HS-SPME-GC-MS分析伽師瓜籽油揮發(fā)性物質(zhì)

白 希 陳艷琦 劉 叢 朱慧忠 杜為軍（新疆師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，烏魯木齊 830054）

HS-SPME-GC-MS分析伽師瓜籽油揮發(fā)性物質(zhì)

白 希 陳艷琦 劉 叢 朱慧忠 杜為軍
（新疆師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，烏魯木齊 830054）

采用頂空固相微萃取—?dú)赓|(zhì)聯(lián)用法（HS-SPME-GC-MS）對(duì)冷榨伽師瓜籽油和不同烤籽溫度下的熱榨伽師瓜籽油的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行分析。結(jié)果表明：伽師瓜籽油中共檢出115種揮發(fā)性物質(zhì)，主要是羧酸類、醛類、酮類、雜環(huán)類、醇類、酯類和烷烴類化合物；冷榨伽師瓜籽油的揮發(fā)性物質(zhì)主要是羧酸類、醛類及醇類化合物，相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為36.65%、29.50%、11.56%；烤籽溫度為110℃和130℃下的熱榨伽師瓜籽油主要揮發(fā)性物質(zhì)為醛類化合物，且含量與冷榨伽師瓜籽油有較大差異；烤籽溫度為150、170、190、210℃下熱榨伽師瓜籽油的主要揮發(fā)性成分為吡嗪、呋喃等雜環(huán)類化合物和醛類化合物。

伽師瓜籽油 頂空固相微萃取 氣質(zhì)聯(lián)用 揮發(fā)性物質(zhì)

甜瓜（Cucumis melo L）是葫蘆科（Cucurcitaceae）甜瓜屬（Cucumis Linn）1年生蔓性草本植物，是一種在世界溫帶和亞熱帶廣泛種植的重要經(jīng)濟(jì)作物，而甜瓜籽作為甜瓜加工食用后的副產(chǎn)物，可入藥，具有清肺、潤(rùn)腸、化淤、排膿、止痛的功效［1-3］。甜瓜籽富含蛋白質(zhì)和脂肪，甜瓜籽油主要以不飽和脂肪酸為主，可作為藥食兩用的保健油源加以開(kāi)發(fā)。目前有關(guān)甜瓜籽油的研究主要集中在提取工藝［4-5］、理化性質(zhì)［6］、抗氧化性［7］及制備生物柴油等方面［8-9］，對(duì)于甜瓜籽油生產(chǎn)加工過(guò)程中產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)的研究則鮮見(jiàn)報(bào)道。

伽師瓜產(chǎn)自新疆伽師縣，地處我國(guó)西北邊陲，日照時(shí)間長(zhǎng)，晝夜溫差大，具有得天獨(dú)厚的氣候條件，十分有利于甜瓜的生長(zhǎng)。近年來(lái)，除鮮食外，伽師瓜還被用來(lái)加工果脯和蜜餞，而加工后產(chǎn)生大量下腳料—瓜籽大部分作為畜禽飼料或棄去。壓榨法制油是一種古老而實(shí)用的制油技術(shù)，具有工藝簡(jiǎn)單、需要配套的設(shè)備少、對(duì)油料的品種適應(yīng)性較強(qiáng)、生產(chǎn)靈活、成品油品質(zhì)較好等優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)壓榨溫度不同可將壓榨取油法分為冷榨和熱榨。洪振童等［10］對(duì)冷榨和不同炒籽溫度下的熱榨葵花籽油的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)熱榨葵花籽油中以烤食香味為主的雜環(huán)類物質(zhì)和小分子醛酮類物質(zhì)隨炒籽溫度上升而不斷增加，而關(guān)于壓榨伽師瓜籽油的揮發(fā)性物質(zhì)的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。

本試驗(yàn)用頂空固相微萃取技術(shù)對(duì)未經(jīng)烘烤的冷榨伽師瓜籽油及不同烤籽條件下的熱榨伽師瓜籽油的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行萃取富集，并通過(guò)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法對(duì)冷榨伽師瓜籽油和熱榨伽師瓜籽油的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，以期為伽師瓜籽油的食品化生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 原料

伽師瓜籽：新疆伽師縣鑫隆果業(yè)公司，剔除瓜瓤后用蒸餾水洗凈后置于陰涼處自然陰干，于45℃烘箱中干燥至恒重備用。

1.2 儀器與設(shè)備

K1100型全自動(dòng)凱氏定氮儀：濟(jì)南海能儀器股份有限公司；7890A／5975C氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀：美國(guó)安捷倫公司；手動(dòng)SPME進(jìn)樣手柄，50／30 μm二乙烯基苯／碳分子篩／聚二甲基硅氧烷 DVB／CAR／PDMS 2cm固相微萃取萃取頭：美國(guó)Supleco公司；20 mL頂空瓶：美國(guó)安捷倫公司；DF-Ⅱ集熱式磁力攪拌器：金壇市醫(yī)療器械廠；YKY-6YL-550榨油機(jī)：龍巖中農(nóng)機(jī)械制造有限公司；DHG-9140A電熱鼓風(fēng)干燥箱：上海一恒科學(xué)儀器有限公司；80-2B離心機(jī)：江蘇金壇市中大儀器廠。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 伽師瓜籽油的制備

冷榨伽師瓜籽油的制備：稱取伽師瓜籽400 g，放入榨油機(jī)中進(jìn)行壓榨，過(guò)濾后4 000 r／min離心10 min得到冷榨伽師瓜籽油。

熱榨伽師瓜籽油的制備：將伽師瓜籽油分別置于110、130、150、170、190、210和230℃烘箱內(nèi)烘烤30 min，取出后自然冷卻至室溫，放入榨油機(jī)中壓榨，過(guò)濾后4 000 r／min離心10 min的熱榨伽師瓜籽毛油。

1.3.2 揮發(fā)性成分的萃取

1.3.2.1 萃取頭的老化

萃取頭在首次使用時(shí)應(yīng)在250℃氣相色譜儀進(jìn)樣口老化2 h，以后每次使用前老化20 min。

1.3.2.2 頂空固相微萃取

分別稱取4 g伽師瓜籽油樣品放入20 mL頂空瓶中，加入磁子，瓶口用硅膠墊和鋁箔蓋壓緊密封后，置于磁力攪拌器中心，80℃預(yù)平衡5 min后，將萃取頭插入頂空瓶中，萃取頭距樣品液面約1 cm，萃取30 min后，抽出萃取頭直接在氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀270℃進(jìn)樣口解吸5 min，抽出萃取頭的同時(shí)啟動(dòng)儀器采集數(shù)據(jù)。

1.3.2.3 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀條件

氣相條件：色譜柱：HP-5MS彈性石英毛細(xì)管柱（30 m×0.25 μm×0.25 mm）；升溫程序：起始溫度40℃，以4℃／min升溫至120℃，保持2 min，再以4℃／min升溫至220℃，保持2 min；載氣為He，流速：1 mL／min；進(jìn)樣口溫度：250℃，不分流進(jìn)樣。

質(zhì)譜條件：電子轟擊電離源（EI），電子能量70 eV，傳輸線溫度280℃，離子源溫度230℃，四級(jí)桿溫度150℃；掃描方式：全掃描；質(zhì)量掃描范圍：40～550 m／z。

1.3.2.4 數(shù)據(jù)分析

化合物定性方法：經(jīng)NIST2011標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)檢索定性，并結(jié)合質(zhì)譜裂解規(guī)律進(jìn)行人工解譜，對(duì)相似度＞70% 的鑒定結(jié)果，予以確認(rèn)。

2 結(jié)果與討論

2.1 壓榨伽師瓜籽油的揮發(fā)性物質(zhì)

冷榨伽師瓜籽油和熱榨伽師瓜籽油中的揮發(fā)性物質(zhì)經(jīng)固相微萃取技術(shù)富集后，采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)進(jìn)行分離鑒定，結(jié)合NIST2011譜庫(kù)和相關(guān)文獻(xiàn)，共鑒定出115種物質(zhì)，結(jié)果見(jiàn)表1。其中醛類化合物有24種，酮類化合物有11種，醇類化合物有11種，雜環(huán)類化合物有41種，羧酸類化合物有8種，酯類化合物有7種，烷烴類化合物有13種。

表1 冷榨伽師瓜籽油和熱榨伽師瓜籽油的揮發(fā)性物質(zhì)組成

表1（續(xù)）

表1（續(xù)）

表1（續(xù)）

2.2 冷榨伽師瓜籽油的揮發(fā)性物質(zhì)

冷榨伽師瓜籽油中共鑒定出48種成分，其中羧酸類化合物相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，為36.65%，主要羧酸類化合物為己酸、乙酸和庚酸，含量分別為23.15%、6.68%、2.62%；其次是醛類化合物，相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為29.50%，主要醛類化合物為己醛、反式-2-辛烯醛、苯甲醛、反式-2，4-十一碳二烯醛、庚醛和反式 -2-庚烯醛，質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為12.74%、3.43%、2.96%、2.18%、1.38%和1.33%；以上兩類化合物占油脂中揮發(fā)性成分的一半以上。醇類化合物的相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.56%，主要醇類化合物為［R-（R*，R*）］2，3-丁二醇、正戊醇、［S-（R*，R*）］2，3-丁二醇、乙醇、正己醇和1-辛烯-3-醇；此外，冷榨伽師瓜籽油中還含有少量的酮類、雜環(huán)類、酯類和烷烴類化合物。

2.3 不同烘烤溫度下的熱榨伽師瓜籽油的揮發(fā)性物質(zhì)

不同烘烤溫度下的熱榨伽師瓜籽油的揮發(fā)性物質(zhì)成分差別較大。110和130℃烤籽所得毛油中的揮發(fā)性物質(zhì)仍以醛類化合物為主，相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為52.53%和39.28%，其中110℃烤籽所得毛油中的己醛、庚醛、反式-2-庚烯醛、反式-2，4-癸二烯醛和反式-2，4-十一碳二烯醛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)居各溫度下烤籽所得熱榨毛油之首，分別為18.63%、2.84%、2.02%、4.40%和9.71%，己醛等醛類化合物主要是由多不飽和脂肪酸在脂肪氧合酶的作用下分解產(chǎn)生［11-12］；其次為羧酸類化合物，相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為11.37%和19.95%，但較冷榨毛油有明顯下降；酮類化合物含量較少，分別為 7.42%和 4.56%，而其中2-庚酮和3-辛烯-2-酮的含量隨烤籽溫度升高呈現(xiàn)明顯的上升趨勢(shì)；雜環(huán)類化合物相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)略有增加，分別為9.16%和15.87%，其中吡嗪類化合物的種類和含量都有不同程度增加。

當(dāng)烤籽溫度達(dá)到150℃時(shí)，壓榨毛油中的揮發(fā)性物質(zhì)則主要以吡嗪、吡咯、吡喃等雜環(huán)類化合物為主，相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32.31%，其中2，5-二甲基吡嗪、2，3，5-三甲基吡嗪，2，3，5，6-四甲基吡嗪，2-戊基呋喃、2-乙基-6-甲基吡嗪和2-乙酰吡咯為主要的雜環(huán)類化合物，吡嗪類化合物具有烤堅(jiān)果味，主要是在高溫烘烤致使伽師瓜籽中的還原糖與氨基酸發(fā)生美拉德反應(yīng)產(chǎn)生［13-15］；2-戊基呋喃為亞油酸?；慕到猱a(chǎn)物，而伽師瓜籽油中的亞油酸含量較高，因此在烤籽過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較多此類成分［16］。

而170℃烤籽所得熱榨毛油中揮發(fā)性物質(zhì)中，醛類化合物所占比重繼續(xù)減小，而雜環(huán)化合物的含量較110℃烤籽所得毛油明顯升高，且化合物種類除吡嗪、吡啶和吡唑類化合物外，還有少量含硫化合物，如二甲基二硫、2，3-二氫噻吩等，這可能是由于該溫度烘烤時(shí)伽師瓜籽中含有少量游離的半胱氨酸和蛋氨酸等含硫氨基酸發(fā)生熱分解后產(chǎn)生［17-19］。

當(dāng)烤籽溫度達(dá)到190℃時(shí)，所得毛油中苯甲醛的相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到峰值，為5.59%，而據(jù)報(bào)道苯甲醛可能是由油料中苦杏仁苷的酶解產(chǎn)生的［18］；此溫度下所得毛油還檢測(cè)到較多的糠醛和糠醇，分別為3.05%、1.62%，而糠醇和糠醛遇到空氣極易變紅，可能是致使該溫度下壓榨伽師瓜籽毛油顏色變紅的原因［20］。210℃烤籽后，發(fā)現(xiàn)伽師瓜籽表面發(fā)生明顯的褐變，所得毛油呈黑褐色，氣味呈苦澀焦糊味，這可能是由于在該溫度下壓榨所得伽師瓜籽毛油新增的吲哚、胺類、吡啶類等化合物致使油脂產(chǎn)生難聞的氣味，同時(shí)反映出該溫度下的毛油品質(zhì)已發(fā)生劣變。

3 結(jié)論

通過(guò)頂空固相微萃取—?dú)赓|(zhì)聯(lián)用（HS-SPMEGC-MS）對(duì)冷榨和熱榨伽師瓜籽油中的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行分離鑒定，得到壓榨伽師瓜籽油中的115種揮發(fā)性成分。其中冷榨伽師瓜籽油和烤籽溫度為110、130℃下的熱榨伽師瓜籽油揮發(fā)性成分種類相似，但含量差別大，主要以羧酸類化合物為主；而烤籽溫度為150、170、190、210℃下熱榨伽師瓜籽油的主要揮發(fā)性成分為吡嗪、呋喃等雜環(huán)類化合物和醛類化合物。隨著烤籽溫度的升高，熱榨伽師瓜籽油中的的羧酸類類化合物減少，吡嗪、呋喃類化合物大幅增加，形成熱榨伽師瓜籽油特有的氣味；但當(dāng)烤籽溫度達(dá)到210℃時(shí)，所得熱榨毛油氣味刺鼻，由此可見(jiàn)，壓榨伽師瓜籽油時(shí)應(yīng)在較低溫度下進(jìn)行烤籽，既能保證出油率，也能得到濃香風(fēng)味的伽師瓜籽油。

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Analysis of Volatile Substance in Cold-Pressed and Hot-Pressed Jiashi Muskmelon Seed Oil by HS-SPME-GC-MS

Bai Xi Chen Yanqi Liu Cong Zhu Huizhong Du Weijun
（College of Chemistry and Chemical Engineering，Xinjiang Normal University，Wulumuqi 830054）

Volatile substances in both cold-and hot-pressed Jiashi muskmelon seed oil were analyzed by using head-space solid phase micro-extraction and gas chromatography-mass spectrometry（HS-SPME-GCMS）.The results indicated that 115 volatile substances were detected in Jiashi muskmelon seed oil，which mainly were carboxylic acids，ketones，aldehydes，heterocyclics，alcohols，esters and alkanes compounds；carboxylic acids，aldehydes and alcohols were the main volatile substances in cold-pressed Jiashi melon seed oil，and their relative mass fraction were 36.65%，9.50%and 11.56%respectively；aldehydes compounds were the main volatile substances in hot-pressed Jiashi muskmelon seed oils from Jiashi melon seed toasted at 110℃ and 130℃，its relative content were different with cold-pressed Jiashi muskmelon seed oil.the main volatile substances in hot-pressed Jiashi muskmelon seed oils from Jiashi melon seed toasted at 150℃，170℃，190℃ and 210℃ were pyrazines，furans and aldehydes etc.

jiashi muskmelon seed oil，head space solid phase micro-extraction，gas chromatography-mass spectrometry，volatile substances

TS207.3

A

1003-0174（2017）03-0124-06

2015-08-11

白希，男，1985年出生，實(shí)驗(yàn)師，油脂化學(xué)

杜為軍，男，1962年出生，講師，油脂化學(xué)