SDE與SAFE分析全脂巴氏乳揮發性成分

艾娜絲，張曉梅，仝令君，王靜，*，孫寶國，鄭福平（1.天津科技大學食品工程與生物技術學院，天津300457；.北京工商大學食品學院，食品營養與人類健康北京高精尖創新中心/北京市食品風味化學重點實驗室，北京100048）

SDE與SAFE分析全脂巴氏乳揮發性成分

艾娜絲1，2，張曉梅1，2，仝令君2，王靜2，*，孫寶國2，鄭福平2
（1.天津科技大學食品工程與生物技術學院，天津300457；2.北京工商大學食品學院，食品營養與人類健康北京高精尖創新中心/北京市食品風味化學重點實驗室，北京100048）

采用同時蒸餾萃取與溶劑輔助風味蒸發法萃取分析巴氏全脂乳的揮發性成分，用氣相色譜-質譜聯用（GCMS）對揮發性成分進行了分析。結果表明同時蒸餾萃取法以二氯甲烷為萃取溶劑時鑒定出8種成分，以乙醚為萃取溶劑時鑒定出6種成分；溶劑輔助風味蒸發法鑒定出8種，兩種方法共計鑒定出14種揮發性成分，其中酸類8種、醛類1種、醇類2種、酯類2種、其它類1種，其中含量較大的有己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸等。

巴氏全脂乳；同時蒸餾萃??；溶劑輔助風味蒸發；氣質聯用；揮發性成分

人們對乳品營養和健康的需求，促使食品加工行業在保證營養和安全的前提下，設法減少乳制品的脂肪含量。相對于全脂乳（含脂量為3%～5%），脫脂乳（含脂量為0.5%）和低脂乳（含脂量為1%～2%）因與減肥、減少心血管疾病等代謝疾病的控制有關而備受消費者青睞［1］。很多研究報道表明，攝入低脂乳制品被認為是對健康有益無害的［2］。人們對乳制品的喜好受到其口感、風味及組織特性等感官因素的影響，而這些因素都和乳品中脂類的含量有重要關系，使得相對于脫脂和低脂乳制品，消費者更青睞全脂乳品的風味［3］。因此，衡量消費者對乳品的可接受性和喜好度方面，風味是重要的考查指標。

牛乳由于基質含量很少，且其中的揮發性風味物質會在加熱過程中發生失真現象［4-7］，因此準確，快速的定性定量其中揮發性風味成分一直是風味研究領域的難題。目前，已報到的有關乳制品揮發性成分的前處理方法包括頂空固相微萃?。?］、同時蒸餾萃?。?］、溶劑輔助蒸發萃?。?0］及超臨界［11］等。其中同時蒸餾萃取使樣品蒸氣與萃取溶劑充分混合，反復萃取，并對沸點較高的組分萃取率較高，而溶劑輔助蒸發萃取法可用于復雜基質樣品中揮發性組分的萃取，也可用于高沸點或難揮發性物質的萃取，并且此方法是在低溫、高真空度下進行，所以此法萃取所得的揮發性組分香氣逼真，無煮熟味道［12-13］。

本文主要通過兩種風味萃取技術并結合GC-MS分析，即SDE、SAFE結合GC-MS準確定性定量巴氏全脂乳風味組分，為改善脫脂乳的風味提供重要的理論參考。

1　材料與方法

1.1樣品采集

巴氏全脂乳混合樣品于2011年10月～12月采自北京三元食品有限公司，并將樣品轉移至避光容器中置于手提式冷藏盒中。樣品與2 h之內運回實驗室，并置于（4±1）℃冰箱30 min后進行后期試驗分析。

1.2試驗試劑與儀器設備

1.2.1試驗材料

標準品C6-C30正構烷烴標準品（色譜純）、鄰二氯苯（色譜純）：北京百靈威化學技術有限公司；分析純NaCl：北京國藥集團化學試劑有限公司。

1.2.2儀器設備

Agilent 6890N-5973i氣相色譜-質譜聯用儀、DBWAX毛細管柱（30.0 m×250 μm×0.25 μm）：美國安捷倫科技有限公司。

1.3同時蒸餾萃取分離全脂巴氏乳揮發性風味成分

SDE（CH2Cl2/C4H10O）：先用N2將待用SDE裝置吹掃5 min，取150 mL樣品、20 g NaCl置于500 mL燒瓶中接入SDE的輕相端，取溶劑20 mL（二氯甲烷或乙醚）作為萃取劑置于梨形瓶中，接入SDE裝置的另一端（當二氯甲烷作為萃取溶劑時，二氯甲烷接入SDE的重相端，巴氏全脂乳樣品接入SDE的輕相端；當乙醚作為萃取溶劑時，乙醚接入SDE的輕相端，巴氏全脂乳樣品接入SDE的重相端），加熱，待SDE兩端回流時開始計時，萃取3 h，萃取結束后，收集萃取液，用萃取溶劑洗梨形瓶3次，合并萃取液，并用萃取液質量5%的無水硫酸鈉干燥過夜（置于4℃冰箱中），用定量濾紙過濾，用Vigreux柱（3.3 cm×45 cm）精餾萃取液至2 mL，然后將此萃取液用低速高純N2吹掃濃縮至0.5 mL，取0.1mL的制備濃縮液加入0.1mL的內標（0.2 μg/mL的鄰二氯苯的二氯甲烷（或鄰二氯苯的乙醚））中，搖勻混合，待測。試驗重復3次取其平均值。

1.4溶劑輔助蒸發法分離全脂巴氏乳揮發性風味成分

將SAFE的蒸餾頭進、出水管通入50℃循環水，以500 mL圓底燒瓶作為蒸餾瓶置于50℃的水浴中，將210 mL的全脂巴氏乳倒入SAFE裝置的滴液漏斗，把液氮加入冷阱中，同時將揮發物收集瓶置入裝滿液氮的保溫瓶中。打開真空泵對系統抽真空，當打開分子擴散泵，系統壓力降至10-5Pa以下時，打開滴液漏斗的活塞，緩慢滴加，萃取約40 min～50 min。當萃取滴液漏斗中樣品剩約10 mL且蒸餾燒瓶中液體凝固至轉子幾乎不再轉動或液體體積不再減少時，停止萃取，關閉真空泵，釋放壓力。將在收集瓶中的含水的揮發性物質萃取液倒入250 mL分液漏斗中，同時用重蒸后的二氯甲烷50 mL分3次萃取有機相，所獲得的萃取液流入100 mL圓底燒瓶中。最后，將圓底燒瓶中萃取用置于50℃～52℃水浴鍋中，用Vigreux柱（3.3 cm× 45 cm）精餾濃縮至0.5 mL，取0.1 mL的制備濃縮液加入0.1 mL的內標（0.2 μg/mL的鄰二氯苯的二氯甲烷）中，搖勻混合，待GC/MS分析。試驗重復3次取其平均值。

1.5GC-MS分析條件

進樣量1 μL，分流進樣，分流比20∶1，色譜柱為DB-Wax（30 m×0.25 mm×0.25 μm）。進樣口溫度：250℃，溫度220℃，初溫30℃，不保持，2℃/min升到60℃，保持2 min，然后以5℃/min升到190℃，不保持，最終以2℃/min升到230℃保持7 min。載氣：高純氦氣，流速：0.8 mL/min。

1.6定性定量分析

1.6.1定性分析

對巴氏全脂乳揮發性風味成分的定性分析主要采用氣質聯用儀和MSDchem工作站Nist 11譜庫，選擇匹配度大于90的物質，另外還結合校對保留指數法進行確定。

保留指數計算公式：RI=100n+100×tr-tn/tn+1-tn

式中：RI為保留指數；n和n+1分別為未知物流出前后正構烷烴碳原子數；tn和tn+1分別為對應正構烷烴的保留時間，min；tr為未知物在氣相色譜中的保留時間（tn＜tr＜tn+1），min。

1.6.2定量分析

依據巴氏全脂乳總離子流圖檢索Nist20 11譜庫并結合參考文獻分析巴氏全脂乳揮發性風味化合物組成，峰面積歸一化法計算組分相對百分含量。

2　結果與分析

2.1同時蒸餾萃?。⊿DE）揮發性成分分析結果

巴氏全脂乳的SDE-GC/MS萃取分析試驗結果如表1所示。

表1SDE-GC/MS分析巴氏全脂乳揮發性風味物質組成Table 1　The volatile composition of the whole milk by SDE-GC/MS

使用同時蒸餾萃取巴氏全脂乳揮發性風味成分，共萃取到11種風味物質，其中用二氯甲烷作為萃取溶劑，共萃取到8種揮發性風味物質，分別為己酸、辛酸、壬酸、n-癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、2-庚烯和n-十六酸，而用乙醚作為萃取溶劑萃取到6種揮發性風味物質，分別為乙酸乙酯、乙醇、辛酸、壬酸、n-癸酸和十三烷基丁酸酯。其中用二氯甲烷作為萃取溶劑得到的揮發性風味物質中短鏈脂肪酸的種類和含量最多，含量占巴氏全脂乳揮發性物質總含量的99.8%。而用乙醚作為萃取溶劑得到的揮發性風味物質中短碳鏈脂肪酸含量占巴氏全脂乳揮發性物質總含量的7.0%。以二氯甲烷作為萃取溶劑的數據結果顯示，中短碳鏈脂肪酸是牛乳的主要特征揮發性風味物質，對牛乳的風味具有重要影響。其次，相對于乙醚作為萃取溶劑，二氯甲烷的極性和選擇性對于萃取全脂乳揮發性風味物質方面要優于乙醚作為萃取溶劑［14］。

2.2溶劑輔助蒸發香味物質萃?。⊿AFE）全脂乳揮發性成分分析結果

用SAFE-GC/MS萃取分析巴氏全脂牛乳的揮發性風味物質，試驗結果如表2所示。

從表2可以看出，使用SAFE方法萃取在巴氏全脂乳中共萃取到8種揮發性物質，其中短鏈脂肪酸的種類和含量最多，含量占全脂乳揮發性物質總含量的81.5%。SAFE結果顯示，中短鏈脂肪酸是牛乳的主要特征揮發性風味物質，對牛乳的風味具有重要影響。此外，巴氏全脂乳中出現了己醛和1-丁醇，己醛可能來源于乳脂肪中不飽和脂肪酸的自動氧化，1-丁醇可能與相應的醛類物質的降解有關。己醛的風味閾值低，有文獻報道其在牛乳中存在并且呈現油脂味道，一定程度上參與了牛乳風味的形成；而1-丁醇由于其含量較低，風味閾值較高，所以對牛乳風味的貢獻較?。?5-17］。

由此可知，牛乳中代表牛乳風味的主要揮發性風味物質有：中短鏈脂肪酸，如乙酸、丁酸、己酸、辛酸、正癸酸等；含硫化合物，如二甲基砜；以及可能含有的少量的醛酮類、醇類等。

表2SAFE-GC/MS分析巴氏全脂乳揮發性風味物質組成Table 2　The volatile composition of the whole milk by SAFE-GC/MS

3　結論

從SDE和SAFE萃取結果可知，在巴氏全脂乳中初步鑒定出14種揮發性成分，其中SDE萃取中以二氯甲烷為萃取溶劑得到8種風味化合物，以乙醚為萃取溶劑得到6種風味化合物，而SAFE萃取得到8種揮發性風味物質。SDE與SAFE萃取方法在巴氏全脂乳的揮發性風味物質的萃取方面各具優勢。因此，關于巴氏全脂乳的揮發性成分的分析應將多種萃取方法結合，才能達到更全面更真實的分析效果。

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Analysis of Volatile Components in Pasteurized Whole Milk by SDE and SAFE Combining with GC-MS

AI Na-si1，2，ZHANG Xiao-mei1，2，TONG Ling-jun2，WANG Jing2，*，SUN Bao-guo2，ZHENG Fu-ping2
（1.College of Food Engineering and Biotechnology，Tianjin University of Science and Technology，Tianjin300457，China；2.Beijing Innovation Centre of Food Nutrition and Human Health/Beijing Key Labaratory of Flavor Chemistry，Beijing Technology and Business University，Beijing 100048，China）

Volatile compounds extracted by simultaneous distillation extraction（SDE）and solvent assisted flavor evaporation（SAFE）from pasteurized whole milk were analyzed by gas chromatography-mass spectrometry （GC-MS）.In SDE and SAFE analysis，8 compounds were both identified with dichloromethane as extraction solvent respectively，while a total of 6 compounds were identified in the extraction of ethyl ether.Totally，14 volatile compounds were obtained by these two kinds of methods，including 8 fatty acids，1 aldehyde，2 alcohols，2 esters，and 1 other compound.The prominent compounds were hexanoic acid，octanoic acid，decanoic acid，lauric acid，myristic acid，etc.

pasteurized whole milk；SDE；SAFE；GC-MS；volatile components

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.10.027

國家“863”計劃項目（2011AA100903）；北京市高等學校高層次人才引進與培養計劃項目（CIT&TCD20130309，IDHT20130506）作者簡介：艾娜絲（1986—），女（哈薩克），在讀博士生，研究方向：食品風味化學。
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王靜（1976—），女，教授，博士生導師，研究方向：功能性食品。

2015-06-25