頂空固相微萃取和同時蒸餾萃取 用于兔肉揮發性風味成分分析的比較研究

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(西南大學食品科學學院,重慶 400716)

伊拉兔具有遺傳性能穩定,生長發育快、抗病力強、產子率和出肉率高及肉質鮮嫩的特點。兔肉具有高蛋白、高賴氨酸、高煙酸、高消化率、低脂肪、低膽固醇、低能量密度等優點,被列為美容、益智、養胃的健康肉類,受到越來越多人的喜愛[1]。

隨著人們對兔肉關注的增加,兔肉的風味也受到了越來越多的重視。食品風味組成一般用GC-MS的方法檢測,王志沛等[2]對啤酒中的揮發性風味物質進行分析,江新業等[3]用GC-MS對北京烤鴨的揮發性風味物質進行鑒定,田懷香[4]用GC-MS的方法,研究金華火腿的風味物質,檢測在金華火腿中起主要作用的風味成分,謝章斌等[5]用同時蒸餾提取法提取鵝肥肝中的揮發性風味物質,并用GC-MS與GC-O進行檢驗,姜穎等[6]對兔肉的腥味物質進行提取后用GC-MS分析。

鑒定風味物質,首先要將風味物質分離。風味物質的分離方法[7]有溶劑萃取法、蒸餾提取法、超臨界流體萃取法和頂空捕集法。一般在萃取過程中,最常用的是頂空捕集法中的固相微萃取法和蒸餾提取法的同時蒸餾萃取法。馬惠芬等[8]用同時蒸餾萃取法萃取板栗葉中的揮發性化學成分,取得較好的結果;喬宇等[9]用頂空固相微萃取提取葡萄柚汁中的香氣成分,并對其起主要作用的成分進行鑒定;WenLai Fan等[10]用固相微萃取結合電子鼻的方法分析了不同年份洋河大曲中的風味物質;周志[11]、孫彥[12]及徐永霞[13]用頂空固相微萃取和同時蒸餾萃取法分別對野生刺梨汁、精武鴨脖和豬肉湯的揮發性風味成分的萃取效果進行了對比分析,發現原料不同,提取揮發性風味成分的最適方法有所不同。兔肉揮發性風味成分的提取方法國內外未見報道,本研究探索同時采用蒸餾萃取法和頂空固相微萃取提取兔肉的揮發性風味物質,并比較兩種方法對兔肉風味的提取結果。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

伊拉兔 重慶北碚西南大學肉兔養殖基地購買,品種為伊拉配套系商品代75日齡的公兔,現場宰殺后帶回實驗室放于4℃冰箱。

GCMS-QP2010氣相色譜-質譜聯用儀 日本島津公司;固相微萃取裝置(手動固相微萃取進樣器、75umCAR/PDMS萃取頭) 美國Supelco公司;15mL頂空鉗口樣品瓶;XHF-D型勻漿機 寧波新芝生物科技股份有限公司;FA1004A型電子天平 重慶泰瑞儀器有限公司;MJ-25BM04A攪拌機 廣東美的精品電器制造有限公司;同時蒸餾萃取裝置自行定制。

1.2 實驗方法

1.2.1 頂空固相微萃取法 將兔腹部肌肉在絞肉機中絞碎,在電子天平上準確稱量4g(精確到0.001g),放于15mL萃取瓶中,蓋上蓋子,放于90℃水浴鍋中平衡15min,通過隔熱墊插入活化好的SPME萃取頭(270℃活化30min),推出纖維頭,保持在90℃恒溫水浴中萃取30min,插入GC進樣口解析5min。

1.2.2 同時蒸餾萃取法 將兔腹部肌肉在絞肉機中絞碎后,稱取100g(精確到0.1g)放入1000mL的燒杯中,加入500mL超純水,將圓底燒瓶接于SDE裝置一端,用電熱套加熱燒瓶,保持溶液沸騰。SDE裝置另一端接500mL圓底燒瓶,內裝100mL乙醚,50℃恒溫水浴提取2.5h。萃取液冷卻后,加入一定量無水硫酸鈉,放置于-18℃冰箱過夜。將所得液體用旋轉蒸餾法濃縮至1mL,用GC-MS分析。

1.2.3 GC-MS聯用儀分析條件 氣相色譜條件:DB-5MS毛細管柱(30m×0.25mm×0.25μm);載氣為氦氣;進樣口溫度250℃;升溫程序為起始溫度為35℃,保持5min,以4℃/min升至75℃,以2℃/min升至100℃,再以10℃/min升至230℃,保持8min。頂空固相微萃取進樣采用不分流進樣;同時蒸餾所得濃縮液進樣量為1μL,進樣分流比為1∶20,溶劑延長時間為6min。質譜條件:色譜-質譜接口溫度250℃;進樣口溫度250℃;離子化方式:EI;離子源溫度230℃。

1.2.4 化合物鑒定及定量 樣品揮發性化合物經氣相色譜分流,不同組分形成其各自的色譜峰,用氣相色譜與質譜聯用進行分析鑒定,分析結果運用計算機譜庫(NIST05/NIST05s/NIST08/NIST08s)進行初步檢索及資料分析,再結合文獻進行人工譜圖解析,確認揮發性化合物的化學成分。化合物的相對含量采用峰面積歸一法確定。

2 結果與分析

圖1 兩種方法提取的兔肉風味成分總離子流圖 Fig.1 Total ion current chromatogram of volatiles from IRA rabbit meet extracted by HS-SPME and SDE

伊拉兔腹部肌肉通過HS-SPME法和SDE法分析,所檢測出的揮發性成分存在明顯差異(圖1)。GC-MS測定出的揮發性成分及其相對百分含量如表1所示。

由表1可知,HS-SPME和SDE法提取相同的伊拉兔腹部肌肉樣品,經GC-MS檢驗出8類共49種揮發性化合物,其中經HS-SPME法檢出23,SDE法檢出26種,共檢測烴類17種、醛類14種、醇類6種、酯類5種,醚類2種及酮類,酸類,雜環類各1種。采用SDE法檢出伊拉兔腹部肌肉的揮發性風味物的數量略多于HS-SPME法。

通過HS-SPME法檢出烴類5種、醛類14種、醇類3種、雜環類1種。經SDE法檢測出烴類14種、醇類3種、醚類2種、酸類1種、酯類5種、酮類1種。HS-SPME法提取的伊拉兔揮發性風味成分,相對含量較高的是己醛(28.71%)、2-庚烯醛(13.45%)、2-辛醛(8.43%)、壬醛(9.54%)、2-十一烯醛(5.64%)、1-辛烯-3-醇(5.72%)、2-戊基呋喃(6.62%)、3-乙基-2甲基-1,3-己二烯(2.25%)、三十二烷(2.12%)、庚醛(2.49%)、辛醛(4.78%)等。SDE法相對含量較高的是2,3-丁二醇(60.79%)、乙基異丙醚(10.93%)、4，6-二甲基十二烷(4.4%)、三十二烷(5.87%)、三十五烷(6.58%)等。

表1 HS-SPME法和SDE法提取分析伊拉兔腹部肌肉的揮發性風味組分Table1 GC-MS identification of volatiles from IRA rabbit meat extracted by HS-SPME and SDE

續表

比較兩種提取方法,所得結果差異明顯,共同檢測出的物質只有十七烷和三十二烷2種。采用HS-SPME法提取醛類種類較多,而用SDE法卻沒有醛類化合物,卻多了酸類和酯類化合物。可能是因為SDE是在一個相對高的溫度下作用時間比較長,醛類可能氧化成了酸類,而實驗所用的DB-5ms柱子極性較小,對酸的保留效果差,因而檢測不到。

3 結論與討論

HS-SPME法和SDE法提取相同樣品中的揮發性風味物質經GC-MS檢驗,結果差異明顯。HS-SPME法檢測出23種不同的揮發性物質,SDE法檢測出26種,但共同檢測的揮發性化合物只有兩種。HS-SPME法和SDE法共同檢測伊拉兔肌肉中烴類17種、醛類14種、酸類6種、酯類5種、酯類2種及酮類、酸類、雜環類各1種。

SDE法萃取時間較長,可以更多的萃取出兔肉中的揮發性風味物質。HS-SPME法比SDE法所得的峰少,但所得的色譜圖更能反映兔揮發性風味的原始信息。SDE法對低揮發性、高沸點的成分萃取效果較好,如酯類、分子結構復雜的烴類等有較好的檢出。SDE法將樣品在高溫下長時間蒸煮,使結構不穩定的化合物發生了變化,檢出量減少;SPME法對樣品進行直接吸附,樣品處理的時間短、溫度低、步驟少,檢測的揮發性組分沒有發生變化。根據本實驗結果并結合其他同類研究得出HS-SPME法更適合兔肉風味物質的提取。

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