李苑雯，陳素娟，柏文良，熊岑，鄭彥婕

(深圳市計量質量檢測研究院，廣東 深圳，518131)

花生油是世界五大食用油之一［1］，多采用純物理壓榨工藝制作［2］，保留了花生的原汁原味，營養(yǎng)價值高［3］?；ㄉ褪侵袊习傩兆钕矏鄣挠头N之一［4-6］。這與其獨特的風味是分不開的。濃郁芬芳的香味可以為中式菜肴增香添味，是消費者選擇花生油的主要原因，同時也是花生油區(qū)別于其他食用植物油的重要感官特征。

目前國內外關于花生油香氣成分方面的研究甚少。江南大學王興國課題組采用HS-SPME-GC/MS建立了花生油揮發(fā)性成分的分析方法［7］。研究發(fā)現(xiàn)花生油風味成分主要是吡嗪、吡啶、呋喃等含氮、氧雜環(huán)化合物，其中吡嗪類化合物含量最高［8］。史文青［9］分析了花生油和花生油香精的揮發(fā)性成分，發(fā)現(xiàn)兩者存在較大差異，花生油獨特的濃香氣味是由多種成分協(xié)同作用而產(chǎn)生。國內研究主要集中在香氣成分分析方法方面，國外由于食用花生油少，未見花生油相關研究報道，但在油脂香氣研究方面，利用香氣指紋在橄欖油的產(chǎn)地識別［10-13］、摻偽鑒別［14-16］等方面的研究已成為近年來的熱點，并取得了一定的成果。由此可見，針對花生油獨特的香味，分析并研究其香氣指紋，進而探討其在花生油屬性識別、摻偽鑒別中的應用，可為花生油質量控制與真?zhèn)舞b別提供新思路。

1 材料與方法

1.1 樣品

純花生油共17 個樣品(覆蓋17 個品牌);其他食用植物油(品種包括菜籽油、核桃油、茶油、橄欖油、稻米油、大豆油、芝麻油、葵花籽油、棕櫚油)共16個樣品，所有樣品均在深圳大型超市購買。

1.2 儀器與設備

DSQII GC/MS 單四級桿氣相色譜質譜聯(lián)用儀，Thermo Fisher Scientific，美國;三合一自動進樣器，CTC Analytics，美國;固相微萃取纖維涂層:聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane(PDMS)，100 μm)、聚二甲基硅氧烷/二乙烯苯(PDMS/divinylbenzene(PDMSDVB)，60 μm)、二乙烯苯/碳分子篩/聚二甲基硅氧烷 (divinylbenzene/carbowax/PDMS (DVB-CARPDMS)，50/30 μm)、碳分子篩/聚二甲基硅氧烷(Carbowax/PDMS(CAR-PDMS)，75 μm)，上述纖維涂層均購于美國Supelco 公司。

1.3 儀器條件

1．3．1 氣相色譜條件

采用HP-FFAP 色譜柱(50 m × 0．20 mm ×0．33 μm);不分流進樣;載氣為高純氦氣，流速1．0 mL/min;進樣口溫度為250℃;色譜柱升溫程序為:初始溫度40℃，以3℃/min 升溫至250℃。

1．3．2 質譜條件

EI 電離，電子能量70 eV;傳輸線溫度250℃;離子源溫度200℃;全掃描模式采集，掃描范圍為35 ～500 amu。

1.4 實驗方法

取5．0 g 油樣于20 mL 頂空瓶中，加入內標物正辛醇濃度2μg/g，樣品在萃取箱體內加熱至100℃，使用50/30 μm DVB-CAR-PDMS 萃取頭頂空萃取40 min，然后置于250℃的色譜進樣口解吸10 min，按氣相色譜質譜儀工作條件進行分離和測定。

1.5 定性、定量方法

通過HS-SPME-GC/MS 法對油樣進行分析，對所檢測到的組分進行NIST 譜庫檢索定性(相似度大于60%以上)。采用相同的升溫程序，以C8—C40的飽和烷烴作為標準，以保留時間計算樣品測試中化合物的Kovats 保留時間指數(shù)(kovats retention indices，RI)，并與文獻值相比較，與數(shù)據(jù)庫檢索結果共同定性。

定量(相對比例):采用內標法計算香氣組分與內標物的相對比例R。

其中:Ai為香氣組分峰面積;As為內標物正辛醇峰面積。

1.6 數(shù)據(jù)處理方法

主成分分析(PCA)采用數(shù)據(jù)處理軟件MATLAB(7．5)。

2 結果與討論

2.1 SPME 萃取條件的優(yōu)化

根據(jù)文獻［7-9］報道，吡嗪、吡啶等含氮、氧雜環(huán)化合物是花生油香味的主要來源，因此，選擇吡嗪、吡啶、吡咯及酸類化合物4 類主要香氣化合物的峰面積作為萃取條件優(yōu)化分析的依據(jù)。

2．1．1 萃取涂層的選擇

選取DVB-CAR-PDMS、CAR-PDMS、PDMS-DVB、PDMS 4 種商業(yè)SPME 萃取涂層進行比較實驗。萃取涂層的選擇依據(jù)相似相溶原理，不同的萃取涂層適用于分析不同極性的化合物。從圖1 可以看出，PDMS對4 類化合物的萃取效果最差，這是由于PDMS 適用于分析非極性揮發(fā)物。DVB-CAR-PDMS、CAR-PDMS 2 種涂層對4 類化合物的萃取富集能力相似，DVBCAR-PDMS 對吡嗪、吡咯、吡啶類化合物有更好的富集效果，而CAR-PDMS 則更適用于富集酸類化合物，由于酸類化合物對花生油風味的影響較其他3 類化合物小，因此，選取50/30 μm DVB-CAR-PDMS 作為實驗用萃取涂層。

2．1．2 萃取溫度的優(yōu)化

萃取過程中，溫度升高時，分析物在樣品內的運動加快，有利于提高分析物在頂空的分配，從而使涂層萃取量呈增大趨勢;但升高溫度也會使分析物在涂層中的分配系數(shù)降低，影響涂層對分析物的吸附。所以在使用SPME 時應選擇最佳萃取溫度。實驗考察了40、60、80、100℃4 個萃取溫度，從圖2 可見，當溫度從40℃升高至100℃時，4 類香氣化合物的峰面積均呈上升趨勢，其中吡嗪類物質增長明顯表明隨著萃取溫度的提高，萃取效率提高。根據(jù)實驗結果，選取100℃作為花生油香氣成分的萃取溫度。

圖1 4 種SPME 萃取涂層的萃取效果比較Fig．1 Extraction efficiency comparison of 4 SPME coatings

2．1．3 萃取時間的優(yōu)化

實驗對比了不同萃取時間下(10、20、30、40、60 min)4 類化合物萃取效率的變化情況。結果表明，隨著萃取時間的增加，4 類香氣化合物峰面積均呈現(xiàn)上升的趨勢，其中，吡啶、吡咯、酸類化合物的峰面積隨著萃取時間變化不明顯，而吡嗪類化合物在萃取時間由10 min 增加至40 min 時峰面積增加明顯，40 min后，增勢趨于平緩。因此，綜合考慮萃取效率和實驗效率，確定萃取時間為40 min。

圖3 不同萃取時間萃取效果的影響Fig．3 Effect of extraction time on the extraction efficiency

2．1．4 解吸溫度的優(yōu)化

根據(jù)50/30 μm DVB-CAR-PDMS 涂層所推薦的使用溫度，選擇230、250 和270℃3 個溫度作為解吸溫度進行優(yōu)化。當溫度提高時，有利于目標物從SPME 涂層上脫離，但溫度過高會影響SPME 萃取涂層的使用壽命。從圖4 可以看出，3 個解吸溫度下的萃取效果沒有明顯卻別，因此選擇250℃作為解吸溫度，既可以保證有較大的萃取量，同時避免處于涂層經(jīng)常處于高溫度而縮短涂層的壽命。

2.2 花生油主要香氣組分分析

按照優(yōu)化后的HS-SPME 萃取條件對17 個純花生油進行分析，在所獲得的色譜圖上可定性的組分在100 種以上，其中74 種為17 個花生油的共有組分，且相對比例較高，是花生油的主要香氣組分?；ㄉ拖銡饨M分的總離子流圖見圖5，其中滿足定性條件的香氣組分共71 種，分析結果見表1。

圖4 解吸溫度對萃取效果的影響Fig．4 Effect of desorption temperature on the extraction efficiency

圖5 花生油香氣成分總離子流圖(色譜峰序號與表1 化合物序號對應，其中I．S． 為內標物)Fig．5 Total ion current chromatogram of aroma compounds of peanut oil

由表1 可知，花生油中主要的香氣組分有吡嗪、呋喃、吡咯、吡啶、醛、酮、醇、酸等化合物。其中，吡嗪、呋喃2 類化合物約占50%，對花生油的風味有著最大的貢獻。吡嗪類化合物是花生油香氣成分最主要的一類，此次共鑒別出吡嗪類組分19 種，約占主要組分數(shù)的30%。吡嗪類化合物是美拉德反應的中間產(chǎn)物，具有強烈的烤香和堅果味香氣，是花生油堅果香氣和烘焙風味的主要呈味物質［17］。此外，呋喃類化合物7 種，約占總成分數(shù)的20%，呋喃類化合物會帶來多種果香味，吡啶類化合物則體現(xiàn)青香和堅果香味，眾多化合物體現(xiàn)出不同的特征香味。因此，花生油的香味并不是由一種或幾種化合物來體現(xiàn)，而是由多種成分協(xié)同作用才產(chǎn)生的。

2.3 基于香氣組分的花生油與其他植物油PCA 分類

應用建立的香氣組分分析方法對菜籽油、核桃油、茶油、橄欖油、稻米油、大豆油、芝麻油、葵花籽油、棕櫚油等其他食用植物油進行分析，通過NIST 檢索、保留指數(shù)定性，篩選出含量較高42 種主要香氣組分(見表2)，與花生油的74 種主要香氣組分，共116 個組分。通過保留時間定性，內標法計算所有變組分在各種植物油中的相對比例，并進行PCA 分析。

表1 花生油中74 種主要的香氣組分Table 1 74 aroma compounds from peanut oil

續(xù)表1

圖6 花生油與其他植物油PCA 得分圖Fig．6 PCA score of peanut oil and other vegetable oil

圖7 花生油與其他油PCA 載荷圖Fig．7 PCA loading of peanut oil and other vegetable oil

基于上述116 種香氣組分的數(shù)據(jù)對花生油、其他油進行PCA 分析，取特征值較大的前2 個主成分(方差貢獻率為67%)的得分向量和特征向量作圖，結果見圖6、圖7。從圖6 可見，花生油與其他油可明顯分成2 大類，說明利用香氣指紋能夠很好地將純花生油與其他油區(qū)分開來?；ㄉ团c其他油的差異主要體現(xiàn)在第二主成分(PC2)上，由PCA 載荷圖(見圖7)可見，花生油與右上角的組分呈正相關，而其他油則與左下角的組分呈正相關，且PC2 上正相關的組分主要為花生油的主要香氣組分，負相關的組分為其他油的香氣成分，因此花生油與其他油在PCA 得分圖中體現(xiàn)明顯的分類。另外，圖6 中虛線橢圓外的離群樣品為芝麻油，可能由于其特殊的香氣組成使得與其他油差異較大。

表2 其他植物油中39 種主要香氣組分Table 2 39 aroma compounds from other vegetable oils

3 總結

采用HS-SPME-GC/MS 技術，通過優(yōu)化SPME 萃取條件建立了花生油中香氣成分的快速檢測方法。通過對花生油的香氣成分進行分析，表明吡嗪類、呋喃類化合物是花生油風味的最主要貢獻者，花生油獨特的濃香味不是由一種或幾種化合物來體現(xiàn)，而是由多種成分協(xié)同作用產(chǎn)生的。應用所建立的方法對17個純花生油和16 個其他植物油中116 個香氣組分的相對含量進行PCA 分析，可很好地分辨花生油與其他油，說明采用香氣組分對花生油屬性進行快速識別具有很好的可行性。

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