顶空固相微萃取法分离鉴定金华火烧风味物质

顶空固相微萃取法分离鉴定金华火烧风味物质

金秀发是中国传统泡菜的精华。它独特，细腻，皮色苍白，肉红，香气扑鼻，营养丰富。金华火腿能够成为肉类制品中的佼佼者,是因为所用原料独特,选材严格,制作精细,形成了独特的芳香,因此研究金华火腿的风味物质很有必要。提取食品挥发性风味物质的方法包括静态顶空萃取法、动态顶空萃取法、固相萃取法(SPE)、超临界流体萃取法(SFE)、同时蒸馏萃取法(SDE)、吹扫-冷阱捕集技术和固相微萃取法(SPME)等。与传统的风味物质抽提技术相比,固相微萃取简便、快速、经济安全、无溶剂、选择性好且灵敏度高,可直接与气相色谱-质谱(GC-MS)、高效液相色谱(HPLC)、毛细管电泳仪(CE)等联用,集采样、萃取、浓缩、进样于一体,大大加快了分析检测的速度。本文采用顶空固相微萃取方法处理金华火腿样品,采用GC-MS对萃取物进行分离鉴定。实验中筛选了萃取头,优化了萃取时间、萃取温度,确定了较佳的操作条件,并研究了固相微萃取法在分析金华火腿风味物质中的重现性,为将该法用于其他食品风味物质的研究提供了参考。1实验部分1.1碳分子筛/聚二甲基硅氧烷萃取头气相色谱-质谱联用仪:TraceMS(美国Finnigan质谱公司制造)。SPME手动进样手柄及75μm碳分子筛/聚二甲基硅氧烷(CAR/PDMS)萃取头(纤维头)(美国Supelco公司制造)。金华火腿样品:宗泽牌火腿上方,剔去骨头、肥膘,待用。1.2处理耐挥发性成分时萃取头的老化:第一次使用时,需要在气相色谱进样口(氮气保护下)于270℃老化2h以上;以后使用时需于270℃下处理30min,以确保脱去其可能吸附的挥发性成分。在15mL的样品瓶中装入切碎的原料肉6g,在60℃下顶空吸附40min,于250℃下解吸2min。1.3质谱条件升温气相色谱条件毛细管柱:DB-5柱(60m×0.32mmi.d.;液膜厚度1μm);柱温升温程序:起始温度40℃,保持1min,然后以5℃/min的升温速率升温到130℃,再以8℃/min的升温速率升温到200℃,最后以12℃/min的速度升温到250℃,保持7min;汽化室温度:250℃;载气为He,流速0.8mL/min;进样方式:起始2min不分流进样,随后按分流比12∶1进样。质谱条件电子轰击离子源(EI),电子能量70eV,灯丝发射电流200μA,离子源温度200℃,接口温度250℃。扫描质量范围33～450u。1.4反复合成分采用wiearth和wi高效谱库2.实验数据处理由Xcalibur软件完成,未知化合物经计算机检索的同时与NIST谱库(107000个化合物的数据)和Wiley谱库(320000个化合物的数据,Version6.0)相匹配,只有当正反匹配度均大于800(最大值为1000)的鉴定结果才予以确认。顶空固相微萃取法的缺陷之一是图谱中会出现少量的由萃取头带来的硅氧烷类的杂质峰,在对样品进行质谱检索时需扣除这些杂质峰。2结果与讨论2.1挥发性成分分析按照聚合物的极性,萃取头的固定相涂层可分为3大类:一类为极性涂层,如聚丙烯酸酯(PA)、聚乙二醇(PEG),适于极性化合物的萃取,已用于有机氮农药、脂肪酸、食品中香味等的分析检测;一类为非极性涂层,如聚二甲基硅氧烷(PDMS),适于非极性和弱极性化合物的萃取,已用于有机氯、有机磷、有机氮农药,药品和麻醉品,食品中的香味、咖啡因、卤代物等的分析检测,如Song等用100μmPDMS检测苹果汁的挥发性风味物质;一类为中等极性混合型涂层,包括聚乙二醇/聚二乙烯基苯(CW/DVB)、碳分子筛/聚二乙烯基苯(CAR/DVB)、CAR/DVB/PDMS等,如Mazzini等用CAR/DVB分析橄榄油的挥发性成分。本文选用4种萃取头(85μmPA、100μmPDMS、75μmCAR/PDMS和50μm/30μmDVB/CAR/PDMS),在相同的吸附条件(60℃下吸附40min)和解吸条件(250℃下解吸2min)下进行实验。从图1来看,75μmCAR/PDMS的总的峰面积为3.514×109,几乎是50μm/30μmDVB/CAR/PDMS(总峰面积1.225×109)的3倍,85μmPA(2.009×109)和100μmPDMS(1.885×109)的2倍,说明75μmCAR/PDMS的吸附能力比其他的萃取头强,这和文献报道的一致。从检出的有效化合物的个数来看,75μmCAR/PDMS检出了80种化合物,而50μm/30μmDVB/CAR/PDMS检出了61种化合物,比单一组分涂层的85μmPA(检出了50种化合物)和100μmPDMS(检出了52种化合物)要多。这主要是因为萃取头涂层的极性不同的缘故。萃取头对所分析的化合物有选择性,对金华火腿样品而言,复合涂层的萃取头(75μmCAR/PDMS)更加适合,不仅分离出的化合物比较全面,而且风味强度也很大,色谱分析响应值较高,因而选择75μmCAR/PDMS作为实验用萃取头。2.2固有组分的解吸行为萃取温度对吸附采样的影响具有两面性:一方面,温度升高有利于吸附,尤其对顶空固相微萃取;另一方面,温度升高又会增加萃取头固有组分的解吸,从而降低萃取头吸附被分析组分的能力。由图2可明显看到,吸附温度升高时虽然吸附量仍有增加,但是检出的有效化合物的个数降低了;谱图的峰面积积分面积结果表明萃取头的固有组分所占的峰面积比例在80℃时最高,已达7.15%。因此选用60℃作为吸附温度,此时检出的化合物最多,所吸附的样品量足够用于GC-MS分析。2.3化合物吸附时间比较了3个不同吸附时间对吸附效果的影响。由表1可知,萃取时间延长,总的萃取量略有增加,但增加幅度不大。由于存在吸附-解吸平衡问题,吸附时间从20min增加到40min时检出的化合物数量增加较明显;而当吸附时间增加到60min时检出的化合物个数却减少。因此选择吸附时间为40min,此时间正好与GC-MS分析样品所需的时间比较接近,从而提高了单位时间内样品分析的效率。2.4降压药的检测结果见表1采用上述优化的分析操作条件,重复3次实验,考察固相微萃取法在分析金华火腿挥发性风味物质时的重复性。实验结果见表2。经计算,组分峰面积的相对标准偏差最大为59.01%,最小为0,平均相对标准偏差为16.5%,说明将固相微萃取技术用于金华火腿风味物质的分析重复性良好。从分析结果来看,金华火腿的挥发性风味物质主要为醛类(占58.09%)、酸类(占15.