CN105806974B - 粉枝莓果实香气成分检测方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种粉枝莓果实香气成分检测方法，将顶空固相微萃取结合气相色谱‑质谱联用，对粉枝莓果实香气成分进行检测，包括以下步骤：取PA萃取纤维头插入气相色谱‑质谱联用仪的进样口进行前处理；顶空固相微萃取提取挥发性成分；气相色谱‑质谱联用对粉枝莓果实香气成分的定性及定量分析。本申请的检测方法，样品用量少，萃取过程中无需使用溶剂，萃取速度快，萃取样品可直接进行色谱检测，操作简便、富集效率高。能够简单、快速、准确的检测出粉枝莓果实香气成分，为了解粉枝莓果实的风味化学组成、指导粉枝莓的品种选育、开展粉枝莓果实的深加工及产品质量控制奠定基础。

Description

粉枝莓果实香气成分检测方法
技术领域
本申请属于食品检测技术领域，具体地说，涉及一种粉枝莓果实香气成分检测方法。
背景技术
粉枝莓是蔷薇科悬钩子属植物中的一种落叶性野生果木，在西藏的分布主要集中于察隅、波密、林芝、米林、拉萨等地。其果实味甜，聚合浆果，橘红色，营养成分丰富，有机酸、铁和锌含量均高于普通水果数倍，蛋白质、氨基酸和维生素含量也远高于普通水果，除可被生食外，也可制作果酱、果汁和酿酒等，具有较高的开发利用价值。
香气成分是构成水果风味的重要物质，也是决定果实品质的主要因素，研究其香气成分有助于了解果实的风味化学组成，对品种的选育、粉枝莓果实深加工以及产品质量控制都具有重要的意义。气相色谱-质谱联用法(GC-MS)广泛用于果实香气成分的测定，为香气成分的研究提供了更简便和准确的方法，但前处理时通常需要通过水蒸气蒸馏、液-液萃取、超临界萃取等技术，这些技术都不同程度地存在着所需样品量大、耗时长、高温或使用大量有机溶剂等缺陷。
固相微萃取(SPME)技术是一种新型的无溶剂样品预处理技术，这种技术集取样、萃取、浓缩和进样为一体，具有操作简单、样品用量小、无需使用溶剂、萃取样品后可直接色谱进样等优点，现已广泛应用于食品、环境、医药等领域。萃取装置的核心部件是其用于吸附香气物质的纤维头，不同种类涂层的纤维头有着不同的性能，对不同挥发物的萃取效果影响很大，所以纤维头的选择是决定香气成分分析的关键。
发明内容
有鉴于此，本申请所要解决现有香气成分检测方法所需样品量大、耗时长、高温或使用大量有机溶剂等缺陷，提供一种顶空固相微萃取(HS-SPME)结合气相色谱-质谱联用(GC-MS)的粉枝莓果实香气成分检测方法。
为了解决上述技术问题，本申请公开了一种粉枝莓果实香气成分检测方法，将顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用，对粉枝莓果实香气成分进行检测，包括以下步骤：
(1)固相微萃取纤维头的前处理：取PA萃取纤维头插入气相色谱-质谱联用仪的进样口，250℃，老化30min，然后进行空白实验，直至无色谱峰出现；
(2)顶空固相微萃取提取挥发性成分：取粉枝莓新鲜果实，匀浆后置于固相微萃取仪顶空瓶中，用手动进样器将步骤(1)中的前处理后的所述PA萃取纤维头插入所述顶空瓶内，40-60℃平衡10min，再顶空萃取30-40min，取出所述PA萃取纤维头，立即插入气相色谱仪进样口，进样口温度为240-260℃，解析3-5min，进样模式为不分流进样；
(3)气相色谱-质谱联用对粉枝莓果实香气成分的定性分析：
通过化学工作站检索NIST05和NIST05s标准质谱图库，同时结合有关质谱图文献解析，确定粉枝莓果实香气成分；
(4)气相色谱-质谱联用对粉枝莓果实香气成分的定量分析：
通过化学工作站数据处理系统，按峰面积归一化法进行计算，求出各组分的相对百分含量。
进一步的，所述气相色谱-质谱联用分析条件为：
色谱条件：色谱柱为RTX-5MS弹性石英毛细管柱；进样口温度240-260℃；载气为氦气，纯度≥99.999％，柱流速0.9-1.0mL·min-1，不分流；程序升温：初始温度50-60℃，保持1min，以6℃·min-1升至180℃，保持1min，再以20℃·min-1升至200-220℃，保持5min；
质谱条件：离子化方式为EI；离子源温度220-250℃；传输线温度250-270℃；电子能量70eV；扫描方式为全扫描；扫描质量范围为35-500m/z。
进一步的，所述步骤(2)中所述PA萃取纤维头在顶空瓶中的平衡温度为60℃，所述顶空萃取时间为30min，所述进样口温度为250℃，解析时间为3min。
进一步的，所述色谱条件：色谱柱为RTX-5MS弹性石英毛细管柱；进样口温度250℃；载气为氦气，纯度≥99.999％，柱流速0.9mL·min-1，不分流；程序升温：初始温度60℃，保持1min，以6℃·min-1升至180℃，保持1min，再以20℃·min-1升至200℃，保持5min。
进一步的，所述质谱条件：离子化方式为EI；离子源温度220℃；传输线温度250℃；电子能量70eV；扫描方式为全扫描；扫描质量范围为35-500m/z。
进一步的，所述空白试验方法为将所述PA萃取纤维头插入空白顶空瓶内，40-60℃平衡10min，再顶空萃取30-40min，取出所述PA萃取纤维头，立即插入气相色谱仪进样口，进样口温度为240-260℃，解析3-5min，进样模式为不分流进样。
与现有技术相比，本申请可以获得包括以下技术效果：
1)本申请的检测方法，样品用量少，萃取过程中无需使用溶剂，萃取速度快，萃取样品可直接进行色谱检测，操作简便、富集效率高。
2)本申请的检测方法，能够简单、快速、准确的检测出粉枝莓果实香气成分，为了解粉枝莓果实的风味化学组成、指导粉枝莓的品种选育、开展粉枝莓果实的深加工及产品质量控制奠定基础。
当然，实施本申请的任一产品必不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请粉枝莓果实香气成分检测方法实施例中三种固相微萃取纤维头对粉枝莓果实香气成分分析的总离子流图。
具体实施方式
以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，藉此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
实施例
一、仪器与材料
气相色谱-质谱联用仪(QP2010plus GC-MS，日本Shimadzu公司)；100μm PDMS(聚二甲基硅氧烷)纤维头、7μm PDMS(聚二甲基硅氧烷)纤维头、85μm PA(聚丙烯酸酯)纤维头，美国Supelco公司；成熟粉枝莓果实(采自西藏林芝八一镇)。
二、检测方法
2.1固相微萃取纤维头的前处理
分别取PDMS(7μm)、PDMS(100μm)和PA(85μm)三种萃取纤维头插入气相色谱-质谱联用仪的进样口，250℃，老化30min，然后进行空白实验。
将老化后的PDMS(7μm)、PDMS(100μm)和PA(85μm)三种萃取纤维头分别插入空白顶空瓶内，60℃平衡10min，再顶空萃取30min，取出三种萃取纤维头，立即分别插入气相色谱仪进样口，进样口温度为250℃，解析3min，进样模式为不分流进样。
重复老化步骤和空白试验，直至无色谱峰出现即为前处理完成。
2.2顶空固相微萃取提取挥发性成分
称取粉枝莓新鲜果实5.0g，匀浆，装入15mL带有聚四氟乙烯密封的顶空瓶中，密封。分别将老化后的PDMS(7μm)、PDMS(100μm)和PA(85μm)萃取纤维头的固相萃取针穿过密封塞插入顶空瓶中，推出萃取头，60℃水浴平衡10min，再顶空萃取30min，然后将三种萃取纤维头取出，分别立即插入气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)进样口，进样口温度250℃，解析3min，不分流进样，进行GC-MS检测。
2.3气相色谱-质谱联用分析条件
色谱条件：色谱柱：RTX-5MS(0.25mm×30m，0.25μm)弹性石英毛细管柱，日本Shimadzu公司；进样口温度：250℃；载气：氦气，纯度≥99.999％，柱流速0.9mL·min-1，不分流；程序升温：初始温度60℃，保持1min，以6℃·min-1升至180℃，保持1min，再以20℃·min-1升至200℃，保持5min。
质谱条件：离子源温度220℃；传输线温度250℃；离子化方式：EI；电子能量：70eV；扫描方式：全扫描；扫描质量范围：35-500m/z。
2.4香气成分的定性与定量分析
各组分通过NIST05和NIST05s质谱数据库检索，根据质谱的匹配度和文献已报道物质进行核对解析，确定粉枝莓果实香气成分；同时通过化学工作站数据处理系统，采用峰面积归一化法计算粉枝莓果实香气成分的相对含量。
三、结果
采用三种固相微萃取纤维头分别进行粉枝莓样品SPME-GC/MS的全扫描分析，总离子流图见图1，图中A为85μm PA纤维头检测结果；B为100μm PDMS纤维头检测结果；C为7μmPDMS纤维头检测结果。
由图1可见，在其它条件相同的情况下，85μm PA纤维头的灵敏度最高、检出物质最多，100μm PDMS纤维头的灵敏度和检出物质居中，7μm PDMS纤维头灵敏度最低，检出物质最少。
采用SPME-GC/MS对粉枝莓果实香气成分进行分析，共鉴定出27种香气成分(表1)，其中醇类11种、醛类8种、羧酸类5种、酮类2种、烯类1种，分别占已检出香气成分总数的40.7％、29.6％、18.5％、7.4％、3.7％，说明醇类、醛类和羧酸类物质在粉枝莓果实香味中起重要作用。
表1 SPME-GC-MS鉴定的粉枝莓果实香气成分
表1表明，85μm PA纤维头检出的物质最多(24种)，其余依次是100μm PDMS(19种)和7μm PDMS(6种)。三种纤维头均检出了橙花醇、橙花醛、香叶醇、香叶醛、香叶酸和月桂醇6种香气成分，其中橙花醇、橙花醛、香叶醇、香叶醛和香叶酸的含量相对较高(表2)，是粉枝莓果实的特征香气成分。
表2不同纤维头对检测结果的影响
如表2所示，使用85μm PA纤维头检测到的6种物质总峰面积之和分别是100μmPDMS和7μm PDMS的2.1和16.3倍，这意味着85μm PA纤维头对粉枝莓样品有着最大吸附。
本申请的检测方法，样品用量少，萃取过程中无需使用溶剂，萃取速度快，萃取样品可直接进行色谱检测，操作简便、富集效率高。能够简单、快速、准确的检测出粉枝莓果实香气成分，为了解粉枝莓果实的风味化学组成、指导粉枝莓的品种选育、开展粉枝莓果实的深加工及产品质量控制奠定基础。
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定成分或方法。本领域技术人员应可理解，不同地区可能会用不同名词来称呼同一个成分。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分成分的方式。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种粉枝莓果实香气成分检测方法，其特征在于，将顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用，对粉枝莓果实香气成分进行检测，包括以下步骤：
(1)固相微萃取纤维头的前处理：取PA萃取纤维头插入气相色谱-质谱联用仪的进样口，250℃，老化30min，然后进行空白实验，直至无色谱峰出现；
(2)顶空固相微萃取提取挥发性成分：取粉枝莓新鲜果实，匀浆后置于固相微萃取仪顶空瓶中，用手动进样器将步骤(1)中的前处理后的所述PA萃取纤维头插入所述顶空瓶内，40-60℃平衡10min，再顶空萃取30-40min，取出所述PA萃取纤维头，立即插入气相色谱仪进样口，进样口温度为240-260℃，解析3-5min，进样模式为不分流进样；
(3)气相色谱-质谱联用对粉枝莓果实香气成分的定性分析：
通过化学工作站检索NIST05和NIST05s标准质谱图库，同时结合质谱图文献解析，确定粉枝莓果实香气成分；
(4)气相色谱-质谱联用对粉枝莓果实香气成分的定量分析：
通过化学工作站数据处理系统，按峰面积归一化法进行计算，求出各组分的相对百分含量；
所述气相色谱-质谱联用的分析条件为：
色谱条件：色谱柱为RTX-5MS弹性石英毛细管柱；进样口温度240-260℃；载气为氦气，纯度≥99.999％，柱流速0.9-1.0mL·min-1，不分流；程序升温：初始温度50-60℃，保持1min，以6℃·min-1升至180℃，保持1min，再以20℃·min-1升至200-220℃，保持5min；
质谱条件：离子化方式为EI；离子源温度220-250℃；传输线温度250-270℃；电子能量70eV；扫描方式为全扫描；扫描质量范围为35-500m/z。
2.如权利要求1所述的粉枝莓果实香气成分检测方法，其特征在于，所述步骤(2)中所述PA萃取纤维头在顶空瓶中的平衡温度为60℃，所述顶空萃取时间为30min，所述进样口温度为250℃，解析时间为3min。
3.如权利要求2所述的粉枝莓果实香气成分检测方法，其特征在于，所述色谱条件：色谱柱为RTX-5MS弹性石英毛细管柱；进样口温度250℃；载气为氦气，纯度≥99.999％，柱流速0.9mL·min-1，不分流；程序升温：初始温度60℃，保持1min，以6℃·min-1升至180℃，保持1min，再以20℃·min-1升至200℃，保持5min。
4.如权利要求3所述的粉枝莓果实香气成分检测方法，其特征在于，其特征在于，所述质谱条件：离子化方式为EI；离子源温度220℃；传输线温度250℃；电子能量70eV；扫描方式为全扫描；扫描质量范围为35-500m/z。
5.如权利要求3或4任一项所述的粉枝莓果实香气成分检测方法，所述空白试验方法为将所述PA萃取纤维头插入空白顶空瓶内，40-60℃平衡10min，再顶空萃取30-40min，取出所述PA萃取纤维头，立即插入气相色谱仪进样口，进样口温度为240-260℃，解析3-5min，进样模式为不分流进样。
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