不同萃取头对百农矮抗58面粉香气成分分析的比较

闫文利 胡喜贵 姜小苓 胡铁柱 茹振钢

摘要：采用50/30 μm DVB/CAR/PDMS、65 μm PDMS/DVB、75 μm CAR/PDMS和100 μm PDMS 4种不同涂层纤维的萃取头萃取百农矮抗58（AK58）面粉香气成分，顶空固相微萃取（HS-SPME）与气质联用（GC-MS）相结合，对AK58面粉中的香气成分进行初步分析鉴定。结果表明，4种萃取头共检测出48种挥发性化合物，采用50/30 μm DVB/CAR/PDMS和65 μm PDMS/DVB萃取头结合HS-SPME，可以较全面地提取AK58面粉的挥发性成分。

关键词：萃取头；AK58面粉；香气成分；顶空固相微萃取；气质联用

中图分类号： S512.101 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2015）07-0327-04

小麦营养丰富、经济价值高，是我国主要粮食作物之一[1]。小麦面粉广泛应用于面条、馒头、面包等产品的加工，都是人们喜爱的食物。小麦面粉有自然浓郁的麦香味，凡符合国家标准的面粉都有小麦天然香味[2]。

食品香气是一些挥发性物质，是具有确定结构的化合物，是食品风味的一个重要方面[3]。食品中香气成分分离、分析和评价的一般步骤是：首先尽量完全地从食品中抽提出香味组分，然后借助现代仪器进行定性、定量分析，最后是评价重要的挥发性组分对香气的贡献[4]。顶空固相微萃取（HS-SPME）是一种样品前处理新技术，集采样、萃取、浓缩、进样于一体，是提取食品风味物质的精确技术，能够与气相、气相-质谱（GC-MS）、液相、液相-质谱仪联用，有手动和自动2种操作方式，常与 GC-MS 联用来分析和鉴定风味物质[5]。目前，稻米、甜玉米、大蒜等作物的香气成分已有报道[6-9]，而对小麦香气成分的研究较少。燕雯等用50/30 μm 聚二乙烯基苯、羧乙基与聚二甲基硅氧烷（DVB/CAR/PDMS）复合萃取头对黄淮地区3种不同筋力小麦品种的挥发性成分进行了研究[10]；张玉荣等利用50 μm DVB/CAR/PDMS复合萃取头，研究了小麦面粉储藏期间挥发性成分变化[11]；张玉玉等用GC-MS定量分析传统小麦酱中的挥发性成分[12]。

本研究利用顶空固相微萃取与气质联用[13]相结合的方法，分析AK58面粉的香气成分，通过比较50/30 μm DVB/CAR/PDMS、65 μm 聚二甲基硅氧烷与聚二乙烯基苯 （PDMS/DVB）、75 μm羧乙基与聚二甲基硅氧烷（CAR/PDMS）3种不同复合萃取头及100 μm 聚二甲基硅氧烷（PDMS）萃取头[14]在萃取化合物的种类、数量及萃取量上的异同，旨在找到适合萃取小麦面粉的萃取头，为进一步分析小麦面粉香气成分提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

小麦百农矮抗58（AK58）面粉，由河南科技学院小麦中心提供。

1.2 主要仪器

CP213电子天平，上海皖宁精密科学仪器有限公司生产；SPME手动进样手柄，A：50/30 μm DVB/CAR/PDMS，B：65 μm PDMS/DVB，C：75 μm CAR/PDMS，D：100 μm PDMS 4种萃取头，15 mL 带酚醛树脂盖萃取瓶，美国Supelco公司生产；恒温加热搅拌器，上海东玺制冷设备有限公司生产；THERMOFISHER ISQ型气相色谱质谱联用仪器，TG-WAXMS弹性石英毛细管柱，美国Thermo公司生产。

1.3 试验方法

1.3.1 面粉香气的吸附与解析 萃取头使用前在气相色谱进样口250 ℃老化60 min。在15 mL萃取瓶中加入4.0 mL超纯水、0.5 g NaCl、0.6 g面粉，混匀，在恒温加热器上50 ℃平衡10 min；与此同时，萃取头在气相色谱进样口250 ℃老化10 min，拔出萃取头，插入萃取瓶吸附50 min；将该萃取头在气相色谱进样口于250 ℃解吸7 min，用GC-MS进行分析。4种萃取头均按同样方法进行萃取操作，重复3次。

1.3.2 色譜条件 气相色谱条件：色谱柱为30 m×0.25 mm×025 μm的TG-WAXMS，进样不分流；程序升温40 ℃保持 1 min，以2 ℃/min升温至50 ℃并保持2 min，再以 5 ℃/min 升温至180 ℃并保持2 min，最后以10 ℃/min升温至230 ℃保持5 min；载气为氦气，流量为1.0 mL/min；进样口温度为250 ℃。质谱条件：EI电离源，电子能量为70 eV，离子源温度250 ℃；扫描范围为40～350 m/z。

1.3.3 定性和定量分析 质谱结果经计算机检索（NIST08）进行定性分析；采用总离子流色谱图（TIC）峰面积归一化法求得各成分相对百分含量[15]。

2 结果与分析

2.1 4种萃取头萃取出香气物质的总离子流色谱图比较

由图1可见，4种萃取头从AK58面粉中萃取出的香气物质，其总离子流色谱图在同一保留时间既出现形状相近的波峰，也呈现出各自特有的波峰，这表明不同萃取头萃取出的香气物质既有相同物质，也各有特有物质；在相同保留时间上，波峰存在高低差异，萃取头A、B出现的波峰数量较多，而萃取头D相对较少，这说明萃取头种类与萃取物质的数量、种类和含量高低存在较为显著的关系。

2.2 4种萃取头萃取出香气物质的数量

由表1可见，AK58面粉共鉴定出48种香气物质；4种萃取头萃取性能差别较大，萃取头A、B、C、D各萃取出的物质数量分别为23、26、12、14种；各萃取头萃取到相同的香气成分较少，4种萃取头共有的萃取物质为2种，分别是正己醇、顺-9-十四碳烯醇；萃取头A、B、C均有的萃取物质还有3种，分别是三氯甲烷、正戊醇和己醛，萃取头A、B、D和萃取头A、C、D均有的萃取物质还各有1种，分别是2-乙基已醇和十二醛；4种萃取头具有独自萃取1种物质的特点，B萃取头最多，高达10种，A、D萃取头均为8种，C萃取头最少，仅4种。4种萃取头的萃取性能有一定不同，不同的萃取物质可以累加。根据萃取物质数量，萃取头B最佳，A次之。

2.3 4种萃取头萃取出香气物质的种类

由表1可见，4种萃取头从AK58面粉中共鉴定出48种物质，归为6大类，其中，醇类和含硫、含氮杂环类最多，均达13种，烃类11种，醛类6种，酸类4种，酯类仅1种。AK58面粉中的香气物质主要以醇类、烃类和含硫、含氮杂环类为主。

由图2可见，不同萃取头与香气物质种类存在一定关系；对烃类和含硫含氮杂环类物质，萃取头B表现出较强的萃取能力；对醇类和酸类物质，萃取头A表现出较强的萃取能力；对醛类物质，萃取头A、B和C具有一致效果；对酯类物质，仅有萃取头A有一点点效果。从萃取面粉香气物质的种类来看，萃取头A、B效果相对较好。

2.4 4种萃取头萃取出香气物质峰面积的比较

由表1可见，萃取出香气物质峰总面积由多到少依次是萃取头C、B、A、D，峰总面积分别为407.39×106、361.95×106、348.68×106、70.63×106。由图3可见，萃取头A萃取醇类物质的峰面积最高，其次是萃取头B；萃取头C萃取烃类、醛类和含硫含氮杂环类物质的峰面积相对最高，其次是萃取头B；萃取头C萃取出香气物质的峰总面积最高，但其萃取出的挥发性物质相对较少。因此，萃取头与萃取物质含量存在一定的关系，A、B萃取出的挥发性物质数量较多，累积萃取出香气物质峰面积较高；D萃取出的挥发性物质少，面积最少。

3 结论

AK58面粉中共鉴定出香气物质48种，由烃类、醇类、醛类、酸类、酯类、含硫含氮杂环类共6类化合物组成，而燕雯等在西农9718、普冰143、小偃22和西农88小麦粉中分别检出58、57、56和58种香气成分[10]，本试验萃取出的香气物质总数相对偏少，这可能是由于AK58面粉储藏时间偏长，部分挥发性物质发生内在变化或相对含量少而未能检测到[11]。

AK58面粉香气物质在4种萃取头萃取后经GC-MS分析，表现出较明显的差异，萃取化合物的种类、数量、峰面积，萃取头100 μm PDMS萃取的效果均不理想，而萃取头50/30 μm DVB/CAR/PDMS、65 μm PDMS/DVB萃取的效果相对均较好；萃取头75 μm CAR/PDMS在峰面积方面效果最佳，但萃取化合物的种类、数量相对太少。因此，采用萃取头50/30 μm DVB/CAR/PDMS和65 μm PDMS/DVB，并采用顶空固相微萃取，可以较全面地提取AK58面粉的挥发性成分。

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