食品揮發性化合物的提取與分析技術

高鳳澤，王治同

（吉林農業大學食品科學與工程學院，吉林長春 130118）

民以食為天，食以味為先。風味對于食品感官質量的評價非常重要，直接影響消費者的喜愛程度，具有重要的經濟價值。由于食品風味物質的變化與其內在化學成分組成及營養價值的改變密切相關，通過監測食品加工過程或食品貯藏過程中風味物質的變化可以判斷食品的品質變化情況，為食品品質控制提供科學依據[1-2]。在香精香料以及食品添加劑的研究中，揮發性風味物質的鑒定能為新型食品香精香料以及食品添加劑的開發利用提供科學依據[3]，此外，基于揮發性化合物的不同化學計量學分析，可根據揮發性化合物區分不合格原料，為選擇不同品種的合格原料提供依據[4]。因此，選擇合適的方法提取并鑒定食品中的揮發性風味化合物對食品工業發展和食品科學研究具有重要意義。本文主要綜述了食品風味物質分析中常用的提取技術與分析檢測方法，旨在為食品加工過程中揮發性風味化合物的分析鑒定及其機理研究提供參考，為開發新型食品以及香精香料研究提供理論依據。

1 食品揮發性物質的分離提取技術

1.1 頂空取樣技術

頂空取樣技術（head space，HS）是利用氣相從食品基質中分離揮發性成分的無溶劑萃取技術，該技術簡單、簡捷、實用。頂空取樣技術有靜態頂空萃取技術和動態頂空萃取技術兩種[5]。

1.1.1 靜態頂空萃取技術

靜態頂空萃取技術（static head space，SHS）是將樣品放置在一個密封的小瓶中，并對其加熱，直到揮發性化合物與液體上方的氣相達到平衡，最后將等分的氣相樣品引入氣相色譜柱進行最終測定。這項技術成本低，不需要復雜的儀器，容易實現自動化，干擾較少，主要因為色譜儀中只引入了揮發性相。但是對于分析物濃度非常低的樣品，該技術靈敏度較低[6]。靜態頂空萃取技術主要包括直接靜態頂空進樣和頂空固相微萃取。

（1）直接靜態頂空進樣

直接靜態頂空進樣（headspace）是將樣品直接放置于頂空進樣瓶中，在一定溫度下孵育一段時間，待樣品瓶中達到熱力學平衡，吸取氣相部分進行檢測。這種提取方法操作簡單，能在不破壞食品基質的前提下檢測到食品正常的香味信息，同時無需使用有機溶劑，避免了新雜質的引入，影響分析結果，污染進樣口。該方法具有一定的局限性，只能檢測揮發性組分，并且平行精度不夠理想，進樣所需體積大，適合高度揮發性或高含量組分的檢測。直接靜態頂空進樣法常被用來鑒定醇類和酯類化合物[7]。此外，也有研究人員利用此技術分析其他風味化合物，如Reznik 等[8]利用直接靜態頂空取樣技術-氣質聯用混合分析法鑒定出濃縮橙汁中的萜類、醇類和醛等11 種重要的風味化合物。

（2）頂空固相微萃取技術

固相微萃取技術（solid-phase micro-extraction，SPME）是目前揮發性風味化合物研究中使用最廣泛的一種樣品制備技術，它利用少量萃取相從研究的樣品基質中萃取出目標分析物。與固相萃取（SPE）類似，SPME 涉及分析物從樣品基質分配到萃取相的過程，該過程由樣品基質和萃取相之間的化學勢梯度驅動。頂空固相微萃取技術（HS-SPME）程序通常由三個步驟表征：首先，預平衡步驟旨在促進分析物從基質轉移到頂空，這是一個吸熱過程，不是強制性步驟。其次，將吸附劑相暴露于頂空一段時間，由用戶決定平衡或萃取時間。平衡時間是HS-SPME 萃取方法開發過程中的一個關鍵性能參數，當萃取量達到平衡預期值的95%時，就建立了平衡時間。最后，從頂空中取出萃取相，并將分析物引入氣相色譜分析儀器，在加熱的氣相色譜進樣口進行熱解吸[9]。這種方法的優點是簡單、快速、無溶劑、靈敏度高、樣品量小、成本低；不足之處不便于內標定量的加入，對加熱溫度等實驗條件很敏感；提取的化合物取決于所用涂層纖維的極性，所需成本高；在與色譜儀器聯用時，具有污染性的揮發性成分還會對儀器造成一定的影響，而且僅局限于揮發性組分的萃取。目前，固相微萃取技術在食品科學研究與生產加工領域主要用于不同食品在不同加工階段揮發性化合物成分的鑒定以及新產品的開發與品質控制等方面。Arvapally 等[10]利用固相萃取-液相色譜-串聯質譜（LC-MS/MS）和試驗設計（DOE）相結合的方法，建立了一種簡便、快速的分析方法，可同時測定各種食品中的多種營養成分（水溶性和脂溶性維生素和黃酮類化合物）。也有研究人員利用動態頂空技術-固相微萃取-氣質聯用混合分析方法對5 種香蕉中揮發性風味物質成分進行檢測研究，鑒定出68 種揮發性成分，并解決了交叉性污染的問題[11]。Bajer 等[12]對比頂空固相微萃取（HS-SPME）、同時蒸餾萃取（SDE）和超臨界流體萃取（SFE）三種方法提取零陵香豆的揮發性提取物，并結合氣相色譜/質譜（GC/MS）進行了鑒定，其中頂空固相微萃取共鑒定出約156 種化合物，相比于其他提取方法，HS-SPME 制備的提取物富含醇、羰基和酸，三種方法的比較結果為不同處理方法在香精工業中的應用提供重要信息。

1.1.2 動態頂空萃取技術

動態頂空萃取技術（dynamic head space，DHS）是利用惰性氣體流經過熱的恒溫樣品表面對其進行吹掃，把頂空揮發性風味物質連續地排出，再用裝有吸附劑的捕集管吸附和萃取，樣品中被惰性氣體吹掃出來的揮發性成分則被收集于捕集管中。氣體吸收結束后，快速加熱捕集管，再用載氣將其中被吸附的待分析揮發性成分吹掃出來，最后進入氣相色譜儀或氣相-質譜聯用儀進行成分分析。該技術主要包括吹掃捕集和微阱捕集[13]。

（1）吹掃捕集

吹掃捕集（purge and trap，P&T）是頂空技術的一種，其中揮發性有機化合物被惰性氣體從樣品基質中吹出，被捕獲并濃縮在一個裝有吸附劑材料（如Tenaxò）的管中，在那里揮發性有機化合物被濃縮，然后被引入儀器進行分析。1970 年此方法被推出后，吹掃捕集技術迅速獲得廣泛認可，并被監管機構批準為標準方法。時至今日，該方法仍然是分析固體和液體中低濃度揮發性有機化合物的主要方法。吹掃捕集方法與靜態頂空相比有更低的檢出限，并且具有較高的富集效率，檢測結果穩定、操作簡單，但比頂空系統需要更多的維護，且容易出現樣品起泡等問題。研究報道，吹掃捕集技術比SPME 更適合測定分子量較低的化合物[14]，前者的主要優點是可以同時提取多個樣品以及使用校準曲線進行定量，而SPME 校準必須在加標樣品基質中進行[14]。Fredes 等[14]應用動態頂空吹掃捕集方法鑒定了61 種甜瓜和西瓜香氣的揮發性化合物。除了食品中風味化合物的分析鑒定外，有研究人員還設計了基于表面增強拉曼散射結合吹掃捕集器快速檢測食品中痕量甲醛成分[15]；如張學等[16]建立了一種應用吹掃捕集-氣相色譜-質譜聯用法測定白酒中氰化物的方法。上述研究方法的建立為食品中復雜揮發性化合物的檢測、鑒定及安全控制提供了幫助。

（2）微阱捕集

微阱捕集（in-tube Extraction，ITEX）使用氣密注射器將樣品頂空反復泵入連接管中，該管內裝有吸附劑材料用于富集分析物。注射器以及吸附彎管由電加熱器封閉，以避免樣品在注射器中冷凝，并分別促進熱解吸到氣相色譜儀的入口系統。注射器的玻璃體上還有一個側孔，可以用純凈的惰性氣體沖洗注射器和吸附劑管，用于捕集阱調節，以避免分析物之間的交叉污染。ITEX 操作程序有四個階段（樣品調節、分析物提取/吸附、解吸/進樣和捕集調節）以及進行每個階段的主要性能參數（孵育溫度、孵育時間和提取次數）的控制[17]。與其他方法相比，ITEX 對植物中揮發性有機化合物的分析具有成本低和靈敏度高的優點[18]。有研究人員優化了ITEX-GCMS 方法，并鑒定了茶產品中的揮發性有機化合物，用以識別綠茶和脫咖啡因綠茶之間的區別性生物標志物[18]。Michiu 等[19]使用ITEX/GC-MS 技術確定了啤酒麥汁主要發酵過程中揮發性化合物的組成，用來表征啤酒麥汁中Magnum 酒花品種的揮發性特征。通過這種方式，研究者根據高級醇、酯、有機酸和醛建立了不同類別的二級產品。馬麗鑫等[13]結合氣相色譜-質譜聯用技術，對比了SPME、ITEX、P&T、headspace 四種不同頂空進樣方式對含有57 種揮發性化合物的水溶液定量能力，結果顯示SPME 可檢出的化合物種類最多（45 種），其次是ITEX（42 種），P&T 檢測出的化合物種類最少，僅為20 種。此外，研究顯示ITEX 更易檢出醛類、烴類化合物（醛類的最低定量限為20 ng/mL，烴類的最低定量限為10 ng/mL），SPME 對于醇類、酯類化合物更敏感（最低定量限均為20 ng/mL），P&T 和headspace 更適合于低沸點化合物的定量。

1.2 溶劑萃取技術

溶劑萃取法是利用提取物質可以較好地溶解于提取溶劑中，并且該溶劑不會與食品基質發生化學反應，在攪拌與離心的輔助下實現有機溶劑從食品基質中提取揮發性化合物的目的[20]。這種方法操作簡單，富集效率高，成本低，但是有機溶劑的使用可能會引入其他雜質，并且可能會改變食品中揮發性成分的原有性質[13]。液-液微萃取和超臨界流體萃取技術是目前主要的萃取技術。

1.2.1 液-液微萃取

作為傳統使用方法之一，液-液微萃取（liquid-liquid microextraction，LLME）是利用在一定的條件下食品基質中的揮發性物質可以最大化的溶于有機溶劑，并且該有機溶劑可以較好地與食品基質分離，從而將食品中的揮發性化合物分離出來[20]。Sampaio 等[21]對比了液-液微萃取、吹掃捕集頂空技術及固相微萃取技術對腰果蘋果汁中風味物質的分離性能，結果表明以上技術均可以很好地分離出腰果蘋果汁中的酯類化合物，其中以二氯甲烷為有機溶劑的液液萃取技術可以分離出更高濃度的醛類和醇類揮發性化合物。Li 等[22]用植物油作為一種綠色溶劑，從蓬蒿中提取揮發性風味化合物。結果表明植物油有作為替代溶劑的潛力，可進一步應用于天然產物的綠色提取，其中向日葵油表現最佳。Osvaldo 等[23]使用二氯甲烷作為有機溶劑測定微蒸餾龍舌蘭酒樣品的液-液萃取獲得的少量揮發性化合物。GC-MS 分析表明，在銀酒、陳年酒和超齡龍舌蘭酒中，約有62 種揮發性化合物被鑒定出來。孫嘯濤等[24]采用渦旋輔助液液微萃取結合氣相色譜-質譜法對67 種白酒中的4-甲基吡嗪、4-甲基愈創木酚和4-乙基愈創木酚進行檢測，結果表明，所有樣本都含有四甲基吡嗪，51 種樣本中含有4-甲基愈創木酚，53 種樣本中含有4-乙基愈創木酚。汪玲玲等[25]采用液-液微萃取技術結合氣相色譜-質譜聯用技術定量分析了醬香型白酒中的48 種香氣成分，結果表明醬香型白酒骨架成分中香氣貢獻較大的主要是酯類和醇類物質，其中己酸乙酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯、1-丙醇、2-苯乙醇以及3-甲基丁醇是重要的香氣物質。

1.2.2 超臨界流體萃取技術

超臨界流體萃取技術（supercritical fluid extraction，SFE）是一種在高于其臨界溫度點條件下使用流體的提取技術。超臨界流體密度與液體相似，而其黏度與氣體相當；它的擴散性介于氣體和液體之間。這些特性使超臨界流體能夠更深、更快地滲透到固體基質中。由于其成本合理、安全，SFE 方法中最常用的萃取溶劑是二氧化碳。該技術還可以防止提取物被破壞，因為它在提取過程中提供了非氧化氣體。使用超臨界CO2的主要限制是不適合用作極性組分的溶劑[26]。該提取分離方法工藝簡單易掌握，萃取效率高，耗能少，環境污染小，可以較好地保持所提取物質的完整性，能夠在不超過沸點的溫度下將高沸點低揮發度的物質提取出來。并且在萃取過程中不發生化學反應，無有害物質產生，安全性良好。有研究人員采用超臨界二氧化碳萃取獲得黑孜然和枸杞子的揮發性成分，并通過氣相色譜-質譜法（GC-MS）進行分析，共鑒定出16 種化合物，占黑孜然超臨界流體萃取（SFE）提取物的99.36%[27]。Lasekan 等[28]使用超臨界流體萃取法結合氣相色譜質譜方法分析馬來西亞熱帶杏仁中的揮發性風味化合物和丙烯酰胺。此方法的應用為堅果加工過程中的風味變化及安全控制提供了參考。Tomá 等[29]采用HS-SPME、SDE 和SFE 制備零陵香豆的揮發性萃取物。結合氣相色譜/質譜法（GC/MS）分別鑒定出了156 種（HS-SPME）、77 種（SDE）和36 種（SFE）化合物，并與保留指數進行了比較。這些化合物包括醇、羰基化合物、酸、酯、萜烯、萜類化合物、內酯、脂族和芳族烴以及其他未分類的化合物。

1.3 蒸餾法

1.3.1 水蒸氣蒸餾法

水蒸氣蒸餾法（steam distillation，SD）是根據水和有機物一起共熱時，整個體系總的蒸汽壓等于各個組分的蒸汽壓之和。當總的蒸汽壓之和等于外界大氣壓的時候，該混合體系沸騰，但此時該混合物的沸點低于各個組分的沸點，即在小于100 ℃時將揮發性有機化合物和水蒸氣一并蒸出[20]。這種方法適用于沸點較高，且不溶于水，在高溫下不與水發生反應的化合物，常被用于食品中揮發油的提取。研究者對方法不斷加以改進，使其更好地應用于不同的研究領域。Sun 等[30]通過參數優化開發了一種將蒸汽蒸餾/逐滴萃取與氣相色譜-質譜聯用的方法，確定大棗提取物中揮發性成分，從棗提取物中鑒定出76 種揮發性化合物，并測定了16 種化合物的含量。該方法的檢測結果類似于同時蒸餾萃取的結果。開發的新方法簡單、快速、有效、靈敏，提供了棗提取物中揮發性成分的總體情況。Gavahian 等[31]設計并開發了一種新的萃取工藝，即歐姆加速蒸汽蒸餾，采用這種技術提取熏衣草精油，并結合氣相色譜-質譜（GC-MS）方法對精油的成分進行鑒定，結果表明，這種新方法不會對薰衣草精油中有價值的化合物產生負面影響，并且在提取效率和耗能方面得以提升[31]。

1.3.2 真空減壓蒸餾法

真空減壓蒸餾（vacuum distillation，VD）利用混合物在真空狀態下的沸點顯著降低，揮發性化合物可以在較低溫度下被蒸出的特點。該方法可以較好地保存揮發性化合物的完整性，適用于沸點較高并且受熱易分解的揮發性化合物。Karagül-Yüceer 等[32]通過直接溶劑萃取/高真空蒸餾來萃取脫脂奶粉的揮發性成分，將揮發性提取物分離成中性/堿性和酸性組分，并通過氣相色譜-嗅覺法（GC-O）對其組分進行鑒定。結果表明，各種醛、酮、游離脂肪酸影響脫脂奶粉的風味生成。Whetstine 等[33]用二乙醚萃取奶酪，然后通過高真空蒸餾分離揮發性物質，再使用氣相色譜/嗅覺分析和芳香提取物稀釋分析法分析揮發性提取物。結果表明，低脂奶酪具有相似的風味特征，與相應的全脂奶酪在大多數感官屬性上沒有差異。

1.3.3 同時蒸餾萃取法

同時蒸餾萃取技術（simultaneousdistillation-extraction method，SDE）將水蒸汽用蒸餾和有機溶劑抽提相結合，首先從樣品中水蒸汽蒸餾出基質中的揮發性成分，再用低沸點的溶劑萃取出蒸餾液，只需要少量溶劑就可以提取大量的樣品，同時，揮發性成分得到了濃縮[34]。該技術將水蒸汽蒸餾與溶劑萃取結合起來，減少了試驗步驟，使試驗過程更加簡捷，縮短了分析時間。有研究人員應用同時蒸餾萃取技術結合GC-MS 分析技術對荔枝中的風味物質進行檢測分析，共測定出20 種化合物，其中包括3 種醛類、13 種萜類、1 種酸、2 種醇類和1 種酯類，研究人員還比較得出機械損傷后的荔枝被萃取的風味物質比完好荔枝的風味物質要多，說明不同樣品處理方式影響風味物質的變化[35]。

1.3.4 溶劑輔助風味蒸發技術

溶劑輔助風味蒸發技術（solvent-assisted flavor evaporation，SAFE）是一種新型的風味化合物分離技術，主要由蒸餾系統和真空泵系統組成，利用溶劑在低溫和高真空條件下的迅速汽化，對復雜食品中的痕量揮發物具有良好的定性和定量效果。該技術對揮發性風味物質的破壞較小，熱敏性風味成分損失少，其提取的風味更接近于真實樣品，是比較適宜的風味物質提取方法。該方法既可以從含有脂肪的食品基質中獲取到較高得率的風味物質，也可以直接蒸餾含水樣品，如乳制品、啤酒、橙汁、果漿等。有研究人員應用SAFE 技術從洋白菜中鑒定出24 種氣味物質，其中OAV 最高的氣味包括β-紫羅蘭酮（花香，紫羅蘭色；OAV 300）、月桂烯（萜烯，OAV 120）、芳樟醇（花香，柑橘；OAV 79）和pulegone（薄荷，藥用；OAV 58）[36]。Shi 等[37]采用SAFE 技術對荔枝中的芳香活性化合物進行提取鑒定，并用GC-O/MS 技術對其進行分析，共得到31 種關鍵的芳香性活性化合物。

2 食品揮發性物質的檢測方法

食品風味物質分離提取后，需要利用一些檢測技術對其進行定性或定量鑒定分析，目前應用較多的食品風味物質分析技術有氣相色譜法、液相色譜法、氣相色譜-嗅聞檢測技術、氣相-離子遷移譜、基于氣質聯用的代謝組學、電子鼻等。

2.1 氣相色譜-質譜聯用技術

氣質聯用技術（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）中的氣相色譜（GC）是在許多科學技術分支中廣泛應用的技術。20 世紀90 年代以來，GC 在確定混合物成分數量和比例方面發揮了重要作用，然而，確定這些分離和量化的化合物性質和化學結構的能力是模糊的，需要光譜檢測系統。最常用的是質譜檢測器（MSD），它可以獲取分子的“指紋”，即其質譜。質譜提供有關分子量、元素組成的信息，如果使用高分辨率質譜儀，可以提供存在的官能團，以及在某些情況下，分子的幾何形狀和空間異構現象[38]。GC-MS 是一種極為有利的協同組合，因為易于通過GC 分析的化合物（低分子量、中等或低極性）也符合MS 分析要求。此外，兩種分析都在相同的聚集狀態（氣相）中進行。有研究者采用GC-MS 技術對3種不同品種獼猴桃風味揮發物質進行了分析比較，檢測到了20 種主要揮發性化合物，并且發現有3 種主要揮發性化合物在3 個品種獼猴桃間的相對含量存在顯著差異。該方法在分析過程中，可以直接測定獼猴桃漿的濾液，操作方便簡單[39]。Peng 等[40]利用頂空固相微萃取結合氣相色譜質譜聯用（HS-SPME-GC-MS）技術檢測9 種不同品種蘋果汁在發酵前后的香氣成分，共鑒定出揮發性化合物51 種，包括酯類16 種、醇類11 種、醛類8 種、酮類6 種、酸類4 種、其他6 種。與上述研究類似，Huang 等[41]也利用HS-SPME-GC-MS 技術檢測7 種獼猴桃汁在發酵后的香氣成分，共鑒定出揮發性化合物53 種。Li 等[42]利用HS-SPME-GC-MS 技術檢測一種新型發酵蘋果汁飲料在研發過程中香氣成分的變化，共鑒定出58 種香氣成分，包括14 種酯、11 種醇、11 種酮、7 種酸、6 種醛、4 種烯烴和3 種醚。HS-SPME-GC-MS 技術成為食品中香氣成分測定使用最為廣泛的技術。

2.2 氣相色譜-嗅聞-質譜聯用技術

氣相色譜-嗅聞-質譜聯用技術（gas chromatographyolfactometry-mass spectrometry,GC-O-MS）由兩個功能強大的工作單元GC-O 和GC-MS 組成，將這兩種設備的特征整合為一個集成儀器。嗅覺檢測器與氣相色譜-質譜聯用對于從多種揮發性成分中鑒定或提取香氣活性化合物特別有效。但是，由于質譜儀在真空條件下工作，而嗅覺檢測器在大氣壓條件下工作，因此，兩個檢測器的分析物的保留時間可能有所不同（對于質譜儀而言通常較短）。Zhang 等[43]使用GC-MS/O 和偏最小二乘回歸研究了不同加熱方式即用傳統的黏土燉鍋和商用陶瓷電燉鍋烹飪對雞湯香氣特性的影響。目前，GC-O-MS 主要用于解決食品行業的風味問題涉及兩個領域：一是快速繪制芳香活性化合物的圖譜，二是關鍵香氣活性化合物的鑒定。

2.3 氣相-離子遷移譜技術

氣相-離子遷移譜技術（gaschromatography ionmobility spectrometry，GC-IMS）是用于檢測不同基質中痕量揮發性和半揮發性有機化合物的方法。IMS 儀器根據中性緩沖氣體在電場中的遷移率，在常壓下對離子具有快速響應和高靈敏度，將氣相色譜的高效分離與離子遷移譜的痕量快速分析優勢相結合，經過二次分離后得到保留時間、漂移時間和信號強度的三維譜圖[44]。目前氣相-離子遷移譜技術主要用于建立食品分類和摻假檢測的揮發性風味指紋圖譜；評價食物的新鮮度和變質；檢測食品的異味；監測食品加工過程中的揮發性代謝物；檢測食品存儲期間揮發性成分的變化[45]。Yang 等[46]利用GC-IMS 分析了棗果實冷藏過程中47 種揮發性成分的變化，主要是醇、醛、酯和酮，其中3-戊酮是新鮮水果的特征成分。儲存15 d 后，二丙基二硫化物成為最特殊的物質。為了研究咀嚼過程中面包釋放的揮發性香氣化合物，Pu 等[47]應用GC-IMS 獲得了面包咀嚼過程中不同時間的香氣化合物信息，結果表明在開始和吞咽時分別感知到兩個最大的香氣感知信號，即發酵樣和面粉樣屬性。Jia 等[48]評估了由三種優勢細菌在冷藏14 d 的silver 魚中誘導的揮發性化學變化，并通過GC-IMS 確定了揮發性有機化合物，其中1-丙醇、丁酮、2-己酮、甲基異丁基酮、二甲基硫醚和二甲基二硫醚隨儲存時間的增加而逐漸增加，表明它們有可能用作新鮮度/腐敗監測的腐敗標記。Gerhardt 等[49]將感官分析、數學相關性與HS-GC-IMS 相結合，以測定橄欖油風味特征并更好地區分初榨橄欖油，這表明HS-GC-IMS 3D 指紋與感官分析的數學相關性可能適用于計算對原始橄欖油進行分類的良好預測值。

2.4 基于質譜的揮發物代謝組學

在加工或烹飪食物時，會發生許多化學反應，涉及多種代謝產物，如糖、氨基酸和脂質。這些化學反應過程通常導致形成揮發性香氣化合物，這些香氣化合物可使食物更鮮美或引入異味。代謝組學工具現在被用于研究這些風味化合物的形成，以便更好地了解食品加工的有利和不利之處。代謝組學被定義為生物樣品中所有小分子的全面表征，用于準確比較樣品組之間的代謝物譜[50]。代謝組學分析可以遵循靶向或非靶向的方法。一般選擇非靶向方法來評估所研究系統的整體代謝物譜，而無需預期哪些（類）化合物可引起代謝譜的差異。從技術上講，這是通過代謝指紋圖譜或分析方法來實現的。而靶向分析方法依賴于代謝物類別，這些代謝物有望對感官特性產生影響。代謝組學現在已用于確定香氣活性化合物形成的風味前體和反應途徑；確定揮發物物質對風味的貢獻度；用于感官分析和建立預測模型。例如，Klevorn 等[51]以代謝組學和數學分析模型為基礎，測定了烤花生后低分子量化合物組成的變化，在鑒定出的383 種化合物中有16 種是烤花生特有的，且通過路徑分析，精氨酸和脯氨酸代謝相關的化合物變化最大。Koubová 等[52]使用GC-MS 為基礎的代謝組學方法檢測接種肉樣12、18、24 h后與Listeria monocytogenes、Salmonella enteritidis和大腸桿菌O157∶H7 相關的生物標志物，許多已鑒定的代謝物是糖、脂肪酸、氨基酸、核苷和有機酸。還觀察到次生代謝物如尸胺、羥基褪黑激素和3,4-二羥基馬來酸。

3 結論與展望

目前，食品中揮發性化合物提取與分析技術的研究進展較快，極大地推動了食品中風味物質鑒定與分析的研究進展。雖然這些技術均具有各自的特點及不足之處，但是食品中揮發性化合物的分析及應用前景非常廣闊。

結合食品揮發性化合物的提取與分析技術發展方向以及現代科學技術的發展趨勢，食品揮發性化合物的提取與分析相關技術未來的發展主要集中在以下方面：（1）考慮到各技術的優缺點，未來在選擇提取和分析方法時，需要根據所研究風味物質的性質、研究目的、分析時間等諸多試驗因素進行綜合考慮，開展多種技術聯合使用，實現優勢互補，從而提高食品中揮發性風味化合物的提取效率與檢測精度；（2）目前固相微萃取技術在食品中揮發性化合物的提取研究中使用最為廣泛，然而該技術所需的涂層纖維易損耗，且成本高；成本低廉、吸附效率更高、耐損耗涂層材料的開發成為該技術未來有待解決的問題；（3）對于食品中一些不易揮發的結合態風味化合物的綠色、快速、高效提取也成為今后研究的發展方向；（4）GC-IMS 是一種新興的食品風味化學便捷分析工具，具有檢測速度快、操作方便和設備便攜的特點，但該技術未來也需要進一步改進，如將2D-GC 與IMS 結合使用，可以獲得二維分析信息，這將使分析非常復雜的食品基質成為可能；（5）食品代謝組學技術有助于揭示揮發性風味形成以及涉及的前體物質的化學變化及機理，未來可將人類的感官分析和代謝組學數據相關聯，可以使人類的感官與分析數據進行銜接，制造出更美味的食品；（6）食品中各種風味化合物與營養物質之間的相互作用，共同決定著食品獨特的氣味，利用新技術闡明某些特定的相互作用機制對于研究食品中特殊氣味的形成與控制具有重要意義。