陳虹賈林青楊桂秋*張峰

（1.沈陽化工大學制藥與生物工程學院遼寧沈陽110142；2.筍崗出入境檢驗檢疫局；3.中國檢驗檢疫科學研究院）

食品中香氣成分的檢測研究進展

陳虹1賈林青2楊桂秋1*張峰3**

（1.沈陽化工大學制藥與生物工程學院遼寧沈陽110142；2.筍崗出入境檢驗檢疫局；3.中國檢驗檢疫科學研究院）

介紹了近年來食品中香氣成分分析檢測的常用前處理方法和分析方法，分析了香氣成分檢測方法的發(fā)展趨勢并預測了今后的發(fā)展方向。

食品；香精；檢測

1 前言

香精、香料能夠改善和增強食品香味，掩蓋食品的不良氣味，從而增加食欲，促進食物消化[1]，我國從1977年開始將食用香料以肯定表的形式列入了國家標準中[2]。此外，一些食品含有特征性香氣成分，能夠通過檢測其香氣成分得知該食品的產地、原料、真?zhèn)舞b別等信息，因此建立食品中香氣成分分析方法十分必要。近年來，許多檢測分析技術已經在該領域得到廣泛應用，前處理方法有蒸餾法、溶劑萃取法、頂空法等，檢測方法有氣質聯(lián)用法、氣相色譜嗅覺法、電子鼻電子舌等。本文就食品中香氣成分的前處理和檢測方法予以介紹。

2 前處理方法

2.1 蒸餾法

水蒸氣蒸餾法適用于食品中揮發(fā)性物質的檢測[3]，其利用目標香氣成分微溶或難溶于水并且與水共沸不反應的性質，加熱蒸餾裝置，使目標化合物與水一起蒸餾出來，冷凝、分離[4]。Asdarina Yahya[5]等人用水蒸氣蒸餾法提取了廣藿香中的精油；V B Xavier[6]等人用該方法提取酒神菊屬植物中的精油，提取出110種揮發(fā)性成分。該方法簡單、經濟，適用于常壓與減壓下食品中揮發(fā)物提取[7]，但不適合提取熱不穩(wěn)定的香氣成分，且操作時間不好控制。

2.2 溶劑萃取法、加速溶劑萃取法

溶劑萃取法是利用樣品中揮發(fā)組分易溶解在極性相近的有機溶劑中，從而有效提取目標化合物。李愛玲[8]等用石油醚提取木瓜中的致香成分，得到具有木瓜特有香氣的木瓜油。該方法操作簡單、回收率高，但由于食品基質復雜，在提取過程中容易被雜質污染。

加速溶劑萃取法的原理是在溶劑萃法基礎上升溫加壓[9]。任卓英[10]等用該方法提取干棗中的香氣成分，確定11種化合物為主要香氣成分。該方法也有局限性，由于在加熱和高壓下進行，高壓可以引起某些不穩(wěn)定的致香成分發(fā)生分解，故該方法適用于高壓下穩(wěn)定的致香成分分析。

2.3 超臨界流體萃取法

超臨界流體萃取法利用超臨界CO2作為溶劑，萃取分離物質[11]。Hurtado-Benavides A等人將該方法運用于咖啡豆香氣成分提取[12]。該方法適合提取熱不穩(wěn)定化合物；溶劑為CO2，環(huán)境友好；操作簡單，時間短；選擇性較好；萃取后的溶劑能循環(huán)利用，經濟環(huán)保[13]。但是，因為超臨界CO2適合提取低極性物質，這限制了該方法的應用范圍，而且該方法設備昂貴，這也是其缺點之一。

2.4 同時蒸餾萃取法、溶劑輔助風味物質蒸餾法

同時蒸餾萃取法是溶劑萃取法和水蒸氣蒸餾法的結合，加熱樣品和加熱萃取溶劑同時進行，使樣品與溶劑氣態(tài)分子混合，冷凝，萃取。Yin Zhu[14]等人用同時蒸餾萃取法檢測西湖龍井茶中芳香化合物，選取了杭州55種西湖龍井，用乙醚進行萃取，提取1 h，結果發(fā)現(xiàn)37個化合物與西湖龍井茶香氣質量成正相關，65種化合物與其香氣質量成負相關。

但是，同時蒸餾萃取法不適于處理富含糖類和氨基酸的樣品，因為加熱時樣品會發(fā)生美拉德反應而生成新的香氣分子，無法判斷香氣來源，給檢測結果造成干擾[15]。溶劑輔助風味物質蒸餾法彌補了上述缺點，這種方法在高真空中進行，且萃取溫度低，避免了熱不穩(wěn)定揮發(fā)性物質的損失[16]。M.Majcher[15]用該方法提取了土豆制品的香味成分，結果表明該方法能夠提取更多低濃度揮發(fā)性化合物。

2.5 固相萃取法，固相微萃取法，攪拌棒吸附萃取法

固相萃取的原理與液液萃取原理相似，都是把溶質從一相分配到另一相中去。該方法能夠有效地分離和富集目標化合物，節(jié)省溶劑，有效去除雜質，提升檢測靈敏度。F Golmohammad[17]用固相萃取技術分離純化了桂皮揮發(fā)油中的致香物質，樣品經過水蒸汽蒸餾法提取后經過固相萃取法富集和凈化，成功分離出8種致香成分。

固相微萃取是以固相萃取為基礎發(fā)展而來[18]，其原理是將吸附劑涂在石英纖維或類似材料表面，將其置于樣品體系中，待其達到平衡，將目標物脫附并分析[19，20]。與固相萃取法相比，該方法選擇性更好。劉曉慧[21]等人用固相微萃取方法提取分析了茶的香氣成分，共提取出81種化合物，該法操作簡單，省時，高效，環(huán)保。

攪拌棒吸附萃取法是將聚二甲基硅氧烷作為萃取涂層[22]置于樣品中吸附待測物，解吸后分析[23]。該方法溶劑用量比溶劑萃取法少；與固相微萃取法相比，該方法固定相體積更大，能萃取出更多的目標物質。A Marrufo-Curtido[24]等人用攪拌棒吸附萃取結合氣相色譜串聯(lián)質譜法方法分析了不同產地醋的香氣成分，鑒別了113種香氣成分，其中39種化合物在酒醋中首次發(fā)現(xiàn)。Mun Wai Cheong[25]等人用攪拌棒吸附萃取-熱解吸-氣相色譜串聯(lián)質譜法分析了橘子汁中的揮發(fā)性成分，成功分離出了30多種揮發(fā)性成分。

2.6 靜態(tài)頂空技術、動態(tài)頂空技術

靜態(tài)頂空技術的原理是在密閉容器中恒溫平衡狀態(tài)下，揮發(fā)性組分在兩相中的濃度之比是一定的，根據(jù)頂空氣相濃度的測定結果可以知道在原樣品中揮發(fā)性組分的含量[26]。Jie Lin[27]等人用頂空-固相微萃取法結合氣相色譜串聯(lián)質譜技術分析了不同種類烏龍茶的特征香氣物質，發(fā)現(xiàn)26種特征性揮發(fā)化合物。Gaihua Qin[28]用頂空-固相微萃取法結合氣相色譜串聯(lián)質譜技術分析了33種梨的特征香氣物質，結果表明有108種香氣物質在不同品種間含量有顯著性差異。

動態(tài)頂空技術是將待測樣品放在密閉空間，待其達到相平衡再通入惰性氣體把樣品中待測化合物“帶”出來，然后對待測物進行吸附，熱解吸，分析[29]。與靜態(tài)頂空技術相比，該技術能夠檢測樣品中更多的低濃度物質，且平衡時間更短。Margarita Aznar[30]用動態(tài)頂空結合氣相色譜串聯(lián)質譜法對來自西班牙7個不同地區(qū)酒中香氣成分進行分析，結果表明，原產地相近的葡萄酒之間香氣成分相近。但該方法的不足之處是惰性氣體會將一部分水蒸氣帶出，影響了吸附劑的吸附效果，并且對氣相色譜系統(tǒng)造成輕微影響。

3 檢測方法

3.1 氣相色譜法、氣相色譜串聯(lián)質譜法、氣相色譜串聯(lián)三重四級桿質譜法

氣相色譜法適合分析揮發(fā)性物質，色譜柱是影響檢測的關鍵，其中填充柱分離效果不如毛細管柱[31]，現(xiàn)在毛細管柱已經成為分析復雜樣品香氣成分的主流。余雅瓊[32]等人用毛細管柱氣相色譜法檢測蒸餾酒和配制酒中特征香氣。但是，食品中某些香氣成分含量在ng/L甚至更低，單獨使用氣相色譜法會導致某些香氣成分無法檢出，因此在一般檢測中，氣相色譜常與質譜聯(lián)用。氣質聯(lián)用靈敏度高，選擇性好，而且質譜庫檢索和高級檢索功能強大，能夠與未知物進行最佳匹配，而食品中香氣成分含有大量未知化合物，這種強大的檢索功能對于香氣成分的分析十分有利[33]。Huang Cheng[34]等人用氣相色譜串聯(lián)質譜法分析了不同儲存狀態(tài)下楊梅香氣成分的變化，結果發(fā)現(xiàn)不同種類楊梅在不同儲存條件下香氣成分有所差別。Hongchuan Liu[35]等人用氣相色譜串聯(lián)質譜法分析了尾葉茶香菜的香氣成分，結果發(fā)現(xiàn)，有105種成分首次在這種香菜中發(fā)現(xiàn)，其中的22種化合物首次在天然產物中發(fā)現(xiàn)。氣相色譜串聯(lián)三重四級桿質譜法比氣相色譜串聯(lián)質譜法選擇性更好，能夠有效排除待測物中雜質的干擾，使定量更準確，該方法回收率高，精密度好，適合準確定量。

3.2 全二維氣相色譜串聯(lián)飛行時間質譜法

全二維氣相色譜適合分析復雜樣品中的香氣成分，是一種正交分離系統(tǒng)，通過串聯(lián)兩根不同極性的色譜柱，可以把第一維沒有充分分離的物質在第二維完全分開[36]。與一維色譜相比，該技術能夠分離和檢測更多、更低濃度的香氣物質，可廣泛應用于檢測不同食品基質，如蜂蜜[37]、咖啡[38]、葡萄酒[39]等。二維色譜常與飛行時間質譜聯(lián)用，Berhane T Weldegergis[40]等人用全二維色譜-飛行時間質譜法分析了葡萄酒中的特征性香氣成分，檢測出206中揮發(fā)性成分。Kok Whye Cheong[41]等人采用頂空固相微萃取結合全二維色譜-飛行時間質譜法分析了馬來西亞荔枝的香氣成分，鑒定了37種揮發(fā)性化合物。全二維與飛行時間質譜聯(lián)用以其強大的分析能力將越來越多的應用在食品中香氣成分的分析中。

3.3 氣相色譜嗅覺測量法

氣相色譜嗅覺測定法是一種感官檢測技術，其將氣相色譜與人類嗅覺結合起來。儀器方法雖然能夠準確分析食品中香氣成分，但是很難判斷哪個組份是香氣成分中的風味組分，而氣相色譜嗅覺測定法能很好地解決這個問題[42]。該方法已在烏龍茶[43]、西瓜汁[44]等基質主香成分的確定中得到應用。但是，由于在檢測過程中人工參與，該技術不適于大批量樣品的分析，且與儀器分析比，其檢測結果的重現(xiàn)性稍差。

3.4 電子鼻、電子舌技術

電子鼻又稱電子掃描儀[45]，是模擬生物嗅覺功能的人工嗅覺儀器，它能夠提供樣品氣味的整體信息并做出綜合評價；電子舌是模擬生物味覺功能建立起來的味覺儀器[46]。電子鼻、電子舌技術能夠做到檢測樣品無損化且檢測快速、結果可靠，已經被應用于蘋果汁[47]、草莓汁[48]、豬肉[49]等基質中。

3.5 其他方法

其他常用分析方法有液相色譜法、超臨界流體色譜等。張燕[50]運用液相色譜串聯(lián)質譜法檢測了葡萄酒中葡萄香精；楊華梅等[51]運用液相色譜串聯(lián)質譜法檢測了食品中4種常用香精。但是，液相色譜法不適合分析食品香料中未知成分；超臨界流體色譜適合分析高分子量、極性大、熱不穩(wěn)定香精香料，然而其分離效果不如氣相色譜。

4 存在問題

隨著科技的發(fā)展，越來越多新方法運用到香氣成分和香精、香料的分析檢測中，但是這些方法仍然存在著一些缺點和局限。對于前處理方法來說，水蒸氣蒸餾法、同時蒸餾萃取法操作溫度過高，會破壞樣品中的熱不穩(wěn)定組分；溶劑萃取法有機溶劑用量大，會對環(huán)境和科研人員健康造成危害；超臨界流體萃取法設備大，應用范圍窄；固相萃取法操作耗時；頂空技術吸附效率差等等。對于分離檢測技術來說，全二維氣相色譜串聯(lián)飛行時間質譜法適合高通量分析，但是定量不如氣相色譜串聯(lián)質譜法精確，而氣相色譜串聯(lián)質譜法分離效果不如全二維氣相色譜串聯(lián)飛行時間質譜法好；氣相色譜嗅覺測量法不適合大批量樣品分析。目前看來，全二維氣相色譜串聯(lián)飛行時間質譜法仍然是檢測食品中香氣成分最有力的工具，而電子鼻以其快速、信息全面、不損傷樣品等優(yōu)點得到越來越多的應用。

5 結語

隨著分析方法的不斷創(chuàng)新，將來一定會朝著簡單、快速、準確、靈敏度高、溶劑用量小、自動化程度高的方向發(fā)展，分析方法的適用范圍會越來越廣，分析效率會越來越高。

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Research Progress in Detection of Food Flavors

CHEN Hong1，JIA Linqing2，YANG Guiqiu1*，ZHANG Feng3**
（1.College of Pharmaceutical and Biological Engineering，Shenyang University of Chemical Technology，Shengyang，Liaoning，110142；2.Sungang Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau；3.Chinese Academy of Inspection and Quarantine）

In this paper，the common pretreatment methods and analytical methods of flavor detection in food were introduced.The development trend of flavor detection methods was analyzed，and the future development direction of flavor and fragrance detection in food was predicted.

Food；Flavor；Detection

TS202

E-mail：18210982327@163.com；*通訊作者E-mail：yangguiqiu@yeah.net；**通訊作者2 E-mail：fengzhang@126.com

質檢公益性行業(yè)科研專項（201410088）

2016-11-04