不同萃取頭對(duì)荔枝酒香氣成分分析的比較

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 材料與方法

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 結(jié)果與分析

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

3 結(jié) 論

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．

［1］李華. 現(xiàn)代葡萄酒工藝學(xué)[M]. 西安：陜西人民出版社，2000：20-25.

［2］游義琳，王秀芹，宬戰(zhàn)吉，等. HS-SPME-GC/MS方法在白蘭地香氣成分分析中的應(yīng)用研究[J]. 中外葡萄與葡萄酒，2008(6)：8-13.

［3］羅濤，范文來(lái)，郭翔，等. 頂空固相微萃取(HS-SPME)和氣相色譜–質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用分析黃酒中揮發(fā)性和半揮發(fā)性微量成分[J]. 釀酒科技，2007(6)：121-124.

［4］Kataoka H，Lord H L，Pawliszyn J. Applications of solid phase micro extraction in food analysis[J]. Journal of Chromatography A，2000，880(1/2)：35-62.

［5］劉春紅. 固相微萃取技術(shù)及其在國(guó)內(nèi)食品領(lǐng)域中的應(yīng)用[J]. 生命科學(xué)儀器，2007，5(9)：3-8.

［6］汪立平，徐巖，趙光鰲，等. 頂空固相微萃取法快速測(cè)定蘋果酒中的香味物質(zhì)[J]. 無(wú)錫輕工大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，22(1)：1-6.

［7］胡國(guó)棟，張曉磊. 頂空固相微萃取–氣相色譜/質(zhì)譜分析啤酒微量香味組分的研究[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè)，2004，30(2)：1-5.

［8］張軍翔，馮長(zhǎng)根，李華. 不同萃取方法對(duì)葡萄酒香氣成分的研究[J]. 釀酒，2007，34(2)：69-71.

［9］郭靜，岳田利，袁亞宏，等. 頂空固相微萃取在獼猴桃酒香氣成分測(cè)定中的應(yīng)用[J]. 農(nóng)產(chǎn)品加工：學(xué)刊，2007(3)：34-36.

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.