王李平,張樂,林晨,祝婷婷,許銀葉,張方圓*
1. 廣東省測(cè)試分析研究所,廣東省保健食品功效成分檢測(cè)與風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)快速篩查工程技術(shù)研究中心(廣州 510070);2. 中儲(chǔ)糧油脂工業(yè)東莞有限公司(東莞 523147);3. 廣東省食品工業(yè)研究所有限公司(廣州 511442)
目前我國(guó)市場(chǎng)上食用油品種繁多,花生油因其營(yíng)養(yǎng)豐富且風(fēng)味濃郁[1-3],在市場(chǎng)上所占份額逐年遞增。但由于花生油價(jià)格相對(duì)較高,一些不法商販為了牟取暴利,在花生油經(jīng)營(yíng)、銷售過(guò)程中摻入價(jià)值低廉的棉籽油、大豆油、棕櫚油、菜籽油等,甚至有的將花生油香精等非法添加物摻入花生油中,不僅損害了正常的市場(chǎng)秩序,還嚴(yán)重?fù)p害消費(fèi)者的經(jīng)濟(jì)利益和身體健康[4-6]。因此,亟需加強(qiáng)對(duì)花生油質(zhì)量控制,尋找建立一種快速、高效檢測(cè)花生油中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的準(zhǔn)確鑒定分析的方法,對(duì)花生油的質(zhì)量控制具有重要意義。
近年來(lái),采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(SPME-GC/MS)技術(shù)對(duì)揮發(fā)性物質(zhì)的檢測(cè)越發(fā)成熟,文獻(xiàn)對(duì)馬鈴薯[7]、蜂蜜[8]、茶葉[9]、油脂[10]、中藥材等[11-13]風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行了研究,不同原料的風(fēng)味物質(zhì)整體有所區(qū)別,能為各物質(zhì)研究及產(chǎn)品開發(fā)提供依據(jù)。此次試驗(yàn)通過(guò)采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(SPME-GC/MS)對(duì)花生油中風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行分析鑒定,再將采集的大量數(shù)據(jù)通過(guò)指紋圖譜軟件進(jìn)行分析。對(duì)采集大量花生油數(shù)據(jù)進(jìn)行分析匹配后,生成標(biāo)準(zhǔn)花生油風(fēng)味物質(zhì)譜圖,以此與待分析樣品進(jìn)行匹配度分析,從而確定樣品質(zhì)量,該方法的建立對(duì)今后花生油的質(zhì)量控制提供相關(guān)檢測(cè)依據(jù)。
氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(7890B/5977A,美國(guó)Aglient公司);固相微萃取手動(dòng)SPME進(jìn)樣手柄、50/30 μm DVB/CAR/PDMS固相微萃取頭、75 μm CAR/PDMS固相微萃取頭、65 μm PDMS/DVB固相微萃取頭(固相微萃取均為Supelco,美國(guó));DB-1701毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm×1.0 μm)、DB-WAX(30 m×0.25 mm×0.25 μm),DB-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)(美國(guó)Aglient公司);HH-4型數(shù)顯恒溫水浴鍋(常州普天儀器制造有限公司);電子天平BSA224S(賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司);頂空透明頂空瓶(美國(guó)Aglient公司);花生油(市售)。
1.2.1 樣品制備
精密稱取3.0 g待測(cè)花生油(其他植物油)于20 mL頂空瓶中,壓蓋密封,于75 ℃恒溫水浴裝置上恒溫45 min,同時(shí)用SPME進(jìn)行富集,富集后SPME于230℃氣相進(jìn)樣口進(jìn)行解吸附,供GC-MS分析。
1.2.2 試驗(yàn)條件
色譜條件:色譜柱DB-1701 毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm×1.0 μm);進(jìn)樣口溫度230 ℃;載氣,氦氣(純度≥99.999%);進(jìn)樣方式,不分流進(jìn)樣;進(jìn)樣量2 s。進(jìn)樣口流速程序:起始流速0.3 mL/min,保持0.2 min,以0.3 mL/min速率升至1.2 mL/min,保持6 min,然后以2.0 mL/min的速率降至1.0 mL/min,保持至最后。程序升溫:起始柱溫40 ℃,保持4 min,以8℃/min的速率升至100 ℃,保持1 min,以3 ℃/min的速率升至180 ℃,然后以10 ℃/min的速率升至230 ℃,保持5 min。
質(zhì)譜條件:色譜與質(zhì)譜接口溫度260 ℃;電離方式,電子轟擊源(EI);離子源溫度230 ℃;四級(jí)桿溫度230 ℃;電離能量70 eV;溶劑延遲0.3 min;監(jiān)測(cè)方式,全掃描模式(Scan);質(zhì)譜質(zhì)量掃描范圍33~205 amu。
在同一樣品處理?xiàng)l件下,分別采用DVB/CAR/PDMS固相微萃取頭、CAR/PDMS固相微萃取頭、PDMS/DVB固相微萃取頭進(jìn)行萃取試驗(yàn)。由圖1可知,CAR/PDMS固相微萃取頭的萃取容量大,色譜峰數(shù)最多,能較好地代表花生油中揮發(fā)性成分,故選擇CAR/PDMS固相微萃取頭進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。此外,由于CAR/PDMS固相微萃取頭的萃取效果最好,表明花生油中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)主要為極性成分,故其效果明顯優(yōu)于DVB/CAR/PDMS固相微萃取頭和PDMS/DVB固相微萃取頭的雙極性萃取頭。
圖1 不同SPME萃取頭萃取結(jié)果圖
分別用DB-1701毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm×1.0 μm)、DB-WAX(30 m×0.25 mm×0.25 μm)、DB-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)對(duì)色譜柱進(jìn)行優(yōu)化。由萃取頭優(yōu)化結(jié)果可知,花生油中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)主要為極性化合物,故采用DB-5MS色譜柱檢測(cè)時(shí),其色譜峰響應(yīng)度明顯低于DB-1701和DB-WAX,且DB-1701和DB-WAX色譜柱上花生油揮發(fā)性成分色譜峰更加豐富。由于DB-WAX吸附極性大的物質(zhì),盡管DB-WAX較DB-1701檢測(cè)出較多揮發(fā)性成分,但其分離度不及DB-1701,故選擇DB-1701作為檢測(cè)用色譜柱,其主要原因是DB1701為中等偏極性色譜柱,其對(duì)花生油揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的吸附應(yīng)該低于DBWAX,但其膜厚為1.0 μm,風(fēng)味物質(zhì)在色譜柱保留增強(qiáng),分離作用時(shí)間更長(zhǎng),效果更好,故更加適用于花生油風(fēng)味物質(zhì)的分析中。
按1.2.1小節(jié)處理30個(gè)花生油樣品,用所建立的SPME-GC/MS分析方法測(cè)定,采用安捷倫自帶譜庫(kù)(NIST14)進(jìn)行化合物成分鑒定,在最優(yōu)SPME萃取條件和色譜分離條件下,總共鑒別出花生油中56種揮發(fā)性成分,種類由高到低分別為雜環(huán)類(14種)、醛類(12種)、烷烴類(8種)、醇類(6種)、酸類(4種)、酯類(3種)、烯類(3種)、酮類(3種)。結(jié)果見表1。
表1 花生油SPME揮發(fā)性成分
將30批次不同花生油樣品按照上述制備方法進(jìn)行前處理后,進(jìn)行GC/MS分析,采集色譜信號(hào),選擇響應(yīng)值高、穩(wěn)定性好的色譜峰作為參照峰,以此計(jì)算其他特征峰的相對(duì)峰面積,同時(shí)將所采集的色譜信號(hào)導(dǎo)入到“中藥色譜指紋圖譜相似度評(píng)價(jià)系統(tǒng)2012版”軟件,以28號(hào)樣本為參照色譜峰進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜的繪制和相似度分析,結(jié)果見表2。
由表2可知,依據(jù)所得SPME-GC/MS數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,比較30批不同花生油樣品所得GC/MS色譜圖,結(jié)果顯示這30批花生油樣品GC/MS色譜圖中存在29個(gè)共有特征峰。此外,從表2中相似度分析結(jié)果可知,30批次花生油樣品GC/MS指紋圖譜的相似度在0.918~0.990范圍內(nèi),說(shuō)明這30批樣品在化學(xué)成分上差異性較小,相似度均大于0.9,滿足現(xiàn)行的指紋圖譜要求,故由此所得到的GC/MS標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜(R)能夠較全面地表述花生油GC/MS中有效成分的信息。
表2 花生油樣品SPME-GC/MS標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜相似度評(píng)價(jià)結(jié)果
2.5.1 重復(fù)性試驗(yàn)考察
按照上述供試品制備方法,同法制備6份同一油脂樣品進(jìn)行SPME-GC/MS分析,將采集的色譜信號(hào)導(dǎo)入“中藥色譜指紋圖譜相似度評(píng)價(jià)系統(tǒng)2012版”軟件,與生成的標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜(R)進(jìn)行匹配度分析,以考察其匹配度,以此進(jìn)行重復(fù)性RSD值分析。油脂樣品6次SPME-GC/MS相似度測(cè)定結(jié)果RSD為0.51%,表明此方法精密度良好。
2.5.2 穩(wěn)定性試驗(yàn)考察
按照上述供試品制備方法同法制備油脂樣品,供SPME-GC/MS分析。將樣品分別于0,2,4,6,8,10和12 h后進(jìn)行進(jìn)樣分析,將采集的色譜信號(hào)導(dǎo)入“中藥色譜指紋圖譜相似度評(píng)價(jià)系統(tǒng)2012版”軟件,與生成的標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜(R)進(jìn)行匹配度分析。SPME-GC/MS相似度測(cè)定結(jié)果RSD為0.31%,結(jié)果表明該方法穩(wěn)定可靠。
利用上述所建立的花生油指紋譜圖識(shí)別模式對(duì)10種不同原料食用油進(jìn)行初步的基源鑒定,結(jié)果見表3。結(jié)果表明,10批不同原料食用油的GC/MS譜圖與標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜相似度為0.114~0.775,均小于0.9。表明10批次不同原料油與30組主體樣本間有較大差異,故判定其為非花生油,與實(shí)際信息一致。由此表明所建立花生油指紋圖譜的質(zhì)量控制模式能夠有效地識(shí)別未知原料食用油樣品是否為花生油,為其評(píng)價(jià)與甄別提供了試驗(yàn)依據(jù)。
表3 不同原料食用油與花生油標(biāo)準(zhǔn)譜圖的相似度分析結(jié)果
此次試驗(yàn)利用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(SPME-GC/MS)建立了花生油指紋圖譜質(zhì)控模式對(duì)花生油中風(fēng)味物質(zhì)有效識(shí)別原料來(lái)源的分析鑒定方法。通過(guò)對(duì)不同SPME固體萃取頭和不同型號(hào)氣相色譜柱的考察,得到最優(yōu)的SPME-GC/MS分析條件。通過(guò)采集30批次花生油SPME-GC/MS數(shù)據(jù),生成花生油標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜(R),以此來(lái)識(shí)別10批次不同原料的食用油,其相似度均小于0.9。該方法可有效應(yīng)用于油脂樣品是否為花生油樣品。