頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜法測定內蒙酥油風味物質

薛 璐，張 琦，胡志和

（天津市食品生物技術重點實驗室，天津商業大學生物技術與食品科學學院，天津300134）

酥油為中國傳統乳品之一，是乳發酵后提煉的乳脂肪，類似于西式的發酵奶油，用途十分廣泛。酥油獨特的香氣是評價酥其品質的重要指標之一，以往對于酥油香氣的判斷多采用感官評價方法，定性分析研究較少。固相微萃?。⊿PME）是近年發展起來的樣品前處理技術，具有操作簡便、無需溶劑、萃取速度快等特點，被廣泛用于食品分析、藥物分析和生物分析等領域中，對于低沸點的醇類、羧酸類物質能夠較好的檢出[1]。侯園園等[2]采用SPME結合GC-MS方法分析了乳脂肪中的風味物質，共檢出21種揮發性物質，其中酮醛類7種，酸類9種，內酯類4種。石燕等[3]采用GC-MS方法對西藏牦牛酥油風味物質分離鑒定，共得到34種化合物，研究表明，對于西藏酥油風味貢獻最大的為己酸和辛酸，其相對含量分別30.35%和33.22%，但是由于沒有配合使用SPEM技術，因此對西藏牦牛酥油的揮發性物質未能進行很好的分析。本文采用SPME技術與GC-MS分析相結合的方法對內蒙古產酥油的揮發性風味物質進行了分析和鑒定，綜合文獻[1-2，4-5]，選用100μm PDMS、65μm PDMS/DVB和75μm CAR/PDMS三種萃取頭，并優化了萃取條件，以期為酥油工業化生產中的風味品質研究和質量控制提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

內蒙酥油 含水量＜1%，購自內蒙古鄂爾多斯市。

TRFAME色譜柱（30m× 0.25mm P/N260M/42P）、TRACE GC ULTRA-DSQ氣相色譜-質譜聯用儀（帶NIST 05 a.L質譜譜庫） 美國Thermo公司；手動固相微萃取進樣手柄（soid-phase micro-extraction，SPME） 上海安譜科學儀器有限公司；回旋式水浴恒溫振蕩器 江蘇正基儀器有限公司；萃取纖維 100μm聚二甲基硅氧烷（PDMS）、65μm聚二甲基硅氧烷-二乙烯苯（PDMS/DVB）、75μm碳分子篩-聚二甲基硅氧烷（CAR/PDMS） 上海安譜科學儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 萃取頭老化 將不同極性的100μm PDMS（非極性）、65μm PDMS/DVB（雙極性偏非極性）、75μm CAR/PDMS（中等極性）3種固相微萃取頭在氣相色譜進樣口290℃老化40min。

1.2.2 HS-SPME萃取條件的優化 準確吸取1mL酥油置于5mL的頂空瓶中，旋緊帶有硅膠隔墊的瓶蓋，在萃取溫度下水浴平衡20min后，將老化好的固相微萃取針插入樣品瓶中大約1cm處，推出萃取頭，頂空吸附30min，收進萃取頭，拔出針頭后直接進樣，在290℃解吸10min?？疾?00μm PDMS、65μm PDMS/DVB、75μm CAR/PDMS三種萃取頭對酥油中風味化合物萃取的效果，考察萃取溫度（50、60、70、80、90℃）對酥油風味物質萃取效果的影響。

1.2.3 GC-MS分析條件 GC條件：進樣口溫度290℃，載氣He，流速1.5mL/min，不分流進樣；色譜柱：TRFAME（30m×0.25mm P/N260M/42P）；色譜柱升溫程序：50℃保持5min，以10℃/min的速率升至280℃，保持10min，共需38min。

MS條件：電子電離源（electron ionization，EI），電子轟擊能量70eV，離子源溫度230℃，掃描范圍30.00～650.00amu，質譜譜庫為NIST 05 a.L。

1.2.4 定性與定量方法 化合物定性方法：實驗數據經Xcailibur軟件系統處理完成，化合物經計算機檢索，同時與NIST譜庫相匹配檢索定性。

化合物定量方法：按峰面積歸一化方法計算化合物的相對質量分數[6]。

2 結果與分析

2.1 萃取頭的選擇

萃取頭的選擇對于提取待測物質有重要的影響，萃取纖維的涂層種類和厚度是影響萃取效果的關鍵因素，根據涂層親和力的“相似相溶原理”，極性涂層對于極性化合物吸附能力較強，非極性涂層對于非極性化合物吸附能力較強[2]。本實驗采用的三種萃取頭中，100μm PDMS為非極性涂層，65μm PDMS/DVB為混合極性涂層，75μm CAR/PDMS為中等極性涂層，在相同的吸附時間（30min）、萃取溫度（60℃）和解析（290℃ 10min）條件下進行比較，考察了三種萃取頭對酥油中風味化合物萃取的吸附效果，用HS-SPME-GC/MS分析酥油中風味物質的總離子流圖如圖1～圖3所示。

結果表明，100μm PDMS萃取頭和65μm PDMS/DVB萃取頭均檢出19種風味物質，75μm CAR/PDMS萃取頭檢出21種風味物質。PDMS萃取纖維對酸類物質的吸附能力不及PDMS/DVB萃取頭和CAR/PDMS萃取頭，與Gonzalez-Cordova[7]研究中提出的PDMS纖維不適宜吸附酸類物質的結果一致。Kalua等[4]對橄欖油風味成分的分析結果顯示，PDMS萃取頭更合適弱極性和非極性物質，而酥油的香氣成分中，極性化合物含量較多，65μm PDMS/DVB為混合極性涂層，對于酥油風味物質的總體吸附程度較好。由總離子流圖可知，65μm PDMS/DVB纖維萃取得到待測成分的峰形較好，響應更靈敏，綜合考慮，本實驗選擇65μm PDMS/DVB作為纖維萃取。

圖1 酥油風味物質HS-SPME法的總離子流圖（100μm PDMS）Fig.1 TIC chromatogram of flavor compounds in ghee by HS-SPME（100μm PDMS fiber）

圖2 酥油風味物質HS-SPME法的總離子流圖（65μm PDMS/DVB）Fig.2 TIC chromatogram of flavor compounds in ghee by HS-SPME（65μm PDMS/DVB fiber）

圖3 酥油風味物質HS-SPME法的總離子流圖（75μm CAR/PDMS）Fig.3 TIC chromatogram of flavor compounds in ghee by HS-SPME（75μm CAR/PDMS fiber）

2.2 萃取溫度的選擇

萃取溫度對HS-SPME過程既影響萃取靈敏性，又影響萃取動力學，是一個非常重要的優化因素[8]。在平衡20min，萃取時間30min，解析溫度290℃，解析時間10min的條件下，實驗考察了50～90℃對萃取效果的影響，結果如圖4所示。

圖4 不同萃取溫度對酥油風味物質萃取效果的比較Fig.4 Effects of extraction temperature on extraction results of flavor compounds in ghee

圖5 不同萃取溫度對酥油主要揮發性物質吸附性比較Fig.5 Effects of extraction temperature on extraction results of main volatile material in ghee

酥油中主要呈味物質為酮、醛、酸、酯類物質，由圖5可知，萃取溫度為90℃時，PDMS/DVB萃取頭對醛類物質的吸附較差，醛類物質的閾值一般較低，對食品整體風味的貢獻較大，而在80℃時萃取頭對各類物質的吸附性較均勻，且吸附量較大，綜合考慮，選取80℃為萃取溫度。

2.3 酥油風味物質

酥油風味物質總離子流圖見圖6，檢出化合物種類及相對含量見表1。

由表1可知，采用HS-SPME-GC/MS方法共檢出內蒙酥油含有22種揮發性物質，其中酮類5種、酸類2種、酯類5種、醛類5種及其他物質5種。2-壬酮、2-十一酮和己酸的相對含量分別為22.91%、11.42%和11.37%，對酥油的風味貢獻較大，2-壬酮具有果香、甜香和奶油的氣味，2-十一烷酮具有果香、酮香、脂肪香，并帶有奶油、乳酪的味道，己酸具有干酪、油脂腥臭[9]。將本實驗結果與石燕等對西藏酥油風味物質的分析相比，HS-SPME方法對醛類物質的靈敏度優于水蒸汽蒸餾-萃取法。

3 結論

利用頂空固相微萃取技術和氣相色譜-質譜分析方法對內蒙酥油的風味物質進行研究，優化了實驗條件，酥油的最佳分析條件為：萃取頭65μm PDMS/DVB，萃取溫度80℃，經鑒定分析酥油中揮發性成分主要有酮類、醇類、醛類、酸類、酯類等22種物質，其中酮類、酸類為主要呈味物質。

酥油作為天然發酵乳品，營養豐富[10]，同時具有滑潤腸道，增強蠕動的保健功效[11]。酥油不僅在中國傳統乳制品中占有重要地位，在現代食品工業中，酥油可以代替氫化植物油、起酥油等應用到蛋糕、面包、餅干等食品加工中。其含有的特殊風味物質不僅增添了產品的感官享受，且富有民族特色，更有益人體健康，其市場前景必將廣闊。

圖6 酥油風味物質HS-SPME法總離子流圖Fig.6 TIC chromatogram of flavor compounds in ghee by HS-SPME

表1 酥油風味物檢出結果Table 1 GC/MS analysis result of aroma components of ghee

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