張巧珍,肖冬光
(1. 天津科技大學(xué)理學(xué)院,天津 300457;2. 工業(yè)微生物教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津科技大學(xué)生物工程學(xué)院,天津 300457)
不同萃取頭對(duì)荔枝酒香氣成分分析的比較
張巧珍1,肖冬光2
(1. 天津科技大學(xué)理學(xué)院,天津 300457;2. 工業(yè)微生物教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津科技大學(xué)生物工程學(xué)院,天津 300457)
采用頂空固相微萃取(HS-SPME)與氣質(zhì)聯(lián)用(GC-MS)相結(jié)合對(duì)荔枝酒中的香氣成分進(jìn)行了初步分析,比較了3種不同涂層纖維的萃取頭對(duì)荔枝酒香氣成分的萃取效果和特點(diǎn).研究發(fā)現(xiàn),在相同實(shí)驗(yàn)條件下65,μm的PDMS/DVB萃取頭萃取效果最佳.
頂空固相微萃??;氣質(zhì)聯(lián)用;荔枝酒;香氣成分;萃取頭
香氣成分是構(gòu)成和影響酒類品質(zhì)及典型性的主要因素[1].分析酒中的香味物質(zhì),通常要對(duì)香氣物質(zhì)進(jìn)行濃縮預(yù)處理.目前,國(guó)內(nèi)外香氣物質(zhì)的提取方法主要包括液–液萃取法、吹掃捕集法、靜態(tài)頂空提取法、動(dòng)態(tài)頂空提取法、同時(shí)蒸餾萃取法、超臨界流體萃取法等[2].但這些方法都存在一定缺陷,如液–液萃取法需要樣品量大、步驟繁瑣耗時(shí)、有機(jī)溶劑具有毒性、污染環(huán)境,且其操作還會(huì)引起某些化學(xué)組分的變化或丟失;靜態(tài)頂空法主要缺點(diǎn)是樣品的蒸汽體積過(guò)大,影響色譜柱的分離效能,且一些半揮發(fā)和難揮發(fā)性的風(fēng)味化合物無(wú)法檢測(cè)[3].
固相微萃取(Solid phase micro-extraction,SPME)是1990 年由加拿大學(xué)者Pawlisyzn 提出,并迅速發(fā)展和完善的樣品處理新技術(shù),它摒棄了傳統(tǒng)的溶劑提取操作,將萃取、濃縮、進(jìn)樣集于一體,靈敏度高且操作簡(jiǎn)便[4],成本低廉,在食品、醫(yī)藥衛(wèi)生、生物化學(xué)、臨床化學(xué)、生理及毒理學(xué)、法醫(yī)學(xué)等諸多領(lǐng)域中獲得了廣泛的應(yīng)用[5].近年來(lái),SPME在酒類物質(zhì)的香氣成分檢測(cè)上逐漸引起了人們的注意.汪立平等[6]利用頂空固相微萃取與氣質(zhì)聯(lián)用相結(jié)合,建立了一套快速測(cè)定蘋(píng)果酒中香氣物質(zhì)的方法;胡國(guó)棟等[7]采用頂空固相微萃取結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用對(duì)啤酒的微量香味組分進(jìn)行了分析研究,分離鑒定出41種化合物;張軍翔等[8]通過(guò)對(duì)葡萄酒中香氣成分的分析,對(duì)比研究了液–液萃取和浸漬式固相微萃取方法的異同,指出固相微萃取適合葡萄酒揮發(fā)性強(qiáng)的成分分析;郭靜等[9]利用頂空固相微萃取和氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù),對(duì)獼猴桃果酒中的香氣成分進(jìn)行分析,共計(jì)提取出82種香氣物質(zhì),優(yōu)于同類文獻(xiàn)報(bào)道.
本文利用頂空固相微萃取與氣質(zhì)聯(lián)用相結(jié)合分析了荔枝酒的香氣成分.研究比較了100,μm聚二甲基硅氧烷萃取頭(PDMS)、65,μm聚二甲基硅氧烷與聚二乙烯基苯復(fù)合萃取頭(PDMS/DVB)以及75,μm聚二甲基硅氧烷與羧乙基的復(fù)合萃取頭(PDMS/ CAR)在萃取化合物的種類上的異同,并對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行分析.
1.1 材料
1.1.1 樣品
干白荔枝酒(乙醇體積分?jǐn)?shù)11%),嶺南荔枝加工工程技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中心.
1.1.2 主要儀器
SPME手動(dòng)進(jìn)樣手柄,美國(guó)Supelco公司;65,μm PDMS/DVB、75,μm,PDMS/CAR和100,μm,PDMS萃取頭,美國(guó)Supelco公司;DF–101S型智能集熱式恒溫磁力加熱攪拌器,上海東璽制冷設(shè)備有限公司;Varian,4000,MS型氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀器,美國(guó)Varian公司.
1.2 方法
1.2.1 SPME萃取
選取65 μm PDMS/DVB、75,μm,PDMS/CAR和100,μm,PDMS萃取頭,萃取荔枝酒中的揮發(fā)性成分.(1)萃取頭的老化
3種萃取頭在第1次使用之前需要根據(jù)使用說(shuō)明在氣相色譜進(jìn)樣口于相應(yīng)的溫度下老化相應(yīng)的時(shí)間,以后再次使用時(shí)則只需在相應(yīng)溫度下老化30,min即可.
(2)萃取頭萃取
在15.0,mL裝有磁力攪拌子的頂空瓶中加入8.0 mL荔枝酒樣品,40,℃水浴條件下插入萃取頭吸附30 min,然后將該萃取頭在GC進(jìn)樣口于250,℃解吸10 min,用于GC-MS 分析.3種萃取頭均按上述條件進(jìn)行萃取操作.
1.2.2 色譜條件
(1)氣相色譜條件
色譜柱為VF–5ms(30,m×0.25,mm×0.25,μm),進(jìn)樣分流比5﹕1,程序升溫為40,℃保持3,min,以2℃/min,升溫至120,℃并保持1,min,再以4,℃/min升溫至200,℃并保持1,min,最后以8,℃/min 升溫至250,℃保持6,min.載氣為氦氣,流量為0.8,mL/min,進(jìn)樣口溫度為250,℃.
(2)質(zhì)譜條件
EI電離源,電子能量為70,eV,以質(zhì)荷比(m/z)表示掃描范圍為40~500,離子源溫度220,℃.
1.2.3 定性和定量分析
質(zhì)譜結(jié)果經(jīng)計(jì)算機(jī)檢索(NIST2002)進(jìn)行定性分析.利用面積歸一法計(jì)算已定性出的香氣物質(zhì)的相對(duì)含量.
2.1 不同萃取頭萃取的揮發(fā)性物質(zhì)數(shù)量的比較
3種萃取頭對(duì)荔枝酒香氣成分萃取的萃取結(jié)果見(jiàn)表1.
表1 不同萃取頭萃取荔枝酒揮發(fā)性物質(zhì)數(shù)量的比較Tab.1 Comparison of kinds of aroma components identified in Litchi wine extracted by different extracted fibers
續(xù) 表
續(xù) 表
續(xù) 表
通過(guò)對(duì)表1統(tǒng)計(jì)比較可以發(fā)現(xiàn),100,μm,PDMS萃取頭檢測(cè)出59種揮發(fā)性物質(zhì),65,μm,PDMS/DVB萃取頭檢測(cè)出68種揮發(fā)性物質(zhì),而75,μm,PDMS/ CAR萃取頭僅檢測(cè)到53種.從萃取揮發(fā)性物質(zhì)種類來(lái)說(shuō),65,μm PDMS/DVB萃取頭的效果較好,它能較多地萃取到荔枝酒中的香氣成分.
另外,從表1中還可以發(fā)現(xiàn),在萃取到的這些化合物中,65,μm,PDMS/DVB和100,μm,PDMS兩種萃取頭萃取的相同化合物共有15種,65,μm,PDMS/ DVB和75,μm,PDMS/CAR兩種萃取頭萃取的相同化合物共有20種,而100,μm,PDMS和75,μm,PDMS/ CAR兩種萃取頭萃取的相同化合物僅有8種,這表明65,μm,PDMS/DVB萃取頭在萃取荔枝酒香氣成分的性能上分別與100,μm,PDMS和75,μm,PDMS/CAR接近,兼有后兩者的部分性能,萃取到的香氣成分與后兩者共同的較多.相反,100,μm,PDMS和75,μm PDMS/CAR萃取頭性能差別較大,萃取到相同的香氣成分則較少.因此,這3種萃取頭的萃取性能有一定的不同,萃取到的化合物種類可以累加,但根據(jù)所萃取的化合物數(shù)量、性質(zhì),就一種萃取頭來(lái)說(shuō),65,μm PDMS/DVB效果最佳.
2.2 不同萃取頭在萃取荔枝酒中揮發(fā)性物質(zhì)種類的2.2 比較
根據(jù)表1的結(jié)果,歸納了3種萃取頭所萃取化合物的種類(見(jiàn)圖1).
從圖1可以看出,3種萃取頭在萃取荔枝酒中香氣成分上,對(duì)酯類化合物、萜類化合物都有較強(qiáng)的萃取能力,而65,μm PDMS/DVB萃取頭對(duì)醇類化合物、雜環(huán)類化合物、芳香族化合物和羰基類化合物的萃取有更好的效果.
圖1 不同萃取頭在萃取荔枝酒揮發(fā)性物質(zhì)種類的比較Fig.1 Comparison of aroma components identified in Litchi Fig.1 wine extracted by different extracted fibers
2.3 不同萃取頭萃取荔枝酒中的揮發(fā)性物質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量的比較
不同萃取頭所萃取化合物的相對(duì)分子質(zhì)量分布如圖2所示.
結(jié)果表明,3種萃取頭所萃取荔枝酒中香氣成分相對(duì)分子質(zhì)量在100~200之間的化合物較多,其中65,μm,PDMS/DVB萃取頭最為突出.對(duì)于相對(duì)分子質(zhì)量在100以下的化合物,75,μm,PDMS/CAR萃取頭的效果更好.對(duì)于相對(duì)分子質(zhì)量在230以上的化合物,則以100,μm,PDMS萃取頭的效果更好.
圖2 不同萃取頭萃取荔枝酒中揮發(fā)性物質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量的圖2 比較Fig.2 Comparison about molecular weight of aroma compo-Fig.2 nents identified in Litchi wine extracted by different Fig.2 extracted fibers
2.4 不同萃取頭對(duì)荔枝酒中主要香氣成分萃取量的比較
3種萃取頭對(duì)荔枝酒中主要幾種香氣成分的萃取量比較見(jiàn)表2.結(jié)果表明,65,μm,PDMS/DVB萃取頭對(duì)荔枝酒中主要的幾種酯有較高的萃取率,相比較而言,100,μm,PDMS萃取頭則對(duì)丁酸異戊酯的萃取率較高,75 μm PDMS/CAR萃取頭對(duì)辛酸乙酯的萃取率較高.對(duì)于主要的幾種醇、醚和酸,65,μm,PDMS/ DVB萃取頭萃取效果較好.這說(shuō)明,65,μm,PDMS/ DVB萃取頭對(duì)表中所列的幾種主要香氣成分的萃取范圍較大,而另外兩種萃取頭僅對(duì)表中個(gè)別物質(zhì)的萃取有較強(qiáng)的選擇性.
表2 不同萃取頭對(duì)荔枝酒中主要香氣成分的萃取量比較Tab.2 Comparison of quantities of major aroma components in Litchi wine extracted by different extracted fibers
在荔枝酒香氣物質(zhì)分析的研究中,3種萃取頭萃取酒樣經(jīng)GC-MS分析后,表現(xiàn)出較明顯的差異,無(wú)論是在化合物的種類、數(shù)量,還是對(duì)相對(duì)分子質(zhì)量100~200之間的化合物,以及對(duì)主要香氣成分的萃取,65,μm PDMS/DVB萃取頭都表現(xiàn)出了較好的萃取效果;因此,就本實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō),選用65,μm,PDMS/ DVB萃取頭作為荔枝酒香氣成分分析的樣品預(yù)處理為最佳選擇.
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Comparisons of Different Extraction Fibers for Analysis of Aroma Compounds in Litchi Wine
ZHANG Qiao-zhen1,XIAO Dong-guang2
(1. College of Science,Tianjin University of Science & Technology,Tianjin 300457,China;2. Key Laboratory of Industrial Microbiology,Ministry of Education,College of Biotechnology,Tianjin University of Science & Technology,Tianjin 300457,China)
The aroma compounds of Litchi wine were analyzed by head space solid-phase micro-extraction(HSSPME)coupled to gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS). Extraction characteristics of three different coating of extraction fibers were compared. The results indicated that the 65,μm PDMS/DVB was the best in the same experimental conditions.
HS-SPME;GC-MS;Litchi wine;aroma component;extraction fibers
O657.7; TS262.7
:A
:1672-6510(2010)05-0021-06
2010-04-15;
2010-06-02
天津科技大學(xué)科學(xué)研究基金資助項(xiàng)目(20080209)
張巧珍(1969—),女,山西人,實(shí)驗(yàn)師,zhqzh@tust.edu.cn.