同时蒸馏萃取法和固相微萃取法提取驴奶粉挥发性风味物质

白　希，　陈艳琦，　刘　丛，　杜为军

(新疆师范大学 化学化工学院，新疆 乌鲁木齐 830054)



同时蒸馏萃取法和固相微萃取法提取驴奶粉挥发性风味物质

白希，陈艳琦，刘丛，杜为军*

(新疆师范大学 化学化工学院，新疆 乌鲁木齐 830054)

摘 要：文章采用固相微萃取法和同时蒸馏萃取法提取驴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54种，包括醛类8种、酮类8种、醇类3种、酸类5种、酯类6种、烃类15种、芳香族类6种，其他类3种。其中，酸类和芳香族类成分对驴奶粉特征香气的形成起重要作用。

关键词：驴奶粉； 顶空固相微萃取； 挥发性化合物； 气相色谱-质谱联用(GC-MS)

驴奶为马科动物驴(EquusasinusL.)分泌的乳汁，富含亚油酸、亚麻酸等人体必需脂肪酸，且有较多维生素C和微量元素硒，具有较高的营养价值[1-2]。此外，驴奶还具有一定的药用价值，明代李时珍的《本草纲目》载：驴乳味甘，冷利、五毒，主治小儿热急黄等，多服使利、疗大热、止消渴、小儿热、急惊邪赤利、小儿痫疾。频热饮之，治气郁，解小儿热毒，不生痘疹。浸黄连取汁，点风热赤眼[3]。但驴奶极易变质，给驴奶的收集、储存和运输带来很大困难。将鲜驴奶加工为奶粉，可解决上述问题[4]。但驴奶具有一定的膻味，限制了其奶粉制品的推广。因此，研究驴奶粉中挥发性成分，可探明驴奶粉中膻味的组成成分，为驴奶粉去膻提供理论依据。目前，提取分析食品中挥发性风味成分的常用方法，主要为同时蒸馏萃取和固相微萃取结合气相色谱质谱联用的方法[5-6]。艾对等[6]采用SPME技术对羊奶中的风味物质进行采集，并利用GC-MS技术对其中的挥发性成分进行了定性和定量分析，而对于驴奶制品中的挥发性成分检测尚未见报道。文章采用同时蒸馏萃取和固相微萃取技术，提取驴奶粉中的挥发性成分，结合气-质联用技术分析其风味化合物，旨在为驴奶粉去膻技术开发提供理论依据。

1材料与方法

1.1原料与试剂

驴奶粉购买于新疆巴里坤县花麒奶业有限责任公司。

二氯甲烷(GR)、氯化钠(AR)、无水硫酸钠(AR) 天津市光复精细化工研究所；去离子水，实验室自制。

1.2仪器与设备

同时蒸馏萃取装置(定制加工) 安徽省天长市长城玻璃仪器制造厂；7890A/5975C气相色谱-质谱联用仪，美国安捷伦科技有限公司；手动SPME进样手柄，50/30 μm 二乙烯基苯/碳分子筛/聚二甲基硅氧烷DVB/CAR/PDMS 2cm 固相微萃取萃取头 美国Supleco公司；20 ml顶空瓶 美国安捷伦科技有限公司；DF-Ⅱ集热式磁力搅拌器：金坛市医疗器械厂；85-2数显磁力搅拌电热套，郑州长城科工贸有限公司。

1.3实验方法

1.3.1SPME法提取挥发性成分

参考文献([7])的方法，略有改动，精密移取5mL复原乳(按说明书建议的比例，驴奶粉与70℃的去离子水以1:10配制)，并加入2.4g NaCl，放入磁子后，瓶口用硅胶垫和铝箔盖压紧密封后，置于磁力搅拌器中心，在70℃水浴中加热平衡30min后，将DVB/CAR/PDMS萃取头插入顶空瓶中，萃取头距样品液面约1 cm,萃取1h后，抽出萃取头直接在气相色谱质谱联用仪270 ℃进样口迅速解吸一定时间，抽出萃取头的同时启动仪器采集数据。

1.3.2SDE提取挥发性成分

量取250 mL复原乳(按说明书建议的比例，驴奶粉与70℃的去离子水以1:10配制)，加入20g NaCl，置于500 mL圆底烧瓶中，连接于同时蒸馏萃取仪的轻相端，电热套加热，磁力搅拌；量取50mL二氯甲烷于100 mL圆底烧瓶中，加入少量沸石，置于同时蒸馏萃取仪的重相端，水浴加热，温度为(50±1)℃。从第一次回流开始计时，连续提取2h，提取完成后收集合并U形管中的二氯甲烷于溶剂烧瓶，加入无水硫酸钠，-18 ℃冰箱冷冻过夜，过滤后，经K-D蒸馏浓缩至1 mL，用氮气吹扫至0.5 mL得到香气浓郁的无色液体，密封后置于冰箱中，待分析。

1.4气相色谱-质谱联用仪条件

色谱条件：HP-5MS弹性石英毛细管柱(30 m×0.25 μm×0.25 mm)；进样口温度：250 ℃；升温程序：起始温度40 ℃，保持3min，以5 ℃/min升温至175 ℃，保持1 min，再以10 ℃/min升温至 300℃，保持23 min；载气为He，流速：1 ml/min；进样量：1μL，分流比：5:1(SPME采用不分流进样)。

质谱条件：电子轰击电离源(EI)，电子能量70 eV，传输线温度280 ℃，离子源温度230 ℃，四级杆温度150 ℃；扫描方式：全扫描；质量扫描范围：m/z40-550；溶剂延迟3min(SPME无溶剂延迟)。

1.5数据处理

1.5.1定性分析

挥发性风味物质定性分析主要依据GC-MS分析获得的总离子流色谱图进行分析鉴定。分离出的风味化合物首先与GC-MS所配备的NIST11标准谱库进行匹配鉴定，同时结合质谱裂解规律进行人工解谱，对匹配度大于800( 最大值为1000) 的鉴定结果，予以确认;通过C7-C40正构烷烃混合标准品计算得到各挥发性化合物的保留指数(Retention Index，RI)，与文献中报道的HP-5MS柱上相同化合物的RI进一步确认，检索确定其化学结构。

1.5.2定量分析

采用峰面积归一化法进行定量分析，求得各挥发性成分的相对质量分数。

2结果与分析

驴奶粉中挥发性成分风味物质经SDE和SPME法萃取，再通过GC/MS检测，鉴定结果见表1。

表1　SDE法和SPME法分析驴奶粉挥发性风味物质

由表1可知，结合SDE和SPME两种方法从驴奶粉中提取挥发性风味成分，然后经GC-MS分析，共鉴定出54种挥发性成分，包括醛类8种、酮类8中、醇类3种、酸类5种、酯类6种、烃类15种、芳香族类6种，其他类3种。两种方法均检测到的化合物有16种。

其中，SDE法萃取鉴定出化合物31种，SPME法萃取鉴定出化合物39种。采用SDE法得到的驴奶粉挥发性成分中，酸类(38.97%)和芳香类化合物(20.06%)的相对质量分数较高，其次为醇类(16.35%)、烷烃类(7.73%)、酮类(6.26%)、酯类(5.58%)、醛类(3.70%)；采用SPME法提取驴奶粉的挥发性风味成分中，酸类(48.89%)和芳香类化合物(28.26%)的相对质量分数较高，其次为酮类(9.22%)、烷烃类(5.39%)、醛类(5.04%)、酯类(1.39%)、其他类(1.39%)、醇类(0.53%)。

SDE和SPME两种方法均鉴定出较多的酸类，尤其是SPME法鉴定出的酸类物质高达48.89%之多。两种方法共鉴定出5种酸类化合物，除癸酸、辛酸等挥发性酸外，还有月桂酸、十四酸和十六酸等大分子酸。酸类化合物主要是由奶粉中的甘三酯发生氧化产生的[13]，且阈值较低，可能与奶的膻味有关[6]，是驴奶粉风味的主要来源。

醛类化合物中，直链醛主要是由奶粉中的不饱和脂肪酸自氧化产生的，如己醛主要是由奶粉中的亚油酸自氧化产生的，具有青草香味和腐臭味;而壬醛则是奶粉中油酸氧化的基本产物，二者可作为衡量奶粉氧化变质程度的标志物[14]。两种方法提取的化合物中鉴定出的己醛和壬醛含量较低，说明驴奶粉未发生明显氧化。此外，SDE法还鉴定出了少量的大分子醛—十六醛，虽然不是醛类风味的主要贡献者，但其可作为形成低分子醛的前体物质。

两种方法提取鉴定出少量的酮类化合物，其中含量较高的有2-己酮(6.56%)、2-庚酮(1.58%)、2-十五酮(1.86%)、2-十三酮(1.46%)等，上述甲基酮类化合物可能是在奶粉的制备环节中，驴奶中的的饱和脂肪酸发生脱羧和β-酮酸脱羧反应产生的[15]。酮类化合物具有较高的阈值，虽然含量较少，但仍是驴奶粉风味形成的主要贡献者。

两种方法提取鉴定出的酯类化合物中，以内酯化合物居多，主要有丙位十二内酯、丁位十二内酯、丁位十四内酯、丁位辛内酯等。内酯类化合物主要由δ或γ羟基酸和甘三酯受热产生，对奶粉的甜味和脂味的形成有较大贡献[16]。

SDE和SPME法均鉴定出少量的芳香族类化合物，其中甲苯可能是由鲜驴奶中的类胡萝卜素降解产生的[13,17]；而2,6-二叔丁基对甲酚则为延长乳制品保质期所添加的抗氧化剂[18]。

此外，两种方法还鉴定出较少的烷烃类化合物，烷烃可能是奶粉脂质的二级氧化产物，可作为形成其他香气成分的前体物质[19]，但整体对驴奶粉的风味贡献不大。

3结论

(1)分别采用同时蒸馏萃取和固相微萃取两种方法从驴奶粉中提取挥发性成分，经气相色谱-质谱联用仪分析，两种方法共鉴定出54种挥发性成分，包括醛类8种、酮类8种、醇类3种、酸类5种、酯类6种、烃类15种、芳香族类6种，其他类3种。

(2)同时蒸馏萃取法共鉴定出化合物31种，固相微萃取法鉴定出化合物39种。两种方法共同检测到的化合物有16种。同时蒸馏萃取法萃取的分子量较大的挥发性化合物较多，而固相微萃取法法萃取的小分子的挥发性化合物比较多。

(3)在驴奶粉中含量较高，且对其香气形成有重要贡献的特征性风味化合物有：辛酸、癸酸、月桂酸、糠醛、糠醇、2,6-二叔丁基对甲酚等。

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Analysis on Volatile Compositions of Donkey Milk Powder by Simultaneous Distillation Extraction and Solid Phase Micro Extraction

BAI Xi,CHEN Yan-qi,LIU Cong,DU Wei-jun

(CollegeofChemistryandChemicalEngineering,XinjiangNormalUniversity,Urumqi,Xinjiang, 830054,China)

Abstract:The volatile flavor components in donkey milk powder were extracted by using solid phase micro-extraction(SPME) and simultaneous distillation extraction(SDE) and analyzed by gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS).The results showed that: a total of 54 volatile compounds were identified in donkey milk powder, including 8 aldehydes, 8 ketones,3 alcohols,5 esters, 15 aliphatic hydrocarbons,6 aromatic hydrocarbons, 3 other compounds. The acids and aromatic hydrocarbons played an important role in the formation of chractaritic aroma of donkey milk powder.

Key words:Donkey milk powder; Solid micro-extraction; Volatile components; Gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)

中图分类号:TS252.1

文献标识码：A

文章编号：1008-9659(2016)01-040-06

[作者简介]白希(1985-)，男，陕西宝鸡人，硕士研究生，实验师，主要从事分析化学研究。*[通讯作者] 杜为军(1962-)，男，河南人，本科，讲师，主要从事分析化学研究。

[收稿日期]2015-10-12