CN114923998A - 一种香辛料风味成分溶出差异的鉴别方法 - Google Patents

一种香辛料风味成分溶出差异的鉴别方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于食品检测技术领域，公开了一种香辛料风味成分溶出差异的鉴别方法，包括：采用GC‑IMS法对通过不同处理方式得到的香辛料提取液样品进行检测，得到样本分析数据，进行分类统计分析，建立数据库；对待测香辛料提取液进行GC‑IMS法检测，得到待测香辛料提取液的分析数据；提取分析数据中的挥发性物质的信号峰，将信号峰与数据库中的样本分析数据进行对比分析，判定待测香辛料提取液的处理方式；采用GC‑MS法对已确定处理方式的待测香辛料提取液进行检测，得到所述待测香辛料提取液中的各个挥发性物质的相对含量。本发明利用GC‑IMS法的可视化优势，可对待测香辛料提取液的处理方式进行更加准确详细的分类确定。

Description

一种香辛料风味成分溶出差异的鉴别方法
技术领域
本发明属于食品检测技术领域，更具体地，涉及一种香辛料风味成分溶出差异的鉴别方法。
背景技术
香辛料是一类具有芳香和辛香等典型风味的天然植物的花、叶、茎等天然香辛料及其提取的精油组分，如花椒、八角、辣椒等，天然香辛料因其强烈的呈香而常常作为食品工业中加工调配的重要添加剂。目前的香辛料使用形态主要为整块状、粉末状和提取的精油制品，而在酱卤制品中，整块状与粉末状较为常用。且酱卤制品的风味品质取决于香辛料风味成分的赋香，因此香辛料的风味成分溶出(即挥发性物质)情况则变得尤为重要，但总体来说目前对香辛料的研究主要集中于功能性成分的提取及开发，以及在肉制品中的应用及影响，而对香辛料风味物质的溶出研究较少。
因此，目前亟待提出一种香辛料风味成分溶出差异的鉴别方法。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，确定一种香辛料风味成分溶出差异的鉴别方法，本发明利用GC-IMS法的可视化优势，可对待测香辛料提取液的处理方式进行更加准确详细的分类确定。
为了实现上述目的，本发明提供了一种香辛料风味成分溶出差异的鉴别方法，该鉴别方法包括：
(1)采用GC-IMS法对通过不同处理方式得到的香辛料提取液样品进行检测，得到GC-IMS样本分析数据，对所述GC-IMS样本分析数据进行分类统计分析，建立GC-IMS样本分析数据库；
(2)对待测香辛料提取液进行GC-IMS法检测，得到所述待测香辛料提取液的GC-IMS分析数据；
(3)提取所述待测香辛料提取液的GC-IMS分析数据中的各个挥发性物质的信号峰，将所述信号峰与所述GC-IMS样本分析数据库中的GC-IMS样本分析数据进行对比分析，判定所述待测香辛料提取液的处理方式；
(4)采用GC-MS法对已确定处理方式的待测香辛料提取液进行检测，得到所述待测香辛料提取液中的各个挥发性物质的相对含量。
本发明中，由于不同处理方式的香辛料提取液会存在挥发性风味成分差异，因此，本发明通过建立不同处理方式的香辛料提取液的GC-IMS样本分析数据库，通过与待测香辛料提取液样品的GC-IMS分析数据进行比对，判定所述待测香辛料提取液样品的处理方式，并进一步实现不同处理方式的香辛料提取液的挥发性风味成分的定量分析。
根据本发明，优选地，所述不同处理方式为粉碎水提、未粉碎水提、粉碎醇提、未粉碎醇提、粉碎汤提和未粉碎汤提中的至少一种。
根据本发明，优选地，所述香辛料提取液为花椒提取液、八角提取液和辣椒提取液中的至少一种。
根据本发明，优选地，步骤(1)中，对所述GC-IMS样本分析数据进行分类统计分析指基于GC-IMS样本分析数据中的各个挥发性物质的区别进行分类统计分析。
根据本发明，优选地，所述GC-IMS样本分析数据包括：基于挥发性物质信号峰的Gallery Plot分析数据和动态主成分分析数据。
本发明中，气相色谱-离子迁移质谱联用(GC-IMS)法的检测条件为：
自动进样器条件：孵化温度40℃；孵化时间3min；进样方式为顶空进样；加热方式为振荡加热；振荡速率为500r/min；进样针温度80℃，进样量100μL，不分流；清洗时间5min。
GC条件：1.0ml-HS石英毛细管柱；色谱柱温度40℃；载气为N2(纯度≥99.999％)；载气流速程序：初始载气流速5mL/min，保持3min，8min内线性升至50mL/min，5min内线性升至150mL/min，保持1min；运行时间17min。
IMS条件：漂移管长度5mm；管内线性电压500V/cm；漂移管温度45℃；漂移气为N2(纯度≥99.999％)；漂移气流速150mL/min；放射源：β射线(氚，3H)；离子化模式：正离子。
本发明中，气相色谱质谱联用(GC-MS)检测条件为：
(1)花椒GC-MS检测条件：
顶空进样条件：孵化温度50℃，孵化时间20min，萃取时间30min，解吸时间3min，进样针温度50℃，进样量1000μL。
GC条件：HP-5MS(30m×0.25mm×0.25μm)色谱柱；65μm PDMS/DVB萃取头；进样口温度250℃；程序升温为初始温度60℃，以3℃/min升温至150℃，15℃/min升至210℃，保持4min；载气为高纯(99.999％)氦气；流速0.8mL/min，分流比10：1；溶剂延迟5min；隔垫吹扫流量3mL/min。
质谱条件：离子源为EI源，离子源温度230℃；电子能量70eV；杆温度150℃；质量扫描范围35-500m/z。
(2)八角GC-MS检测条件
顶空进样条件：孵化温度80℃，孵化时间20min，萃取时间20min，解吸时间3min，进样针温度80℃，进样量1000μL。
GC条件：HP-5MS(30m×0.25mm×0.25μm)色谱柱；65μm PDMS/DVB萃取头；进样口温度250℃；程序升温为初始温度60℃，以4℃/min升温至120℃，6℃/min升至195℃，最后以10℃/min升至240℃，保持3min；载气为高纯(99.999％)氦气；流速0.8mL/min，分流比10：1；溶剂延迟5min；隔垫吹扫流量3mL/min。
质谱条件：离子源为EI源，离子源温度230℃；电子能量70eV；杆温度150℃；质量扫描范围35-550m/z。
本发明中，粉碎水提液：准确称量经粉碎处理的花椒或八角，以1：15的料液比加入蒸馏水在95℃水浴锅中煮制30min，真空抽滤得提取液，密封低温(4℃)下保存。
未粉碎水提液：准确称量完整颗粒的花椒或八角，以1：15的料液比加入蒸馏水在95℃水浴锅中煮制30min，真空抽滤得提取液，密封低温(4℃)下保存。
粉碎醇提液：准确称量经粉碎处理的花椒或八角，以1：15的料液比加入70％的食用酒精在95℃水浴锅中煮制30min，真空抽滤得醇提液，由于实际工厂生产中，溶剂醇不能直接应用于卤制产品中，所以将醇提液在50℃旋转蒸发浓缩10倍后，用水定容至原刻度后得到提取液，密封低温(4℃)下保存。
未粉碎醇提液：准确称量完整颗粒的花椒或八角，以1：15的料液比加入70％的食用酒精在95℃水浴锅中煮制30min，真空抽滤得醇提液，由于实际工厂生产中，溶剂醇不能直接应用于卤制产品中，所以将醇提液在50℃旋转蒸发浓缩10倍后，用水定容至原刻度后得到提取液，密封低温(4℃)下保存。
粉碎汤提液：准确称量经粉碎处理的花椒或八角，以1：15的料液比加入鸭肉汤在95℃水浴锅中煮制30min，真空抽滤得提取液，密封低温(4℃)下保存。
未粉碎汤提液：准确称量完整颗粒的花椒或八角，以1：15的料液比加入鸭肉汤在95℃水浴锅中煮制30min，真空抽滤得提取液，密封低温(4℃)下保存。
本发明的技术方案具有如下有益效果：
(1)本发明利用GC-IMS法的可视化优势，可对待测香辛料提取液的处理方式进行更加准确详细的分类确定，再利用GC-MS法对已确定处理方式的待测香辛料提取液挥发性物质进行定量分析，便于使得检测得到的不同处理方式的挥发性物质的相对含量值对号入座，为实现香辛料添加剂的标准化生产提供基础。
(2)本发明的方法通过气相色谱-离子迁移质谱检测仅需17min，实现了检测快速、无损、提高混合物检测准确度等优点。
(3)本发明的方法能够鉴别不同加工处理方式的香辛料添加剂产品的挥发性风味成分的差异，为实际生产中香辛料前处理的选择及适宜不同人群口味的卤水制作提供理论依据，为香辛料挥发性组分变化作为企业标准化生产的监控对象提供参考。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的实施例1的GC-IMS样本分析数据的Gallery Plot分析数据图(其中：a、粉碎水提；b、未粉碎水提；c、粉碎汤提；d、未粉碎汤提；e、粉碎醇提；f、未粉碎醇提)。
图2示出了根据本发明的实施例1的GC-IMS样本分析数据的Gallery Plot分析数据图PCA分析数据图。其中，图2中的principal components表示主成分。
图3示出了根据本发明的实施例2的GC-IMS样本分析数据的Gallery Plot分析数据图(其中：a、粉碎水提；b、未粉碎水提；c、粉碎汤提；d、未粉碎汤提；e、粉碎醇提；f、未粉碎醇提)。
图4示出了根据本发明的实施例2的GC-IMS样本分析数据的Gallery Plot分析数据图PCA分析数据图。其中，图4中的principal components表示主成分。
图5示出了根据本发明的对比例1的聚类分析图。
图6示出了根据本发明的对比例2的聚类分析图。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
GC-IMS法采用GC-IMS气相色谱离子迁移谱联用仪实现，实施例选用德国G.A.S.公司生产的GC-IMS气相色谱离子迁移谱联用仪；
GC-MS法选用美国安捷伦科技公司7890A-5975C气相色谱质谱联用仪(GC-MS)；
检测过程中称重过程采用OHAUS CORPORATION的电子天平进行。检测过程中氮气采用武汉市明辉气体科技有限公司生产的纯度为99.999％的氮气。
实施例1
本实施例提供一种香辛料(花椒)风味成分溶出差异的鉴别方法，该鉴别方法包括：
(1)采用GC-IMS法对通过不同处理方式(a、粉碎水提；b、未粉碎水提；c、粉碎汤提；d、未粉碎汤提；e、粉碎醇提；f、未粉碎醇提)得到的香辛料提取液样品进行检测，得到GC-IMS样本分析数据，对所述GC-IMS样本分析数据进行分类统计分析，建立GC-IMS样本分析数据库，即不同挥发性物质对应有59个特征峰，结果如图1所示，9-14号峰是水提和汤提的特征峰，34-49号峰是醇提的特征峰，4、24-25号峰是未粉碎处理的特征峰。
采用PCA分析，使不同处理方式之间的差异可视化，如图2所示。通过GC-IMS内置的PCA分类模型，对6种处理方式的提取液挥发性成分进行分析，主成分1和主成分2的方差贡献率分别为66％和12％。综合图1和2可知，醇提对于花椒挥发性成分的溶出相较于水提和汤提有显著差异，但其粉碎处理方式对挥发性物质的溶出影响较小；水提和汤提对于挥发性物质的溶出效果基本一致，在粉碎处理中有明显的差异。
(2)对待测香辛料提取液(未知处理方式)进行GC-IMS法检测，得到所述待测香辛料提取液的GC-IMS分析数据；
(3)提取所述待测香辛料提取液的GC-IMS分析数据中的各个挥发性物质的信号峰，将所述信号峰与所述GC-IMS样本分析数据库中的GC-IMS样本分析数据进行对比分析，判定所述待测香辛料提取液的处理方式。
(4)采用GC-MS法(峰面积归一法)对已确定处理方式的待测香辛料提取液进行检测，得到所述待测香辛料提取液中的各个挥发性物质的相对含量。在本实施例中，分别测得了6种处理方式(a、粉碎水提；b、未粉碎水提；c、粉碎汤提；d、未粉碎汤提；e、粉碎醇提；f、未粉碎醇提)的花椒提取液挥发性物质相对百分含量，如表1所示。
表1
Figure BDA0003630478690000071
Figure BDA0003630478690000081
实施例2
本实施例提供一种香辛料(八角)风味成分溶出差异的鉴别方法，本实施例与实施例1的方法相同，本实施例建立的GC-IMS样本分析数据库，即不同挥发性物质对应有48个特征峰，如图3所示，1-5和40-46号峰是醇提的特征峰，33-34号峰可以作为区分水提和汤提中粉碎和未粉碎处理方式的特征峰。
采用PCA分析，使不同处理方式之间的差异可视化，如图4所示。通过GC-IMS内置的PCA分类模型，对6种处理方式的提取液挥发性成分进行分析，主成分1和主成分2的方差贡献率分别为77％和12％。综合图3和4可知，醇提对于八角挥发性成分的溶出相较于水提和汤提有显著差异，但其粉碎处理方式对挥发性物质的溶出无明显影响；水提和汤提对于挥发性物质的溶出效果基本一致，在粉碎处理中有明显的差异。
在本实施例中，分别测得了6种处理方式(a、粉碎水提；b、未粉碎水提；c、粉碎汤提；d、未粉碎汤提；e、粉碎醇提；f、未粉碎醇提)的八角提取液挥发性物质相对百分含量，如表2所示。
表2
Figure BDA0003630478690000091
Figure BDA0003630478690000101
对比例1
本对比例提供一种香辛料(花椒)风味成分溶出差异的鉴别方法，本对比例与实施例1的区别在于：使用GC-MS法对通过不同处理方式(a、粉碎水提；b、未粉碎水提；c、粉碎汤提；d、未粉碎汤提；e、粉碎醇提；f、未粉碎醇提)得到的香辛料提取液样品进行检测，通过NIST 11标准质谱库对匹配度大于85的物质进行定性，采用峰面积归一法确定各组分的相对含量，如表1所示。再通过系统聚类方法对6种不同处理方式的花椒提取液挥发性物质GC-MS检测的定量数据进行聚类分析，如图5所示，其系统聚类图按1/3的距离截取，6种处理方式仅能被分为三类。粉碎水提和粉碎汤提归为一类，未粉碎水提和未粉碎汤提聚为一类，粉碎醇提和未粉碎醇提分为一类，且当选取距离不断增大时，粉碎水提、粉碎汤提、未粉碎水提、未粉碎汤提4种处理方式被划分为一类；当选取距离为25时，6种处理方式聚为一类。
对比例2
本对比例提供一种香辛料(花椒)风味成分溶出差异的鉴别方法，本对比例与实施例2的区别在于：使用GC-MS法对通过不同处理方式(a、粉碎水提；b、未粉碎水提；c、粉碎汤提；d、未粉碎汤提；e、粉碎醇提；f、未粉碎醇提)得到的香辛料提取液样品进行检测，通过NIST 11标准质谱库对匹配度大于85的物质进行定性，采用峰面积归一法确定各组分的相对含量，如表2所示。再通过系统聚类方法对6种不同处理方式的花椒提取液挥发性物质GC-MS检测的定量数据进行聚类分析，如图6所示，其系统聚类图按1/3的距离截取，6种处理方式仅能被分为三类。粉碎水提和粉碎汤提归为一类，未粉碎水提和未粉碎汤提聚为一类，粉碎醇提和未粉碎醇提分为一类。
由此可知，本发明利用GC-IMS法的可视化优势，可对待测香辛料提取液的处理方式进行更加准确详细的分类确定，再利用GC-MS法对已确定处理方式的待测香辛料提取液挥发性物质进行定量分析，便于使得检测得到的不同处理方式的挥发性物质的相对含量值对号入座，为实现香辛料添加剂的标准化生产提供基础。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (5)

1.一种香辛料风味成分溶出差异的鉴别方法，其特征在于，该鉴别方法包括：
(1)采用GC-IMS法对通过不同处理方式得到的香辛料提取液样品进行检测，得到GC-IMS样本分析数据，对所述GC-IMS样本分析数据进行分类统计分析，建立GC-IMS样本分析数据库；
(2)对待测香辛料提取液进行GC-IMS法检测，得到所述待测香辛料提取液的GC-IMS分析数据；
(3)提取所述待测香辛料提取液的GC-IMS分析数据中的各个挥发性物质的信号峰，将所述信号峰与所述GC-IMS样本分析数据库中的GC-IMS样本分析数据进行对比分析，判定所述待测香辛料提取液的处理方式；
(4)采用GC-MS法对已确定处理方式的待测香辛料提取液进行检测，得到所述待测香辛料提取液中的各个挥发性物质的相对含量。
2.根据权利要求1所述的鉴别方法，其中，所述不同处理方式为粉碎水提、未粉碎水提、粉碎醇提、未粉碎醇提、粉碎汤提和未粉碎汤提中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的鉴别方法，其中，所述香辛料提取液为花椒提取液、八角提取液和辣椒提取液中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的鉴别方法，其中，步骤(1)中，对所述GC-IMS样本分析数据进行分类统计分析指基于GC-IMS样本分析数据中的各个挥发性物质的区别进行分类统计分析。
5.根据权利要求1所述的鉴别方法，其中，所述GC-IMS样本分析数据包括：基于挥发性物质信号峰的Gallery Plot分析数据和动态主成分分析数据。
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