食用油挥发性物质固相微萃取GC-MS分析

宋义凤，王俊斌，王海凤，王丽双，何新益

（1.天津农学院基础科学学院，天津300384；2.天津农学院农业分析测试中心，天津300384；3.天津农学院食品科学与生物工程学院，天津300384）

食用油挥发性物质固相微萃取GC-MS分析

宋义凤1，王俊斌1，王海凤2，*，王丽双1，何新益3

（1.天津农学院基础科学学院，天津300384；2.天津农学院农业分析测试中心，天津300384；3.天津农学院食品科学与生物工程学院，天津300384）

以食用油为材料，采用固相微萃取、气相色谱-质谱联用仪和50/30 umDVB/CAR/PDMS纤维头测定其中的挥发性物质。结果表明：从被鉴定的7种食用油中确定293种挥发性物质，包括醛类、醇类、酯类、烷类、酮类、腈类等物质。其中，醛、醇、酯类挥发性物质种类较多，醛类49种，醇类29种，酯类29种。醛类物质的百分含量最大，为30%。被鉴定的各食用油香味组成成分类似，其中醛类化合物在各种食用油中均大量存在。

食用油；固相微萃取；气相色谱-质谱联用；挥发性物质

固相微萃取（Solid Phase Microextraction，SPME）是现代国际上用于样品处理的新技术，因它具有操作简单、快速、安全性高、不使用有机溶剂等优点[1-3]，被广泛应用于油脂挥发性物质的分析[4-5]。使用传统方法如蒸馏，不但使用大量原料，造成浪费，而且回收率低[6-7]，但是采用固相微萃取，只需要微量便可进行检测，又不使用有机溶剂，从而减少了污染、节约浪费。

食用油是人们日常饮食中的必需品，不但增加食物的色泽、气味和口感，还为人体提供了营养物质[8]。脂肪是人体能量的来源之一，而脂肪大部分来源于每日膳食中的油脂[9]。油脂还为人体提供维生素D、E、K等[10]。挥发性物质是植物油呈现香味的主要原因。本试验利用SPME结合气相色谱-质谱联用（Gas Chromatography-Mass Spectrometer，GC-MS）技术，检测了人们日常食用的几种食用油中挥发性物质种类及含量，以期为植物油品质评价提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

花生油、胡麻油、橄榄油、玉米油、芝麻油、大豆油、葵花油：市售。

1.2 试验仪器

DB-WAX色谱柱、Agilent7890A/5975C气相色谱-质谱联用仪：美国安捷伦科技公司；固相微萃取仪、PME 手动进样手柄、50/30 μm DVB/CAR/PDMS纤维头：美国Supelco公司。

1.3 试验方法

1.3.1 固相微萃取

用移液枪取5 mL食用油，装入15 mL萃取瓶中，放入一粒转子，将样品放在恒温50℃，6 000 r/min的萃取台上，预热5 min，将SPME针管穿过橡胶层，伸出纤维头，萃取35 min后，将纤维头缩回，迅速拔出，插入到准备状态的气相色谱仪中，解析2 min。

1.3.2 气相色谱-质谱联用仪的操作条件

1）气相色谱条件：进样口温度250℃，柱箱起始温度为40℃保持1 min，以6℃/min的速度升温至160℃保留4 min，然后以10℃/min的速度升温至220℃保留1 min。载气为高纯He，流速为0.9 mL/min；不分流方式进样。

2）质谱条件：EI电离源，离子源温度230℃；MS四极杆温度150℃；接口温度250℃；电子能量70 ev；采用全扫描方式；质荷比（m/z）：40 amu～500 amu；NIST08质谱库。

2 试验结果

2.1 各食用油挥发性物质组成的异同

7种食用油各主要挥发性物质及相对百分含量见表1。

表1 7种食用油各主要挥发性物质及相对百分含量Table 1 The main volatile compounds and percentage of 7 edible oils

通过试验可知，被鉴定的7种食用油的挥发性物质组成相似，均含有醛、烷、醇、酮、腈、烯等挥发性物质，但各种食用油的挥发性物质含量组分存在明显的差异。从表1可以看出醛类挥发性物质在7种油中含量均比较高，其中玉米油中相对百分含量最高（35.36%），葵花油中相对百分含量最低（14.60%）；烷类挥发性物质花生油相对含量最高（21.07%），大豆油、葵花油、胡麻油、玉米油中含量差别不大，含量最少的是橄榄油（3.54%）；7种油中醇类物质相差明显，大豆油中醇类相对百分含量最高（30.24%），芝麻油最少（1.6%）；酮类、烯类、腈类差别更大，其中葵花油中烯类百分含量最高（52.43%），花生油中烯类百分含量最低（0.39%），只有玉米油和胡麻油中含有腈类。所含挥发性物质不同所以各种有的香味也大有不同。

2.2 7种食用油挥发性物质比例

利用面积归一化法测定被鉴定的7种食用油各组分挥发性物质的百分含量见图1。

图1 7种食用油挥发性物质百分含量Fig.1 Percentage of volatile compounds in 7 edible oils

其中醛、烯、嗪、醇类挥发性物质百分含量所占比重较大，分别为醛30%、烯15%、嗪13%、醇12%。其余挥发性物质各组分所占比例不超过10%。

2.3 食用油中各组分主要挥发性物质成分

食用油各组分主要挥发性物质成分见表2。被鉴定的7种食用油中，各组分挥发性物质的主要的物质：如醛类主要成分是正己醛、（E）-2-庚烯醛、反，反-2，4-庚二烯醛；烯类挥发性物质主要成分是γ-松油烯、（+）-α-蒎烯、3-异丙基-6-亚甲基-1-环己烯；嗪类挥发性物质主要成分是2，5-二甲基吡嗪、2-甲基吡嗪、2-乙基-（5 或 6）-甲基吡嗪。

有些化合物直接影响着食用油的气味，如：反、反-2，4-庚二烯醛是亚麻酸的主要氧化产物，具有青草、水果、脂肪和香辛料的香味[11]，反、反-2，4-庚二烯醛主要存在于橄榄油和胡麻油中；7种食用油中均检出大量的醇类物质，大多数醇类物质都具有花草的香味[12]；吡嗪类化合物的种类和相对含量的不同可能是构成各种油具有不同风味特征的主要原因[13]；另外，呋喃、噻唑、吡啶类化合物的不同对食用油的风味也有一定贡献，如某些呋喃类化合物具有各种果香和烤香[14]、吡咯类化合物一般呈青香和坚果香味[15]等，正如这些特殊化合物的存在构成了不同食用油的不同气味。

表2 食用油各组分主要挥发性物质成分Table 2 The main volatile compounds of different component in edible oils

2.4 食用油中各挥发性物质种类

食用油中各挥发性物质种类见图2。

图2 食用油中各挥发性物质种类Fig.2 Kinds of volatile compounds in edible oils

7种食用油中，已经确定的挥发性物质共有293种。醛类挥发性物质的种类最多，为49种；醇类、脂类均为29种；烯类、酮类为24种；烷类17种；嗪类、苯类14种。还有一些种类较少的如，腈、酚、醚类等挥发性物质。

3 结论

利用固相微萃取气质联用技术对7种不同的食用油进行了测定，结果表明：共鉴定出239种挥发性物质，醛、醇、酯类挥发性物质种类较多，醛类49种，醇类29种，酯类29种，醛类物质的百分含量最大，为30%，醛类物质一部分是通过发酵产生的，大部分是由氨基酸脱氨、脱羰基生成的。7种食用油组成成分类似，均含有嗪、烷、腈、酚、烯、酸、胺、酮等挥发性物质，但各组分含量有明显差异。

[1]Arthur CL,Pawliszyn J.Solid-phase microextraction with thermaldesorption using fused silica optical fibers[J].Analytical Chemistry,1990,62(19):2145-2148

[2]Zhang Z,Pawliszyn J.Head space solid-phase microextraction[J].Analytical Chemistry,1993,65(14):1843-1852

[3]葛武鹏,李元瑞,陈瑛,等.牛羊奶酸奶挥发性风味物质固相微萃取GC/MS分析[J].农业机械学报,2008,39(11):64-75

[4]Tura D,Prenzler PD,Bedgood DJ,et al.Vairetal and processing effects on the volatile profile of Auatraliano-liveoils[J].Food Chemistry,2004,84(3):341-349

[5]Vichi S,Pizzale L,ConteL S,et al.Solid-phase microextraction in the analysis of virgin olive oil volatile fraction:characterization of virgin olive oils from two distinct geographical areas of northern I－taly[J].J Agric Food Chem,2003,51(22):6572-6577

[6]王道平,杨小生.固相微萃取-气质联用仪分析茶叶香气成分[J].质量安全,2013,21(3):85-89

[7]龙奇志,黄永辉,钟海雁,等.茶油挥发性成分的固相微萃取-气相色谱-质谱分析[J].中国食品学报,2009,9(3):187-194

[8]金霞.食用油脂与人体健康[J].生物学通报,2000,35(2):13-15

[9]王瑞元.粮油产品的营养与安全[J].粮食加工,2010,35(1):7-9

[10]陈洪涛,王力清,刘嘉亮,等.食用油脂加工与安全[J].油脂工程.2011,41(4):41-44

[11]叶常明,田康.邻苯二甲酸酯类化合物生物降解动力学[J].环境科学学报,1989,9(1):37-41

[12]张艳芳,陶文沂.两种发酵酱油风味物质的分析研究[J].精细化工,2008,25(5):486-490

[13]陈侨侨,张万生,李美萍,等.顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用法对食用植物油中易挥发成分的分析[J].食品科学,2014,35(14):97-101

[14]林旭辉.食品香精香料及加香技术[M].北京:中国轻工业出版社,2010:102

[15]刘晓君,金青哲,刘元法,等.花生油易挥发风味成分的鉴定[J].中国油脂,2008,33(8):40-42

Determination of Volatile Compounds in Edible Oils by Solid Phase Microextraction and GC-MS

SONG Yi-feng1，WANG Jun-bin1，WANG Hai-feng2，*，WANG Li-shuang1，HE Xin-yi3
（1.College of Basic Sciences，Tianjin Agricultural University，Tianjin 300384，China；2.Center for gricultural Analysis and Measurement，Tianjin Agricultural University，Tianjin 300384，China；3.College of Food Sciences and Bioenginerring，Tianjin Agricultural University，Tianjin 300384，China）

The edible oils were used as material in this study，and volatile compounds in edible oils were determinated by using solid phase microextraction，gas chromatography-mass spectrometry and 50/30 μm DVB/CAR/PDMS fiber heads.The results showed that 293 kinds of volatile compouds，including aldehydes，alcohols，esters，alkanes，ketones，nitriles and other volatile substance were identified from 7 kinds of edible oil.Among them，it is found that the aldehydes，alcohols and esters were the main of volatile compounds.There are 49 aldehydes，29 alcohols and 29 esters in the volatile compounds.The percentage of aldehydes，accounting for 30%，was the largest of total amount of volatile compounds.The ingredients of the edible oils were similar，in which aldehydeswere abundant.

edible oils；solid phase microextraction；（Gas Chromatography-Mass Spectrometer，GC-MS）；volatile compounds

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.23.027

天津市大学生创新创业训练计划项目（201610061063）；天津农学院高校教师教育改革创新引导发展项目（20171009）；天津农学院实验教学示范中心教学改革项目（2015SY058）

宋义凤（1993—），女（汉），本科，生物制药专业。

*通信作者：王海凤（1978—），女，实验师，硕士，主要从事农业分析测试工作。

2017-08-15