顶空固相微萃取和同时蒸馏萃取 用于兔肉挥发性风味成分分析的比较研究

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(西南大学食品科学学院,重庆 400716)

伊拉兔具有遗传性能稳定,生长发育快、抗病力强、产子率和出肉率高及肉质鲜嫩的特点。兔肉具有高蛋白、高赖氨酸、高烟酸、高消化率、低脂肪、低胆固醇、低能量密度等优点,被列为美容、益智、养胃的健康肉类,受到越来越多人的喜爱[1]。

随着人们对兔肉关注的增加,兔肉的风味也受到了越来越多的重视。食品风味组成一般用GC-MS的方法检测,王志沛等[2]对啤酒中的挥发性风味物质进行分析,江新业等[3]用GC-MS对北京烤鸭的挥发性风味物质进行鉴定,田怀香[4]用GC-MS的方法,研究金华火腿的风味物质,检测在金华火腿中起主要作用的风味成分,谢章斌等[5]用同时蒸馏提取法提取鹅肥肝中的挥发性风味物质,并用GC-MS与GC-O进行检验,姜颖等[6]对兔肉的腥味物质进行提取后用GC-MS分析。

鉴定风味物质,首先要将风味物质分离。风味物质的分离方法[7]有溶剂萃取法、蒸馏提取法、超临界流体萃取法和顶空捕集法。一般在萃取过程中,最常用的是顶空捕集法中的固相微萃取法和蒸馏提取法的同时蒸馏萃取法。马惠芬等[8]用同时蒸馏萃取法萃取板栗叶中的挥发性化学成分,取得较好的结果;乔宇等[9]用顶空固相微萃取提取葡萄柚汁中的香气成分,并对其起主要作用的成分进行鉴定;WenLai Fan等[10]用固相微萃取结合电子鼻的方法分析了不同年份洋河大曲中的风味物质;周志[11]、孙彦[12]及徐永霞[13]用顶空固相微萃取和同时蒸馏萃取法分别对野生刺梨汁、精武鸭脖和猪肉汤的挥发性风味成分的萃取效果进行了对比分析,发现原料不同,提取挥发性风味成分的最适方法有所不同。兔肉挥发性风味成分的提取方法国内外未见报道,本研究探索同时采用蒸馏萃取法和顶空固相微萃取提取兔肉的挥发性风味物质,并比较两种方法对兔肉风味的提取结果。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

伊拉兔 重庆北碚西南大学肉兔养殖基地购买,品种为伊拉配套系商品代75日龄的公兔,现场宰杀后带回实验室放于4℃冰箱。

GCMS-QP2010气相色谱-质谱联用仪 日本岛津公司;固相微萃取装置(手动固相微萃取进样器、75umCAR/PDMS萃取头) 美国Supelco公司;15mL顶空钳口样品瓶;XHF-D型匀浆机 宁波新芝生物科技股份有限公司;FA1004A型电子天平 重庆泰瑞仪器有限公司;MJ-25BM04A搅拌机 广东美的精品电器制造有限公司;同时蒸馏萃取装置自行定制。

1.2 实验方法

1.2.1 顶空固相微萃取法 将兔腹部肌肉在绞肉机中绞碎,在电子天平上准确称量4g(精确到0.001g),放于15mL萃取瓶中,盖上盖子,放于90℃水浴锅中平衡15min,通过隔热垫插入活化好的SPME萃取头(270℃活化30min),推出纤维头,保持在90℃恒温水浴中萃取30min,插入GC进样口解析5min。

1.2.2 同时蒸馏萃取法 将兔腹部肌肉在绞肉机中绞碎后,称取100g(精确到0.1g)放入1000mL的烧杯中,加入500mL超纯水,将圆底烧瓶接于SDE装置一端,用电热套加热烧瓶,保持溶液沸腾。SDE装置另一端接500mL圆底烧瓶,内装100mL乙醚,50℃恒温水浴提取2.5h。萃取液冷却后,加入一定量无水硫酸钠,放置于-18℃冰箱过夜。将所得液体用旋转蒸馏法浓缩至1mL,用GC-MS分析。

1.2.3 GC-MS联用仪分析条件 气相色谱条件:DB-5MS毛细管柱(30m×0.25mm×0.25μm);载气为氦气;进样口温度250℃;升温程序为起始温度为35℃,保持5min,以4℃/min升至75℃,以2℃/min升至100℃,再以10℃/min升至230℃,保持8min。顶空固相微萃取进样采用不分流进样;同时蒸馏所得浓缩液进样量为1μL,进样分流比为1∶20,溶剂延长时间为6min。质谱条件:色谱-质谱接口温度250℃;进样口温度250℃;离子化方式:EI;离子源温度230℃。

1.2.4 化合物鉴定及定量 样品挥发性化合物经气相色谱分流,不同组分形成其各自的色谱峰,用气相色谱与质谱联用进行分析鉴定,分析结果运用计算机谱库(NIST05/NIST05s/NIST08/NIST08s)进行初步检索及资料分析,再结合文献进行人工谱图解析,确认挥发性化合物的化学成分。化合物的相对含量采用峰面积归一法确定。

2 结果与分析

图1 两种方法提取的兔肉风味成分总离子流图 Fig.1 Total ion current chromatogram of volatiles from IRA rabbit meet extracted by HS-SPME and SDE

伊拉兔腹部肌肉通过HS-SPME法和SDE法分析,所检测出的挥发性成分存在明显差异(图1)。GC-MS测定出的挥发性成分及其相对百分含量如表1所示。

由表1可知,HS-SPME和SDE法提取相同的伊拉兔腹部肌肉样品,经GC-MS检验出8类共49种挥发性化合物,其中经HS-SPME法检出23,SDE法检出26种,共检测烃类17种、醛类14种、醇类6种、酯类5种,醚类2种及酮类,酸类,杂环类各1种。采用SDE法检出伊拉兔腹部肌肉的挥发性风味物的数量略多于HS-SPME法。

通过HS-SPME法检出烃类5种、醛类14种、醇类3种、杂环类1种。经SDE法检测出烃类14种、醇类3种、醚类2种、酸类1种、酯类5种、酮类1种。HS-SPME法提取的伊拉兔挥发性风味成分,相对含量较高的是己醛(28.71%)、2-庚烯醛(13.45%)、2-辛醛(8.43%)、壬醛(9.54%)、2-十一烯醛(5.64%)、1-辛烯-3-醇(5.72%)、2-戊基呋喃(6.62%)、3-乙基-2甲基-1,3-己二烯(2.25%)、三十二烷(2.12%)、庚醛(2.49%)、辛醛(4.78%)等。SDE法相对含量较高的是2,3-丁二醇(60.79%)、乙基异丙醚(10.93%)、4，6-二甲基十二烷(4.4%)、三十二烷(5.87%)、三十五烷(6.58%)等。

表1 HS-SPME法和SDE法提取分析伊拉兔腹部肌肉的挥发性风味组分Table1 GC-MS identification of volatiles from IRA rabbit meat extracted by HS-SPME and SDE

续表

比较两种提取方法,所得结果差异明显,共同检测出的物质只有十七烷和三十二烷2种。采用HS-SPME法提取醛类种类较多,而用SDE法却没有醛类化合物,却多了酸类和酯类化合物。可能是因为SDE是在一个相对高的温度下作用时间比较长,醛类可能氧化成了酸类,而实验所用的DB-5ms柱子极性较小,对酸的保留效果差,因而检测不到。

3 结论与讨论

HS-SPME法和SDE法提取相同样品中的挥发性风味物质经GC-MS检验,结果差异明显。HS-SPME法检测出23种不同的挥发性物质,SDE法检测出26种,但共同检测的挥发性化合物只有两种。HS-SPME法和SDE法共同检测伊拉兔肌肉中烃类17种、醛类14种、酸类6种、酯类5种、酯类2种及酮类、酸类、杂环类各1种。

SDE法萃取时间较长,可以更多的萃取出兔肉中的挥发性风味物质。HS-SPME法比SDE法所得的峰少,但所得的色谱图更能反映兔挥发性风味的原始信息。SDE法对低挥发性、高沸点的成分萃取效果较好,如酯类、分子结构复杂的烃类等有较好的检出。SDE法将样品在高温下长时间蒸煮,使结构不稳定的化合物发生了变化,检出量减少;SPME法对样品进行直接吸附,样品处理的时间短、温度低、步骤少,检测的挥发性组分没有发生变化。根据本实验结果并结合其他同类研究得出HS-SPME法更适合兔肉风味物质的提取。

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[2]王志沛,季晓东,武千钧,等.啤酒中挥发性风味物质的分析及风味评价[J].酿酒科技,2001(4):59-61.

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