CN111239306A - 一种菜籽油风味成分的萃取方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种菜籽油风味成分的萃取方法，属于挥发性风味物提取领域。本发明通过耦合探头式超声波辅助提取和溶剂萃取风味蒸发联用技术萃取菜籽油挥发性风味的方法，该方法具有非热效应、低能耗、效率高、提取物质真实等特点，能明显缩短样品前处理时长，与固相微萃取相比，同等定性条件下能鉴定出更多的挥发性成分。本发明提供的菜籽油中挥发性成分的检测方法简单高效、绿色环保，在菜籽油风味成分鉴定、评价等领域具有极大的应用潜力和经济价值。

Description

一种菜籽油风味成分的萃取方法
技术领域
本发明属于挥发性风味物提取领域，尤其涉及一种菜籽油风味成分的萃取方法。
背景技术
菜籽油脂肪酸组成合理，含有丰富的油酸和亚油酸，人体对其消化吸收率高达99％。菜籽油因其独特的风味特征深受消费者喜爱，显著区别于其他植物油。挥发性风味成分作为油脂中的次生特异性成分，它是由一个及其庞大且错综复杂的体系构成，共同赋予了油脂特殊的香味。食用植物油中的风味成分主要是由植物油中脂肪酸自氧化和其他特征性组分共同赋予其独特风味。菜籽油的挥发性风味成分主要有醛类、醇类、酮类、酸类、酚类、异硫氰酸酯类、杂环类和含硫类等构成。
目前，对于菜籽油风味的提取多见于固相微萃取法，但该方法具有高度选择性和吸附竞争性，引起部分物质的流失，同时萃取物质可能因吸附材料的差异而不同，因此寻找一种能还原菜籽油真实风味的萃取方法十分重要。
因此，开发一种具有非热效应、低能耗、效率高、提取物质真实，且可以明显缩短样品前处理时长的菜籽油风味成分萃取方法就成为了本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种通过耦合探头式超声波辅助提取和溶剂萃取蒸发联用的菜籽油风味成分的萃取方法，该方法具有非热效应、低能耗、效率高、提取物质真实等特点，能明显缩短样品前处理时长，与固相微萃取相比，同等定性条件下能鉴定出更多的风味成分。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种菜籽油风味成分的萃取方法，通过耦合探头式超声波辅助提取和溶剂萃取蒸发得到菜籽油中的风味成分。
值得说明的是，溶剂萃取蒸发萃取(Solvent-assisted flavor evaporation，SAFE)是一种在低温高真空下的风味成分提取方法，但是直接应用该方法进行前期样品时预处理过程时间长，通常需要溶剂低温水浴震荡1h-8h。为了缩短前处理时间，提高前处理效率，提高菜籽油中风味成分的萃取率，本发明采用耦合探头式超声波辅助提取和溶剂萃取蒸发的方法来萃取菜籽油风味成分，该方法具有非热效应、低能耗、效率高、提取物质真实等特点，能明显缩短样品前处理时长，与固相微萃取相比，同等定性条件下能鉴定出更多的风味成分。
进一步地，所述提取检测方法的步骤包括：
步骤I、取待测菜籽油，加入二氯甲烷混摇均匀，制得混合液；
步骤II、将步骤I得到的混合液在探头式超声波细胞破碎仪中超声处理；
步骤III、采用溶剂辅助风味蒸发SAFE装置对步骤II超声处理后的混合液中的挥发性风味成分进行低温高真空萃取；
步骤IV、利用气相色谱-质谱联用仪对步骤III得到的萃取物进行检测。
值得说明的是，本发明使用安捷伦7890A气相色谱仪和5975C质谱仪或相同性能的气相色谱-质谱联用仪。其中，以1.5mL/min的速度用作载气。采用HP-5MS色谱柱(60m×0.25mm×0.25μm)，操作条件如下：进样器温度为250℃，离子源温度为230℃，界面温度为280℃。烤箱温度在40℃下保持1分钟，以4℃/min上升到200℃，在200℃下保持2分钟，最后以8℃/min上升到280℃。在250℃下以不分流方式注入的样品体积为1μL。质量检测器在70eV的电子冲击模式下于150℃操作。MS扫描范围为40～400amu。溶剂延迟为5min。
基于明确技术方案权限边界、指导实际检测工作的考虑，本发明限定了所述步骤IV中气相色谱-质谱联用仪的种类规格及各项检测条件参数。但应当明确，所述检测方法及检测仪器的选用都是为了可以有效检测、定性分析菜籽油中的风味成分成分。因此，应当理解，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他可以实现菜籽油中风味成分定性检测结果的仪器或基于上述检测仪器调整得到的检测参数都属于本发明保护的范围。
更进一步地，考虑到使菜籽油中风味成分萃取完整，且兼顾到溶剂的使用量和经济效应，所述步骤I中二氯甲烷与菜籽油的体积比为1：3。
更进一步地，利用超声技术使菜籽油中的风味成分充分溶解于二氯甲烷中，提高萃取率，所述步骤II中的超声时间为5-30min，超声功率为160-400W，超声反应体系温度0-40℃。
更进一步地，所述步骤III中的低温高真空萃取的水浴温度为0-40℃，萃取装置真空度为10-4-10-6KPa。
进一步地，为了除去萃取物中残留的水，消除水对菜籽油风味成分检测的干扰，所述步骤III在低温高真空萃取后将萃取物用Na2SO4干燥，然后在-20℃的冰箱中储存4-8h。
更进一步的，为了控制进样浓度，方便定性表征方法的建立，所述步骤III还包括通过氮吹对所得萃取物进行浓缩处理。
考虑到对实际检测工作的指导，本发明限定所述菜籽油的取样量为20～100g。
同样基于上述考虑，本发明限定所述浓缩处理是将萃取物的浓缩至100μL。
与现有技术相比，本发明优点在于：
1、本发明采用溶剂萃取蒸发萃取技术，避免了传统的固相微萃取法因高度选择性和吸附竞争性而因其的部分物质的流逝，同时避免了萃取物质可能因吸附材料的差异而造成的不同，公开了一种可以高效还原菜籽油真实风味成分的萃取方法；
2、本发明通过耦合探头式超声波辅助提取的方法，明显缩短了传统溶剂萃取蒸发萃取中使用的低温水浴震荡的预处理时间，具有萃取效率高、预处理时间短且萃取成分真实的特点；
3、本发明提供的菜籽油中风味成分的检测方法简单高效、绿色环保，在菜籽油成分鉴定、分级管理等领域具有极大的应用潜力和经济价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为实施例12得到的气相色谱图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明公开了一种通过耦合探头式超声波辅助提取和溶剂萃取蒸发联用的菜籽油风味成分萃取方法，该方法具有非热效应、低能耗、效率高、提取物质真实等特点，能明显缩短样品前处理时长，与固相微萃取相比，同等定性条件下能鉴定出更多的风味成分。
为更好地理解本发明，下面通过以下实施例对本发明作进一步具体的阐述，但不可理解为对本发明的限定，对于本领域的技术人员根据上述发明内容所作的一些非本质的改进与调整，也视为落在本发明的保护范围内。
实施例1
一种菜籽油风味成分的萃取方法，具体包括以下步骤：
(1)取待测的30g菜籽油样品于200mL烧瓶中，加入60mL二氯甲烷溶解，设定功率为240W，超声时间为15min。用探头在超声波细胞破碎仪中超声，制得混合液。
(2)采用SAFE装置进行蒸馏分离。用恒温水浴锅将SAFE装置左侧500mL烧瓶保持在40℃，在高真空(10-6KPa)下蒸馏1h。分离后，将萃取物进一步用无水Na2SO4干燥，然后在-20℃的冰箱中储存4h，以进一步除去任何残留的水。通过温和的氮气将所得提取物浓缩至100μL。
(3)使用安捷伦7890A气相色谱仪和5975C质谱仪。氦气以1.5mL/min的速度用作载气，采用HP-5MS色谱柱(60m×0.25mm×0.25μm)，操作条件如下：进样器温度为250℃，离子源温度为230℃，界面温度为280℃。烤箱温度在40℃下保持2min，以4℃/min上升到200℃，在200℃下保持2min，最后以8℃/min上升到280℃。在250℃下以不分流方式注入的样品体积为1μL。质量检测器在70eV的电子冲击模式下于150℃操作。MS扫描范围为40～400amu。溶剂延迟为5min。
利用NIST2017谱库对各挥发性成分进行定性分析。各挥发性成分的浓度含量根据内标化合物的峰面积换算得到，菜籽油的挥发物风味成分共106种，挥发物总含量为509mg/kg。
实施例2
一种菜籽油风味成分的萃取方法，具体包括以下步骤：
(1)取待测的40g菜籽油样品于200mL烧瓶中，加入100mL二氯甲烷溶解，设定超声功率400W，超声时间为10min。用探头在超声波细胞破碎仪中超声，制得混合液。
(2)采用SAFE装置进行蒸馏分离。用恒温水浴锅将SAFE装置左侧500mL烧瓶保持在40℃，在高真空(10-6KPa)下蒸馏1h。分离后，将萃取物进一步用无水Na2SO4干燥，然后在-20℃的冰箱中储存6h，以进一步除去任何残留的水。通过温和的氮气将所得提取物浓缩至100μL。
(3)使用安捷伦7890A气相色谱仪和5975C质谱仪。氦气以1.5mL/min的速度用作载气，采用HP-5MS色谱柱(60m×0.25mm×0.25μm)，操作条件如下：进样器温度为250℃，离子源温度为230℃，界面温度为280℃。烤箱温度在40℃下保持2min，以4℃/min上升到200℃，在200℃下保持2min，最后以8℃/min上升到280℃。在250℃下以不分流方式注入的样品体积为1μL。质量检测器在70eV的电子冲击模式下于150℃操作。MS扫描范围为40～400amu。溶剂延迟为5min。
利用NIST2017谱库对各挥发性成分进行定性分析。各挥发性成分的浓度含量根据内标化合物的峰面积换算得到，菜籽油的挥发物风味成分共77种，挥发物总含量为298mg/kg。
实施例3
一种菜籽油风味成分的萃取方法，具体包括以下步骤：
(1)取待测的50g菜籽油样品于200mL烧瓶中，加入150mL二氯甲烷和100μL的2-甲基-3-庚酮作为内标化合物进行定量。超声功率为320W，超声时间为30min。用探头在超声波细胞破碎仪中超声，制得混合液。
(2)采用SAFE装置进行蒸馏分离。用恒温水浴锅将SAFE装置左侧500mL烧瓶保持在30℃，在高真空(10-6KPa)下蒸馏1h。分离后，将萃取物进一步用无水Na2SO4干燥，然后在-20℃的冰箱中储存8h，以进一步除去任何残留的水。通过温和的氮气将所得提取物浓缩至100μL。
(3)使用安捷伦7890A气相色谱仪和5975C质谱仪。氦气以1.5mL/min的速度用作载气，采用HP-5MS色谱柱(60m×0.25mm×0.25μm)，操作条件如下：进样器温度为250℃，离子源温度为230℃，界面温度为280℃。烤箱温度在40℃下保持2min，以4℃/min上升到200℃，在200℃下保持2min，最后以8℃/min上升到280℃。在250℃下以不分流方式注入的样品体积为1μL。质量检测器在70eV的电子冲击模式下于150℃操作。MS扫描范围为40～400amu。溶剂延迟为5min。
利用NIST2017谱库对各挥发性成分进行定性分析。各挥发性成分的浓度含量根据内标化合物的峰面积换算得到，菜籽油的挥发物风味成分共68种，挥发物总含量为323mg/kg。
实施例4～11
重复实施例1的方法，采用不同的超声功率或超声时间进行菜籽油风味成分的萃取，得到不同峰个数及总含量的菜籽油挥发风味成分定性结果，各实施例见表1。
表1
Figure BDA0002420334100000071
实施例12
一种菜籽油风味成分的萃取方法，具体包括以下步骤：
(1)取待测的20g菜籽油样品于200mL烧瓶中，加入60mL二氯甲烷溶解，设定功率为240W，超声时间为10min。用探头在超声波细胞破碎仪中超声，制得混合液。
(2)采用SAFE装置进行蒸馏分离。用恒温水浴锅将SAFE装置左侧500mL烧瓶保持在40℃，在高真空(10-6KPa)下蒸馏1h。分离后，将萃取物进一步用无水Na2SO4干燥，然后在-20℃的冰箱中储存4h，以进一步除去任何残留的水。通过温和的氮气将所得提取物浓缩至100μL。
(3)使用安捷伦7890A气相色谱仪和5975C质谱仪。氦气以1.5mL/min的速度用作载气，采用HP-5MS色谱柱(60m×0.25mm×0.25μm)，操作条件如下：进样器温度为250℃，离子源温度为230℃，界面温度为280℃。烤箱温度在40℃下保持2min，以4℃/min上升到200℃，在200℃下保持2min，最后以8℃/min上升到280℃。在250℃下以不分流方式注入的样品体积为1μL。质量检测器在70eV的电子冲击模式下于150℃操作。MS扫描范围为40～400amu。溶剂延迟为5min。
利用NIST2017谱库对各挥发性成分进行定性分析。各挥发性成分的浓度含量根据内标化合物的峰面积换算得到，菜籽油的挥发物风味成分共123种，具体成分如表2所示，挥发物总含量为532mg/kg。
表2
Figure BDA0002420334100000081
Figure BDA0002420334100000091
Figure BDA0002420334100000101
Figure BDA0002420334100000111
由实施例1～13可知，本发明提供的菜籽油风味成分的萃取方法在利用超声技术提高了挥发性风味物质提取的效率的同时，通过不同的超声处理条件实现了菜籽油风味成分的可控萃取，为菜籽油成分鉴定、品质分级管理等领域的进一步研究提供了新的途径和方向。
为了进一步验证本发明的优异效果，发明人还进行了如下对比实验：
对比例1：
一种菜籽油风味成分的萃取方法，具体包括以下步骤：
(1)取待测的5g菜籽油样品于20mL顶空瓶中，在50℃下平衡10in，采用固相微萃取(CAR/DVB/PDMS)萃取30min，萃取后在气相进样口解析3min。
(2)使用安捷伦7890A气相色谱仪和5975C质谱仪。氦气以1.5mL/min的速度用作载气，采用HP-5MS色谱柱(60m×0.25mm×0.25μm)，操作条件如下：进样器温度为250℃，离子源温度为230℃，界面温度为280℃。烤箱温度在40℃下保持2min，以4℃/min上升到200℃，在200℃下保持2min，最后以8℃/min上升到280℃。在250℃下以不分流方式注入的样品体积为1μL。质量检测器在70eV的电子冲击模式下于150℃操作。MS扫描范围为40～400amu。
利用NIST2017谱库对各挥发性成分进行定性分析。各挥发性成分的浓度含量根据内标化合物的峰面积换算得到，菜籽油的挥发物风味成分共65种，挥发物总含量为260mg/kg。
对比例2：
一种菜籽油风味成分的萃取方法，具体包括以下步骤：
(1)取待测的20g菜籽油样品于100mL样品瓶中，在常温下下平衡8h。
(2)采用SAFE装置进行蒸馏分离。用恒温水浴锅将SAFE装置左侧500mL烧瓶保持在40℃，在高真空(10-6KPa)下蒸馏1h。分离后，将萃取物进一步用无水Na2SO4干燥，然后在-20℃的冰箱中储存4h，以进一步除去任何残留的水。通过温和的氮气将所得提取物浓缩至100μL。
(3)使用安捷伦7890A气相色谱仪和5975C质谱仪。氦气以1.5mL/min的速度用作载气，采用HP-5MS色谱柱(60m×0.25mm×0.25μm)，操作条件如下：进样器温度为250℃，离子源温度为230℃，界面温度为280℃。烤箱温度在40℃下保持2min，以4℃/min上升到200℃，在200℃下保持2min，最后以8℃/min上升到280℃。在250℃下以不分流方式注入的样品体积为1μL。质量检测器在70eV的电子冲击模式下于150℃操作。MS扫描范围为40～400amu。
利用NIST2017谱库对各挥发性成分进行定性分析。各挥发性成分的浓度含量根据内标化合物的峰面积换算得到，菜籽油的挥发物风味成分共105种，挥发物总含量为497mg/kg。
由上述对比例可知，本发明通过耦合探头式超声波辅助提取和溶剂萃取蒸发联用的方法进行菜籽油风味成分的萃取，可以有效保留挥发物风味成分的种类，提高萃取效率，提升挥发物总含量。特别的，在预处理阶段，本发明使用的探头式超声波辅助提取方法有效缩短了前处理时间，从传统的固相微萃取法的43min或单独使用溶剂萃取蒸发萃取技术的8h缩短为10min，具有萃取效率高、预处理时间短且萃取成分真实的特点。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种菜籽油风味成分的萃取方法，其特征在于，所述萃取方法通过耦合探头式超声波辅助提取和溶剂萃取风味蒸发得到菜籽油中的风味成分。
2.根据权利要求1所述的一种菜籽油风味成分的萃取方法，其特征在于，所述提取检测方法的步骤包括：
步骤I、取待测菜籽油，加入二氯甲烷混摇均匀，制得混合液；
步骤II、将步骤I得到的混合液在探头式超声波细胞破碎仪中超声处理；
步骤III、采用溶剂辅助风味蒸发SAFE装置对步骤II超声处理后的混合液中的挥发性风味成分进行低温高真空萃取；
步骤IV、利用气相色谱-质谱联用仪对步骤III得到的萃取物进行检测。
3.根据权利要求2所述的一种菜籽油风味成分的萃取方法，其特征在于，所述步骤I中二氯甲烷与菜籽油的体积比为1：3。
4.根据权利要求2所述的一种菜籽油风味成分的萃取方法，其特征在于，所述步骤II中的超声时间为5-30min，超声功率为160-400W，超声反应体系温度0-40℃。
5.根据权利要求2所述的一种菜籽油风味成分的萃取方法，其特征在于，将所述步骤III中的低温高真空萃取的水浴温度为0-40℃，萃取装置真空度为10-4-10-6KPa。
6.根据权利要求5所述的一种菜籽油风味成分的萃取方法，其特征在于，所述步骤III在低温高真空萃取后将萃取物用Na2SO4干燥，然后在-20℃的冰箱中储存4-8h。
7.根据权利要求6所述的一种菜籽油风味成分的萃取方法，其特征在于，所述步骤III还包括通过氮吹对所得萃取物进行浓缩处理。
8.根据权利要求3所述的一种菜籽油风味成分的萃取方法，其特征在于，所述菜籽油的取样量为20～100g。
9.根据权利要求7所述的一种菜籽油风味成分的萃取方法，其特征在于，所述浓缩处理是将萃取物的浓缩至100μL。
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