夏詩(shī)明 向君毅

（1.廣東省清遠(yuǎn)市質(zhì)量計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)所；2.清遠(yuǎn)市食品檢驗(yàn)中心；3.清遠(yuǎn)市食品檢驗(yàn)工程技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中心）

食用牛油是一種由優(yōu)質(zhì)牛脂肪組織精制而成的動(dòng)物脂肪，主體組分為棕櫚酸、硬脂酸和甘油三酯，熔點(diǎn)高，常溫下呈固體。與其他動(dòng)植物油脂相比，牛油因其不可替代的特殊風(fēng)味以及含有豐富脂肪酸而廣泛用于食品工業(yè)生產(chǎn)，同時(shí)它也因其獨(dú)特的醇香風(fēng)味[1]而受到世界各地消費(fèi)者的喜愛(ài)。

牛油的理化性質(zhì)會(huì)隨著精煉提取工藝及倉(cāng)儲(chǔ)條件不同而存在差異。初提取的牛油硬度大，流動(dòng)性差[2]；精煉加工工藝會(huì)使牛油的色澤變淺，并會(huì)降低感官不良的氣味，風(fēng)味也會(huì)有一定程度的變化[3]。研究表明不同產(chǎn)地來(lái)源的牛油外觀氣味等感官特性也會(huì)存在區(qū)別[4]。牛油加工工藝種類繁多，酶解因其高效的特點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。通過(guò)脂肪酶對(duì)牛油進(jìn)行可控酶解，可獲得風(fēng)味更為獨(dú)特的牛油產(chǎn)品[5]。氣味是油脂重要的感官指標(biāo)，是形成油脂自身特有風(fēng)味的關(guān)鍵因素。氣味可以直觀反映出油脂品質(zhì)的變化。油脂因加工不當(dāng)、超期儲(chǔ)存或者過(guò)度加熱等引起的質(zhì)量劣變都會(huì)最終影響油品揮發(fā)性成分的組成[6]，主要表現(xiàn)為產(chǎn)生腥味、腐臭味、酸苦味等。通過(guò)檢測(cè)牛油的揮發(fā)性組分，我們不但能夠了解其具體特色風(fēng)味來(lái)源，探索獨(dú)特風(fēng)味的形成機(jī)理，還可以通過(guò)揮發(fā)性成分的細(xì)微變化了解油品的質(zhì)量是否已經(jīng)改變。

目前應(yīng)用于油脂揮發(fā)性成分分析的分離技術(shù)很多，例如固相微萃?。⊿PME）[7,8]、固相萃取（SPE）[9]、減壓蒸餾（HVD）以及水蒸汽蒸餾（SD）[10]等。在這些萃取分離技術(shù)中，固相微萃取因其快速高效的特點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用，而固相涂層是固相微萃取萃取效果優(yōu)劣的關(guān)鍵。本文采用自制氮化碳纖維吸附涂層作為萃取固定相，改善涂層的吸附選擇性和萃取效率，應(yīng)用于酶解牛油中揮發(fā)性組分分析，對(duì)深入探究牛油中風(fēng)味物質(zhì)的組成和形成機(jī)理，為油品在加工、運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)過(guò)程中的質(zhì)量控制提供理論指導(dǎo)有重要意義。

1.材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 氮化碳纖維涂層的制備

SPME纖維：自制氮化碳纖維涂層固定相；商用Carbon-PMS（碳-聚二甲基硅氧烷）固定相。

氮化碳纖維涂層的制備：將中空石英纖維放入1 mol/L的Hcl溶液中恒溫加熱30 min，取出用超純水沖洗后在1 mol/LNaOH溶液中浸泡30 min，再在0.2 mol/L的稀鹽酸中浸泡。從而增加纖維表面的硅羥基，提高對(duì)氮化碳涂層的承載量；將經(jīng)活化處理的石英纖維和三聚氰胺（C3H6N6）放入高溫馬弗爐以10℃/min升溫速率升至580℃灼燒 1 h，通過(guò)碳化氮的自組作用，將其沉積于石英纖維的多孔表面后得到C-N涂層復(fù)合纖維。最后用粘合劑（環(huán)氧樹(shù)脂縮聚物與聚二甲基硅氧烷的5:1質(zhì)量比混合物）將上述才材料涂布粘結(jié)于中空萃取針上，并在220℃保溫老化0.5 h，得到氮化碳纖維涂層固相微萃取部件。

1.1.2 樣品及標(biāo)準(zhǔn)品

樣品：酶解牛油；

內(nèi)標(biāo)物：Acenaphthene-D10、1,2-Dichlorbenzene-D4、p-Bromofluorobenzene，德國(guó) DrEhrenstorfer公司；

甲醇、乙腈：色譜級(jí)，德國(guó)默克公司。

1.1.3 儀器與設(shè)備

三重四極桿氣相質(zhì)譜儀型號(hào)：GCMS-TQ8050 NX，日本島津公司

頂空固相微萃取裝置：AOC-6000，日本島津公司

馬弗爐：FO510C，YAMATO儀器有限公司

1.1.4 質(zhì)譜數(shù)據(jù)分析軟件

GCMSlabsolutiong：用于查看分析譜圖，直接對(duì)比樣品之間的譜圖差異，圖中每一個(gè)點(diǎn)代表一種揮發(fā)性有機(jī)物；對(duì)其建立標(biāo)準(zhǔn)曲線后可進(jìn)行定量分析；

IMSLibrarySearch：通過(guò)NIST數(shù)據(jù)庫(kù)、IMS數(shù)據(jù)庫(kù)以及 SmartDatabaseOff-flavor數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性分析。

1.2 方法部分

1.2.1 儀器工作條件

1.2.1.1 SPME條件

SPME纖維：自制氮化碳纖維涂層和商用Carbon-PMS（碳-聚二甲基硅氧烷）涂層；80℃振蕩平衡5 min；將固相微萃取頭預(yù)先在270℃條件下老化 5 min，再插入密封頂空瓶中吸附萃取10 min；進(jìn)樣口（250℃）解析2 min。每次進(jìn)樣間隔期間將萃取頭在270℃以上老化5 min，以防止萃取涂層污染。

1.2.1.2 色譜條件

I毛細(xì)管低流失色譜柱nertCap Pure-Wax，30 m×0.25 mm，0.25μ m；進(jìn)樣口汽化溫度 250℃；程序升溫：起始溫度50℃，保持5 min；10℃/min升溫至250℃，保持10 min。載氣He，流速1.0 mL/min，分流比：5:1。

1.2.1.3 質(zhì)譜條件

離子化方式：EI；電子能量 70 eV；離子源溫度200℃；傳輸線溫度250℃；譜圖采集模式：SCAN+MRM同時(shí)采集。

1.2.1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

結(jié)合計(jì)算機(jī)NIST和IMS 質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索對(duì)比定性，采用內(nèi)標(biāo)物標(biāo)準(zhǔn)曲線法進(jìn)行定量分析，測(cè)得揮發(fā)性物質(zhì)各組分含量。采用 SPSS進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算處理及分析統(tǒng)計(jì)。每個(gè)樣品進(jìn)行三平行試驗(yàn)，結(jié)果均以算術(shù)平均值表示。

1.2.2 樣品制備

準(zhǔn)確稱取5 g（精確至0.001 g）酶解牛油樣品置于20 mL頂空瓶中，用帶有隔墊的瓶蓋密封，置于50℃烘箱中加熱5 min，使樣品軟化沉于底部。加入 1μL內(nèi)標(biāo)（Acenaphthene-D10、1,2-Dichlorbenzene-D4、p-Bromofluorobenzene，1.00 μg/μL），隨后采用 SPME自動(dòng)進(jìn)樣 GC-MSMS分析，利用此內(nèi)標(biāo)樣品的數(shù)據(jù)建立內(nèi)置的校準(zhǔn)曲線計(jì)算得到定量結(jié)果。

1.2.3 儀器方法建立

使用上述儀器條件對(duì)正構(gòu)烷烴標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行采集，結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)中保留指數(shù)對(duì)目標(biāo)組分的保留時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。

圖1 C9～C30正構(gòu)烷烴TIC總離子流譜圖

使用上述分析方法測(cè)定校正用內(nèi)標(biāo)標(biāo)品，利用所得正構(gòu)烷烴及內(nèi)標(biāo)數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建出揮發(fā)性物質(zhì)的方法文件。

圖2 內(nèi)標(biāo)物MRM色譜圖

2.樣品分析與結(jié)果

兩種不同固定相涂層測(cè)定的酶解牛油中揮發(fā)性組分其化合物名稱、定量及定性結(jié)果如表1。

表1 不同萃取涂層對(duì)酶解牛油的揮發(fā)性組分檢測(cè)結(jié)果（續(xù)表）

表1 不同萃取涂層對(duì)酶解牛油的揮發(fā)性組分檢測(cè)結(jié)果

圖3 樣品TIC總離子流譜圖

圖4 樣品部分組分質(zhì)量色譜圖

3.結(jié)論

從檢測(cè)出的揮發(fā)性組分?jǐn)?shù)量來(lái)看，采用氮化碳纖維涂層共鑒定出34種香氣化合物，而商品化Carbon-PMS萃取頭則檢測(cè)到30種香氣化合物。氮化碳纖維涂層檢出的揮發(fā)性組分要比 Carbon-PMS萃取涂層多4種，反映出其吸附能力更強(qiáng)，推測(cè)是因?yàn)镃-N涂層具有明顯的二維共軛聚合物層狀結(jié)構(gòu)，具有較大的比表面積，且形成的π共軛體系也對(duì)揮發(fā)性組分有較強(qiáng)的吸附力，因此氮化碳纖維涂層在香氣組分吸附分析方面具有較大的潛力。另外從檢出的揮發(fā)性成分含量比較來(lái)看，醛類化合物在氮化碳纖維涂層萃取的檢出含量都要比Carbon-PMS涂層萃取含量要高，檢出含量總體上會(huì)高 8%-15%，特別是重要的風(fēng)味組分醛類化合物的吸附效果更好。其中含量最高的正辛醛要高出 5.260 pg/mg、（E）-2-庚烯醛 2.753 pg/mg。而低含量的重要呈味組分庚酸高出0.650 pg/mg，高出51.3%

從分析結(jié)果來(lái)看，牛油的揮發(fā)性物質(zhì)中醛類化合物含量最多，其次是有機(jī)酸以及酮類化合物、其他類化合物和醇類化合物。醛類化合物是酶解牛油中最重要的風(fēng)味物質(zhì)，對(duì)牛油的整體香氣起主要貢獻(xiàn)作用。主要包括正辛醛（39.892 pg/mg）、（E）-2-庚烯醛（21.984 pg/mg）、正己醛（9.542 pg/mg）、反式-2-癸烯醛（7.485 pg/mg）、戊醛（3.217 pg/mg）以及（E,E）-2,4-庚二烯醛（1.366 pg/mg）。正辛醛稀釋后有令人愉快的脂蠟香并帶果香茉莉氣息，（E）-2-庚烯醛呈脂肪香及杏仁香，正己醛表現(xiàn)為油脂香味，而反式-2-癸烯醛有類似橙子的果香氣息，戊醛呈麥芽味及杏仁味，帶有脂肪香氣。

此外，從整體比例上看雖然酶解牛油中烴、醇、酯等化合物含量較醛類化合物低，但在傳統(tǒng)風(fēng)味研究中[11]烴類被認(rèn)為是生成雜環(huán)化合物的重要中間體，因此推測(cè)烴類也有助于形成酶解牛油特有的肉類風(fēng)味。而酯類化合物雖然嗅覺(jué)閾值低，但因具有類似水果香氣的清新氣味，對(duì)增加牛油的馥郁香氣具有重要的協(xié)同增強(qiáng)作用[12]。

綜上所述，本試驗(yàn)方法能夠提高對(duì)酶解牛油揮發(fā)性組分的分析靈敏度和效率，氮化碳纖維涂層對(duì)揮發(fā)性化合物的吸附能力強(qiáng)，萃取效率高，可以滿足現(xiàn)代化氣味分析實(shí)驗(yàn)室多樣、快速、高效的實(shí)驗(yàn)要求，在吸附萃取揮發(fā)性組分方面具有較大的潛力。