绿色超声辅助分散液-液微萃取技术结合气相色谱-质谱（GC-MS）用于同时测定植物基饮料中的脂质过氧化产物及美拉德反应衍生的羰基化合物

《ACS Measurement Science Au》：Green Ultrasound-Assisted Dispersive Liquid–Liquid Microextraction Coupled to GC–MS for Simultaneous Determination of Lipid-Peroxidation- and Maillard-Derived Carbonyl Compounds in Plant-Based Beverages

植物基饮料中12种羰基化合物的超声辅助分散液-液微萃取-GC-MS同步分析方法开发与验证，采用可持续溶剂（异丁基醋酸酯/异丙醇）及PFBHA衍生化，通过多变量优化实现高灵敏度（LOD≤0.5 μg/mL）与高准确性（回收率90-107%），并评估环境友好性（AGREEprep 0.69/1，BAGI 77.5/100）。该方法成功区分 almond、soy、oat等不同原料饮料的羰基指纹特征，为功能性植物基食品的质量安全监控提供新策略。

　　植物基饮料（Plant-Based Beverages, PBBs）在食品行业中的重要性正日益增加，因其作为传统乳制品的可持续和健康替代品而受到消费者的青睐。随着对这类饮料需求的增长，其在食品质量和安全方面的考量也愈发关键。PBBs的生产过程通常涉及多种步骤，如浸泡、研磨、巴氏杀菌以及高温短时（UHT）处理等，这些步骤虽能模仿乳制品的感官和营养特性，但也可能引发非酶促反应，如美拉德反应和脂质过氧化反应。这些反应会生成一系列具有潜在毒性的羰基化合物，包括醛类、酮类、呋喃类和二羰基化合物等，它们的浓度与食品的化学稳定性密切相关，对消费者的健康构成一定风险。

为了有效监测和评估这些羰基化合物的含量，本研究开发并验证了一种绿色、超声波辅助的分散液-液微萃取（Ultrasound-Assisted Dispersive Liquid–Liquid Microextraction, UA-DLLME）方法。该方法利用可持续的萃取剂（异丁基乙酸酯，IBA）和分散剂（异丙醇，IPA），并结合原位PFBHA（O-(2,3,4,5,6-五氟苯基)羟胺）衍生化，实现对12种不同化学家族的羰基化合物的同时检测。这一方法的优化过程采用了多变量分析，包括非对称的2^6·3^1筛选设计和中心组合设计（Central Composite Design, CDD）用于响应面方法（Response Surface Methodology, RSM）。通过这些优化手段，研究人员能够系统地调整关键参数，如衍生化温度、水相体积、萃取剂和分散剂的类型及体积，以及衍生化试剂，以确保方法的高效性和准确性。

在方法验证过程中，研究团队依据美国食品药品监督管理局（FDA）的指导方针，确保了方法的可靠性和准确性。分析性能表现出良好的线性（r2 ≥ 0.9991），高回收率（90–107%），低相对标准偏差（<7.5% RSD）以及适合复杂基质中痕量分析的检测限（LOD和LOQ）。此外，还通过绿色化学指标（如AGREEprep和BAGI）评估了该方法的环境友好性，AGREEprep评分达到0.69/1，BAGI评分达到77.5/100，表明该方法符合绿色化学原则，且在实际应用中具有较高的可行性。

在对51种商业植物基饮料样本的分析中，研究发现多种羰基化合物的存在。例如，乙醛（ACE）在大多数基质中均被检测到，其浓度范围在790至1060 ng/mL之间；而2-丁烯醛（2=C4AL）、乙酰丙酮（ACRL）和丙二醛（MDA）则在部分样本中出现，显示出一定的基质依赖性。这些化合物的检测结果不仅揭示了PBBs中羰基化合物的广泛存在，还为质量控制和暴露评估提供了科学依据。

为了进一步了解这些化合物在PBBs中的分布模式，研究团队采用了多变量分析方法，包括主成分分析（PCA）和层次聚类热图（Heatmap）。这些分析方法能够揭示不同基质之间的化学差异，帮助识别特定的羰基化合物作为基质的标志物。例如，丙二醛（MDA）和乙醛（ACE）在多种基质中均被检测到，但它们的浓度在不同样本之间存在显著差异，表明这些化合物可能作为判断基质类型的有效指标。同时，研究还发现了一些化合物，如乙醛、丙二醛和乙酰丙酮，它们在不同基质中表现出不同的分布趋势，这为更深入的食品质量评估提供了方向。

此外，研究还评估了这些化合物在人体内的每日摄入量，以判断其潜在健康风险。结果显示，尽管某些羰基化合物在PBBs中被检测到，但它们的浓度通常远低于已知的可容忍日摄入量（TDI）和可接受日摄入量（ADI），因此可以认为这些化合物的摄入量在安全范围内。这一发现对于消费者来说是一个积极的信号，表明在正常饮用条件下，PBBs中羰基化合物的浓度不会对健康造成显著威胁。

综上所述，本研究提出了一种高效的UA-DLLME方法，结合了PFBHA衍生化和GC-MS分析，不仅实现了对多种羰基化合物的同时检测，还确保了方法的绿色性和可持续性。通过这种方法，研究人员能够更好地理解PBBs中羰基化合物的分布情况，为食品工业中的质量控制和健康风险评估提供重要的数据支持。同时，该方法的开发和应用也为绿色化学在食品分析中的推广提供了新的思路和实践范例。