閆文利 胡喜貴 姜小苓 胡鐵柱 茹振鋼
摘要:采用50/30 μm DVB/CAR/PDMS、65 μm PDMS/DVB、75 μm CAR/PDMS和100 μm PDMS 4種不同涂層纖維的萃取頭萃取百農(nóng)矮抗58(AK58)面粉香氣成分,頂空固相微萃?。℉S-SPME)與氣質聯(lián)用(GC-MS)相結合,對AK58面粉中的香氣成分進行初步分析鑒定。結果表明,4種萃取頭共檢測出48種揮發(fā)性化合物,采用50/30 μm DVB/CAR/PDMS和65 μm PDMS/DVB萃取頭結合HS-SPME,可以較全面地提取AK58面粉的揮發(fā)性成分。
關鍵詞:萃取頭;AK58面粉;香氣成分;頂空固相微萃??;氣質聯(lián)用
中圖分類號: S512.101 文獻標志碼: A 文章編號:1002-1302(2015)07-0327-04
小麥營養(yǎng)豐富、經(jīng)濟價值高,是我國主要糧食作物之一[1]。小麥面粉廣泛應用于面條、饅頭、面包等產(chǎn)品的加工,都是人們喜愛的食物。小麥面粉有自然濃郁的麥香味,凡符合國家標準的面粉都有小麥天然香味[2]。
食品香氣是一些揮發(fā)性物質,是具有確定結構的化合物,是食品風味的一個重要方面[3]。食品中香氣成分分離、分析和評價的一般步驟是:首先盡量完全地從食品中抽提出香味組分,然后借助現(xiàn)代儀器進行定性、定量分析,最后是評價重要的揮發(fā)性組分對香氣的貢獻[4]。頂空固相微萃?。℉S-SPME)是一種樣品前處理新技術,集采樣、萃取、濃縮、進樣于一體,是提取食品風味物質的精確技術,能夠與氣相、氣相-質譜(GC-MS)、液相、液相-質譜儀聯(lián)用,有手動和自動2種操作方式,常與 GC-MS 聯(lián)用來分析和鑒定風味物質[5]。目前,稻米、甜玉米、大蒜等作物的香氣成分已有報道[6-9],而對小麥香氣成分的研究較少。燕雯等用50/30 μm 聚二乙烯基苯、羧乙基與聚二甲基硅氧烷(DVB/CAR/PDMS)復合萃取頭對黃淮地區(qū)3種不同筋力小麥品種的揮發(fā)性成分進行了研究[10];張玉榮等利用50 μm DVB/CAR/PDMS復合萃取頭,研究了小麥面粉儲藏期間揮發(fā)性成分變化[11];張玉玉等用GC-MS定量分析傳統(tǒng)小麥醬中的揮發(fā)性成分[12]。
本研究利用頂空固相微萃取與氣質聯(lián)用[13]相結合的方法,分析AK58面粉的香氣成分,通過比較50/30 μm DVB/CAR/PDMS、65 μm 聚二甲基硅氧烷與聚二乙烯基苯 (PDMS/DVB)、75 μm羧乙基與聚二甲基硅氧烷(CAR/PDMS)3種不同復合萃取頭及100 μm 聚二甲基硅氧烷(PDMS)萃取頭[14]在萃取化合物的種類、數(shù)量及萃取量上的異同,旨在找到適合萃取小麥面粉的萃取頭,為進一步分析小麥面粉香氣成分提供技術參考。
1 材料與方法
1.1 試驗材料
小麥百農(nóng)矮抗58(AK58)面粉,由河南科技學院小麥中心提供。
1.2 主要儀器
CP213電子天平,上海皖寧精密科學儀器有限公司生產(chǎn);SPME手動進樣手柄,A:50/30 μm DVB/CAR/PDMS,B:65 μm PDMS/DVB,C:75 μm CAR/PDMS,D:100 μm PDMS 4種萃取頭,15 mL 帶酚醛樹脂蓋萃取瓶,美國Supelco公司生產(chǎn);恒溫加熱攪拌器,上海東璽制冷設備有限公司生產(chǎn);THERMOFISHER ISQ型氣相色譜質譜聯(lián)用儀器,TG-WAXMS彈性石英毛細管柱,美國Thermo公司生產(chǎn)。
1.3 試驗方法
1.3.1 面粉香氣的吸附與解析 萃取頭使用前在氣相色譜進樣口250 ℃老化60 min。在15 mL萃取瓶中加入4.0 mL超純水、0.5 g NaCl、0.6 g面粉,混勻,在恒溫加熱器上50 ℃平衡10 min;與此同時,萃取頭在氣相色譜進樣口250 ℃老化10 min,拔出萃取頭,插入萃取瓶吸附50 min;將該萃取頭在氣相色譜進樣口于250 ℃解吸7 min,用GC-MS進行分析。4種萃取頭均按同樣方法進行萃取操作,重復3次。
1.3.2 色譜條件 氣相色譜條件:色譜柱為30 m×0.25 mm×025 μm的TG-WAXMS,進樣不分流;程序升溫40 ℃保持 1 min,以2 ℃/min升溫至50 ℃并保持2 min,再以 5 ℃/min 升溫至180 ℃并保持2 min,最后以10 ℃/min升溫至230 ℃保持5 min;載氣為氦氣,流量為1.0 mL/min;進樣口溫度為250 ℃。質譜條件:EI電離源,電子能量為70 eV,離子源溫度250 ℃;掃描范圍為40~350 m/z。
1.3.3 定性和定量分析 質譜結果經(jīng)計算機檢索(NIST08)進行定性分析;采用總離子流色譜圖(TIC)峰面積歸一化法求得各成分相對百分含量[15]。
2 結果與分析
2.1 4種萃取頭萃取出香氣物質的總離子流色譜圖比較
由圖1可見,4種萃取頭從AK58面粉中萃取出的香氣物質,其總離子流色譜圖在同一保留時間既出現(xiàn)形狀相近的波峰,也呈現(xiàn)出各自特有的波峰,這表明不同萃取頭萃取出的香氣物質既有相同物質,也各有特有物質;在相同保留時間上,波峰存在高低差異,萃取頭A、B出現(xiàn)的波峰數(shù)量較多,而萃取頭D相對較少,這說明萃取頭種類與萃取物質的數(shù)量、種類和含量高低存在較為顯著的關系。
2.2 4種萃取頭萃取出香氣物質的數(shù)量
由表1可見,AK58面粉共鑒定出48種香氣物質;4種萃取頭萃取性能差別較大,萃取頭A、B、C、D各萃取出的物質數(shù)量分別為23、26、12、14種;各萃取頭萃取到相同的香氣成分較少,4種萃取頭共有的萃取物質為2種,分別是正己醇、順-9-十四碳烯醇;萃取頭A、B、C均有的萃取物質還有3種,分別是三氯甲烷、正戊醇和己醛,萃取頭A、B、D和萃取頭A、C、D均有的萃取物質還各有1種,分別是2-乙基已醇和十二醛;4種萃取頭具有獨自萃取1種物質的特點,B萃取頭最多,高達10種,A、D萃取頭均為8種,C萃取頭最少,僅4種。4種萃取頭的萃取性能有一定不同,不同的萃取物質可以累加。根據(jù)萃取物質數(shù)量,萃取頭B最佳,A次之。
2.3 4種萃取頭萃取出香氣物質的種類
由表1可見,4種萃取頭從AK58面粉中共鑒定出48種物質,歸為6大類,其中,醇類和含硫、含氮雜環(huán)類最多,均達13種,烴類11種,醛類6種,酸類4種,酯類僅1種。AK58面粉中的香氣物質主要以醇類、烴類和含硫、含氮雜環(huán)類為主。
由圖2可見,不同萃取頭與香氣物質種類存在一定關系;對烴類和含硫含氮雜環(huán)類物質,萃取頭B表現(xiàn)出較強的萃取能力;對醇類和酸類物質,萃取頭A表現(xiàn)出較強的萃取能力;對醛類物質,萃取頭A、B和C具有一致效果;對酯類物質,僅有萃取頭A有一點點效果。從萃取面粉香氣物質的種類來看,萃取頭A、B效果相對較好。
2.4 4種萃取頭萃取出香氣物質峰面積的比較
由表1可見,萃取出香氣物質峰總面積由多到少依次是萃取頭C、B、A、D,峰總面積分別為407.39×106、361.95×106、348.68×106、70.63×106。由圖3可見,萃取頭A萃取醇類物質的峰面積最高,其次是萃取頭B;萃取頭C萃取烴類、醛類和含硫含氮雜環(huán)類物質的峰面積相對最高,其次是萃取頭B;萃取頭C萃取出香氣物質的峰總面積最高,但其萃取出的揮發(fā)性物質相對較少。因此,萃取頭與萃取物質含量存在一定的關系,A、B萃取出的揮發(fā)性物質數(shù)量較多,累積萃取出香氣物質峰面積較高;D萃取出的揮發(fā)性物質少,面積最少。
3 結論
AK58面粉中共鑒定出香氣物質48種,由烴類、醇類、醛類、酸類、酯類、含硫含氮雜環(huán)類共6類化合物組成,而燕雯等在西農(nóng)9718、普冰143、小偃22和西農(nóng)88小麥粉中分別檢出58、57、56和58種香氣成分[10],本試驗萃取出的香氣物質總數(shù)相對偏少,這可能是由于AK58面粉儲藏時間偏長,部分揮發(fā)性物質發(fā)生內在變化或相對含量少而未能檢測到[11]。
AK58面粉香氣物質在4種萃取頭萃取后經(jīng)GC-MS分析,表現(xiàn)出較明顯的差異,萃取化合物的種類、數(shù)量、峰面積,萃取頭100 μm PDMS萃取的效果均不理想,而萃取頭50/30 μm DVB/CAR/PDMS、65 μm PDMS/DVB萃取的效果相對均較好;萃取頭75 μm CAR/PDMS在峰面積方面效果最佳,但萃取化合物的種類、數(shù)量相對太少。因此,采用萃取頭50/30 μm DVB/CAR/PDMS和65 μm PDMS/DVB,并采用頂空固相微萃取,可以較全面地提取AK58面粉的揮發(fā)性成分。
參考文獻:
[1]張文學. 彩麥全麥饅頭和彩麥面條品質改良研究[D]. 泰安:山東農(nóng)業(yè)大學,2013:1-56.
[2]羅群鵬. 如何鑒別優(yōu)劣面粉[J]. 中國質量技術監(jiān)督,2008(6):77.
[3]陳 芳,闞健全,孔 梅. 淺談食品風味化學[J]. 中國調味品,2001(7):30-32.
[4]郭 凱,芮漢明.食品中揮發(fā)性風味成分的分離、分析技術和評價方法研究進展[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè),2007,33(4):110-115.
[5]丁艷芳,謝海燕,王曉曦,等. 食品風味檢測技術發(fā)展概況[J]. 現(xiàn)代面粉工業(yè),2013,27(1):22-26.
[6]黃懷生,朱 旗,李擁軍,等. 香米在加工過程中香氣成分的變化[J]. 湖南農(nóng)業(yè)大學學報:自然科學版,2007,33(1):87-89.
[7]Zeng Z,Zhang H,Zhang T,et al. Analysis of flavor volatiles of glutinous rice during cooking by combined gas chromatography-mass spectrometry with modified headspace solid-phase microextraction method[J]. Journal of Food Composition and Analysis,2009,22(4): 347-353.
[8]Buttery R G,Stern D J,Ling L C. Studies on flavor volatiles of some sweet corn products[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,1994,42(3): 791-795.
[9]Shan C S,Wang C,Liu J,et al. The analysis of volatile flavor components of Jin Xiang garlic and Taian garlic[J]. Agricultural Sciences,2013,4(12): 744-748.
[10]燕 雯,張正茂,劉拉平,等. 黃淮地區(qū)不同筋力冬小麥品種香氣成分的GC-MS分析[J]. 麥類作物學報,2011,31(2):246-251.
[11]張玉榮,高艷娜,林家勇,等. 頂空固相微萃取-氣質聯(lián)用分析小麥儲藏過程中揮發(fā)性成分變化[J]. 分析化學,2010,38(7):953-957.
[12]張玉玉,黃明泉,田紅玉,等. GC-MS定量分析傳統(tǒng)小麥醬中的揮發(fā)性成分[J]. 食品科學,2012,33(16):100-105.
[13]Hook G L,Kimm G L,Hall T,et al. Solid-phase microextraction (SPME) for rapid field sampling and analysis by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)[J]. TrAC Trends in Analytical Chemistry,2002,21(8): 534-543.
[14]高會云,何 娟,劉德倉,等. 固相微萃取萃取頭的研究進展[J]. 分析儀器,2007(2):1-6.
[15]李健雋.面積歸一化法分析混合氣體中各組分含量[J]. 計量與測試技術,2012,39(4):86,88.