酱油起源于我国，是我国重要的出口商品之一。我国酿造酱油的年产量为500万吨，占全世界55％以上。然而日本酱油的质量为上乘，其国际竞争力强，出口量远高于我国。要提高我国酱油的国际竞争力，必须提高酱油的质量。改善风味是提高酱油质量很有效的手段，而我国在酱油香味方面的研究极少，除王林祥等…采用同时蒸馏萃取(simultane—OUS distillation／extraction，SDE)法提取，以气相色谱一质谱(GC—MS)定性分析了酱油的挥发性成分外，其他对酱油挥发性风味成分的分析未见报道。因此需要建立一种快速有效的方法对其中的挥发性风味成分进行定性定量分析。

 

   分析液体食品中的香味物质，通常要对香气成分进行浓缩预处理。传统的浓缩预处理方法有液一液萃取法(1iquid—liquid extraction)。2j、顶空法(head space sampling)¨。、吹扫捕集法(purge andtrap)。“、同时蒸馏萃取法”。和固相萃取法(solid—phase extraction)。61。这些方法都不同程度地存在某些缺点，或费用太高，或样品量过多、耗时过长，或使用的是对人体有害的昂贵的有机溶剂，对操作者造成潜在的危害，还可能在浓缩过程中丢失挥发性物质。   ，

 

   与传统的风味物质抽提技术相比，固相微萃取(SPME)简便、快速、经济安全、无溶剂、选择性好且灵敏度高，可直接与气相色谱一质谱、高效液相色谱、毛细管电泳仪等联用，集采样、萃取、进样于一体，大大加快了分析检测的速度。

 

   本文优化了顶空固相微萃取法(HS-SPME)参数，探讨了HS—SPME用于分离酱油中香气物质的可行性，建立了该样品处理法与GC—MS联用快速测定酱油中香气物质的分析方法，并用HS—SPME—GC—MS方法对酱油样品的香气物质进行了定性定量测定。

 

1 实验部分

 

1．1仪器与材料

 

   气相色谱一质谱联用仪：Trace MS(美国Finni—gan公司)；色谱柱：DB—WAX弹性石英毛细管柱(30 m×0．25 mE×0．25 LLm，美国Supelco公司)；Turbo Matrix TD热脱附进样器(美国PerkinElmer公司)。萃取装置：SPME手动进样手柄、萃取头(85斗m PA、100¨m PDMS、75¨m CAR／PDMS、55 p．m PDMS／DVB、50 p．m DVB／CAR／PDMS)(美国Supelco公司)、顶空进样瓶(15 mL，中国安谱公司)、RCT—Basic加热磁力搅拌器(日本岛津公司)。

 

   酱油样品：市售高盐稀态酱油(龟甲万万字大豆酱油)。

 

1．2顶空固相微萃取条件

 

   萃取头的老化：萃取头第一次使用时在气相色谱进样口分别于275 oC下老化5 h、250 oC下老化3 h，第二次以后使用时分别在上述温度下老化1 h和30 min。

 

   萃取条件：涂层厚度为85 ixm聚丙烯酸酯(PA)萃取纤维头，于45 oC、250 g／L NaCl条件下对酱油样品顶空吸附40 min，于250 oC下解吸2 min后进行GC-MS分离鉴定。

 

1．3气相色谱-质谱分析条件

 

   气相色谱条件：DB—WAX色谱柱；载气为He，流速1 mL／min；程序升温：起始温度40℃，保持5 min，以5 oC／min升温速率升至200 oC，保持15min；汽化室温度250 oC；分流比30：1。

 

   质谱条件：电子轰击电离(EI)离子源，电子能量70 eV，发射电流200斗A，电子倍增器电压350 V，离子源温度200 oC，接口温度250℃，质量范围33～450 U，扫描速度0．2 s／scan。

 

1．4定性与定量分析

 

   定性：实验数据处理由Xcalibur软件完成，未知化合物经计算机检索的同时与NIST谱库(107 000个化合物的数据)和Wiley谱库(320 000个化合物的数据，Version 5．0)相匹配，只有当正反匹配度均大于800(最大值为l 000)的鉴定结果才予以确认。

 

   定量：选择2．辛醇为内标，其在酱油中的最终质量浓度约为45．5 mg／L，测定酱油样品中常见的几种代表性酸类、酯类、酚类和醛类物质对2一辛醇的相对响应因子。酱油样品中鉴定的醇类物质以与2-辛醇质量浓度之比计算，酸类、酯类、酚类和醛类物质的质量浓度以相应的真实物质或结构相近的物质的相对响应因子计算。除醛外，其他的羰基化合

 

物和杂环化合物以醛类物质的相对响应因子计算。

 

2结果与讨论

 

2．1 固相微萃取纤维头的筛选

 

按照聚合物的极性，萃取头的固定相涂层可分为3大类：第一类为极性涂层，如聚丙烯酸酯(PA)、聚乙二醇(PEG)，适于极性化合物的萃取，已用于有机磷农药“、废水中有机物㈦J、食品中风味物

 

质引等的分析检测；第二类为非极性涂层，如聚二甲基硅氧烷(PDMS)，适于非极性和弱极性化合物的萃取，已用于食品和织物中某些有害物质的分析检测‘…川；第三类为中等极性混合型涂层，包括聚二乙烯基苯(CAR／DVB)、碳分子筛／聚二甲基硅氧烷(CAR／PDMS)、聚二甲基硅氧烷／二乙烯基苯(PDMs／DVB)等，郭方道等Ⅲ。用PDMS／DVB分析r白术中的挥发性成分。

 

   本文选用“1．1”节中所述的5种萃取头在相同的吸附条件(50℃下吸附40 min)和解吸条件(es0 oC下解吸2 min)下进行实验，各萃取头的萃取效率见表l。得到表1的结果主要是因为萃取头涂层的极性不同的缘故。萃取头对所分析的化合物有选择性，对酱油样品而言，85 ixm PA萃取头最适合，不仅分离出的化合物比较全面，而且风味信号强度也很大，色谱分析响应值较高，因而选择85¨m PA作

 

为实验用萃取头。

 

   表l 5种SPME萃取头的萃取效果

 

 2．2萃敢时间的选择

 

   顶空固相微萃取法是一种在平衡状态测定被分析物的方法，分析物的平衡状态由分析物在聚合物薄膜、顶空和水溶液三相中的物质分配决定。一日被分析物在三相中达到平衡，它们在每一相中的质量浓度为一常数。所以，要准确测定分析物在样品中的质量浓度，首先要使系统达到平衡状态。该状态可通过被分析物的萃取时间与响应值(峰面积的对数值)测定。峰面积的对数值为常数时的时间为达到吸附平衡的时间。图l是在250 g／L NaCl,40℃条件下酱油中部分挥发物在PA萃取头上的萃取 时间与峰面积的关系图。从图l可以看出，用PA军取头萃取的大部分化合物的峰面积在40 min时 基本上是一常数。在近平衡态的亚平衡态时，如果样品在相同的条件下萃取，也可以对被分析物进行较准确的测定。为缩短分析时问，以40 min作为萃取时间。

 

 2·3离子强度对萃取效率的影响

 

   减少被分析物(有机物)在水溶液中的可溶性，能使更多的挥发性物质挥发至溶液的顶空而被纤维头吸附，从而提高了挥发性风味成分的响应值，降低了方法的检测限。在溶液相中加入盐(如NaCl)可达到该目的。本文在吸附温度为50℃、萃取时间为40 min的条件下，考察了NaCl对萃取效率的影响

 

   Extraction time／rain

 

图1 酱油样品中部分挥发性风昧成

 

 萃取时间与峰面积的关系

 

(酱油样品中NaCl质量浓度为180 g／L，向样品中加入NaCl使其质量浓度分别达到210，250，270．300 g／L)，结果见表2。

 

   表2 不同NaCl质量浓度下酱油样品中部分

 

   风昧物质的提取效率(峰面积)

 

 

 

   从表2可以看出，NaCl质量浓度对醇类、酯类和酸类挥发性物质的萃取效果影响较大。先是萃取效率随着NaCl质量浓度的增加而增加，当NaCl质量浓度为250 g／L时，萃取效率最高；随后随着NaCl质量浓度的增加，萃取效率反而有所降低，当NaCl质量浓度为300 g／Llj寸，萃取效率明显低于250 g／L时的萃取效率。而且盐浓度的逐步提高，会导致干

 

扰峰的影响逐渐变大，所以萃取时控制盐的质量浓度在250 g／L。

 

2．4萃取温度的选择

 

   温度对萃取效果的影响具有两面性：一方面，温度升高加快样品分子运动，导致蒸汽压的增大，有利于萃取，尤其对于顶空固相微萃取；另一方面，温度升高会增加萃取头固有组分的解吸，从而降低萃取头萃取分析组分的能力，实验结果见图2。

 

 

 

   图2 不同萃取温度对萃取效果的影响

 

第26卷

 

   由图2可见，萃取温度在25℃、35℃时总的峰面积较小，检出的化合物个数也较少，这是因为温度低时不利于风味化合物的挥发，顶空中化合物的量及数目较少。而萃取温度升高到55℃、65℃时虽然萃取量(总的峰面积)仍有增加，但是能检出的有效化合物的个数却降低。综合考虑诸多因素，选用45℃作为萃取温度，此时萃取量可满足分析要求，而且检出的化合物最多。

 

2．5萃取方法的有效性验证

 

   在确定的萃取参数和仪器条件下，考察了所建立的方法分析酱油样品中挥发性风味成分的可行性，包括方法的重复性和回收率。

 

   采用上述优化的萃取和分析条件，重复3次实验，考察固相微萃取法在分析酱油样品挥发性风味成分时的重复性。实验结果见表3。经计算，组分的相对峰面积的相对标准偏差(RSD)最大值为27．8％，最小值为1．3％，平均值为12．1％，说明将固相微萃取技术用于酱油样品挥发性风味成分的分析重复性良好。

 

   表3酱油样品中鉴定的挥发性风味成分及质量浓度(n=3)