固相微萃取結合GC-MS分析黃原膠揮發性成分研究

鄭梅霞，朱育菁，陳 崢，劉 波

(福建省農業科學院農業生物資源研究所 350003)

固相微萃取結合GC-MS分析黃原膠揮發性成分研究

鄭梅霞，朱育菁*，陳 崢，劉 波*

(福建省農業科學院農業生物資源研究所 350003)

采用頂空固相微萃取技術(HS-SPME)對黃原膠的揮發性成分進捕集，利用氣相-質譜聯用(GC-MS)技術對揮發性成分進行鑒定，結果表明：黃原膠的揮發性成分主要有8種化合物，分別是2,6-二甲基十一烷、4,8-二甲基十一烷、1-甲基萘、2,6,10-三甲基十二烷、2-丙基十四烷基亞硫酸酯、十三烷、十四烷和10-甲基二十烷，其含量占比16.7002%。

黃原膠；固相微萃??；氣相色譜-質譜聯用；揮發性成分

Abstract: The volatile components of xanthan gum were collected by using the technology of HS-SPME, and the volatile components were identified by GC-MS technique. Results showed that the main volatile components in xanthan gum have 8 kinds, i.e. 2, 6-dimethyl undecane, 4, 8-dimethyl undecane and 1-methyl naphthalene, 2,6,10-2-propyl methyl dodecane, myristyl sulfurous acid ester, tridecane, tetradecyl and 10-methyl eicosane respectively, and their content accounted for 16.7002%.

Keywords: Xanthan gum; solid-phase microextraction; gas chromatography-mass spectrometry; volatile components

黃原膠具有剪切稀釋、懸浮乳化、增稠、耐鹽、耐酸堿、耐高溫等獨特性能，被廣泛應用于石油開采、化工、醫藥和食品等領域[1]。在食品領域可作為食品添加劑、凝結劑、保鮮劑等[2]，應用在果汁、風味面包、冷凍食品、液體飲料、調味品和干制混合食品等生產中[3]。吳雪輝等[4]將黃原膠應用于制備風味獨特的橄欖汁；李晨[5]將黃原膠應用在對沖菜風味的控制釋放；王武等[6]采用頂空固相微萃取和氣質聯用技術測定鴨肉脯揮發性風味物質，結果表明，添加黃原膠可以減緩鴨肉脯揮發性風味物質的揮發，有效保持鴨肉脯的揮發性風味物質。然而，食品在添加黃原膠后風味的變化與黃原膠本身的風味是否相關的研究少見報道。

食品中的揮發性風味物質的分析包括香味組分的抽提、借助儀器的測定分析，以及對重要的特殊揮發性組分進行分析，評價其對香氣的貢獻[7]。頂空固相微萃取技術(HS-SPME)對揮發性成分有很好的吸附作用，該法與傳統的揮發性成分的收集、分離手段相比，具有快速、靈敏和不需要溶劑等優點[8]。鄭梅霞等[8]利用頂空固相微萃取技術結合GC-MS分析蘇云金芽胞桿菌的揮發性成分；陳雙等[9]利用頂空固相微萃取-氣相色譜質譜聯用技術測定釀造用高粱蒸煮揮發性香氣成分；劉璐等[10]采用頂空固相微萃取-氣相色譜質譜聯用技術對香菇的揮發性成分進行定性分析；賈培培等[11]通過頂空-固相微萃取技術,提取中華鱉裙邊的揮發性成分，再利用氣相色譜-質譜聯用儀對其揮發性成分進行分析。所以，通過頂空固相微萃取技術與GC-MS 技術聯用對揮發性成分進行初步鑒定，可快速、準確地對黃原膠的主要揮發性成分進行檢測。

本試驗利用從高產菌地毯草黃單胞菌FJAT-10151菌株的發酵液提取獲得的黃原膠為試驗材料，采用HS-SPME對其揮發性成分進行捕集，應用氣相色譜-質譜聯用(GC-MS)技術對黃原膠的揮發性成分進行初步鑒定。

1 材料與方法

1.1黃原膠的制備

參照文獻[12]制備FJAT-10151-DTJZ黃原膠：挑取FJAT-10151單菌落至種子液中于30℃、170 r/min培養16 h后，按2%的接種量接入發酵液中30℃、190 r/min培養72 h，獲得發酵液。離心分離后收集上清液，用3 倍體積的冰乙醇沉降多糖膠質，于4℃條件下靜置過夜，離心分離后無水乙醇洗滌3 遍，氮氣吹干，稱量，粉碎得粗多糖產物FJAT-10151-DTJZ，即獲得由地毯草黃單胞菌FJAT-10151發酵液中提取的黃原膠，備用。稱取0.1 g黃原膠于頂空瓶中，蓋好蓋子。

1.2試驗方法

1.2.1萃取頭老化 65 μm PDMS/DVB萃取頭用丙酮浸泡30 min后，在250℃老化30 min。

1.2.2萃取條件 測試樣品于60℃水浴3 h后達到氣液平衡后，插入SPME纖維頭吸附60 min，進行GC-MS分析。

1.2.3色譜條件 色譜柱HP-5MS 柱(30 m×0.25 mm×0.25 m)；不分流進樣，進樣口溫度250℃；初始柱溫 40℃，保持 2 min，以5℃/min 升至60℃，然后以5℃/min升至100℃，然后以 10℃/min升至240℃，保持6 min，載氣為氦氣。質譜條件：采用EI 電離方式，離子源溫度230℃；電子能量70 eV；色譜-質譜接口溫度280℃；閥值100；掃描質量數50～550 amu。

1.2.4物質定性分析 將未知物質圖譜與NIST08a.L Database(Agilent Technologies Inc.)中標準圖譜進行比對。

2 結果與分析

2.1黃原膠揮發性成分分析

采用頂空固相微萃取-氣質聯用檢測黃原膠中揮發性特征風味成分種類及含量，其總離子流圖如圖1所示，經GC-MS分析，黃原膠中共檢出23種化合物，將其進行歸一化(近似計算)，計算這些化合物的相對含量。由于匹配度≥80%的物質才具有可信度，黃原膠揮發性成分中初步鑒定的匹配度≥80%的物質有8種化合物，分別為2,6-二甲基十一烷、4,8-二甲基十一烷、1-甲基萘、2,6,10-三甲基十二烷、2-丙基十四烷基亞硫酸酯、十三烷、十四烷和10-甲基二十烷，其含量占比16.7002%(表1)。其中，①烷烴：2,6-二甲基十一烷、4,8-二甲基十一烷、2,6,10-三甲基十二烷、十三烷、十四烷和10-甲基二十烷；②脂類：2-丙基十四烷基亞硫酸酯；③芳烴：1-甲基萘。

圖1 黃原膠揮發性成分的總離子流圖

表1 黃原膠主要揮發性成分

2.2黃原膠揮發性成分中香氣成分分析

黃原膠的8種揮發性成分中的香氣成分主要有4種：

(1)2,6-二甲基十一烷，CAS：17301-23-4，分子式為C13H28，分子量為184.36，相對含量為1.0221%，匹配度為83%。麻旭東[13]利用氣質聯用技術檢測到健康南瓜中2,6-二甲基十一烷的含量為2.997%；吳方寧等[14]利用氣質聯用方法檢測真空冷凍干燥的白玉蕈中2,6-二甲基十一烷的含量為6%。

(2)2,6,10-三甲基十二烷，CAS：3891-98-3，分子式為C15H32，分子量為212.41，相對含量為1.6092%，匹配度為83%。高婷婷等[15]利用固相微萃取和氣質聯用技術在山楂果肉中檢測到2,6,10-三甲基十二烷的含量為1.43%，匹配度為83%；張玉榮等[16]采用頂空固相微萃取和氣質聯用技術發現儲藏時間對小麥中2,6,10-三甲基十二烷的影響較大。

(3)10-甲基二十烷，CAS：54833-23-7，分子式為C21H44，分子量為296.57，相對含量為2.0666%，匹配度為90%。孫晶等[17]利用水蒸氣蒸餾法提取雞嗉子葉的揮發性成分，利用氣質聯用測定雞嗉子葉的揮發性成分，其中10-甲基二十烷的含量為3.463%。

(4)十三烷，CAS：629-50-5，分子式為C13H28，分子量為184.36，相對含量為1.6119%，匹配度為83%。王武等[6]利用頂空固相微萃取和氣質聯用技術檢測到鴨肉脯中的十三烷在剛開始時為1.41%，儲藏1個月后降低為0.54%，第3、4個月檢測不到。說明儲藏時間對十三烷含量影響較大。

3 結論與討論

黃原膠應用于食品的功效：一是能改善其風味，除了黃原膠自身的香氣以外，添加黃原膠以后，會有新的化合物如4-戊烯-2-醇[6]等的生成，使四棱豆高蛋白乳飲料具有特殊風味[18]。二是能改善食品質構，巫雨婷等[19]在大豆蛋白營養棒中添加黃原膠改變體系微觀網絡結構，改善其質構和口感。羅紅霞等[20]通過添加黃原膠改善傳統方法制作夸克干酪的口感和風味。

本研究采用的HS-SPME/GC-MS 測定方法能夠快速測定黃原膠的揮發性風味成分，黃原膠的揮發性成分主要為烷烴類，其中有4種香氣成分，分別為2,6-二甲基十一烷、2,6,10-三甲基十二烷、10-甲基二十烷和十三烷，其中2,6-二甲基十一烷和十三烷受儲藏時間的影響較大。

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(責任編輯：劉新永)

StudyonvolatilecomponentsofxanthangumbysolidphasemicroextractioncombinedwithGC-MS

ZHENG Mei-xia, ZHU Yu-jing*, CHEN Zheng, LIU Bo*

(AgriculturalBiologicalResourcesResearchInstitute，FujianAcademyof
AgriculturalSciences,FujianProvince350003)

2017-06-08

鄭梅霞，女，1986年生，助理研究員。

*通訊作者：劉波，男，1957年生，博士，研究員 (E-mail:fzliubo@163.com)；朱育菁，女，1972年生，博士，研究員(E-mail:zyjingfz@163.com)。

10.13651/j.cnki.fjnykj.2017.06.010