同时蒸馏萃取法和固相微萃取法提取羊奶粉挥发性风味物质

艾 对，张富新，*，于玲玲，李延华，苏伟丽

（1.陕西师范大学食品工程与营养科学学院，陕西西安710119；2.富平县畜牧技术推广中心，陕西渭南711700）

同时蒸馏萃取法和固相微萃取法提取羊奶粉挥发性风味物质

艾 对1，张富新1，*，于玲玲1，李延华2，苏伟丽1

（1.陕西师范大学食品工程与营养科学学院，陕西西安710119；2.富平县畜牧技术推广中心，陕西渭南711700）

采用固相微萃取法和同时蒸馏萃取法提取羊奶粉中的挥发性成分，再经气相色谱-质谱联用仪分析，共检出风味化合物55种，SPME法检出41种，SDE法检出22种，其中共同检测到8种，分别是辛酸、壬酸、癸酸、月桂酸、十二内酯、十四烷、十五烷、2-壬酮。SPME法和SDE法结合使用能较为全面的反映出羊奶粉的挥发性风味物质，且羊奶粉的挥发性风味物质以挥发性酸类成分为主。

固相微萃取，同时蒸馏萃取，羊奶粉，风味物质

羊乳是国内外营养专家一致认为最接近人乳的乳品，在国际营养学界被称为“奶中之王”［1-3］。羊乳制品包括酸羊奶、羊奶粉、羊奶奶酪以及液态羊奶等，而羊奶粉为其主要制品，且以全脂羊奶粉的生产为主。然而羊乳及其乳制品具有膻味，限制了它的利用。羊奶的膻味与其化学组成，尤其是中-短链挥发性脂肪酸有关［4-5］。因此分析检测羊奶中挥发性成分，对于揭示羊奶膻味形成机理具有重要意义。目前国内外对食品中挥发性成分的分离鉴定常采用气相色谱-质谱联用（Gas Chromatograph-Mass Spectrometer，GC/MS）技术，而在GC/MS检测前，需对挥发性成分进行分离和浓缩。然而对挥发性成分分离和浓缩的方法较多［6-15］，有同时蒸馏萃取（Simultaneous Distillation Extraction，SDE）法、固相微萃取（Solid Phase Micro Extraction SPME）法、吹扫捕集（Purge and Trap，P&T）法和液相微萃取（Liquid Phase Micro-Extraction，LPME）法等。因此在分析食品中挥发性成分时，萃取方法的适当与否直接影响最终结果。同时蒸馏萃取技术是根据“相似相容”原理，利用萃取室中的有机溶剂，对随水蒸气蒸馏而出的有机组分进行萃取；而固相微萃取技术则是将具有吸附性能的纤维头直接暴露在气体中进行萃取。两种技术均存在一些优缺点，若将这两种方法联合使用，互相补充，可获得更为全面的挥发性成分信息［16-19］，从而较为真实地反应出食品风味组成。因此本文利用固相微萃取和同时蒸馏萃取两种方法对羊奶粉挥发性成分进行萃取，并利用GC/MS进行分离鉴定，全面的分析羊奶粉挥发性成分组成，为进一步开发羊乳及其制品脱膻技术奠定鉴别理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

羊奶粉（脂肪含量为31.85%） 购买于陕西杨凌圣妃乳品厂。

1300-ISQ气相色谱质谱联用仪 美国热电公司；SPME手柄和萃取头 美国Supelco公司；石英毛细管色谱柱（HP-INNOWAX，60m×0.32mm×0.25μm） 美国安捷伦公司；其余仪器 均为实验室常用器材。

1.2 挥发性风味物质萃取

1.2.1 SPME条件 在20m L的顶空瓶（75.5mm× 22.5mm）中加入12m L复原乳（羊奶粉与蒸馏水以1∶7配制）和3.6g NaCl，用密封垫迅速密封顶空瓶，在磁力搅拌（900r/m in）下，在70℃下先平衡30m in后，将已老化的CAR/PDMS萃取头（300℃下老化1h）插入顶空瓶，推出萃取纤维头，距液面1cm，进行顶空萃取。萃取90min后，缩回萃取纤维，拔出萃取头，快速插入GC进样口，再在250℃下解析5m in。

1.2.2 SDE条件 采用李红霞等的SDE装置并加以改进［20］。在250m L圆底烧瓶中加入100m L复原乳（羊奶粉与蒸馏水以1∶7配制），接于SDE装置，圆底烧瓶置于沸水浴锅加热，并通入水蒸气进行蒸馏，蒸馏2h后停止。倒出U形管中的二氯甲烷溶剂，加入无水硫酸钠除去水分，用旋转蒸发仪浓缩二氯甲烷提取液至5m L左右，在移入带刻度的试管中进行氮吹浓缩至1m L，进行GC/MS分析。

1.3 GC/MS检测

GC/MS配备HP-INNOWAX石英毛细管色谱柱。GC进样口温度为250℃；以高纯氦气为载气，流速是1.0m L/min；MS电离方式为EI，电离能量为70eV；离子源温度为250℃；接口温度为250℃；质量扫描范围45～500u。SPME法采用分流进样，时间为5m in；溶剂延迟0.5m in；程序升温为起始温度40℃，保持10min，以4℃/min升至80℃，保持10m in，再以4℃/min升至180℃，保持30m in。SDE法采用分流进样，分流比为1∶10，进样量为1μm L；溶剂延迟时间为5m in；程序升温为起始温度60℃，保持2m in，以4℃/m in升至100℃，保持10min，再以4℃/min升至200℃，保持13m in。

1.4 数据处理

利用GC/MS工作站软件自带NIST标准库检索各组成质谱数据，并结合质谱裂解规律，鉴定挥发性风味物质的化学成分，仅对能给予定性的物质报道，并按照峰面积归一化法计算各个成分的相对峰面积百分含量。

2 结果与分析

羊奶粉中挥发性风味物质经SPEM法和SDE法萃取，再通过GC/MS检测，结果见表1。

表1 SPME法和SDE法分析羊奶粉挥发性风味物质Table 1 Aroma compounds identified from goatmilk powder by SPME and SDE

续表

由表1可以看出，SPME法和SDE法萃取相同的羊奶粉挥发性风味物质差异明显，经GC/MS分析后共检测出55种挥发性风味物质，SPME法检出41种，SDE法测出22种，共同检测出8种，分别是辛酸、壬酸、癸酸、月桂酸、十二内酯、十四烷、十五烷、2-壬酮。SPME法检测出的羊奶挥发性风味物质种类明显多于SDE法。

SPME法中检出的41种风味物质，可分为8类，其中酸类14种、酯类5种、烃类5种、醇类4种、酮类2种、醛类1种、芳香族类4种和其他类6种。这些化合物中相对含量较高的是丁酸（3.69%）、己酸（15.77%）、辛酸（23.73%）、壬酸（1.23%）、癸酸（29.27%）、月桂酸（3.18%）、2-甲基异丙醇（2.07%）、丙酮（5.98%）、苯甲醛（2.11%）和甘菊环（1.13%）。

SDE法中检出的22种风味成分中，酸类5种、酯类1种、烃类9种、醇类3种、酮类2种、芳香族类1种和其他类1种。这些化合物中相对含量较高的是辛酸（6.96%）、壬酸（1.02%）、癸酸（31.44%）、十四烷酸（1.57%）、月桂酸（26.13%）、十二内酯（2.09%）、十六烷（2.12%）、2，6，10，14-四甲基十五烷（1.69%）、十七烷（4.28%）、二十烷（5.26%）、二十一烷（2.87%）、糠醇（3.51%）、十五醇（2.01%）、十八醇（1.5%）、2-庚酮（1.24%）和2，4-二叔丁基苯酚（2.13%）。

比较两种萃取方法，可以看出结果差异明显。SPME法能较多的提取到挥发性酸类、酯类、醇类和芳香族风味物质，而SDE法对酸类、烃类和醇类风味物质提取效果较好。特别值得注意是SPME法对酸类挥发性风味提取效果极佳，共提取到14种挥发性酸类物质，占总挥发性物质的80.84%，同时SDE法萃取出的挥发性酸类物质占总挥发性物质的67.12%，可见挥发性酸类物质是羊奶粉的主要挥发性成分。这与Carunchia［21］、李林强［22］、Chilliard［23］、何胜华［24］、Eknas等［25］研究羊乳及其制品的结果相似。

3 结论

SPME和SDE法萃取相同的羊奶粉样品挥发性物质，再经GC/MS分离检测，共检出55种挥发性化合物，其中SPME法检出41种，而SDE法检出22种，SPME法检出的羊奶粉挥发性物质的数量明显多于SDE法。SPME法和SDE法共同检测出羊奶粉挥发性成分有8种，分别是辛酸、壬酸、癸酸、月桂酸、十二内酯、十四烷、十五烷、2-壬酮。对比两种萃取方法的检测结果可知，SPME法检出的挥发性物质明显多于SDE法，这可能因SDE在相对较高的温度下萃取风味物质，且需要对挥发性成分进行浓缩，使得部分物质发生反应而损失。但具体哪种方法能更好的反应出羊奶粉挥发性风味物质的信息，还需进一步借助其他风味研究方法加以研究。

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Analysis on aroma compositions of goat milk powder by simultaneous distillation extraction and solid phase micro extraction

AIDui1，ZHANG Fu-xin1，*，YU Ling-ling1，LIYan-hua2，SUWei-li1
（1.College of Food Engineering and Nutritional Science of ShaanxiNormal University，Xi'an 710119，China；2.Husbandry Technology Promotion Center of Fu Ping County，Weinan 711700，China）

Solid micro extraction method and simultaneous distillation extraction method were compared for their sampling effectiveness in GC/MS analysis of aroma components in goat milk powder.The results showed that 55 compounds were obtained from goat milk powder.41 volatile components were identified by SPME method and 22 by SDE method.And eight of them were the same components，including octanoic acid，nonanoic acid，n-decanoic acid，dodecanoic acid，dodecalac tone，tetradecane，pentadecane and 2-nonanone.If combining these two methods，the shortage could be made up and the identification of aroma compounds in goat milk powder would be more efficient and that mainly consisting of volatile acids.

solid phase micro extraction；simultaneous distillation extraction；goat milk powder；aroma com position

TS252.1

A

1002-0306（2015）08-0049-04

10.13386/j.issn1002-0306.2015.08.001

2014－08－14

艾对（1989-），男，硕士研究生，研究方向：乳品化学。

*通讯作者：张富新（1962-），男，教授，主要从事乳品科学方面的研究。

“十二五”农村领域国家科技计划项目（2013BAD18B00）；陕西省农业攻关项目（2014K01-17-05）；农业部公益性行业（农业）科研专项（201103038）。