基于L-薄荷醇基质改进剂的激光诱导击穿光谱技术在高脂巧克力分析中的创新应用研究

《Talanta》：AN IMPROVED APPROACH FOR ANALYSIS OF CHOCOLATE BY LASER INDUCED BREAKDOWN SPECTROSCOPY (LIBS) USING L-MENTHOL AS MATRIX MODIFIER

本文推荐一种基于L-薄荷醇基质改进剂的激光诱导击穿光谱（LIBS）新技术，成功解决高脂巧克力（27–35%脂肪）直接分析时的基体效应问题。该方法通过原位形成低共熔溶剂（DES）实现固体样品稳定化，使背景信号降低2-14倍，检测限达2.2-9.4 mg kg-1。相比微波辅助消解（MW-AD），AGREEprep绿色度评分从0.28提升至0.70，为高脂食品快速元素分析提供新方案。

　　

亮点

采用L-薄荷醇作为基质改进剂，显著提升了巧克力这种高脂样品在激光诱导击穿光谱（LIBS）分析中的性能。这种方法不仅让样品变得更稳定，还形成了均匀的烧蚀坑，让检测结果更加可靠。通过加热混合（65°C, 30分钟）和低温固化（4°C）的简单操作，我们成功制备了适合LIBS分析的固体样品。研究还探索了定性、半定量（单点校准）和定量（基质匹配外标法）三种分析策略，为巧克力中的营养元素和有毒金属检测提供了全面解决方案。

一般特性

通过差示扫描量热法（DSC）对L-薄荷醇-巧克力混合物的热行为进行了评估。如图S1和表S1所示，纯组分显示单一熔点（L-薄荷醇：45.0°C；牛奶巧克力：34.3°C；黑巧克力：33.5°C）。纯巧克力的熔点特征与可可脂甘油三酯（TAG）的典型熔融范围（32-36°C）一致。而1:1（w/w）的L-薄荷醇与巧克力混合物显示出三个熔点，表明形成了更复杂的低共熔体系。

结论

本研究提出了一种改进的LIBS巧克力分析方法，其中L-薄荷醇作为基质改进剂发挥了关键作用。研究证明了LIBS结合化学计量学工具，能够有效区分不同可可含量的巧克力样品，并筛选其必需元素。基于原始峰面积的PCA分析成功根据标称可可百分比区分了样品，揭示了与可可质量相关的特征元素谱，特别是在Mg、Ca、K等元素的分布上表现出明显规律。该方法为高脂矩阵样品的快速、绿色分析提供了新思路。