в концентрациях выше их порогового значения, придает запах. Это свойство может быть представлено порогом запаха (ОТ), минимальной концентрацией, при которой запах воспринимается 50% человеческой панели без определения его качества, или порогом распознавания, минимальной концентрацией, при которой запах воспринимается и может быть описана 50% человеческой панели. [3]
Интенсивность восприятия соединения положительно коррелирует с его концентрацией. Это представлено уникальной психометрической функцией соединения, или функцией концентрации-реакции. Психометрическая функция с логарифмической зависимостью концентрации от воспринимаемой интенсивности характеризуется своей сигмоидальной формой , где ее начальная базовая линия представляет соединение при концентрациях ниже его порога, медленный рост реакции вокруг точки перегиба, представляющей порог, экспоненциальный рост реакции как концентрация превышает порог, достигается замедление реакции до плоской области как зоны насыщения или точки, в которой изменение интенсивности уже не воспринимается. С другой стороны, график логарифм концентрации – логарифм воспринимаемой интенсивности, использующий степенной закон Стивена , образует линейную линию с показателем степени, характеризующим взаимосвязь между двумя переменными. [1]
Экспериментальный дизайн
[ редактировать ]Аппарат состоит из газового хроматографа, оснащенного портом запаха (ODP) вместо обычных детекторов или в дополнение к ним , благодаря чему эксперты-люди нюхают элюаты. Порт для запаха имеет носовую конусную форму, соединенную с прибором ГХ с помощью линии передачи. Порт для запаха обычно изготавливается из стекла или политетрафторэтилена . [5] Обычно его размещают на расстоянии 30–60 см от прибора, выступая сбоку, чтобы на него не воздействовала горячая печь ГХ. Линия передачи дезактивированного кремнезема обычно нагревается, чтобы предотвратить конденсацию менее летучих соединений. Он гибкий, поэтому эксперт может отрегулировать его в соответствии со своим удобным положением сидя. Поскольку традиционные теплые и сухие газы-носители могут обезвоживать слизистую оболочку носа, летучие вещества доставляются через вспомогательный газ или увлажненный газ-носитель с относительной влажностью (ОВ) 50–75%, чтобы облегчить обезвоживание. [1]
Ольфактометрический детектор может быть соединен или подключен параллельно с пламенно-ионизационным детектором (ПИД) или масс-спектрометром (МС). Кроме того, можно установить несколько отверстий для запаха. В этих случаях элюат обычно равномерно распределяется между детекторами, чтобы он мог достичь детекторов одновременно. [5]
Методы обнаружения
[ редактировать ]В анализе GC-O используются различные методы для определения вклада соединения в запах или относительной важности каждого пахучего вещества. Методы можно разделить на следующие категории: (i) частота обнаружения, (ii) разбавление до порогового значения и (iii) прямая интенсивность.
Частота обнаружения
[ редактировать ]Анализ GC-O проводится группой из 6–12 экспертов для подсчета количества участников, ощущающих запах в каждый момент времени удерживания. Эта частота затем используется для представления относительной важности пахучего вещества в экстракте. Предполагается также, что это связано с интенсивностью запаха при конкретной концентрации, исходя из предположения, что индивидуальные пороги обнаружения нормально распределены. [1]
С помощью этого метода можно получить два разных типа данных в зависимости от собранных данных. Во-первых, если доступны только данные о частоте, они сообщаются как частота назального удара (NIF) или высота пика ольфактометрического сигнала. [3] Он равен нулю, если ни один эксперт не чувствует запаха, и добавляется единица каждый раз, когда эксперт чувствует запах. Во-вторых, если собраны как частота обнаружения, так и продолжительность запаха, можно интерпретировать поверхность NIF (SNIF) или площадь пика, соответствующую произведению частоты обнаружения (%) и продолжительности запаха (ов). SNIF позволяет дополнительно интерпретировать запаховые соединения, помимо высоты пика.
Преимуществом метода частоты обнаружения является его простота и отсутствие требований к обученным экспертам, поскольку регистрируемый сигнал является двоичным (наличие/отсутствие запаха). С другой стороны, недостатком этого метода является ограничение предположения о взаимосвязи между частотой и интенсивностью воспринимаемого запаха. Соединения, активные в отношении запаха, в образцах пищевых продуктов часто присутствуют в концентрациях, превышающих пороги их обнаружения. Это означает, что соединение может быть обнаружено всеми экспертами и, следовательно, достичь предела обнаружения 100%, несмотря на увеличение интенсивности.
Разбавление до порогового значения
[ редактировать ]Готовят серию разбавлений образца или экстракта и оценивают наличие запаха. Результат можно описать как силу запаха соединения.
Одним из видов анализа является измерение максимального разведения в серии, в которой запах все еще ощущается. Полученное значение называется коэффициентом разбавления вкуса (FD) в анализе разбавления экстракции аромата (AEDA), разработанном в 1987 году Шиберле и Грошем. [6] С другой стороны, другой вид анализа заключается в измерении продолжительности воспринимаемого запаха для расчета площадей пиков. Области пиков известны как значения Charm в CharmAnaанализе, разработанном в 1984 году Акри и его коллегами. [7] [8] Тогда первое можно интерпретировать как высоту пика второго. Поскольку порог запаха соединения предназначен для измерения на основе подготовленной серии разбавлений (обычно в 2–3 раза при 8–10 разведениях), точность и вариацию данных можно определить на основе используемых коэффициентов разбавления.
Из-за требований времени, предъявляемых к этому методу, и общего требования к нескольким оценщикам для минимизации ошибок, разделение колонки на несколько отверстий для запахов было бы полезно для этого метода.
Прямая интенсивность
[ редактировать ]Этот метод дополняет метод разбавления до порогового значения, поскольку также учитывает воспринимаемую интенсивность соединений. Эксперты по оценке могут сообщить об этом на основе заранее определенной шкалы.
Метод задней интенсивности измеряет максимальную интенсивность, воспринимаемую для каждого элюирующего соединения. Для получения усредненного сигнала рекомендуется использовать группу оценщиков. С другой стороны, метод динамической интенсивности времени измеряет интенсивность в разные моменты времени, начиная с момента элюирования, что позволяет непрерывно измерять начало, максимум и снижение интенсивности запаха. Он используется в методе Осме (греческое слово, обозначающее запах), разработанном в 1992 году Да Силвой. [9] Аромаграмму затем можно построить аналогично хроматограмме ПИД, при этом интенсивность отображается как функция времени удерживания . [1] Высота пика соответствует максимальной воспринимаемой интенсивности, тогда как ширина пика соответствует продолжительности воспринимаемого запаха.
Требуемое время для этого конкретного метода может быть большим в отношении основных принципов обучения оценщиков, поскольку отсутствие обучения может привести к несоответствию в использовании шкалы. Однако при наличии подготовленной группы экспертов анализ можно провести за относительно короткий промежуток времени с высокой точностью.
Вариации
[ редактировать ]- Газовая хроматография/масс-спектрометрия-ольфактометрия (ГХ/МС-О) [10]
- ГХ-рекомпозиция-ольфактометрия (ГХ-Р) [4]
- Мультигазовая хроматография-ольфактометрия [11]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж К.М. Делаханти, Г. Эйрс, Дж.П. Дюфур. (2006). «Газовая хроматография-ольфактометрия». Журнал науки о разделении . 29 (14): 2107–2125. дои : 10.1002/jssc.200500509 . ПМИД 17069240 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Г.Х. Фуллер, Р. Стелленкамп, Г.А. Тиссеран. (1964). «Газовый хроматограф с датчиком человека: модель парфюмера». Анналы Нью-Йоркской академии наук . 116 (2): 711–724. Бибкод : 1964NYASA.116..711F . дои : 10.1111/j.1749-6632.1964.tb45106.x . ПМИД 14220569 . S2CID 28039878 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Jump up to: а б с М. Браттоли. (2013). «Газовый хроматографический анализ с ольфактометрическим детектированием (ГХ-О) как полезный метод химической характеристики пахучих соединений» . Датчики . 13 (12): 16759–16800. Бибкод : 2013Senso..1316759B . дои : 10.3390/s131216759 . ПМЦ 3892869 . ПМИД 24316571 .
- ^ Jump up to: а б Эй.Дж. Джонсон, А.К. Хьелмеланд, Х. Хейманн, С.Е. Эбелер. (2019). «GC-рекомпозиция-ольфактометрия (GC-R) и многомерное исследование трех терпеноидных соединений в профиле аромата биттеров Angostura» . Научные отчеты . 9 (1): 7633. Бибкод : 2019NatSR...9.7633J . дои : 10.1038/s41598-019-44064-y . ПМК 6529406 . ПМИД 31113980 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Jump up to: а б Б. Плутовска, В. Варденски. (2008). «Применение газовой хроматографии-ольфактометрии (ГХ-О) в анализе и оценке качества алкогольных напитков - Обзор». Пищевая химия . 107 (1): 449–463. doi : 10.1016/j.foodchem.2007.08.058 .
- ^ П. Шиберле, В. Грош. (1987). «Оценка вкуса корок пшеничного и ржаного хлеба путем анализа разбавления ароматических экстрактов». Оригинальные документы . 185 (2): 111–113. дои : 10.1007/BF01850088 . S2CID 101798597 .
- ^ Т. Э. Акри, Дж. Барнард, Д. Г. Каннинг Хэм. (1984). «Методика сенсорного анализа газохроматографических стоков». Пищевая химия . 14 (4): 273–286. дои : 10.1016/0308-8146(84)90082-7 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Б. А. Зеллнер, П. Дюго, Г. Дюго, Л. Монделло. (2008). «Газовая хроматография-ольфактометрия в анализе вкуса пищевых продуктов». Журнал хроматографии А. 1186 (1–2): 123–143. дои : 10.1016/j.chroma.2007.09.006 . ПМИД 17915233 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ МААП Да Силва (1992). Вкусовые свойства и стабильность закуски на основе кукурузы: профили аромата с помощью газовой хроматографии (ГХ), ГХ-ольфактометрии, масс-спектрометрии и описательного сенсорного анализа (доктор философии). Государственный университет Орегона.
- ^ Х. Сун, Дж. Лю (2018). «Техника ГХ-О-МС и ее применение в анализе вкуса пищевых продуктов». Международное исследование пищевых продуктов . 114 : 187–198. doi : 10.1016/j.foodres.2018.07.037 . ПМИД 30361015 . S2CID 53100300 .
- ^ Ж.Л.Бердаге, П.Турнейр, С.Камбу (2007). «Новое устройство и программное обеспечение для многогазовой хроматографии-ольфактометрии для идентификации запахоактивных соединений». Журнал хроматографии А. 1146 (1): 85–92. дои : 10.1016/j.chroma.2006.12.102 . ПМИД 17316657 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
Внешние ссылки
[ редактировать ] | Для этой статьи необходимы дополнительные или более конкретные категории . ( март 2021 г. ) |