花生油揮發性風味物質SPME-GC/MS指紋圖譜的研究

王李平，張樂，林晨，祝婷婷，許銀葉，張方圓*

1. 廣東省測試分析研究所，廣東省保健食品功效成分檢測與風險物質快速篩查工程技術研究中心（廣州 510070）；2. 中儲糧油脂工業東莞有限公司（東莞 523147）；3. 廣東省食品工業研究所有限公司（廣州 511442）

目前我國市場上食用油品種繁多，花生油因其營養豐富且風味濃郁[1-3]，在市場上所占份額逐年遞增。但由于花生油價格相對較高，一些不法商販為了牟取暴利，在花生油經營、銷售過程中摻入價值低廉的棉籽油、大豆油、棕櫚油、菜籽油等，甚至有的將花生油香精等非法添加物摻入花生油中，不僅損害了正常的市場秩序，還嚴重損害消費者的經濟利益和身體健康[4-6]。因此，亟需加強對花生油質量控制，尋找建立一種快速、高效檢測花生油中揮發性風味物質的準確鑒定分析的方法，對花生油的質量控制具有重要意義。

近年來，采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用儀（SPME-GC/MS）技術對揮發性物質的檢測越發成熟，文獻對馬鈴薯[7]、蜂蜜[8]、茶葉[9]、油脂[10]、中藥材等[11-13]風味物質進行了研究，不同原料的風味物質整體有所區別，能為各物質研究及產品開發提供依據。此次試驗通過采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用儀（SPME-GC/MS）對花生油中風味物質進行分析鑒定，再將采集的大量數據通過指紋圖譜軟件進行分析。對采集大量花生油數據進行分析匹配后，生成標準花生油風味物質譜圖，以此與待分析樣品進行匹配度分析，從而確定樣品質量，該方法的建立對今后花生油的質量控制提供相關檢測依據。

1 材料和方法

1.1 儀器與材料

氣相色譜-質譜聯用儀（7890B/5977A，美國Aglient公司）；固相微萃取手動SPME進樣手柄、50/30 μm DVB/CAR/PDMS固相微萃取頭、75 μm CAR/PDMS固相微萃取頭、65 μm PDMS/DVB固相微萃取頭（固相微萃取均為Supelco，美國）；DB-1701毛細管柱（30 m×0.25 mm×1.0 μm）、DB-WAX（30 m×0.25 mm×0.25 μm），DB-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）（美國Aglient公司）；HH-4型數顯恒溫水浴鍋（常州普天儀器制造有限公司）；電子天平BSA224S（賽多利斯科學儀器（北京）有限公司）；頂空透明頂空瓶（美國Aglient公司）；花生油（市售）。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品制備

精密稱取3.0 g待測花生油（其他植物油）于20 mL頂空瓶中，壓蓋密封，于75 ℃恒溫水浴裝置上恒溫45 min，同時用SPME進行富集，富集后SPME于230℃氣相進樣口進行解吸附，供GC-MS分析。

1.2.2 試驗條件

色譜條件：色譜柱DB-1701 毛細管柱（30 m×0.25 mm×1.0 μm）；進樣口溫度230 ℃；載氣，氦氣（純度≥99.999%）；進樣方式，不分流進樣；進樣量2 s。進樣口流速程序：起始流速0.3 mL/min，保持0.2 min，以0.3 mL/min速率升至1.2 mL/min，保持6 min，然后以2.0 mL/min的速率降至1.0 mL/min，保持至最后。程序升溫：起始柱溫40 ℃，保持4 min，以8℃/min的速率升至100 ℃，保持1 min，以3 ℃/min的速率升至180 ℃，然后以10 ℃/min的速率升至230 ℃，保持5 min。

質譜條件：色譜與質譜接口溫度260 ℃；電離方式，電子轟擊源（EI）；離子源溫度230 ℃；四級桿溫度230 ℃；電離能量70 eV；溶劑延遲0.3 min；監測方式，全掃描模式（Scan）；質譜質量掃描范圍33～205 amu。

2 結果與討論

2.1 SPME固相萃取頭的篩選

在同一樣品處理條件下，分別采用DVB/CAR/PDMS固相微萃取頭、CAR/PDMS固相微萃取頭、PDMS/DVB固相微萃取頭進行萃取試驗。由圖1可知，CAR/PDMS固相微萃取頭的萃取容量大，色譜峰數最多，能較好地代表花生油中揮發性成分，故選擇CAR/PDMS固相微萃取頭進行后續試驗。此外，由于CAR/PDMS固相微萃取頭的萃取效果最好，表明花生油中的揮發性風味物質主要為極性成分，故其效果明顯優于DVB/CAR/PDMS固相微萃取頭和PDMS/DVB固相微萃取頭的雙極性萃取頭。

圖1 不同SPME萃取頭萃取結果圖

2.2 氣相色譜柱的選擇

分別用DB-1701毛細管柱（30 m×0.25 mm×1.0 μm）、DB-WAX（30 m×0.25 mm×0.25 μm）、DB-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）對色譜柱進行優化。由萃取頭優化結果可知，花生油中揮發性風味物質主要為極性化合物，故采用DB-5MS色譜柱檢測時，其色譜峰響應度明顯低于DB-1701和DB-WAX，且DB-1701和DB-WAX色譜柱上花生油揮發性成分色譜峰更加豐富。由于DB-WAX吸附極性大的物質，盡管DB-WAX較DB-1701檢測出較多揮發性成分，但其分離度不及DB-1701，故選擇DB-1701作為檢測用色譜柱，其主要原因是DB1701為中等偏極性色譜柱，其對花生油揮發性風味物質的吸附應該低于DBWAX，但其膜厚為1.0 μm，風味物質在色譜柱保留增強，分離作用時間更長，效果更好，故更加適用于花生油風味物質的分析中。

2.3 花生油揮發性物質成分鑒定

按1.2.1小節處理30個花生油樣品，用所建立的SPME-GC/MS分析方法測定，采用安捷倫自帶譜庫（NIST14）進行化合物成分鑒定，在最優SPME萃取條件和色譜分離條件下，總共鑒別出花生油中56種揮發性成分，種類由高到低分別為雜環類（14種）、醛類（12種）、烷烴類（8種）、醇類（6種）、酸類（4種）、酯類（3種）、烯類（3種）、酮類（3種）。結果見表1。

表1 花生油SPME揮發性成分

2.4 花生油SPME-GC/MS揮發性成分指紋圖譜的建立

將30批次不同花生油樣品按照上述制備方法進行前處理后，進行GC/MS分析，采集色譜信號，選擇響應值高、穩定性好的色譜峰作為參照峰，以此計算其他特征峰的相對峰面積，同時將所采集的色譜信號導入到“中藥色譜指紋圖譜相似度評價系統2012版”軟件，以28號樣本為參照色譜峰進行標準指紋圖譜的繪制和相似度分析，結果見表2。

由表2可知，依據所得SPME-GC/MS數據進行對比分析，比較30批不同花生油樣品所得GC/MS色譜圖，結果顯示這30批花生油樣品GC/MS色譜圖中存在29個共有特征峰。此外，從表2中相似度分析結果可知，30批次花生油樣品GC/MS指紋圖譜的相似度在0.918～0.990范圍內，說明這30批樣品在化學成分上差異性較小，相似度均大于0.9，滿足現行的指紋圖譜要求，故由此所得到的GC/MS標準指紋圖譜（R）能夠較全面地表述花生油GC/MS中有效成分的信息。

表2 花生油樣品SPME-GC/MS標準指紋圖譜相似度評價結果

2.5 花生油SPME-GC/MS分析方法的方法學考察

2.5.1 重復性試驗考察

按照上述供試品制備方法，同法制備6份同一油脂樣品進行SPME-GC/MS分析，將采集的色譜信號導入“中藥色譜指紋圖譜相似度評價系統2012版”軟件，與生成的標準指紋圖譜（R）進行匹配度分析，以考察其匹配度，以此進行重復性RSD值分析。油脂樣品6次SPME-GC/MS相似度測定結果RSD為0.51%，表明此方法精密度良好。

2.5.2 穩定性試驗考察

按照上述供試品制備方法同法制備油脂樣品，供SPME-GC/MS分析。將樣品分別于0，2，4，6，8，10和12 h后進行進樣分析，將采集的色譜信號導入“中藥色譜指紋圖譜相似度評價系統2012版”軟件，與生成的標準指紋圖譜（R）進行匹配度分析。SPME-GC/MS相似度測定結果RSD為0.31%，結果表明該方法穩定可靠。

2.6 花生油指紋圖譜的應用

利用上述所建立的花生油指紋譜圖識別模式對10種不同原料食用油進行初步的基源鑒定，結果見表3。結果表明，10批不同原料食用油的GC/MS譜圖與標準指紋圖譜相似度為0.114～0.775，均小于0.9。表明10批次不同原料油與30組主體樣本間有較大差異，故判定其為非花生油，與實際信息一致。由此表明所建立花生油指紋圖譜的質量控制模式能夠有效地識別未知原料食用油樣品是否為花生油，為其評價與甄別提供了試驗依據。

表3 不同原料食用油與花生油標準譜圖的相似度分析結果

3 結論

此次試驗利用頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用儀（SPME-GC/MS）建立了花生油指紋圖譜質控模式對花生油中風味物質有效識別原料來源的分析鑒定方法。通過對不同SPME固體萃取頭和不同型號氣相色譜柱的考察，得到最優的SPME-GC/MS分析條件。通過采集30批次花生油SPME-GC/MS數據，生成花生油標準指紋圖譜（R），以此來識別10批次不同原料的食用油，其相似度均小于0.9。該方法可有效應用于油脂樣品是否為花生油樣品。