SPME-GC-MS测定稀奶油中的挥发性化合物

李 良，马 莺，杨 鑫

(1.哈尔滨工业大学食品科学与工程学院，150090哈尔滨;2.东北农业大学食品学院，150030哈尔滨)

稀奶油是从乳中分离出的含脂肪部分，可以添加或者不添加食品添加剂和食品营养强化剂经过加工制成脂肪含量较低的产品［1］.稀奶油是一种呈味物质，可以赋予食品(如甜点、蛋糕和一些巧克力糖果)美味［2］.还可以稀奶油为主要原料，利用相关微生物、酶水解等生物技术手段加工，再经修饰调配制成奶味香精［3］，大量应用于食品工业中.稀奶油的风味对于相关食品的风味有重大影响，研究稀奶油的风味十分必要.对奶油风味的研究［4-5］主要是对成品稀奶油［6］、天然乳脂［7］、酶解奶油［8］等进行分析，对原料天然稀奶油分析很少，更谈不上应用先进的分析技术.固相微萃取(SPME)可以在很短的时间内获得挥发性物质［9］，而且不会受温度或者溶剂的影响引起挥发性物质的变化［10］，广泛应用于风味物质的分析，与气相色谱-质谱联用(GC-MS)已成功分析了多种化合物［11］.本文通过固相微萃取与气质技术结合分析稀奶油的风味物质，为进一步探讨稀奶油对于相关食品及以稀奶油为原料奶味香精风味的影响提供参考.

1 实验

1.1 试剂与仪器

气相色谱-质谱仪，惠普5890型气相色谱仪(Hewlett-Packard.palo Alto，California，USA);计算机工作站(GC Workstation)HP3398A GChemStation;FID检测器，质谱选择性检测器;固相微萃取装置(SPME)Supelco，Bellafonte，PA，USA.

1.2 实验过程

1.2.1 稀奶油的制备

过程如下:原料乳→预热→分离→均质→杀菌→冷却.原料乳:市售新鲜牛乳;预热:35～40℃;分离:两次，将第一次分离所得脱脂乳再分离一次;两次获得的稀奶油混合;均质:15～18 MPa;杀菌:85℃×15 min，加热时应注意搅拌，加热后要立即冷却至18～20℃.

1.2.2 固相微萃取(SPME)技术萃取挥发性化合物

称取20 g稀奶油放人100 mL顶空瓶中，将已老化好的萃取头插入样品瓶中进行萃取，吸附时间为90 min.

1.2.3 色谱操作条件

1)条件A.色谱柱:DB-5(60 m×250 μm× 0.25 μm);色谱操作条件:载气为氦气，流速1.0 mL·min-1，进样口温度为250℃;进样模式为splitless.升温条件:初始温度 60℃，保持3 min;以 6℃ ·min-1升温至 150℃;以4℃·min-1升温至230℃.分析总时间48 min. SPME探针类型:PA(85 μm).

2)条件B.色谱柱:DB-5(60 m×250 μm× 0.25 μm);色谱操作条件:载气为氦气，流速1.0 mL·min-1，进样口温度为250℃;进样模式为splitless.升温条件:初始温度 60℃，保持3 min;以 6℃ ·min-1升温至 150℃;以4℃·min-1升温至230℃.分析总时间48 min. SPME探针类型:PDMS/DVB(100 μm).

3)条件C.色谱柱:HB-5;色谱操作条件:载气为氦气，流速1.0 mL·min-1，进样口温度为250℃;进样模式为splitless.升温条件:初始温度40℃，保持10 min;以2℃·min-1升温至50℃，保持5 min;以5℃·min-1升温至120℃;以10℃·min-1升温至230℃.SPME探针类型: PDMS/DVB(100 μm).

1.2.4 挥发性化合物分析

各组分质谱鉴定是根据HP化学工作站软件，对照NIST62库所提供的质谱资料进行检索定性，确定挥发性化合物成分，在色谱图上剔除峰面积小的挥发性化合物，对剩下的挥发性化合物峰面积求和，利用峰面积归一化法求得各组分峰面积分数［12］.

2 结果与讨论

2.1 SPME-GC-MS方法分析条件的选择

分析条件的选择对稀奶油挥发物质的检测具有重要影响.3种不同测定条件对于稀奶油挥发物质测定的影响结果见图1～3.

图1 条件A下测得的稀奶油中挥发性香气成分总离子流色谱图

图2 条件B下测得的稀奶油中挥发性香气成分总离子流色谱图

图3 条件C下测得的稀奶油中挥发性香气成分总离子流色谱图

从图1～3可以看出，条件B较好地分离了稀奶油中挥发性物质，这是由于固相微萃取过程中，探针涂层起着决定性的作用，许多特殊的因素需要考虑［13］，如极性化合物最好使用极性萃取头，PA［14］萃取头比较适合于分析亲水的化合物［15］，主要应用于极性半挥发性物质(酚类).而PDMS/DVB萃取头属于两级性质［16］，对极性芳香物质更有效率，主要应用于极性挥发性物质［11］.因此，选择条件B进行研究.

2.2 稀奶油中挥发性物质的分析

采用固相微萃取与气质联用技术相结合，从稀奶油中共检测出21种主要挥发性化合物(见表1)，可以看出，21种挥发性物质中烷烃5种、硫醚类1种、游离脂肪酸类5种、甲基酮4种、内酯1种、醇类1种、杂环类及其他物质4种.在稀奶油中，甲基酮对风味影响较大，其中2-庚酮具有新鲜的奶油味，2-壬酮具有清新、脂肪味，2-十一酮气味特征是酮味/花香味.游离脂肪酸也是一类重要的风味物质，与一般脂肪酸相比，乳脂肪的脂肪酸组成中，水溶性、挥发性脂肪酸含量高的这类乳脂风味也特别好，而且易于消化［17］.在稀奶油中检测到的是C4～C12之间的偶数脂肪酸.

表1 稀奶油中挥发性化合物的组成分析

3 结论

1)使用PDMS/DVB萃取头的SPME-GC-MS技术可以用于稀奶油挥发性物质的分析.

2)稀奶油中共检出21种挥发性物质，主要为挥发性脂肪酸、甲基酮类、内酯和一些其他挥发性化合物.其中挥发性脂肪酸有5种，主要是中短链脂肪酸，包括丁酸、己酸、辛酸、癸酸和十二酸，是稀奶油重要的风味物质;甲基酮有4种，主要是2-庚酮、2-壬酮、2-十一酮，这几种甲基酮赋予产品奶油的风味.

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