氣相色譜及其聯(lián)用技術(shù)在食品風(fēng)味中的研究進展

朱燁，陳曉婷，喬琨，李水根，劉淑集，潘南，劉智禹*，施文正

（1.上海海洋大學(xué) 食品學(xué)院，上海 201306；2.福建水產(chǎn)研究所，國家海水魚類加工技術(shù)研發(fā)中心，福建省海洋生物增養(yǎng)殖與高值化利用重點實驗室，福建 廈門 361013；3.福建海洋職業(yè)技術(shù)學(xué)校，福建 福州 350000）

近年來，隨著生活水平的提高，人們對飲食要求不僅僅停留于能夠保證一日三餐，而是更加注重食品品質(zhì)。評價食品品質(zhì)特征的重要指標(biāo)為風(fēng)味，食品的風(fēng)味物質(zhì)往往是一些蛋白質(zhì)、脂肪或糖類經(jīng)過分解后形成的，其中經(jīng)分解形成的小分子物質(zhì)具有更強的風(fēng)味作用，并且人的感覺器官能夠被風(fēng)味物質(zhì)所含的官能團刺激[1]。食品的風(fēng)味都是由多種香味組分組成，每種組分含量極少，常以 1×10-6g/L、1×10-9g/L、1×10-12g/L作為計量[2]，盡管現(xiàn)代食品均具有一定的營養(yǎng)價值，但風(fēng)味依舊是食品的關(guān)鍵特征之一，具有良好風(fēng)味的食品能夠激起消費者更強的購買欲。

食品中風(fēng)味的檢測及分析主要是通過感官評價和儀器檢測兩種方式。感官評價是指對食品中風(fēng)味物質(zhì)的感官感知，風(fēng)味是人味覺、嗅覺和三叉神經(jīng)的一種綜合感覺，是風(fēng)味食品最重要的食用品質(zhì)之一[3]，前兩者主要與食品中所含的化學(xué)物質(zhì)濃度和種類有關(guān)，后者主要與食品中所含組分的物理性質(zhì)有關(guān)[1]。研究食品風(fēng)味，需要對風(fēng)味物質(zhì)的成分進行了解并分析，在食品風(fēng)味中一些揮發(fā)性化合物已被證明為重要貢獻物質(zhì)[4-7]，特別是對食品的風(fēng)味有很大影響的物質(zhì)。有研究表明，在2個不同品牌巴氏殺菌乳、5個品牌超高溫瞬時滅菌乳和1個品牌復(fù)原乳中檢出8種酮類、3種醇類、12種酯類以及1種其它類化合物為3種乳制品（巴氏殺菌乳、超高溫瞬時滅菌乳、復(fù)原乳）提供其特殊的風(fēng)味[8]；三文魚的主要揮發(fā)性風(fēng)味成分為醛類化合物和碳?xì)漕惢衔?，不同品種三文魚的主體風(fēng)味物質(zhì)存在交叉等[9]。而嗅覺和味覺的概念略有不同，嗅覺是氣味分子附著于鼻腔上黏膜細(xì)胞蛋白受體，使受體細(xì)胞激活后發(fā)出電信號，由嗅小球接力傳遞到大腦，進而感知氣味。味覺是滋味物質(zhì)與舌頭上的味蕾作用，經(jīng)過一系列的神經(jīng)傳遞，最終經(jīng)大腦感知滋味。對嗅覺和味覺的感知起決定性作用的主要是揮發(fā)性化合物的結(jié)構(gòu)與功能[10]。揮發(fā)性化合物對食品風(fēng)味影響顯著，雖然會影響食品的整體評價，但評價結(jié)果往往是主觀的，不能在分子水平上進行探索。因此，將主觀感官評價與客觀儀器分析相結(jié)合，可以更好地解釋食品風(fēng)味、化學(xué)成分與感官體驗之間的關(guān)系，從而了解某種香氣作用的機理[11]。

盡管我國對于食品風(fēng)味的研究比發(fā)達國家的起步稍晚，但近年來關(guān)于該研究的進展卻極其迅速，在國內(nèi)已經(jīng)形成了針對食品風(fēng)味體系較為完善的檢測機制和儀器分析平臺，如氣相色譜法（gas chromatography，GC）、氣相色譜-聞香器（gas chromatography olfactometry，GC-O）、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）、全二維氣相色譜法（gas chromatography-mass spectrometry，GC×GC）、氣相色譜-嗅聞-質(zhì)譜聯(lián)用法（gas chromatography-olfactometry-mass spectrometry，GC-O-MS）、全二維氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（comprehensive two-dimensional gas chromatography-mass，GC×GC-MS） 以及氣相色譜-離子遷移率光譜法（gas chromatography-ion-mobility spectrometry，GC-IMS）等技術(shù)，以及將上述方法與頂空分析技術(shù)（headspace analysis techniques，HS）、固相微萃取技術(shù)（solid-phase microextraction，SPME）、同時蒸餾萃取法（simultaneous-distextraction，SDE）等相結(jié)合的技術(shù)，在香氣成分分離、目標(biāo)揮發(fā)性化合物分析和未知物鑒定等方面發(fā)揮重要的作用[12]。因此，本文對氣相色譜及其聯(lián)用技術(shù)在食品風(fēng)味中的研究進展進行概述，為今后食品風(fēng)味物質(zhì)的研究提供相關(guān)依據(jù)。

1 氣相色譜工作原理

氣相色譜法是利用氣體作流動相的色層分離分析方法。經(jīng)過汽化的樣品被載氣（流動相）帶入色譜柱中，由于柱中的固定相與樣品中各組分的分子作用力不同，因此各組分從色譜柱中流出時間不同，而彼此分離，采用詳細(xì)的鑒別和記錄系統(tǒng)，可對色譜圖中各組分流出色譜柱的時間和濃度進行標(biāo)注。該法適用于易揮發(fā)有機化合物的定性、定量分析。根據(jù)色譜圖中所標(biāo)注的出峰時間和順序可對化合物進行定性分析，根據(jù)峰的高低和面積大小可對化合物進行定量分析。通過高溫裂解，汽化后可對非揮發(fā)性的液體及固體物質(zhì)進行分析。該方法可與紅光吸收光譜法或質(zhì)譜法配合使用，利用色譜法分離復(fù)雜樣品以達到較高的準(zhǔn)確度，是檢測有機化合物的重要分析手段。氣相色譜在農(nóng)林、牧漁、石油、化工等領(lǐng)域的應(yīng)用較為廣泛[13]。氣相色譜法的特點為1）超強的敏感度：氣相色譜法可檢測10-11g～10-13g物質(zhì)，并可用于檢測空氣中的有毒氣體；2）高度分離能力：氣相色譜法技術(shù)可將大多數(shù)物質(zhì)分離出來；3）樣品量少：氣相色譜法技術(shù)對于不同形式的物質(zhì)所需的樣本量要求不同，但一般來說，需要少量即可進行檢測[14]。

2 氣相色譜法的應(yīng)用

氣相色譜法對于食品檢測具有重要的作用，該技術(shù)最早使用于1952年[15]，目前，該技術(shù)在食品揮發(fā)性化合物的各項檢測技術(shù)中已較為成熟?，F(xiàn)階段國內(nèi)對于氣相色譜法的研究主要集中在（1）水果蔬菜等直接入口食品中農(nóng)藥殘留量的檢測，如測定番茄和黃瓜中10種殺菌劑[16]、快速測定蔬菜水果中有機磷農(nóng)藥殘留[17]等；（2）生肉或肉類產(chǎn)品中有機物質(zhì)及獸藥殘留檢測，如測定不同產(chǎn)地發(fā)酵藏豬肉中脂肪酸[18]、測定肉類中4種有機磷農(nóng)藥殘留量[19]等；（3）水產(chǎn)品中有害殘留物質(zhì)對風(fēng)味的影響檢測，如測定水產(chǎn)品中12種多溴聯(lián)苯醚[20]、測定水產(chǎn)品中丙泊酚麻醉劑的殘留量[21]、檢測水產(chǎn)品中擬除蟲菊酯類農(nóng)藥[22]；（4）煙草中有害物質(zhì)殘留檢測，如測定煙草中水分及1，2-丙二醇與丙三醇的含量[23]、分析電子煙煙液中主要生物堿含量[24]等；（5）食品中使用添加劑種類及其含量測定，如食品中甜蜜素的檢測[25]、測定香味劑中桉油精肉桂醛百里香酚及香芹酚的含量[26]；（6）酒類中的揮發(fā)性化合物檢測，如，啤酒[27]、果啤[28]、葡萄酒[29]、白酒[30]等；（7）食品生產(chǎn)加工過程中產(chǎn)生的對人體有害的風(fēng)味物質(zhì)的檢測，如加工肉制品中未知添加物質(zhì)篩查與確證[31]；（8）為改善食品風(fēng)味而加入的對人體健康產(chǎn)生危害的不可食用物質(zhì)的檢測，如調(diào)味品中防腐劑、抗氧化添加劑檢測[32]；（9）食品包裝過程中所產(chǎn)生的有害風(fēng)味物質(zhì)，如食品包裝材料中有毒有害物質(zhì)的遷移行為[33]、食品包裝材料中有毒有害物質(zhì)檢測[34]。該方法能夠檢測出人們?nèi)粘Ｉ钪胁糠钟泻]發(fā)性化合物。

與國內(nèi)研究相比，國外研究學(xué)者同樣將氣相色譜廣泛應(yīng)用于食品風(fēng)味分析領(lǐng)域，其中涉及：（1）定量或定性分析食品成分，如碳水化合物和氨基酸；（2）對食品中添加劑進行分析；（3）對食品及加工食品風(fēng)味和香氣成分分析；（4）分析生產(chǎn)副產(chǎn)品和污染物對食品風(fēng)味的影響，如，熏蒸劑、天然毒素、獸藥和包裝材料等。目前，大部分研究集中于利用GC與其他技術(shù)結(jié)合，以實現(xiàn)檢測技術(shù)優(yōu)化。Parodi等[35]提出了一種氣相色譜-火焰離子化檢測器（gas chromatography flame ionization detector，GC-FID）一步衍生法測定甘油醛（glycidaldehyde，GA）、二羥基丙酮（1，3-dihydroxyacetone，DHA）和甘油（glycerol，GLY）的方法，該方法靈敏度和精密度均高于高效液相色譜法。Vitola等[36]將選擇離子流動管質(zhì)譜 （selected ion flow tube mass spectrometry，SIFTMS）與GC-FID進行比較，檢測醛類氣體臭氧化程度，選擇醛作為代表性的揮發(fā)性有機化合物（volatile organic compounds，VOCs），在臭氧氧化實驗過程中，采用兩種技術(shù)并行監(jiān)測其濃度，根據(jù)GC-FID分析，由于與臭氧的反應(yīng)，醛的脫除率高達90%，而使用SIFTMS，無論是否存在臭氧，醛的濃度在實驗過程中都保持在相同的水平，結(jié)果確定了臭氧會干擾氣相色譜，在高濃度臭氧（至少50 ppmv）的情況下，不適合使用有機硅固定相的GC-FID來監(jiān)測醛。

如今氣相色譜法已經(jīng)非常成熟，但并不能夠滿足人們在食品風(fēng)味方面的研究需求，在現(xiàn)有的實驗過程中，需要更高質(zhì)量和更實用的GC方法。所以衍生出許多氣相色譜結(jié)合其他技術(shù)的聯(lián)用技術(shù)來實現(xiàn)在食品風(fēng)味研究中更進一步的突破。

3 氣相色譜結(jié)合其他技術(shù)的應(yīng)用

3.1 全二維氣相色譜法

Liu等[37]在1991年首次提出全二維氣相色譜法（GC×GC），將原有的一維色譜進行了升級。GC×GC對較復(fù)雜的化合物進行色譜分離時，經(jīng)過兩次獨立分離，即在第一次分離運行同時進行二維分離，該方法可提供高靈敏度、高峰容量、高分辨率，并產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化的二維輪廓圖，對化合物的鑒定有極大的幫助[12，38]，并可縮短鑒定時間[39]。

近幾年來，已有諸多學(xué)者利用全二維氣相色譜技術(shù)對食品的風(fēng)味成分進行研究。肖雪等[12]綜述了全二維氣相色譜技術(shù)在一次加工的水果等農(nóng)產(chǎn)品和二次加工的乳制品等食品中風(fēng)味成分分析的應(yīng)用，為食品的風(fēng)味檢測及分析提供相應(yīng)參考依據(jù)。由于GC×GC操作簡單，該技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于食品的調(diào)味、包裝和保鮮工藝等方面，如調(diào)料[40]、酒類[41]、食品用紙[42]、塑化劑[43]、油類[44]等應(yīng)用對食品風(fēng)味的影響。國內(nèi)外關(guān)于風(fēng)味分析技術(shù)的研究更多是將樣品與分析儀器結(jié)合，如頂空采樣模式（靜態(tài)頂空、動態(tài)頂空）、固相微萃取、高分辨質(zhì)譜等與GC×GC分析儀器結(jié)合[12]，更有利于為食品風(fēng)味分析技術(shù)的發(fā)展提供參考，以及為食品品質(zhì)控制提供便捷快速的方法。Cheong等[45]利用二維氣相色譜-飛行時間質(zhì)譜法（comprehensive two-dimensional gas chromatography and time-of-flight mass spectrometry，GC×GC-TOFMS）與平衡頂空分析法優(yōu)化對馬來西亞刺果番荔枝（Annona muricata）揮發(fā)化合物的測定，通過GC×GC-TOFMS對提取的135種化合物進行了分離和鑒定，其中37種化合物被鑒定為刺果番荔枝風(fēng)味的關(guān)鍵揮發(fā)性成分，研究表明該方法是一種快速、簡便的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)定性表征技術(shù)。而與國內(nèi)的研究內(nèi)容相比，國外研究該方法更多集中在食品營養(yǎng)物質(zhì)[46]、生物制藥[47]、食物種子成分[48]等揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的檢測。

雖然全二維氣相色譜法在過去的10年里迅速發(fā)展，但利用該方法分離樣品的化合物，需要樣品本身至少具有兩個具體化學(xué)性質(zhì)，如揮發(fā)性、極性或者手性，才可將性質(zhì)相似的化合物進行分離。因此，該技術(shù)較適用于復(fù)雜樣品的分離，但相對不成熟，需要進一步的改進。

3.2 氣相色譜-嗅味法

氣相色譜-嗅味法（GC-O）是將氣相色譜的分離能力與人類嗅覺獨特的敏感性和選擇性相結(jié)合起來的分析技術(shù)。Fuller等[49]于1964年首次提出改裝氣相色譜儀，經(jīng)過改裝后的氣相色譜儀主要用于記錄氣體流出物中嗅聞到的香氣，以確定揮發(fā)性氣味活性。

GC-O的引入是分析食品風(fēng)味研究的一個突破，它能夠區(qū)分多種氣味活性化合物及其特征效應(yīng)化合物，這些揮發(fā)物的檢出與它們在樣品中的濃度有關(guān)。食品中某些風(fēng)味物質(zhì)含量占總含量的比例很低，一般檢測器很難檢測到其存在，而一些無貢獻組分的檢測結(jié)果卻很高。在這種情況下，GC-O就能夠迅速檢測到這些微量物質(zhì)以及一些對風(fēng)味有著顯著性影響的物質(zhì)。王姣等[50]應(yīng)用GC-O進行嗅聞分析，共檢出馬蘇里拉奶酪中所含的109種化合物并對其進行半定量分析，其中嗅聞確定的化合物有31種，并將這31種化合物的氣味活度（odor activity value，OAV）進行主成分分析，主成分檢測結(jié)果能將這6種馬蘇里拉奶酪大致分為3類，說明這些揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)能很好地描述不同類別奶酪的風(fēng)味差異。除此之外，還利用該方法對油脂[51]、菜肴[52]、肉制品[53]、面食[54]等的風(fēng)味物質(zhì)進行了分析。GC-O不僅可以作為一種工具進行應(yīng)用，還提供了一種感官分析手段，當(dāng)GC-O與分析技術(shù)相結(jié)合，對風(fēng)味成分能夠進行更詳盡的描述，且將感官特征進行量化。Al-Dalali等[55]利用SPME-GC-MS和GC-O對3種商品醋中的揮發(fā)性化合物進行了檢測，GC-O鑒定出30種揮發(fā)物為對商品食醋風(fēng)味有貢獻的香氣活性物質(zhì)，并且首次提出食醋中3-甲基-3-庚醇、乳酸戊酯、2-戊酮、4-（乙酰氧基）-2-丁酮、2，6-二羥基-4-甲基苯甲醛、2-乙基-5-甲基吡嗪和芐基甲硫醚等13種揮發(fā)性物質(zhì)的存在，該研究闡明了3種中國食醋香氣特征在香氣活性物質(zhì)種類和數(shù)量上的顯著差異。有研究利用攪拌棒吸附萃取法（sorption extraction，SBSE）結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）、氣相色譜-嗅覺（GC-O）、氣味活度（OAV）和香氣重組對龍井茶主要香氣成分進行分析，通過GC-O分析、OAV計算和初步香氣復(fù)合試驗，鑒定出龍井茶的主要香氣成分有14種，并在該試驗中首次檢測出二甲亞砜為龍井茶的主要香氣成分[56]。

雖然GC-O法可用于食品樣品中香氣活性物質(zhì)的鑒定，但對揮發(fā)性化合物的定性分析效果不佳。GC-O結(jié)合特征香氣響應(yīng)法、攪拌吸附萃取法、香味抽提物稀釋分析法、時間強度法和檢測頻率等[57]，對樣品中香氣活性成分的貢獻度進行了鑒定和排序，為今后在新產(chǎn)品開發(fā)中進行風(fēng)味研究提供有效的參考依據(jù)和創(chuàng)新方法。

3.3 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法

氣相色譜法-質(zhì)譜聯(lián)用法（GC-MS）是一種將氣相色譜和質(zhì)譜相結(jié)合，以實現(xiàn)快速鑒別出不同物質(zhì)的方法。目前GC-MS的應(yīng)用通常分為目標(biāo)方法和非目標(biāo)方法[58]。1959年Gohlke[59]首次提出并描述了GC-MS分離VOCs的過程，并將填充柱GC與在線飛行時間（time of flight，TOF）質(zhì)譜相結(jié)合。

近年來GC-MS在食品行業(yè)（如肉制品加工[60]、食物發(fā)酵[61]、食品激素[62]）及食物垃圾中[63]都有一定的研究進展。Lopez等[64]利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法測定食品中的風(fēng)味物質(zhì)，建立了一種直接測定食品中14種風(fēng)味物質(zhì)的GC-MS方法，開發(fā)了一種快速、直接、廉價和通用的方法，并成功地驗證了該方法可以測定多種食品中7種烯基苯類和其他7種香料化合物的含量。孫戡平等[65]利用蒸餾法對白術(shù)芍藥散的揮發(fā)油進行提取，應(yīng)用GC-MS技術(shù)對白術(shù)芍藥散中所含揮發(fā)性化合物進行分析并鑒別，共檢測出145種揮發(fā)性成分。GC-MS的發(fā)展極大地提高了研究結(jié)果的準(zhǔn)確性。技術(shù)的不斷進步正在推動GC-MS在食品成分分析、代謝組學(xué)、生物化學(xué)、醫(yī)學(xué)分析和藥理學(xué)等傳統(tǒng)由其他分離技術(shù)主導(dǎo)的領(lǐng)域的發(fā)展。因GC-MS在風(fēng)味方面的研究不斷深入，需要借助更加精準(zhǔn)的技術(shù)，因此，將GC-MS與其他技術(shù)相結(jié)合，能夠達到更好的檢測效果，Giannetti等[66]將HS-SPME與GC-MS技術(shù)結(jié)合測定比爾森風(fēng)格的啤酒中風(fēng)味成分來研究該啤酒的制作工藝，該方法共檢測出111種揮發(fā)性成分，并證實樣品中的13種揮發(fā)性成分可作為手工啤酒的指紋圖譜。Song等[67]將激光輻照解吸與GC-MS法聯(lián)用，測定真菌發(fā)酵貽貝（Mytilus edulis）蒸煮液在工業(yè)化生產(chǎn)過程中的風(fēng)味變化，將450 nm藍色半導(dǎo)體激光器與頂空固相微萃取氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用，通過分析揮發(fā)性風(fēng)味的變化來評價真菌發(fā)酵貽貝的發(fā)酵程度，共檢測出呋喃類、芳香族化合物、含硫含氮化合物等52種揮發(fā)性化合物，相比于傳統(tǒng)單一方法，該方法具有一定的優(yōu)越性，通過對特征揮發(fā)物的嚴(yán)格分析，發(fā)現(xiàn)真菌發(fā)酵貽貝的發(fā)酵產(chǎn)物具有良好的風(fēng)味和鮮味。同樣的該方法對嬰兒食品[68]、精油[69]、蜜餞[70]等產(chǎn)品風(fēng)味的進一步研究，為我國新產(chǎn)品開發(fā)提供了一定的指導(dǎo)。

GC-MS在靈敏度和選擇性方面是不可替代的，GC-MS通過將目標(biāo)化合物的片斷與現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫中的標(biāo)準(zhǔn)參考物的片斷進行比較，可以有效地獲得揮發(fā)性化合物的結(jié)構(gòu)信息[57]。然而，該技術(shù)無法確定化合物的氣味特性和化合物對樣品貢獻度，且分析時間較長，因此需要繼續(xù)探究優(yōu)化和簡化工作流程。

3.4 氣相色譜-嗅聞-質(zhì)譜聯(lián)用法

氣相色譜-嗅聞-質(zhì)譜聯(lián)用法（GC-O-MS）是由GC-O和GC-MS組成，將兩種裝置的特點融合為一臺儀器。嗅覺檢測器與氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用是從眾多揮發(fā)性成分中鑒定或提取香氣活性化合物的一種便捷高效的方法[57]，同時對關(guān)鍵氣味物質(zhì)的分析更加快速、準(zhǔn)確，能有效避免氣味物質(zhì)的誤檢。

GC-O-MS主要應(yīng)用于解決食品工業(yè)中兩個方面的風(fēng)味問題：（1）香氣活性物質(zhì)的快速圖譜。（2）關(guān)鍵香氣活性成分的鑒定。由于質(zhì)譜儀在真空條件下工作，嗅覺檢測器在大氣壓條件下工作，兩個檢測器的分析物保留時間可能不同（質(zhì)譜儀通常較短），會造成一定的實驗誤差。而Gerretzen等[71]開發(fā)了一種新的方法，通過使用氣味區(qū)域來快速有效地處理質(zhì)譜儀和嗅覺儀之間的檢測時間差，從而減少分析GC-O-MS數(shù)據(jù)所需的時間和精力。Cai等[72]首次報道了GC-O-MS技術(shù)在家畜氣味分析中的應(yīng)用，采用HS-SPME-GC-OMS方法共鑒定出50種不同的化合物，其中21種為首次從家畜氣味中發(fā)現(xiàn)。將GC-O-MS與SPME技術(shù)結(jié)合，可用于食品、調(diào)味料（如酵母抽提物）和熱反應(yīng)風(fēng)味中關(guān)鍵氣味的篩選和鑒定，從香氣的角度出發(fā)，對目標(biāo)樣品的芳香活性物質(zhì)進行全面的研究，可對樣品在生產(chǎn)和儲存過程中的質(zhì)量進行控制。Zhang等[73]利用GC-O-MS研究了加熱方式對雞湯香氣的影響，得到不同加熱方式下風(fēng)味成分組成的變化，GC-O-MS檢測到36種主要揮發(fā)性化合物和17種氣味物質(zhì)，其中低溫制備的雞湯中主要氣味物質(zhì)含量最高。通過應(yīng)用GC-O-MS技術(shù)，可以更精確、更有效地檢測風(fēng)味物質(zhì)，促進風(fēng)味食品的開發(fā)。目前，有多位學(xué)者將不同技術(shù)與GC-O-MS聯(lián)用，如通過液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用（liquid chromatography mass spectrometry，LC-MS） 和 HSSPME-GC-O-MS共同作用，首次對新西蘭4個栽培品種的菲油果果汁中的酚類化合物和芳香活性化合物進行了研究，利用HS-SPME-GC-MS對菲油果中的揮發(fā)性化合物進行了鑒定，鑒定出的63種化合物，其中有17種在菲油果果汁樣品中未見報道，通過嗅覺測試，進一步鑒定出25種香氣活性物質(zhì)，其中酯類和萜烯類化合物是影響菲油果果汁香氣的主要成分[74]。Mahmoud等[75]對養(yǎng)殖的土塘虹鱒魚氣味分子進行了調(diào)查，特別關(guān)注腐臭的無味物質(zhì)，用溶劑輔助風(fēng)味蒸發(fā)（solvent-assisted flavor evaporation，SAFE）提取魚肉和魚皮中的氣味物質(zhì)，并進行溫和濃縮，然后用GC-MSO和二維高分辨率氣相色譜-嗅聞-質(zhì)譜聯(lián)用法（twodimensional high-resolution gas chromatography coupled with mass spectrometry and olfactometry，2D-HRGCMS-O）對提取物進行分析。（E，Z，Z）-2，4，7-十三碳三烯、（E）-4，5-環(huán)氧基-（E）-2-癸烯、4-乙基戊酸、3-甲基吲哚、D-檸檬烯和吲哚是首次從德國養(yǎng)殖虹鱒魚中鑒定出來的具有氣味活性的化合物。此外，將該技術(shù)與SAFE、香精提取物稀釋分析（aroma extract dilution analysis，AEDA）、動態(tài)頂空制樣（dynamic headspace sampling，DHS）等結(jié)合為油類[76]、水果[77]、水產(chǎn)養(yǎng)殖[75]、綠葉植物[78]、肉制品加工[79]中的風(fēng)味物質(zhì)研究提供了大量更加準(zhǔn)確快速的檢測方法。

GC-O-MS的主要優(yōu)點是，與GC-O和GC-MS分離操作相比，GC-O-MS聯(lián)合技術(shù)通過一次進樣即可確定揮發(fā)性化合物（香氣活性化合物）及其化學(xué)結(jié)構(gòu)，因此可以避免對惡臭物質(zhì)的誤識別。GC-O-MS技術(shù)已經(jīng)在各種應(yīng)用中證明了其快速檢測的特性，具有在新的方向上進一步發(fā)展的前景。但與其他風(fēng)味研究技術(shù)的結(jié)合并不廣泛，為該技術(shù)的后續(xù)研究提供了一定的方向。

3.5 全二維氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法

對于全二維氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（GC×GC-MS）的研究，多數(shù)在醫(yī)療用品[80]、醫(yī)學(xué)技術(shù)[81]等方面，對于食品風(fēng)味方面的研究并沒有相關(guān)報道，GC×GC-MS是否適用于食品風(fēng)味方向的研究需要進一步進行探索。然而GC×GC-MS與TOF聯(lián)用，在南非蜂膠揮發(fā)性化合物[82]、棕櫚油和棕櫚油中脂肪酸甲酯[83]等揮發(fā)性化合物中均有研究，但與其他檢測方法的結(jié)合卻沒有較多的報道。

3.6 氣相色譜-離子遷移率光譜法

氣相色譜-離子遷移率光譜法（GC-IMS）提供了一種新的氣相分離檢測技術(shù)，這項技術(shù)結(jié)合了GC的高分離能力和IMS的快速響應(yīng)，是一種分離和敏感檢測揮發(fā)性化合物的有效方法。該技術(shù)具有響應(yīng)速度快、靈敏度高、操作方便、成本低等特點[84]，已廣泛應(yīng)用于藥物檢測[85]、疾病監(jiān)測[86]和環(huán)境保護[87]。

與目前使用最廣泛的GC-MS相比，GC-IMS最突出的特點是分離效率高，GC-MS分析一般需要幾十分鐘才能得到結(jié)果，而對于數(shù)據(jù)的定性分析需要將保留時間與光譜庫進行對比得出；GC-IMS三維光譜分析結(jié)果中包含保留時間、漂移時間和信號強度，用更少的時間獲得更準(zhǔn)確的分析結(jié)果。這些優(yōu)點使其在食品分類、食品新鮮度鑒定、生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制以及食品中關(guān)鍵香氣和異味化合物的表征等方面有著廣泛的應(yīng)用。Comtreras等[88]將GC-IMS用于橄欖油中乙醇的快速定量分析，并在試驗中將GC-IMS與HS相結(jié)合，這一新興的分析工具提供了二維分析方法，通過計算質(zhì)子化單體和質(zhì)子結(jié)合的乙醇二聚體，建立了不同的校準(zhǔn)曲線，該方法在試驗前不再需要對樣品進行預(yù)處理，對橄欖油中標(biāo)記物的含量檢測速度更快。Guo等[89]采用HS-GC-IMS和HS-SPME-GC-MS技術(shù)對新鮮和干燥松茸菌蓋、上柄和下柄中的不同揮發(fā)性物質(zhì)進行研究，結(jié)果表明經(jīng)過熱風(fēng)處理后，大多數(shù)C8化合物的濃度顯著降低，同時產(chǎn)生了一些新的揮發(fā)性香氣化合物，如己醛、庚醛、壬醛、苯乙酮、2（5H）-呋喃酮和苯乙醛，還利用HS-GC-IMS建立了松茸菌鮮品和干品不同部位的特征揮發(fā)性成分指紋圖譜。有研究表明，GC-IMS多數(shù)與HS相結(jié)合可測定肉類[90]、油類[91]等，但與其他技術(shù)的結(jié)合多數(shù)運用在生物細(xì)菌[92]、人體系統(tǒng)中[93]。但IMS作為GC檢測器在精確定量分析方面有局限性，因為IMS的響應(yīng)是非線性的，這意味著提供ppbv和pptv水平的濃度可能會帶來挑戰(zhàn)[94]。

在過去的幾年里，利用GC-IMS研究食品風(fēng)味有了很大的進展，并采用了多種化學(xué)計量學(xué)技術(shù)來處理二維GC-IMS數(shù)據(jù)，如主成分分析（principal component analysis，PCA）、線性判別分析（linear discriminant analysis，LDA）、k 近鄰算法（k-nearest neighbor，k-NN）和偏最小二乘回歸淺析（partial least squares regression，PLSR），這些方法為GC-IMS拓展到食品風(fēng)味的不同應(yīng)用領(lǐng)域做出了重要貢獻，但缺乏如美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（National Institute of Standards and Technology，NIST）標(biāo)準(zhǔn)參考質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫這樣的數(shù)據(jù)庫是GC-IMS在食品風(fēng)味分析中不太受歡迎的一個原因[95]。隨著技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)建立一個完整的GC-IMS數(shù)據(jù)庫，以實現(xiàn)快速、靈敏、自動化的表征。鑒于食品風(fēng)味的多樣性，可通過GC-IMS與其他技術(shù)相結(jié)合，優(yōu)化現(xiàn)有技術(shù)存在的弊端。

4 結(jié)論與展望

風(fēng)味的共同特征是與人體嗅覺系統(tǒng)相互作用，產(chǎn)生特殊的氣味。味道這個術(shù)語被認(rèn)為是一種由食物在嘴里進食引起的感覺，主要由味覺和嗅覺感知，但也有由口腔中的一般疼痛、觸覺和溫度感受器感知。雖然對風(fēng)味的感知主要涉及嗅覺和味覺，但到目前為止，對風(fēng)味的研究主要集中在揮發(fā)性化合物上。食品的風(fēng)味決定食品品質(zhì)的好壞，隨著生活水平的提高，人們對于食品風(fēng)味的要求越來越高，促使對風(fēng)味物質(zhì)進行更為深入的研究。氣相色譜法（GC）擁有高敏感度、高分離能力且所需樣品量少，使之適用于易揮發(fā)有機化合物的定性、定量分析，但需要更高質(zhì)量且更實用的GC方法；全二維氣相色譜法（GC×GC）可提供高靈敏度、高峰容量、高分辨率，用時短，并能產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化的二維輪廓圖，可對揮發(fā)性有機化合物進行定性分析。該方法適用于復(fù)雜樣品的分離，它仍是一項相對不成熟的技術(shù)需要很大的改進；氣相色譜-嗅味法（GC-O）能夠迅速檢測食品風(fēng)味中微量物質(zhì)以及對風(fēng)味有顯著性影響的物質(zhì)并量化感官特征，但對揮發(fā)性化合物的定性分析效果不佳。氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（GC-MS）具有極強的分離能力、高靈敏度和高選擇性，可對樣品進行準(zhǔn)確的定性、定量分析，但它無法鑒別食品中影響其風(fēng)味的關(guān)鍵揮發(fā)性化合物且分析時間較長，需要繼續(xù)優(yōu)化、簡化工作流程。氣相色譜-嗅聞-質(zhì)譜聯(lián)用法（GC-O-MS）可從食品揮發(fā)性成分中鑒定或提取香氣活性化合物并進行準(zhǔn)確的定性分析，對關(guān)鍵氣味物質(zhì)的分析更加快速、準(zhǔn)確，避免了氣味物質(zhì)的誤檢，但與其他風(fēng)味研究技術(shù)的結(jié)合并不廣泛，值得繼續(xù)研究；全二維氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（GC×GC-MS）對于食品風(fēng)味方面的研究并沒有較多相關(guān)報道，GC×GC-MS是否適用于食品風(fēng)味方向的研究為我們提供了一個繼續(xù)研究的方向；氣相色譜-離子遷移率光譜法（GC-IMS）最突出的特點是分離效率高、用時短并能對食品中關(guān)鍵香氣和異味化合物進行準(zhǔn)確的定性、定量分析，但缺乏像NIST標(biāo)準(zhǔn)參考質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫這樣的數(shù)據(jù)庫，是GC-IMS在食品風(fēng)味分析中不太受歡迎的一個原因。在我國對于食品風(fēng)味的研究雖晚于發(fā)達國家，但近年關(guān)于氣相GC、GC-O、GC-MS等發(fā)展極其迅速并形成了完整的體系。對于GC×GC、GC-OMS、GC×GC-MS以及GC-IMS等技術(shù)也常見于研究之中，但是將上述方法與頂空分析技術(shù)（HS）、固相微萃取技術(shù)（SPME）、同時蒸餾萃取法（SDE）相結(jié)合的技術(shù)，在食品風(fēng)味的鑒定方面卻不夠成熟，需要進一步的探索，技術(shù)聯(lián)用在保留原有技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，深入研究了食品風(fēng)味相關(guān)的變化規(guī)律，對風(fēng)味食品的開發(fā)與研究具有重要意義。