第三篇--香气提取分离分析..ppt

第三篇香气提取、分离、分析方法,第7章香气分析技术的选择7.1香气分析基本方法食品风味物质的分析及鉴定是食品风味化学的基础。香气是风味的主要成分，包括挥发性物质和非挥发性物质，一直以来重点研究挥发性物质。研究食品的风味、首先就要了解风味物质的成分和组成，即要对风味物质进行成分分析。随着精密分析仪器的出现，食品风味的研究方法不断得到改进和完善，目前已基本上建立了一套比较完整的研究程序和分析鉴定方法。,香气分析基本方法,风味分析内容包括：食品的取样，风味物质的提取、分离、富集，使用现代分析仪器进行定性、定量分析，感官评定。,对于难度较大的嗅感风味成分，通常的步骤是：先从食品样品中提取出风味成分，经过初步的分级分离后，再对风味物进一步分离出逐个组分，然后对各组分进行鉴定。在上述过程完成后，还要进行化学或生物合成，并混合为该食品的风味，以确证分析鉴定的准确性。由于目前还没有任何一种仪器能准确测定各种食品的风味类型和质量，因此，任何风味物质的鉴定还必需同时伴随着感官评定。,7.2风味成分分析所面临的问题1、从组成丰富的食品中分离和浓缩具有感官重要性的低浓度物质的难度很大如食品中的水在抽真空或蒸馏时是挥发性物质，蒸馏出芳香成分的同时水也被蒸馏出来；采用溶剂萃取法（大多数的芳香物质是亲脂性的）时，提取出芳香成分也萃取出脂类；蛋白质是一种强乳化剂和泡沫稳定剂，是的有机溶剂提取简单风味物质变得复杂；碳水化合物可以提高产品的黏度、起泡性和乳化性，也使芳香物质的分离变得复杂。,2、风味物质包含的化学物质种类繁多分析化学家必须设法有效地提取和浓缩醇、醛、酸、酮、胺、羰基化合物、杂环化合物、芳香化合物、非挥发性物质等多种化合物；3、食品风味组分的绝对数量进一步加大了风味分析的难度对于一个天然风味，组分少于200种算是相当简单的了，但像褐变风味物质（如肉、咖啡或巧克力）含有将近1000中挥发性组分是非常普遍的；4、风味研究的仪器分析结果重现性不好这个是由于在风味物质的稳定性差，在分析过程中发生了变化，因此要确认在分析中发现的风味物质哪些是产品本身所有。,7.3香气分析技术的选择一、选择香气分析技术是所考虑的因素1、样品的因素如样品的组成（水、脂肪、蛋白质、碳水化合物等），香气化合物的浓度（痕量或含量高）和性质（挥发性或非挥发性，水溶性或脂溶性）；2、分析时间在短期研究中，方法随时间变化的稳定性至关重要；固相微萃取随时间的稳定性差，冷阱捕集、溶剂萃取和同时蒸馏萃取是比较稳定的。3、仪器自动的分析方法具有准确性、高处理能力、结果的稳定性；手动分析方法处理能力低、变化性大；,4、分析目标找到一种完全的香气分离方法，可以正确鉴定和量化食物中存在的每一种香气成分，及获得完整的香气图谱；只鉴定香气图谱中的关键组分，这些成分是食物特征香气的原因；鉴定食品中的不良气味；监测香气随时间的变化；推测感官属性；确定食品风味中是否掺有次品。每一个任务和目标都对方法有不同的要求。,二、获得完整的香气图谱样品的选择：选择具有人们所希望的香气特性的产品，可以是一个或一组样品。分离技术的结合：如静态顶空法、冷阱捕集法和溶剂萃取法/同时蒸馏萃取法相结合。图谱中香气成分的定量和回收率：内标、外标和同位素稀释法；传统方法：简单记录香气化合物气相色谱峰面积百分比和数量。,三、影响感官特性的关键化合物样品选择样品选择得当，得到的数据能有效地描述所有产品的特征，其他产品只在感官特性上有微小差别；选择合适的组合分离方法从样品中分离出所有香气化合物；感官结合分析数据从完整的挥发性图谱中确定哪种化合物对香气是重要的，同时涉及气相色谱-吸闻测定分析法的应用，但其不能准确评估芳香化合物的贡献和相对重要性。确定哪种化合物可以描述食物芳香的唯一方式是感官评定。筛选测定法。,四、食品中的不良气味样品的选择最强烈、口味最典型的样品。依据经验选择捕集、静态顶空、固相微萃取、蒸馏或真空蒸馏；没有经验的话，尝试一系列方法后选择效果最好的分离方法。气相色谱-吸闻技术结合感官评估从香气分离物中确认不良风味的化学组成；评价员对不良气味的敏感性要高。将得到的不良风味化合物的充分浓缩分离物进行GC-MS方法鉴定；使用纯的参考物验证不良气味,五、监控香气化合物随时间的变化许多情况下，风味化学家希望监测食品香气随时间的延长发生的变化，如分析监测食品在储藏和老化过程中的风味损失（如即溶咖啡）、风味形成（葡萄酒和干酪的老化）、不良风味的出现（油脂氧化味或酸败味）。香气分析方法的选择要考虑一下四个问题：采用合适的香气分离方法分离出所需的香气化合物；香气分离方法稳定性要好；香气分离方法有充分的精确度；香气分离方法分析时间短；,六、推测感官属性推测感官属性（如地理分类、品种分类等）时需要仪器分析和感官评估相结合，对仪器数据和感官数据进行分析、筛选和解释。样品的准备和分析方法受仪器分析方法的影响。,7.4样品的选择和准备,一、样品的选择虽然人类嗅觉系统对香气成分极度敏感，但是仪器的敏感度却不高，因此要选择那些最典型的具有很高风味强度的样品。分析目标不同；受人为主观因素的影响。,二、样品的准备为防止新鲜植物和动物组织中的活性酶系破坏其风味，影响香气分析结果，在分离前或分离过程中需采取一定措施使酶失活，常见方法是甲醇中均质、短时热处理等；为防止分离过程中化学反应的发生，可对温度、时间、pH、氧气等进行控制，如在液氮中浸泡或研磨，在CO2或N2中进行提取，真空蒸馏，待分离样品中加入抗氧化剂等；采取措施抑制微生物的生长；,7.5芳香物质分离原理,一、溶解性原理：利用芳香成分在水（食品）和有机溶剂中的分配系数的差异进行分离，大多数芳香成分都是属于亲油性的。分离方法：液-液萃取法、超临界CO2萃取法（SFE萃取）液-液萃取法特点优点：操作简单，有效；缺点：不同芳香物质由于极性不同使提取率存在差异，因而不能很好地表示出挥发物在原始水溶液中的组成；脂质也同时萃取出来，影响后面的色谱分析。因此溶剂萃取法非常适合于低脂食品或非脂食品。,超临界流体萃取的原理超临界流体萃取分离过程的原理是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下，超临界流体具有很好的流动性和渗透性，将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来，然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体，被萃取物质则完全或基本析出，从而达到分离提纯的目的，所以在超临界流体萃取过程是由萃取和分离组合而成的。,超临界流体萃取特点对小分子质量的亲脂性芳香化合物萃取效果极好，对高分子质量和极性的化合物萃取效果较差；通过加入夹带剂可提高其对极性芳香化合物的溶解性和选择性；不水解、不热降解；不含脂肪；无溶剂残留；分离物与食品原料接近。,二、挥发性原理：利用芳香成分在水（食品）和气相中分配系数的差异进行分离，芳香成分分配到气相中。分离方法：顶空分离法（静态/平衡、动态/非平衡、吹扫）、蒸馏（常压、真空）法、同时蒸馏提取法、分子蒸馏等。静态顶空法/平衡分离法：芳香物质根据其分配系数分配到处于平衡状态的水相和油相中。动态顶空法/吹扫顶空法/非平衡分离法：在非平衡状态下，使芳香物质不断从食品释放到气相。为达到此目的，可以让惰性气流通过食品上方或将气流吹到食品内部，气流将芳香化合物从食品中带出来，再将芳香化合物从气流中分离出来，从而得到芳香分离成分。,特点：简单、温和、易实现自动化；静态顶空灵敏度不高，不适