基于LC-MS/MS的大米中香蘭素含量測定分析

摘 要：采用液相色譜-串聯質譜法（Liquid Chromatography Tandem Mass Spectrometry，LC-MS/MS）對不同品種和產地的大米中香蘭素含量進行了測定和分析。本實驗通過比較9種大米的香蘭素含量，分析品種和產地對香蘭素含量的影響，并探究不同儲存條件下香蘭素含量的變化。結果表明，秈稻品種的香蘭素含量普遍高于粳稻品種，不同產地大米的香蘭素含量存在明顯差異，且儲存條件對香蘭素含量的保持有一定影響。本研究為大米品質評估和儲存管理提供了科學依據。

關鍵詞：液相色譜-串聯質譜（LC-MS/MS）；食品檢測；香蘭素；大米

Determination and Analysis of Vanillin Content in Rice Based on LC-MS/MS

ZHU Xiaoling

（Tuanfeng Public Inspection and Testing Center， Tuanfeng 438000， China）

Abstract： In this study， vanillin content in various rice varieties and origins was analyzed using liquid chromatography tandem mass spectrometry （LC-MS/MS）. In this experiment， vanillin content of 9 rice varieties was compared， the influence of place of varieties and origin on vanillin content was analyzed， and the change of vanillin content under different storage conditions was explored. Significant differences were observed in vanillin content based on origin， and storage conditions significantly affected vanillin retention. These findings offer a scientific basis for rice quality assessment and storage management.

Keywords： liquid chromatography tandem mass spectrometry （LC-MS/MS）; food testing; vanillin; rice

大米是全球主要糧食作物之一，其品質一直備受消費者關注。香氣是評價大米品質的重要指標之一，而香蘭素是大米中一種重要的香氣成分，對大米的綜合風味具有重要作用。但目前對不同品種、產地和儲存條件下大米中香蘭素含量進行測定分析的研究較少。因此，本文采用液相色譜-串聯質譜法（Liquid Chromatography Tandem Mass Spectrometry，LC-MS/MS）對大米中香蘭素含量進行精確測定，探討品種、產地和儲存條件對香蘭素含量的影響，為大米品質評估和儲存管理提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

5個秈稻品種（秋田小町、秀珍、絲苗、稻花香和五常大米）、4個粳稻品種（東北大米、吉林大米、盤錦大米和黑龍江大米），湖北黃岡團風縣大型超市；香蘭素標準品（純度＞99%），美國Sigma-Aldrich公司；甲醇、乙腈（色譜純），德國Merck公司。

1.2 儀器與設備

Milli-Q純水系統，美國Millipore公司；Agilent 1290 Infinity II液相色譜儀，美國安捷倫科技有限公司；Agilent 6470三重四極桿質譜儀，美國安捷倫科技有限公司；Eppendorf 5424R高速離心機，德國艾本德公司；Scientific Industries Vortex-Genie 2渦旋混合器，美國Scientific Industries公司；KQ-500DE超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；Mettler Toledo XS205電子天平，瑞士梅特勒-托利多公司；Eppendorf Research plus移液器，德國艾本德公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 標準溶液的配制與使用

準確稱取10.0 mg香蘭素標準品，用甲醇溶解并定容至10.0 mL容量瓶中，配制成1 000 mg·L-1的標準儲備液，4 ℃避光保存，使用時用甲醇稀釋得到標準系列溶液（濃度為0.1 ng·mL-1、0.5 ng·mL-1、1.0 ng·mL-1、5.0 ng·mL-1、10.0 ng·mL-1、50.0 ng·mL-1和100.0 ng·mL-1）。

1.3.2 大米中香蘭素含量的測定

①粉碎。選取顆粒飽滿、新鮮無蟲蛀的大米，用粉碎機粉碎后過60目篩，混勻后密封保存于干燥器中備用。②提取。準確稱取2.0 g粉碎后的大米樣品于50 mL離心管中，加入20 mL甲醇-水混合溶液（7∶3，V∶V），渦旋混合1 min。將離心管置于超聲波清洗器中，40 kHz頻率下超聲提取

30 min，然后4 000 r·min-1離心10 min，取上清液。對沉淀重復1次提取過程，合并兩次提取的上清液，用0.22 μm有機濾膜過濾。③凈化。精密量取5 mL上述濾液，用氮氣吹干，再用2 mL甲醇-水混合溶液（1∶1）復溶。將復溶液通過預先活化的C18固相萃取柱（500 mg/3 mL），用3 mL甲醇-水混合溶液（3∶7）洗脫。收集洗脫液，用氮氣吹干，再用1 mL流動相A復溶。最后經0.22 μm濾膜過濾后轉入樣品瓶。④LC-MS/MS測定。每個樣品重復測定3次，取平均值作為最終結果。

1.3.3 不同品種、產地、儲存條件下大米中香蘭素的含量

（1）不同品種大米中香蘭素含量比較。選取1.1中9種市面上常見的大米品種，研究不同品種大米中香蘭素含量。每個品種購買3個不同批次的樣品，共計27份樣品，按照1.3.2的方法對大米中的香蘭素含量進行測定。

（2）不同產地大米中香蘭素含量的影響。以秋田小町大米品種為例，研究不同地區（東北黑土地區、長江中下游平原、華南丘陵地區和西南高原地區）大米中香蘭素含量。每個地區選擇3個代表性產地，每個產地取3個批次的樣品，按照1.3.2的方法對大米中的香蘭素含量進行測定。

（3）不同儲存條件對大米中香蘭素含量的影響。以稻花香和東北大米為例，設置3種不同的儲存條件，分別為常溫常濕[溫度（25±2）℃+相對濕度60%±5%]、低溫干燥[溫度（4±1）℃+相對濕度30%±5%]、真空包裝（25±2）℃。在儲存0 d、30 d、90 d、180 d、270 d和360 d時間點取樣，按照1.3.2的方法對大米中的香蘭素含量進行測定。每個條件下取3份樣品進行重復測定。

1.4 LC-MS/MS分析條件

采用Agilent 1290 Infinity II液相色譜儀與Agilent 6470三重四極桿質譜儀聯用系統進行香蘭素的定量分析，色譜和質譜條件經過優化，以獲得最佳的分離效果和檢測靈敏度，色譜條件如表1、表2所示。質譜條件采用電噴霧離子源正離子模式，多反應監測方式進行定量分析，具體參數設置如表3所示。

2 結果與分析

2.1 不同品種大米中香蘭素含量比較

由表4可知，9種大米樣品中均檢出香蘭素。在秈稻品種中，稻花香大米的香蘭素含量最高，平均值為（2.53±0.34）ng·g-1；秋田小町和秀珍大米的香蘭素含量相對較低，分別為（1.32±0.18）ng·g-1和（1.15±0.15）ng·g-1。在粳稻品種中，東北大米的香蘭素含量最高，平均值為（0.87±0.12）ng·g-1；盤錦大米的香蘭素含量最低，為（0.65±0.08）ng·g-1。秈稻品種的香蘭素含量均高于粳稻品種。

2.2 不同產地大米中香蘭素含量差異

由表5可知，不同產地秋田小町大米中的香蘭素含量存在明顯差異。其中，黑龍江五常產地的樣品香蘭素含量最高，平均值達到（2.03±0.25）ng·g-1，四川成都的樣品香蘭素含量最低，平均值為（1.04±0.12）ng·g-1。東北黑土地區3個產地大米中的香蘭素含量均高于其他產地。結果表明，即使是同一品種的大米，不同產地的樣品中香蘭素含量也存在明顯差異。這種差異可能與各地獨特的土壤、氣候條件以及種植技術有關。

2.3 儲存條件對大米中香蘭素含量的影響

由表6可知，不同儲存條件對大米中香蘭素含量的影響存在差異。兩種大米的香蘭素含量隨著儲存時間的延長整體上均呈下降趨勢。在常溫常濕條件下儲存360 d后，稻花香大米的香蘭素含量從（2.53±0.34）ng·g-1降至（1.87±0.25）ng·g-1，降幅為26.1%；東北大米的香蘭素含量從（0.87±0.12）ng·g-1降至（0.61±0.08）ng·g-1，降幅為29.9%。在低溫干燥條件下儲存360 d后，稻花香大米的香蘭素含量降至（2.28±0.30）ng·g-1，降幅約9.9%；東北大米降至（0.79±0.10）ng·g-1，降幅為9.2%。在真空包裝條件下儲存360 d后，稻花香大米的香蘭素含量為（2.41±0.32）ng·g-1，降幅僅為4.7%；東北大米為（0.84±0.11）ng·g-1，降幅為3.4%。

綜上，在真空包裝條件下儲存的大米，其香蘭素含量保持效果最好，且在該儲存條件下，東北大米中的香蘭素含量的降幅低于稻花香大米，可能是由于真空環境減少了氧氣和水分對香蘭素的影響，有效抑制了氧化和水解反應。此外，在常溫常濕的儲存條件下，大米中的香蘭素含量降幅明顯，可能在于該條件下香蘭素更容易發生氧化或水解反應，導致其含量降低[1]。因此，在儲存大米時要盡量選擇真空包裝，以提升其保存品質并延長其保質期。

3 討論

本研究利用LC-MS/MS方法對不同品種、產地和儲存條件下大米中的香蘭素含量進行分析，結果表明大米品種對香蘭素含量有影響。研究發現秈稻品種的香蘭素含量普遍高于粳稻品種，這與秈稻品種具有較強香味的特點相一致。因此，香蘭素含量可能是評估大米香味品質的重要指標之一[2]。同時，產地對大米中香蘭素的含量也存在較大影響。即使是同一品種的大米，在不同地區種植也會導致香蘭素含量存在差異。這種差異可能源于多個因素的綜合作用，如不同地區的溫度、降水量、日照時間以及土壤類型可能影響水稻生長過程中香蘭素的合成。特別是東北黑土地區的樣品香蘭素含量普遍較高，這可能與該地區獨特的土壤類型和肥力情況有關。東北黑土地富含有機質，有利于香蘭素等香味物質的形成[3-4]。

此外，儲存條件對大米中香蘭素含量的保持也起著關鍵作用。研究發現在常溫常濕條件下儲存的大米中香蘭素含量降低最快，而真空包裝條件下香蘭素含量得到較好的保持。因此，合適的儲存條件對于保持大米品質至關重要，該結果為大米的儲存管理提供了實用的指導[5]

4 結論

本研究利用LC-MS/MS方法對大米中香蘭素含量進行系統分析，結果表明大米品種對香蘭素含量影響較大。秈稻品種的香蘭素含量均高于粳稻品種。其中，稻花香大米含量最高，為（2.53±0.34）ng·g-1，盤錦大米的香蘭素含量最低，為（0.65±0.08）ng·g-1。產地對大米香蘭素含量有重要影響，黑龍江五常產地的秋田小町大米香蘭素含量為（2.03±0.25）ng·g?1，明顯高于其他產地。儲存條件對香蘭素含量的保持至關重要。真空包裝條件下香蘭素含量保持最好，360 d后降幅最低，而常溫常濕條件下香蘭素含量降幅最大，不利于大米品質的保持。未來，可進一步探討影響大米香蘭素含量的生物學和環境因素，以及香蘭素與其他香味物質的相互作用，為大米的品質改良和儲存技術的優化提供更全面的科學依據。

參考文獻

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