HS-SPME-GC-MS分析冷榨和热榨葵花籽油的挥发性物质

HS-SPME-GC-MS分析冷榨和热榨葵花籽油的挥发性物质
洪振童;陈洁;范璐;刘国琴
【摘要】采用顶空固相微萃取-气质联用法( HS-SPME-GC-MS)对冷榨葵花籽油
和不同炒籽温度下的热榨葵花籽油的挥发性物质进行分析。

结果表明：葵花籽油样品中共检测出59种挥发性物质，主要是萜烯类、醛酮类、烷烃类、杂环类及羧酸
类物质；冷榨葵花籽油的挥发性物质主要是萜烯类、烷烃类及醛酮类物质，含量分别为38.96%、16.19%和12.20%；炒籽温度110、130、150℃下的热榨葵花籽
油的主要挥发性物质的种类与冷榨葵花籽油的相似，但含量有很大区别，而170℃和190℃下的热榨葵花籽油的主要挥发性物质是吡嗪等杂环类物质和醛酮类物质。

%The volatile compounds in cold-pressed sunflower see d oil and hot-pressed sunflower seed oils from sunflower seeds cooked at different temperatures were analyzed by headspace solid phase micro-extraction - gas chromatography - mass spectrometry ( HS - SPME - GC - MS ) . The results showed that 59 volatile compounds were detected in sunflower seed oils samples, which mainly were ter-penes, ketones and aldehydes, alkanes, heterocyclic and carboxylic acids. Terpenes, alkanes and ke-tones and aldehydes were the main volatile compounds in cold -pressed sunflower seed oil, and their contents were 38 . 96%, 16 . 19% and 12 . 20% respectively; the kinds of volatile compounds in hot-pressed sunflower seed oils from sunflower seeds cooked at 110 , 130℃ and 150℃ were similar to that in cold-pressed sunflower seed oil, while the contents were very different;the main volatile compounds in hot-pressed sunflower seed
oils from sunflower seeds cooked at 170℃ and 190℃ were pyrazines, alde-hydes and ketones.
【期刊名称】《中国油脂》
【年(卷),期】2015(000)002
【总页数】5页(P90-94)
【关键词】葵花籽油;顶空固相微萃取;气质联用;挥发性物质
【作者】洪振童;陈洁;范璐;刘国琴
【作者单位】河南工业大学粮油食品学院，郑州450052;河南工业大学粮油食品学院，郑州450052;河南工业大学粮油食品学院，郑州450052;河南工业大学粮油食品学院，郑州450052; 华南理工大学轻工与食品学院，广州510640
【正文语种】中文
【中图分类】TS225.1;TQ646
葵花籽油是一种优质的食用植物油，而压榨葵花籽油保留了其天然成分，含有丰富的油酸和亚油酸，能够降低胆固醇和血压[1]。

葵花籽油中含有丰富的维生素E，
具有抗氧化作用[2]。

未经焙炒的葵花籽压榨出的油风味明显跟焙炒后的不一样。

俞俊[3]、贾春晓[4]、宋宗庆[5]等研究了葵花籽焙炒后的挥发性风味成分及其变化，但未涉及葵花籽油的风味成分；周萍萍等[6]研究了在140、150℃和160℃下用
烤箱烘烤葵花籽，所得到的压榨葵花籽油的挥发性物质，但并未研究冷榨葵花籽油以及在低于140℃和高于160℃的炒籽温度下的热榨葵花籽油的挥发性物质的差异。

冷榨葵花籽油的挥发性风味与热榨葵花籽油的相比有明显的不同，炒籽温度越高，其味道越浓郁。

本文用顶空固相微萃取(HS-SPME)技术对未经焙炒的冷榨葵
花籽油及不同炒籽条件下的热榨葵花籽油的挥发性物质进行富集，然后通过气质联用(GC-MS)结合NIST11.L谱库以及Wiley谱库对热榨葵花籽油和冷榨葵花籽油的挥发性物质进行定性和定量分析[7-8]，以期为评价压榨葵花籽油的品质提供参考。

1.1 实验材料
1.1.1 原料与试剂
生油葵(美国矮大头)，购自新疆石河子。

无水乙醚、浓硫酸、NaOH、MgSO4、CuSO4等均分析纯。

1.1.2 仪器与设备
7890A/5975C气相色谱-质谱联用仪：美国安捷伦公司；手动SPME进样器、
30/50 μm碳分子筛/聚二甲基硅氧烷(CAR/PDMS)涂层萃取头、15 mL萃取瓶：美国Supelco公司；集热式恒温加热磁力搅拌器；YKY-6YL-550榨油机：龙岩中农机械制造有限公司；炒籽锅。

1.2 实验方法
1.2.1 原料主要组分分析
水分及挥发物含量测定依据GB/T 14489.1—2008；粗脂肪含量测定依据 GB/T 5512—2008；粗蛋白质含量测定依据 GB/T 14489.2—2008。

1.2.2 葵花籽油的制备
冷榨葵花籽油的制备：称取生油葵400 g，放入榨油机中进行压榨，过滤后4 500 r/min离心10 min得到冷榨葵花籽油。

热榨葵花籽油的制备：先把生油葵放入炒籽锅中在110、130、150、170℃和190℃炒籽30 min，取出后放入榨油机中进行压榨，过滤后4 500 r/min离心10 min得到热榨葵花籽油。

1.2.3 挥发性成分的萃取
1.2.3.1 萃取头的老化
萃取头首次使用先在气相色谱250℃下老化2 h，以后每次使用前老化20 min。

1.2.3.2 顶空固相微萃取
分别称取3 g葵花籽油样品放入15 mL顶空瓶中，置于磁力搅拌器中心，把老化
好的萃取头插入顶空瓶上空，在50℃下平衡30 min，然后进气相色谱-质谱联用
仪解吸5 min进行分析。

1.2.3.3 GC-MS条件
GC条件：HP-5MS毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；柱温起始温度40℃，保持4 min，以6℃/min升温至230℃，保持15 min；载气为He，流速1.0
mL/min；不分流进样。

MS条件：电子轰击离子源(EI)，电子能量70 eV，离子源温度230℃，传输线温
度250℃，全谱扫描，扫描范围(m/z)33～650。

1.2.3.4 数据分析
采用安捷伦自带系统进行数据处理，未知化合物进行计算机检索，同时与
NIST11.L谱库和Wiley谱库相匹配，把正反匹配度均大于800(最大值为1 000)
的鉴定结果予以报道，并结合文献对所测挥发性物质进行分析比较。

2.1 原料生油葵的组分分析(见表1)
2.2 葵花籽油的挥发性物质分析
采用顶空固相微萃取-气质联用(HS-SPME-GC-MS)技术对冷榨葵花籽油和热榨葵
花籽油的挥发性物质进行分析，结合NIST11.L谱库、Wiley谱库和相关文献，初步定性出59种物质，结果见表2。

由表2可知，醛酮类物质有18种，萜烯类物
质13种，烷烃类物质13种，吡嗪、吡啶、吡咯、呋喃等氮氧杂环类物质12种，羧酸类物质3种，所占比例最多的是萜烯类物质，含量为9.37%～74.04%，其次是醛酮类物质，含量为6.93%～33.17%，氮氧杂环类物质含量为0.49%～
36.84%，烷烃类物质含量为0.55%～20.59%，羧酸类物质比例较小，含量为
0.12%～1.87%。

2.2.1 冷榨葵花籽油的挥发性物质
冷榨葵花籽油中初步定性出27种物质，含量占总检出物的68.94%，其中萜烯类
物质所占比例最大，含量为38.96%，主要的萜烯类物质是α-蒎烯、(1R)-(+)-α-
蒎烯和β-蒎烯，含量分别为24.43%、11.56%和1.82%；其次是烷烃类物质，含量为16.19%，主要为4,11-二甲基-十四烷、十五烷、十六烷、环丙萘、2-甲基-
十五烷和十七烷，含量分别为2.16%、3.67%、3.74%、1.69%、1.40%和1.18%；醛酮类物质含量为12.20%，主要是壬醛、反-2-癸烯醛、2-十一烯醛、己醛和龙
脑烯醛，含量分别为2.56%、2.44%、1.92%、1.43%、1.02%。

2.2.2 不同炒籽温度下的热榨葵花籽油的挥发性物质
不同炒籽温度下的热榨葵花籽油的挥发性物质差别很大。

其中110、130℃和150℃条件下的热榨葵花籽油主要的挥发性物质都是萜烯类物质，含量分别为74.04%、67.83%和40.13%；其次是烷烃类物质，含量分别是4.56%、6.04%和20.59%；醛酮类物质含量较少，分别为6.93%、8.05%和12.76%；杂环类物质均不到3%。

而170℃的热榨葵花籽油含量最多的是吡嗪、吡咯、呋喃等杂环类物质，为
36.84%，其中2,5-二甲基吡嗪、2-甲基吡嗪、3-乙基-2,5-二甲基吡嗪、2-乙基-
5-甲基吡嗪、2-乙基-6-甲基吡嗪是主要的杂环类物质，含量分别为21.97%、
5.58%、3.19%、2.89%和1.58%；其次是萜烯类物质，含量为25.46%，主要是(1R)-(+)-α-蒎烯17.57%，α-蒎烯4.73%和β-蒎烯1.39%；醛酮类物质主要是糠醛5.38%、壬醛2.43%和反-2-辛烯醛1.50%。

炒籽温度190℃下的热榨葵花籽油的挥发性物质主要以醛酮类物质居多，含量为33.17%，其中糠醛含量为21.78%，5-甲基呋喃醛3.83%；其次是吡嗪等杂环类物质，含量为27.66%，主要为2,5-二甲基吡嗪11.84%，2-甲基吡嗪5.72%，3-乙基-2,5-二甲基吡嗪2.68%；萜烯类
物质只占9.37%，主要是(1R)-(+)-α-蒎烯，含量为7.25%。

通过对比发现，随着炒籽温度的升高，(1R)-(+)-α-蒎烯，α-蒎烯以及β-蒎烯含量降低，其中α-蒎烯和β-蒎烯主要的香气特征是松香，属于植物的固有清香，出现这个变化趋势的原因可能是蒎烯类物质很容易异构化，(1R)-(+)-α-蒎烯、α-蒎烯
以及β-蒎烯是3种异构体，容易互相转化，并且随着温度的升高，α-蒎烯容易转
化成莰烯、二戊烯等物质，β-蒎烯容易转化成月桂烯等物质[9-10]；吡嗪、吡啶等杂环类物质(不包括190℃下)和部分醛酮类物质逐渐增加，其中吡嗪类化合物具有的主要香气特征是焙烤味[11-13]，这主要是因为随着温度的升高，氨基酸、蛋白质、胺、肽等含氧杂环化合物发生了美拉德反应[13]，产生了吡嗪等含氮杂环化合物以及小分子醛酮物质。

另外油脂的氧化也是产生风味物质的主要原因之一，油脂的氧化过程主要是自由基反应引起的。

葵花籽油含有大量油酸(48%)和亚油酸(42%)[11]，容易氧化生成氢过氧化物，这些物质很不稳定，在室温下即裂解产生醛、酮、酸、酯等小分子化合物[14]。

氢过氧化物的分解主要发生于氢过氧基两端的单键上，裂解成不同的挥发性物质，主要有烃、醛、醇、酮、酸、酯和呋喃类等化合物[15]。

葵花籽本身所具有的植物清香以及热加工过程中氨基酸、蛋白质等的美拉德反应和脂肪酸等物质的氧化分解反应共同形成了葵花籽油独特的风味。

通过顶空固相微萃取-气质联用(HS-SPME-GC-MS)，并与NIST11.L谱库和
Wiley谱库相匹配，结合相关文献初步得到压榨葵花籽油中的59种挥发性物质。

冷榨葵花籽油和不同炒籽温度下的热榨葵花籽油中的挥发性物质差别很大，其中冷榨葵花籽油和炒籽温度为110、130℃和150℃下的热榨葵花籽油挥发性物质成分类似，但含量差别大，主要是以(1R)-(+)-α-蒎烯、α-蒎烯和β-蒎烯为主的萜烯类物质，而炒籽温度为170℃和190℃下的热榨葵花籽油的挥发性物质主要是以
2,5-二甲基吡嗪，2-甲基吡嗪，3-乙基-2,5-二甲基吡嗪等物质为主的杂环类物质，及以糠醛、壬醛等物质为主的醛酮类物质。

随着炒籽温度的升高，热榨葵花籽油中以清香为主要香气特征的萜烯类物质逐渐降低，而以烤食香味为主的杂环类物质和
小分子醛酮物质逐渐增加。

本文可为生产浓香葵花籽油提供一定的参考。

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