HS-SPME-GC-MS鉴定4种植物油煎炸薯条挥发性风味成分

官秋林，赵晨伟，唐年初

(江南大学食品学院国家工程实验室，江苏无锡 214122)

HS-SPME-GC-MS鉴定4种植物油煎炸薯条挥发性风味成分

官秋林，赵晨伟，唐年初*

(江南大学食品学院国家工程实验室，江苏无锡 214122)

摘要[目的]研究鉴定4种植物油在煎炸薯条前后挥发性风味物质的变化。 [方法]采用顶空固相微萃取-气质联用(HS-SPME-GC-MS)对棕榈油、油茶子油、玉米油、亚麻子油4种植物油煎炸薯条前后挥发性风味成分进行分析鉴定。[结果]试验一共鉴定出93 种挥发性风味化合物，主要是醛、醇、酮以及相应的酯，还有一些烃类和其他杂环类化合物。分析表明，同一种油在煎炸前后风味物质的种类和含量变化较小，而不同种类的油风味物质的种类和含量相差明显，说明油的品种对风味物质的影响较大，煎炸对植物油的挥发性物质种类和含量的影响不大；煎炸32 h的棕榈油、油茶子油、玉米油的风味成分的主要贡献者是醛类和烃类杂环类，分别占比83.06%、80.71%、74.64%；煎炸32 h的亚麻子油主要风味物质的贡献者是醛类和醇类，占总挥发性风味物质含量的81.49%。[结论] 研究可为通过风味物质的改变判断植物油的煎炸情况提供参考依据。

关键词煎炸油；挥发性；风味；顶空-固相微萃取；气相色谱-质谱

油炸是一种重要的食品加工方法，可赋予食品特殊诱人的风味，被广泛应用于快餐行业、方便食品以及零食加工企业[1]。食用油在煎炸过程中会发生氧化、聚合、裂变、水解等一系列复杂的化学反应，使食用油的各项营养安全指标发生变化，产生一些挥发性的饱和醛、酮、酯等对人体健康有害的极性物质。大量研究表明，煎炸油中积累的极性物质对人体有致癌作用[2-4]。随着目前市场上煎炸食品消费量的不断增长，人们对煎炸油的健康安全性也越来越重视。煎炸油在加热过程中会积累大量对人体有害的极性物质，很多国内外研究都表明，得到的极性物质对细胞的毒性作用[5]是目前人们最为关心的煎炸油卫生安全问题。

薯条是深受人们喜爱的煎炸食品之一。笔者采用棕榈油、油茶子油、玉米油、亚麻子油4种植物油，模拟餐饮店每天连续煎炸薯条8h，有规律取样，采用顶空固相微萃取-气质联用(HS-SPME-GC-MS)技术，分析鉴定了4种植物油煎炸薯条前后油品挥发性风味成分[6-7]，为煎炸植物油风味物质的成分研究提供参考依据。

1材料与方法

1.1材料原料：棕榈油(熔点：41.8 ℃，IV：416.0gI2/kg)，益海嘉里集团上海工厂；油茶子油(IV：997.0gI2/kg)，湖南新金浩茶油股份有限公司；玉米油(IV：1 084.0gI2/kg)，上海融氏企业有限公司；亚麻子油(IV：1 746.0gI2/kg)，金利油脂(苏州)有限公司。

主要仪器：Agilent7890A-5975C气质联用仪(配有NIST11 数据库)，美国安捷伦公司；固相微萃取器手柄，30/50mDVB/CAR/PDMS萃取头，美国Supelco公司；DF-101S恒温磁力搅拌器；Allegra高速离心机；梅特勒PB303-S型天平；烘箱；冰箱等。

1.2方法

1.2.1煎炸试验。煎炸锅中倒入食用油，每天模拟煎炸8h，根据国家煎炸油使用标准，以总极性物质超过27%为煎炸极限。取每种食用油未煎炸和煎炸32h的样品，分析对比煎炸前后挥发性风味物质的变化[8-10]。

1.2.2顶空固相微萃取。顶空瓶使用前应清洗干净，然后在 100 ℃的烘箱中干燥3h，称取 10.00mL油样置于20mL顶空瓶中，隔垫密封将顶空瓶置于 60 ℃ 恒温水浴平衡20min。将老化好的75μmCar/SPME萃取头插入一样品瓶顶空部分，在60 ℃下顶空吸附 40min，吸附完成后取出再插入GC进样口，于250 ℃解吸5min，同时启动仪器采集数据，进行GCMS分析[11]。

1.2.3GC-MS条件。气相色谱条件：色谱柱为DB-WAX(30m×0.25mm，0.25μm)；升温程序为初温40 ℃保持3min，然后以5 ℃/min升至90 ℃，再以10 ℃/min升至230 ℃，保持10min[12]；进样口温度250 ℃；载气99.999%氦气，流速1mL/min，不分流进样。

质谱条件：电子轰击离子源为EI源；电子能量70eV，灯丝发射电流200μA；离子源温度200 ℃；接口温度250 ℃；全扫描模式，扫面质量范围m/z 40～500amu。

1.2.4挥发性风味成分的定性与定量。挥发性成分经GC-MS分析得到总离子流图后，进行NIST11谱库检索，并结合文献报道进行图谱解析，取正反匹配度大于80%的确认为该化合物，采用面积归一化法，依据峰面积计算每种物质相对百分含量[13]。

2结果与分析

2.1棕榈油及其煎炸过程中挥发性风味成分的鉴定按照实验室成熟的SPME条件对煎炸前后的棕榈油挥发性成分进行GC-MS分离鉴定，得到棕榈油挥发性成分的总离子色谱图如图1所示。

将图1的色谱图经NIST05谱库检索和人工图谱解析，用峰面积归一化法计算出各挥发性物质的相对含量[14]。未煎炸棕榈油共鉴定出37种挥发性风味成分，其中醛类12种(38.01%)，醇类6种(5.43%)，酮类4种(4.38%)，酯类3种(6.72%)，烃类等其他杂环类共12种(45.46%)。煎炸薯条32h后的棕榈油共鉴定出41种挥发性风味成分，其中醛类13种(55.32%)，醇类8种(6.04%)，酮类5种(5.25%)，酯类3种(5.64%)，烃类及其他杂环类化合物共12种(27.74%)。详细见表1。

表1　HS-SPME-GC-MS分析棕榈油挥发性物质的种类和含量

注：“ND”表示未检出，定义为0.01%。

Note：NDindicatednotdetected，whichwasdefinedby0.01%.

2.2油茶子油及其煎炸过程中挥发性风味成分的鉴定油茶子油煎炸薯条前后挥发性物质成分总离子色谱如图2所示。

图2　利用HS-SPME-GC-MS检测油茶子油挥发性成分的总离子色谱Fig.2　Total ion chromatogram of volatile compounds of camelia oil by HS-SPME-GC-MS

经过谱图解析，未煎炸油茶子油共鉴定出38种挥发性风味成分，其中醛类15种(45.64%)，醇类8种(4.53%)，酮类4种(3.97%)，酯类3种(2.40%)，烷烃等其他物质共8种(43.46%)。煎炸薯条32h后的油茶子油共鉴定出38种挥发性风味成分，其中醛类13种(41.82%)，醇类6种(4.24%)，酮类4种(4.17%)，酯类7种(10.88%)，烃类及其他杂环类化合物共8种(38.89%)。详细见表2。

表2　HS-SPME-GC-MS分析油茶子油挥发性物质的种类和含量

注：“ND”表示未检出，定义为0.01%。

Note：NDindicatednotdetected，whichwasdefinedby0.01%.

2.3玉米油及其煎炸过程中挥发性风味成分的鉴定玉米油煎炸薯条前后挥发性物质成分总离子色谱如图3所示。

经过谱图解析，未煎炸玉米油共鉴定出61种挥发性风味成分，其中醛类17种(53.03%)，醇类11种(9.33%)，酮类5种(3.95%)，酯类6种(8.94%)，烷烃等其他物质共22种(24.75%)。煎炸薯条32h后的玉米油共鉴定出62种挥发性风味成分，其中醛类19种(54.86%)，醇类10种(11.21%)，酮类7种(4.54%)，酯类8种(9.61%)，烃类及其他杂环类化合物共18种(19.78%)。详细见表3。

图3　利用HS-SPME-GC-MS检测玉米油挥发性成分的总离子色谱Fig.3　Total ion chromatogram of volatile compounds of corn oil by HS-SPME-GC-MS

序号Code保留时间Retentiontime∥min化合物名称Compoundname相对百分含量Relativepercentagecontent∥%未煎炸Nofrying煎炸32hFryingfor32h序号Code保留时间Retentiontime∥min化合物名称Compoundname相对百分含量Relativepercentagecontent∥%未煎炸Nofrying煎炸32hFryingfor32h11.964蚁酸0.034ND3817.525己醇0.5560.34922.797乙醇ND0.1363917.654乙基吡嗪0.1380.15234.127异戊醛0.132ND4017.8863-辛烯-2-酮1.8181.14444.878戊醛1.4711.5654118.250乙烯基吡嗪0.2690.34957.321己醛9.7269.7704218.9981-辛烯-3醇0.2650.22267.8832-己烯醛ND0.0524319.116异辛醇0.1020.33578.5002-甲基丁醛0.187ND4419.4142-乙基-5-甲基吡嗪1.5062.62189.525呋喃醛0.028ND4519.6292-壬酮0.3550.440910.047(E)-2-戊烯醛0.661ND4620.0322-十二烷酮ND0.0981010.124戊醇1.5351.6074720.1501-辛醇0.6430.8791110.561异戊醇0.081ND4820.773苯甲醇0.9022.0241211.0103-羟基-丙酸甲酯1.5641.2464920.9152,4-癸二烯醛20.79724.1441311.4922-戊基呋喃2.2802.6395021.667乙酰香兰酮0.4400.6091412.1032-庚酮1.3591.3095121.756辛酸乙酯1.6063.0001512.960辛酸0.1220.0965221.8782,5,9-三甲基癸烷0.102ND1613.070庚醛0.7130.5545322.0742-吡咯甲醛ND0.6811713.329十二烷酸0.3700.4695422.162(E)-2-癸烯醛ND0.5451813.660(E)-2-戊烯-1-醇ND0.0605522.6582-乙酰基吡咯0.377ND1913.9112-庚烯醛14.62011.3105622.914(Z)-2-壬烯醛0.1660.3972014.215苯甲醛0.0770.0795723.261十四烷0.0440.0782114.7091-甲氧基-3-己烯0.2350.1315823.5233-乙基-2,5-二甲基吡嗪0.256ND2214.8242-丙烯醛0.0740.1245923.830十二烷酸乙酯ND0.6792315.470壬醛5.1312.0976024.0991,2,4,5-四甲基苯0.9830.2532415.6223-环庚烯-1-酮0.1880.4006124.286亚硫酸丁基癸酯0.5200.6872515.7152,3-丁二醇0.0890.1426224.4307-十五炔0.0620.0302615.8675-甲基糠醛0.2170.1986324.7095-甲基-2-吡嗪甲醇0.0560.0522715.977青叶醇0.0930.2776425.037辛酸异戊酯0.1270.2412816.1192-辛醇4.5084.2646525.205N-甲基-2-吡咯甲醛ND0.0432916.217(E)-6-十二烷烯ND0.6156625.385十二醛0.357ND3016.346甲基吡嗪ND0.0846725.5712,4-壬二醛0.0960.4873116.428(E,E)-2,4-庚二烯醛0.5530.9496825.966癸酸乙酯1.0601.3223216.545辛醛1.5941.2226927.219十二烷ND2.7263316.659E-2辛烯醛ND0.2367027.4214-壬酮醛0.1680.1653416.718壬烷0.6450.4277127.639(Z)-9-十八烯酸甲酯5.7635.0433516.824D-柠檬烯0.085ND7228.1242-十二烷酮0.6530.5643617.120乙酸己酯1.8641.2357333.880(Z,Z)-9,12-十八烷二烯-1-醇1.5171.7643717.2822-已烯-1-醇0.7741.679

注：“ND”表示未检出，定义为0.01%。

Note：NDindicatednotdetected，whichwasdefinedby0.01%.

2.4亚麻子油及其煎炸过程中挥发性风味成分的鉴定亚麻子油煎炸薯条前后挥发性物质成分总离子色谱如图4所示。

图4　利用HS-SPME-GC-MS检测亚麻子油挥发性成分的总离子色谱Fig.4　Total ion chromatogram of volatile compounds of flaxseed oil by HS-SPME-GC-MS

经过谱图解析，未煎炸亚麻子油共鉴定出39种挥发性风味成分，其中醛类13种(35.27%)，醇类9种(43.51%)，酮类3种(1.17%)，酯类1种(0.885%)，烷烃等其他物质共13种(19.17%)。煎炸薯条32h后的亚麻子油共鉴定出36种挥发性风味成分，其中醛类14种(43.92%)，醇类9种(37.57%)，酮类2种(0.96%)，酯类2种(3.61%)，烃类及其他杂环类化合物共9种(13.94%)。详细见表4。

表4　HS-SPME-GC-MS分析亚麻子油挥发性物质的种类和含量

注：“ND”表示未检出，定义为0.01%。

Note：NDindicatednotdetected，whichwasdefinedby0.01%.

3结论

该研究采用HS-SPME-GC-MS分离鉴定了4种植物油在煎炸薯条前后挥发性风味物质成分的变化。在4种植物油煎炸前后的8种样品中，一共鉴定出93 种挥发性风味化合物，主要是醛、醇、酮以及它们相应的酯，还有一些烃类和其他杂环类化合物。结果表明，植物油的风味由很多种化合物来体现，是多种成分的协同作用，主要有醛类、醇类、酮类、酯类、烃类以及杂环类等其他化合物；同一种油在煎炸前后风味物质的种类和含量相对变化较小，而不同种类的油风味物质的成分和含量相差明显，说明油的品种对风味物质的产生和含量影响较大，煎炸对植物油的挥发性物质种类和含量影响不大；醛类和烃类杂环类对煎炸32h后的棕榈油、油茶子油、玉米油的风味成分的贡献比较大，分别占到了83.06%、

80.71%、74.64%；煎炸32 h后的亚麻子油主要风味物质的贡献者是醛类和醇类，占总挥发性风味物质含量的81.49%。

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IdentificationofVolatileFlavorCompoundsofFourKindsofVegetableOilsafterFryingFrenchFriesbyHS-SPME-GC-MS

GUANQiu-lin,ZHAOChen-wei,TANGNian-chu*

(SchoolofFoodScienceandTechnology,JiangnanUniversity,Wuxi,Jiangsu214122)

Abstract[Objective] To research the changes of volatile flavor compounds of four kinds of vegetable oils before and after frying French fries. [Method] volatile flavor compounds of four kinds of vegetable oils (palm oil, camellia oil, corn oil, flaxseed oil) were analyzed and identified by HS- SPME-GC-MS before and after frying French fries. [Result] A total of 93 kinds of volatile flavor compounds were identified, which were mainly aldehydes, alcohols, ketones and their corresponding esters, and some other hydrocarbons and heterocyclic compounds. Analysis showed that volatile flavor compounds in the same kind of oil had slightly changes in type and content before and after frying; while volatile flavor compounds in different types of oils differed significantly in types and contents. These indicated that the oil type had relatively great impacts on flavor compounds; and frying had slight impacts on the type and content of volatile substances. Main flavor compounds of palm oil, camellia oil and corn oil after frying for 32 h were aldehydes and heterocyclic hydrocarbon, which accounted for 83.06%, 80.71% and 74.64%, respectively. Main flavor compounds of flaxseed oil after frying for 32 h were aldehydes and alcohols, accounting for 81.49% of the total content of volatile flavor compounds. [Conclusion] This research provides references for the frying situation of vegetable oils through changes of flavor compounds.

Key wordsFrying oil; Volatile; Flavor; Headspace-solid phase micro extraction; Gas chromatography-mass spectrometry

作者简介官秋林(1988- )，男，江西上饶人，硕士，从事粮食油脂精深加工研究。*通讯作者，副教授，博士，从事油脂及植物蛋白研究。

收稿日期2016-03-25

中图分类号TS 205

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)12-089-05