自动化静态顶空 气相色谱-质谱对胶州

1、分析检测食品科学2009, Vol. 30, No. 12215自动化静态顶空/气相色谱-质谱对胶州大白菜中风味物质的快速分析吴 澎1，周 涛2，寇丽娟1，王 超2(1.山东农业大学食品科学与工程学院，山东 泰安 271018；2. 山东农业大学园艺科学与工程学院，山东 泰安 271018)摘 要：采用静态顶空和气质联用的方来来分析对比“胶白”与泰安当地产普通大白菜的挥发性成分，通过GC-MS分析和NIST质谱谱库计算机检索，对样品进行定性分析，并采用面积归一化法进行定量分析。结果表明：十八烯酸(Z)-甲酯和十六烷酸-甲酯是对胶白风味起决定作用的物质，静态顶空-气相色谱-质谱分析是一种快速有效

2、分析蔬菜中风味物质成分的方法。关键词：静态顶空-气相色谱-质谱分析；风味物质；胶州大白菜；泰安大白菜Automatic Static Headspace GC-MS Analysis of Flavor Compounds in Two Jiaozhou Chinese Cabbage Varietiesand Taian Chinese CabbageWU Peng1，ZHOU Tao2，KOU Li-juan1，WANG Chao2(1. College of Food Science and Engineering, Shandong Agricultural University, T

3、aian 271018, China；2. College of Horticulture Science and Engineering, Shandong Agricultural University, Tai an 271018, China)Abstract ：A method using automatic static headspace GC-MS was developed for the determination of flavor compounds inChinese cabbages. The qualitative and quantitative analysi

4、s was performed by search program of NIST mass spectral library andarea normalization method, respectively. The flavor compounds in two Jiaozhou Chinese cabbage varieties (Jiaozhou No. 3 andHongshengbai) and Taian Chinese cabbage were compared. Results indicated that 9,12-octadecadienoic acid (Z,Z)-

5、, methyl esterand 9-octadecenoic acid (Z)-, methyl ester were the main compounds attributing to the flavor of Jiaozhou Chinese cabbage, whilethey were not detected in Taian Chinese cabbage. This method is proved to be fast and reliable for analyzing the flavorcompounds in vegetables.Key words：automa

6、tic static headspace GC-MS；flavor compounds；Jiaozhou Chinese cabbage；Taian Chinese cabbage中图分类号：O657.63；R151.3 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2009)12-0215-04大白菜原产于中国，是中国最具代表性和创造性的特产蔬菜之一。因其味道鲜美、营养丰富、价格便宜、四时有售，故有“菜中之王”的美誉。大白菜热量低，纤维素的含量丰富， 有利于肠道的蠕动和废物的排出，有养颜排毒之功效，不仅一直是中国百姓餐桌上的主要蔬菜，也是预防糖尿病和肥胖症的理想食品。全国闻名的胶州大白菜，美

7、其名曰“胶白”，在国内外享有很高声誉，至今已有一千多年的种植历史。胶州大白菜具有品质柔嫩、汁白、味美，纤维细软，叶帮薄、易炒熟，生食清爽可口、熟食味甘肥美的特点；营养丰富，富含胡萝卜素、VB1、VB2、VC、粗纤维以及蛋白质、脂肪和钙、磷、铁等，并且耐储存。已形成具有鲜明地方特色的优良品系。人们对风味物质的研究始于香料香精的应用。古代的人们采用水蒸气蒸馏 的方法提取精油，这种方法一直延用至今1-2。风味物质的研究促进了香料香精工业的发展， 丰富了食品添加剂的种类， 近年来在风味物质的分离分析方面不断涌现出一些新的技术和方法3-7。我国关于蔬菜如番茄、黄瓜等的风味物质的研究有较多的报道8-10，

8、但未见国内有关大白菜的风味物质的报道。所以为了更好地利用我国的大白菜资源，评价大白菜尤其是胶白的香气品质，填补我国白菜的风味组成成分及其影响要素等基础数据，本实验采用静态顶空和气质联用的方来来分析对比“胶白”与泰安当地产收稿日期：2008-09-12基金项目：作物生物学国家重点实验室开放课题(200707)作者简介：吴澎(1972-)，女，讲师，博士研究生，主要从事植物营养与品质生理育种研究。E-mail：wupengguai216 2009, Vol. 30, No. 12食品科学分析检测普通大白菜的挥发性成分，以期较为准确地反映“胶白”风味物质的组成，更好地稳定、发展我国大白菜的优良品系，

9、为我国白菜的生产和出口奠定理论基础。l材料与方法1.1材料胶白三号、红圣白新鲜大白菜 胶州当地农贸市场；泰安大白菜 泰安当地农贸市场。1.2仪器GC-MS QP 2010 Plus气相色谱-质谱联用仪 日本岛津公司； Rex-5 毛细管(30m×0.25mm，0.25m)MS柱；TurboMatrix顶空进样器 美国珀金-埃尔默公司；TurboMatrix40Trp Hs顶空进器 美国PE公司。1.3方法1.3.1样品前处理准确称取3g白菜样品，放入25ml聚四氟乙烯硅橡胶垫密封的顶空进样瓶中，利用顶空进样器萃取白菜挥发性成分进样。萃取条件：55保温40min，氦气以40ml/min

10、的速度吹扫5min。白菜的挥发性成分因吹扫被带入气相，进入捕集阱中吸附捕集，吹扫过程结束后，捕集阱的温度迅速升至280并保持5min，挥发性物质在0.1min内被氦气流带至GC-MC系统进行定性分析。在整个过程中，取样针和传输线均保持80。1.3.2气相色谱质谱条件色谱柱为RTX-1 MS柱(30m×0.25mm，0.25m)，色谱柱温程序为：始温40，保持2min，以10/min升至200，并保持5min，再以10/min升至250，保持5min。不分流进样。柱流量为1.2ml/min。采用EI离子源，70eV，离子源温度为230；接触面温度为250，采用SCAN模式进行全扫描，扫

11、描范围为45450amu。2结果与分析2.1样品静态顶空气相色谱-质谱总离子流图通过GC-MS分析和NIST质谱谱库计算机检索，对样品进行定性分析,并采用面积归一化法进行定量分析。2378131323339432)50341456×38(度19丰101116135451114725314001215191836414748510152025时间(min)图1 胶白三号白菜样品的静态顶空气相色谱-质谱总离子流图Fig.1 Total ion chromatogram of volatile compounds in“Jiaobai No.3” by automatic static h

12、eadspace GC-MS36926302532)520127×14(度34丰118351257841011131519232829510152025时间(min)图2 红圣白样品的静态顶空气相色谱-质谱总离子流图Fig.2 Total ion chromatogram of volatile compounds in“Hongshengbai”by automatic staticheadspace GC-MS23821)601.5221×30(度14丰0.51323613405111926510152025时间(min)图3 泰安当地白菜样品的静态顶空气相色谱-质谱总

13、离子流图Fig.3 Total ion chromatogram of volatile compounds in TaianChinese cabbage by automaticstatic headspace-GC-MS对照图13三份色谱图可看出，胶白样品中占百分含量较大的风味物质明显多于泰安当地白菜品种。2.2样品风味物质分析结果表1 胶白三号白菜品种样品中风味物质的分析结果Table 1 Compounds and their relative contents in“Jiaobai No.3”峰号物质名称保留时间(min)峰面积相对百分含量(%)1二甲基，二硫化物2.6051303

14、953618.192辛烷3.06764016048.253(反式)4-己烯醛4.0176061200.7842-甲基-5-己烯腈4.1336878800.895N-甲酸基吗啉5.3595026410.656二甲基三硫化合物5.99412721221.6474- 十八烷基异氰酸酯-1-丁烯6.2991040156913.418-月桂烯6.393263740.4292-乙烷基-己醇7.0711548860.210N-(3-甲基-2-丁烯-1-醇)-乙酰胺7.2228120.0311苯乙醛7.34922770.1212亚甲基天门冬酰胺8.0551754236222.5913n-戊基硫氰酸盐8.265

15、479510.0614壬醛8.344220070.03153-丁基-环戊烯8.675156300.0216甲基二硫化物8.725472160.0617N-三氟乙酰-N,O,O',O''-三甲基硅咪唑9.136216410.03184-甲基苯基异硫氰酸酯9.3111065120.26分析检测食品科学2009, Vol. 30, No. 12217续表1峰号物质名称保留时间(min)峰面积相对百分含量(%)19壬醛9.433322310.0420萘9.645273730.04211-丁氧基2-乙氧基乙醇9.733574010.0722环己酮肟9.795484090.0623

16、1-十八烷基异氰酸酯-己烷9.8991029630.13245-甲硫基-正戊腈9.958592060.0825氰基苯乙酮10.5521403260.18261-十八烷基异氰酸酯-庚烷10.8651155850.15273-甲基异硫氰酸酯10.993399220.05281-十八烷基异氰酸酯-庚烷11.445239250.03294-甲硫基-丁腈11.6741111680.14302-甲基-3(2H)-异噻唑酮盐酸盐13.32511000041.42312 -十八烷基异氰酸酯苯13.7779677951.25321,5-二(甲硫基)-戊烷14.8213552880.4633临苯二甲酸二乙酯15.

17、3691908080.2534环己基亚硫酸甲基酯16.628157660.02359-十八烯酸-甲酯18.842212080.03369-十六烯酸-甲酯18.9042803380.3637十六烯酸-甲酯191138抗坏血酸二棕榈酸酯19.6441284360.17399-十八烯酸-甲酯20.32207430.03409,12-十六烯酸-甲酯22.09788822610.17419-十八烯酸-甲酯22.217865774011.164211-十八烯酸-甲酯22.3122249930.2943十八烯酸-甲酯22.7573349180.43449-十六烯酸23.012513

18、190.0745十八烯酸23.151783200.146二十酸23.551585670.08表2 红圣白白菜品种样品中风味物质的分析结果Table 2 Compounds and their relative contents in“Hongshengbai”峰号物质名称保留时间相对百分(min)峰面积含量(%)12-甲基-丁烷2.09647710.12异丙基硫氰酸盐3.6631743580.273N-甲酸基吗啉5.36558933799.0846-(1,1-二甲基)-二氢吡喃-2,4-二酮5.616314220.055二甲基三硫化合物5.9931808560.2864-异硫氰酸苯酯6.296

19、70848010.337-月桂烯6.393331010.5182-乙基己醇7.0722010030.319亚甲基天冬酰胺酸8.0089517821.47101-亚甲基-1H-茚9.644259430.04111-(2-丁氧乙氧基)-乙醇9.734405450.06121-异硫氰酸己烷9.899333690.05131,1,1,3,5,7,9,11,11,11-癸二胺二茂铁-l-5-(三甲基硅烷基)六硅氧烷11.71121320.02142-甲基-3(2H)-异噻唑酮盐酸盐13.3222825960.44152-十八烷基异氰酸酯-苯13.775654040.116壬二酸单甲酯15.1948069

20、0.0117临苯二甲酸二乙酯15.3721609620.4418甲基-8-(2-呋喃基)-碘苯腈辛酸酯15.675107990.02192,6-二三甲基色氨酸酯16.099326380.0520n-异丁基辛酸酯16.345155160.0221P-庚基氰苯16.537353840.0522环己基甲基亚硫酸十六酯16.626164420.03续表2峰号物质名称保留时间(min)峰面积相对百分含量(%)239-十六碳烯酸甲酯18.9025026620.7724十六烷酸甲酯194825十六烷基抗坏血酸酯19.6544383180.68267-十六碳烯酸甲酯20.318578

21、550.142714-甲基-十六烷酸甲酯20.705403280.06289,12-十八烷二烯酸甲酯22.1241847315628.45299-十八烯酸(顺式)-甲酯22.2622111345932.5230十八烷酸甲酯22.7619354231.4431油酸23.174777181.132十八烷酸,2-(2-羟基)乙酯23.5642668530.41332,6-二甲基-4-硝基-3-苯基环己酮27.78185890.03343-苄氧基-1,2-联乙醯-1,2-丙二醇28.012280320.04352-羟基-2-甲基-丁烷酸甲酯28.54332770.05表3 泰安当地白菜样品对照中风味物

22、质的分析结果Table 3 Compounds and their relative contents in Taian Chinesecabbage峰号物质名称保留时间相对百分(min)峰面积含量(%)1乙醇8.29643846312.5822-乙氧基乙基丙烯酸12.5211529430.332,4-二异氰-1-甲基苯14.03881921917.2445-甲酸基-2,4-二甲基-吡咯-3-腈14.64719390723.7951-十三(烷)酰15.755671520.136N,N-二甲基-1-十二烷16.2792052970.47癸二胺-环庚烯硅氧烷16.405677990.729酞酸二乙

23、酯17.0311009771034.9910芴17.18349110.0111癸酸癸酯17.5321839330.36124-十八基-对氧氮己环18.3232520910.4913十六甲基环辛硅氧烷18.5613303810.6514N,N-二甲基,1-四癸二胺18.7324730420.92154,11-二甲基-正十四碳烷18.8421233840.24163-(2,2-甲基丙氧) 2-丁醇19.6141569790.31172,3-二甲基-十七碳烷19.853729300.1418异丙基十四(烷)酸盐(或酯)19.9831523440.3191,2- 二羧基苯酸，丁基2-甲基丙酯20.24

24、21199800.2320十六烷-七硅氧烷20.3854749960.93214-八烷吗啉20.66941694478.1522N,N-二甲基-1-十五(烷)酰20.94726412065.1623二丁基邻苯二甲酸盐(或酯)21.2162455280.4824l-(+)-抗坏血酸21.408871670.1725六烷-七硅氧烷22.0111525100.326异丙基棕榈酸盐22.0612101530.41271,1'-环己基苯22.1411886910.37282-甲氨基-2-氨基甲酸乙酯22.4151077770.21294-(己氧基)-1-丁醇22.501867580.17304-

25、十八(烷)醇酯-吗啉22.7799823883.8731N,N-二甲基-1-十五(烷)酰22.962216800.4332E-9-十四烷酸23.164528010.8933六烷-环辛烯硅氧烷23.5242343440.4634N-己基-丁烷23.5962452470.48353-(2,2-二甲基丙氧)-2-丁醇24.5371428830.28364-十八(烷)醇酯-吗啉24.9826667131.337十六甲基七硅氧烷25.2023236510.63382-甲基-5-硝基-3-六醇25.3172311100.45392,5-二甲基-4-羟基-3-六醇25.3782518220.4940六烷-七

26、硅氧烷27.3262909980.57218 2009, Vol. 30, No. 12食品科学分析检测通过表13中的数据分析可以看出，在胶白三号样品测试中：二甲基，二硫化物占相对百分含量的18.91%，辛烷占8.25%，4-十八烷基异氰酸酯-1-丁烯占13.41%，亚甲基天门冬酰胺占22.59%，9,12-十六烷酸-甲酯占10.17%，9-十八烯酸-甲酯占11.22%。在红圣白样品测试中：N-甲酸基吗啉占9.08%，4-异硫氰酸苯酯占10.33%，十六烷酸甲酯占10.48%，9,12-十八烷二烯酸甲酯占28.45%，9-十八烯酸(Z)-甲酯占32.52%。其中，十八烯酸(Z)-甲酯和十六烷酸

27、-甲酯是对胶白风味起决定作用的物质。在泰安当地白菜样品对照中：乙醇占相对百分含量的12.58%，2,4-二异氰-1-甲基苯占17.24%，同分异构体的酞酸二乙酯占34.99%，4-八烷-吗啉占8.15%。缺乏对胶白风味起决定作用的十八烯酸(Z)-甲酯和十六烷酸-甲酯，但是泰安当地白菜列为“泰山三美”(白菜、豆腐、水)，其风味物质中的同分异构体的酞酸二乙酯对其独具特色起决定性作用。3结 论本实验采用通过GC-MS分析和NIST质谱谱库计算机检索，对样品进行定性分析，并采用面积归一化法进行定量分析，对风味物质成分进行了可信度较高的定性研究，整个过程高度自动化。实验结果表明静态顶空-气相色谱-质谱分析是一种快速有效分析蔬菜中风味物质成分的方法。参考文献：1吴继红, 张美莉, 陈芳, 等. 固相微萃取GC-MS 法测定苹果不同品种中主要芳香成分的研究J. 分析测试学报, 2005, 24(4): 101-104.2周锡堂, 邹纲明, 吴景雄. 不同方法提