SPME-GC-MS測定稀奶油中的揮發性化合物

李 良，馬 鶯，楊 鑫

(1.哈爾濱工業大學食品科學與工程學院，150090哈爾濱;2.東北農業大學食品學院，150030哈爾濱)

稀奶油是從乳中分離出的含脂肪部分，可以添加或者不添加食品添加劑和食品營養強化劑經過加工制成脂肪含量較低的產品［1］.稀奶油是一種呈味物質，可以賦予食品(如甜點、蛋糕和一些巧克力糖果)美味［2］.還可以稀奶油為主要原料，利用相關微生物、酶水解等生物技術手段加工，再經修飾調配制成奶味香精［3］，大量應用于食品工業中.稀奶油的風味對于相關食品的風味有重大影響，研究稀奶油的風味十分必要.對奶油風味的研究［4-5］主要是對成品稀奶油［6］、天然乳脂［7］、酶解奶油［8］等進行分析，對原料天然稀奶油分析很少，更談不上應用先進的分析技術.固相微萃取(SPME)可以在很短的時間內獲得揮發性物質［9］，而且不會受溫度或者溶劑的影響引起揮發性物質的變化［10］，廣泛應用于風味物質的分析，與氣相色譜-質譜聯用(GC-MS)已成功分析了多種化合物［11］.本文通過固相微萃取與氣質技術結合分析稀奶油的風味物質，為進一步探討稀奶油對于相關食品及以稀奶油為原料奶味香精風味的影響提供參考.

1 實驗

1.1 試劑與儀器

氣相色譜-質譜儀，惠普5890型氣相色譜儀(Hewlett-Packard.palo Alto，California，USA);計算機工作站(GC Workstation)HP3398A GChemStation;FID檢測器，質譜選擇性檢測器;固相微萃取裝置(SPME)Supelco，Bellafonte，PA，USA.

1.2 實驗過程

1.2.1 稀奶油的制備

過程如下:原料乳→預熱→分離→均質→殺菌→冷卻.原料乳:市售新鮮牛乳;預熱:35～40℃;分離:兩次，將第一次分離所得脫脂乳再分離一次;兩次獲得的稀奶油混合;均質:15～18 MPa;殺菌:85℃×15 min，加熱時應注意攪拌，加熱后要立即冷卻至18～20℃.

1.2.2 固相微萃取(SPME)技術萃取揮發性化合物

稱取20 g稀奶油放人100 mL頂空瓶中，將已老化好的萃取頭插入樣品瓶中進行萃取，吸附時間為90 min.

1.2.3 色譜操作條件

1)條件A.色譜柱:DB-5(60 m×250 μm× 0.25 μm);色譜操作條件:載氣為氦氣，流速1.0 mL·min-1，進樣口溫度為250℃;進樣模式為splitless.升溫條件:初始溫度 60℃，保持3 min;以 6℃ ·min-1升溫至 150℃;以4℃·min-1升溫至230℃.分析總時間48 min. SPME探針類型:PA(85 μm).

2)條件B.色譜柱:DB-5(60 m×250 μm× 0.25 μm);色譜操作條件:載氣為氦氣，流速1.0 mL·min-1，進樣口溫度為250℃;進樣模式為splitless.升溫條件:初始溫度 60℃，保持3 min;以 6℃ ·min-1升溫至 150℃;以4℃·min-1升溫至230℃.分析總時間48 min. SPME探針類型:PDMS/DVB(100 μm).

3)條件C.色譜柱:HB-5;色譜操作條件:載氣為氦氣，流速1.0 mL·min-1，進樣口溫度為250℃;進樣模式為splitless.升溫條件:初始溫度40℃，保持10 min;以2℃·min-1升溫至50℃，保持5 min;以5℃·min-1升溫至120℃;以10℃·min-1升溫至230℃.SPME探針類型: PDMS/DVB(100 μm).

1.2.4 揮發性化合物分析

各組分質譜鑒定是根據HP化學工作站軟件，對照NIST62庫所提供的質譜資料進行檢索定性，確定揮發性化合物成分，在色譜圖上剔除峰面積小的揮發性化合物，對剩下的揮發性化合物峰面積求和，利用峰面積歸一化法求得各組分峰面積分數［12］.

2 結果與討論

2.1 SPME-GC-MS方法分析條件的選擇

分析條件的選擇對稀奶油揮發物質的檢測具有重要影響.3種不同測定條件對于稀奶油揮發物質測定的影響結果見圖1～3.

圖1 條件A下測得的稀奶油中揮發性香氣成分總離子流色譜圖

圖2 條件B下測得的稀奶油中揮發性香氣成分總離子流色譜圖

圖3 條件C下測得的稀奶油中揮發性香氣成分總離子流色譜圖

從圖1～3可以看出，條件B較好地分離了稀奶油中揮發性物質，這是由于固相微萃取過程中，探針涂層起著決定性的作用，許多特殊的因素需要考慮［13］，如極性化合物最好使用極性萃取頭，PA［14］萃取頭比較適合于分析親水的化合物［15］，主要應用于極性半揮發性物質(酚類).而PDMS/DVB萃取頭屬于兩級性質［16］，對極性芳香物質更有效率，主要應用于極性揮發性物質［11］.因此，選擇條件B進行研究.

2.2 稀奶油中揮發性物質的分析

采用固相微萃取與氣質聯用技術相結合，從稀奶油中共檢測出21種主要揮發性化合物(見表1)，可以看出，21種揮發性物質中烷烴5種、硫醚類1種、游離脂肪酸類5種、甲基酮4種、內酯1種、醇類1種、雜環類及其他物質4種.在稀奶油中，甲基酮對風味影響較大，其中2-庚酮具有新鮮的奶油味，2-壬酮具有清新、脂肪味，2-十一酮氣味特征是酮味/花香味.游離脂肪酸也是一類重要的風味物質，與一般脂肪酸相比，乳脂肪的脂肪酸組成中，水溶性、揮發性脂肪酸含量高的這類乳脂風味也特別好，而且易于消化［17］.在稀奶油中檢測到的是C4～C12之間的偶數脂肪酸.

表1 稀奶油中揮發性化合物的組成分析

3 結論

1)使用PDMS/DVB萃取頭的SPME-GC-MS技術可以用于稀奶油揮發性物質的分析.

2)稀奶油中共檢出21種揮發性物質，主要為揮發性脂肪酸、甲基酮類、內酯和一些其他揮發性化合物.其中揮發性脂肪酸有5種，主要是中短鏈脂肪酸，包括丁酸、己酸、辛酸、癸酸和十二酸，是稀奶油重要的風味物質;甲基酮有4種，主要是2-庚酮、2-壬酮、2-十一酮，這幾種甲基酮賦予產品奶油的風味.

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