食品风味物质的提取与分析方法研究进展_于茂帅

技术和超临界流体萃取技术等。虽然这些提取技术原 理方法都有所不同，但 最 终 目 的 都 是 为 了 获 取 食 品 中 风味物质较浓的抽提 物，以 进 行 下 一 步 的 分 析 鉴 定 工 作。因此，无论那一 种 提 取 方 法，都 不 应 该 破 坏、产 生 或掩盖食品原有风味的物质。 １．１ 顶 空 取 样 技 术
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２０１２年第６期 中 国 调 味 品
总 第 ３７ 卷
ＣＨＩＮＡ ＣＯＮＤＩＭＥＮＴ
专论综述
将样品置于温度调节 装 置 中，在 预 定 温 度 下 处 理 一 段 时 间 ，使 样 品 容 器 中 的 样 品 相 与 气 相 （顶 空 ）达 到 平 衡 。 随后载气流将顶空气体的一个等分试样导入色谱柱， 各挥发性成分在色谱柱中按常规方法被分离。根据对 该等分试样测试结果 的 分 析，可 以 确 定 原 样 品 中 挥 发 性成分的 种 类 及 其 浓 度［３］。ＳＨＳ 方 法 的 优 点 是 制 备 样品简便，不用其他 试 剂，造 成 假 象 分 析 的 可 能 性 小。 该法已经在一定程度 上 用 于 分 析 肉 类 食 品 的 风 味，如 鱼肉［４］、牛肉 等 ［５］ ，并已经检测到十几种小分子 的 风 味 成分。一些 学 者 采 用 该 技 术 对 干 腌 鲜 鱼 （ｃｈｕｎｇｅｔａｌ， ２００７）、罐 装 鲑 鱼 （Ｇｉｎｉｒｄｅｔａｌ，１９９１）、金 枪 鱼 （Ｍｅｄｉ－ ｎａｅｔａｌ，１９９９）的挥发 性 成 分 进 行 提 取。 另 外 有 学 者 采 用 该 方 法 分 别 对 柴 胡 （廖 远 熹 等 ，２００５）和 啤 酒 （黄 锦 莲 等，１９９５）中 的 挥 发 性 成 分 进 行 提 取［６］，均 取 得 了 较 好 效果。这种方法简单 实 用，但 缺 点 是 仅 适 用 高 挥 发 性 或高含量组分的检测，而 且 不 同 的 香 气 成 分 由 于 挥 发 性 不 同 ，其 存 在 于 容 器 顶 空 中 的 含 量 会 有 所 不 同 。 １．１．２ 动 态 顶 空 取 样 技 术
静 态 顶 空 取 样 （ｓｔａｔｉｃ ｈｅａｄｐａｃｅ ｓａｍｐｌｉｎｇ，ＳＨＳ）是
收 稿 日 期 ：２０１２－０１－１５ ＊ 通 讯 作 者 基金项目：江苏省 自 然 科 学 基 金 （ＢＫ２００９２１５）；中 国 博 士 后 科 学 基 金 资 助 项 目 （２００８０４４１０７）；江 苏 省 博 士 后 科 学 基 金 资 助 项 目
１ 风味物质提取方法
研究食品的风味首先就要了解风味物质的成分和 组成即要对风味物质进行提取并对其进行成分分析。 因此风味物质的提取是进行风味物质研究的前提。
目 前 ，香 味 物 质 提 取 的 方 法 主 要 有 顶 空 取 样 技 术 、 同 时 蒸 馏 萃 取 技 术 、固 相 微 萃 取 技 术 、搅 拌 棒 吸 附 萃 取
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刘 源 等 用 ［１３，１４］ 此 法 分 别 提 取 并 分 析 了 南 京 咸 水 鸭 肉 和 生 姜 挥 发 性 风 味 物 质 ，咸 水 鸭 中 有 ４０ 种 新 的 挥 发 性 物质 是 被 鉴 定 出，检 测 到 了 姜 特 有 的 辣 味 成 分———姜 醇。与其他的提取分析食品中挥发性风味物质的方法 相比，ＳＰＭＥ 技 术 具 有 不 使 用 溶 剂、操 作 方 便、检 测 速 度 快 、能 尽 可 能 减 少 被 分 析 的 香 味 物 质 的 损 失 等 优 点 ， 因此 得 到 越 来 越 广 泛 的 应 用。但 此 技 术 也 存 在 不 足［１５］，如不便于 加 入 内 标 定 量，并 且 分 析 结 果 受 吸 附 头的选择的影响较大。 １．４ 超 临 界 流 体 萃 取 技 术
（０８０２０２５Ｃ）；江 苏 高 校 优 势 学 科 建 设 工 程 资 助 项 目 作 者 简 介 ：于 茂 帅 （１９８７－ ），男 ，硕 士 研 究 生 ，主 要 从 事 食 品 加 工 与 风 味 化 学 研 究 ；
高 瑞 昌 （１９７６－ ），男 ，博 士 后 ，副 教 授 ，主 要 从 事 水 产 品 化 学 与 综 合 利 用 。
随着人们生活水 平 的 提 高，人 们 对 食 品 的 要 求 也 不 断 提 高 ，不 但 要 求 食 品 要 有 高 的 营 养 价 值 ，而 且 要 求 食品具有好的风味。 因 此，研 究 食 品 的 风 味 物 质 已 成 当今 的 热 点。 自 从 １９ 世 纪 Ｖｏｇｅｌ和 Ｍａｒｔｒｅｓ从 苦 杏 仁中提取到并于１８３２ 年 鉴 定 出 第 一 个 风 味 化 合 物 苯 甲 醛 后 ，对 风 味 的 研 究 开 始 引 起 食 品 研 究 人 员 的 重 视 ， 开辟了食品风味化学研究的新领域 。 ［１］
食品香味分析中 的 顶 空 分 析 是 一 种 简 捷、实 用 的 方法。其原理是将待测样品放入一个密闭的容器中， 样品中的挥发成分便从食品基质中释放出来进入容器 的顶空，其在顶空中含 量 的 多 寡 只 由 基 本 的 物 理 － 化 学定理所决定，再将 一 定 量 的 顶 空 气 体 注 入 气 相 色 谱 中进行分析即可 。 ［２］ １．１．１ 静 态 顶 空 取 样 技 术
同 时 蒸 馏 萃 取 （ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ－ｅｘｔｒａｃ－ ｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ，ＳＤＥ）方 法 最 初 是 由 Ｌｉｃｋｅｎｓ和 Ｎｉｃｋｅｒ－ ｓｏｎ（１９６４）提出的 一 种 将 水 蒸 汽 蒸 馏 和 有 机 溶 剂 抽 提 结 合 起 来 的 方 法 ，即 首 先 从 样 品 中 蒸 馏 出 挥 发 性 物 质 ， 再使用低沸 点 溶 剂 萃 取 蒸 馏 液。ＳＤＥ 技 术 广 泛 应 用 于熟肉、动植物油脂、蜂 蜜、茶、蛋 品、乳 品 以 及 各 种 果 蔬风味物质的 生 产 和 研 究。 此 后 ＳＤＥ 出 现 许 多 改 良
目前，可以采用提 取 技 术 结 合 的 方 法 减 少 风 味 物 质提取过程中的损失，使 提 取 的 风 味 物 质 更 准 确 的 反 映出对食品起真正 作 用 的 风 味 成 分。 例 如，对 于 热 敏 感产物，真 空－ＳＤＥ（Ｖ－ＳＤＥ）和 顶 空 取 样 可 以 互 相 补 充，并被认为是能从 非 挥 发 性 物 质 中 分 离 挥 发 物 的 仅 有的技术。联合使用 时 并 不 用 对 样 品 加 热，它 们 可 以 应用于香料香精中的几乎所有的挥发成分。 １．３ 固 相 微 萃 取 技 术
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专论综述
食品风味物质的提取与分析方法研究进展
于 茂 帅 ，刘 伟 民 ，高 瑞 昌 ＊
（江苏大学 食品与生物工程学院，江苏 镇江 ２１２０１３）
摘要：介绍了目前使用较广泛的风味物质提取及分析鉴定方法，阐述了 各 技 术 的 原 理，并 指 出 了 它 们 的 优点及不足。 关 键 词 ：风 味 ；提 取 方 法 ；分 析 方 法 中 图 分 类 号 ：ＴＳ２０１．１ 文 献 标 识 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１０００－９９７３（２０１２）０６－０００８－０６
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｆｏｏｄ ｆｌａｖｏｒ ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ
ＹＵ Ｍａｏ－ｓｈｕａｉ，ＬＩＵ Ｗｅｉ－ｍｉｎ，ＧＡＯ Ｒｕｉ－ｃｈａｎｇ＊ （Ｆｏｏｄ ａｎｄ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｊｉａｎｇｓｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ ２１２０１３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ ａｎｄ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｆｌａｖｏｒ ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ ｗａｓ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ，ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｗｅｒｅ ｅｘｐｏｕｎｄｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ａｄｖａｎ－ ｔａｇｅｓ ａｎｄ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｗｅｒｅ ｐｏｉｎｔｅｄ ｏｕｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｆｌａｖｏｒ；ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ；ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ
固 相 微 萃 取 （ｓｏｌｉｄ ｐｈａｓｅ ｍｉｃｒｏ－ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ， ＳＰＭＥ）是由 加 拿 大 Ｗａｔｅｒｌｏｏ 大 学 Ｐａｗｌｉｓｚｙｎ 及 其 合 作 者 于１９００ 年 提 出 的 。 由 Ｓｕｐｅｌｏ 公 司 （美 国 ）１９９４ 年 推出其商业化产品。它是通过利用微纤维表面少量的 吸 附 剂 从 样 品 中 分 离 和 浓 缩 分 析 物 的 技 术 ，集 采 样 、富 集 和 进 样 于 一 体 ，尤 其 适 合 与 气 相 色 谱 联 用 ，为 样 品 预 处理开辟了一个全新的局面。固相微萃取作为一种新 型和高效的样品处理 技 术，己 经 被 广 泛 的 应 用 于 鱼 类 制品风味的分析检 测 中。Ｄａｖｉｄ Ｍａｃｈｉｅｌｓ［１２］等 运 用 固 相 微 萃 取 技 术 对 烤 牛 肉 中 的 芳 香 物 质 进 行 了 分 析 ，Ｊｕｎ Ｓｏｎｇ等采用１００μｍＰＤＭＳ萃取头检测了苹果汁 中 的 挥发性 香 味 物 质，Ｇｉｍｍ－ｃｃ等 用 ＣＡＲ－ＤＶＢ－ＰＤＭＳ 萃 取头对大米顶空中的２－乙 酰 基－１－吡 咯 啉 进 行 了 分 析；
动 态 顶 空 取 样 技 术 （ｄｙｎａｍｉｃ ｈｅａｄｓｐａｃｅ ｓａｍ－ ｐｌｉｎｇ，ＤＨＳ）是将样品经过惰性 气 体 的 连 续 吹 扫，直 到 其中的挥发性成分 被 全 部 吹 出。 该 过 程 中，流 过 样 品 容器的气体进入低温 或 者 装 有 吸 附 剂 的 捕 集 器，从 样 品中被吹扫出来的待挥发性成分将被收集在捕集器 中 。 气 体 萃 取 结 束 后 ，快 速 加 热 捕 集 器 ，用 载 气 将 其 中 被浓缩的或者被吸附的待分析气体吹扫出来。章超桦 等 用 ［７］ 此技术提取 了 鲫 鱼 中 挥 发 性 成 分，并 对 其 主 要 的腥味成分进行 了 确 定；田 怀 香 等 利 ［８］ 用 此 技 术 提 取 并分析鉴定了 金 华 火 腿 的 挥 发 性 风 味 成 分。ＤＨＳ 方 法优点是取样量少、富 集 效 率 高、受 基 体 干 扰 小、在 线 检测方便，但是此方 法 对 于 低 挥 发 性 的 组 分 提 取 效 率 较低。 １．２ｄｅｔａｌ（１９６４）的改良型和 Ｓｃｈｕｌ－ ｔｚｅｔａｌ（１９７７）修改的 型 式 使 用 的 最 多。 这 类 装 置 对 多 种化合物都具有较高 的 回 收 率，且 在 常 压 及 减 压 条 件 均可使用。周益奇等 采 ［９］ 用同时蒸馏萃取法提取 鲤 鱼 鱼体中的挥发 和 半 挥 发 性 有 机 物，用 ＧＣ／ＭＳ 从 提 取 物中分析鉴定出 鱼 腥 味 和 疑 似 鱼 腥 味 物 质 １６ 种；Ｄｉ－ ａｎａ Ａｎｓｏｒｅｎａ［１０］等利用 ＳＤＥ 技 术 提 取 了 西 班 牙 口 利 左发 酵 香 肠 中 的 挥 发 性 成 分 并 进 行 了 分 析，Ｍａｒｔａ Ｇａｒｃｉａ－Ｅｓｔｅｂａｎ［１１］等 分 别 采 用 ＳＤＥ 和 ＳＰＭＥ 对 干 腌 火腿中的挥发性成分进行了提取和分析。该法将水蒸 气 蒸 馏 与 溶 剂 萃 取 合 二 为 一 ，因 此 ，其 优 点 是 减 少 了 实 验 步 骤 ，只 需 少 量 溶 剂 就 可 萃 取 大 量 的 样 品 ，并 且 缩 短 了 分 析 时 间 ，成 本 较 低 ，设 备 简 单 ，且 是 应 用 较 早 ，目 前 是被广泛使 用 的 分 离 提 取 方 法 之 一。ＳＤＥ 技 术 操 作 温 度 相 对 较 高 ，对 蒸 汽 压 高 的 组 分 一 般 提 取 较 完 全 ，但 对蒸汽压低的组分提 取 效 率 不 高，一 些 易 分 解 的 成 分 会遭到破坏，而去除 溶 剂 的 浓 缩 步 骤 又 可 能 会 使 一 些 易挥发的成分散失。