仪器信息网APP
选仪器、听讲座、看资讯

【生活中的分析】“月饼香精等成分的气相色谱质谱联用分析探讨(2)

气质联用(GCMS)

  • 俗话说:“八月十五月正圆,中秋月饼香又甜”。中秋佳节来临,月饼是必吃之佳品。大家也许关心月饼里面到底有什么成分,实际测定会怎么样呢?也许要问月饼里面的香气和香味哪里来的? 是那些化合物呢?上次和大家分享玫瑰月饼的香气测定,这次和大家分享一下一款凤梨味月饼里面的香精等成分的GCMS测定的结果。这次的香精含量要高,明显。月饼含较多的面粉、糖、油脂等,一般香气都很淡,个别月饼添加的香精,但添加量极少,又是固体,无法直接进行GCMS分析,必须选择合适的方法来提取里面的香精或香气成分,然后用GCMS分析。
    本文采用吸附搅拌子(SBSE)提取月饼的香气香味成,大体积冷却进样口PTV热脱附TDU气相色谱质谱法分析鉴定凤梨味月饼的香精成分和部分看氧化剂防腐剂成分;利用Amdis质谱解卷积软件识别拆分共流出色谱峰,得到更纯净的质谱图,更利于下一步质谱检索的工作;并结合保留指数校正使质谱检索结果更为准确。
    1试验部分
    1.1 仪器与装置
    美国安捷伦7890A/5975C气相色谱-质谱联用仪,带有德国Gerstel的MPS TX多功能自动进样系统,德国Gerstel的CIS4大体积分流/不分流进样口和TDU热脱附单元,整合FID检测器,同时带德国Gerstel毛细管柱分流装置。
    吸附搅拌子(PDMS, 0.10mmX10mm,Gerstel)。
    1.2样品和标样
    样品:凤梨月饼,购于上海某超市。实物图片:

    香气香味化合物标准品均来自Sigma-Aldrich等主要试剂公司,少数为实验室内部精制标样。C6-C30正构烷混合标准物来自安谱公司。
    1.3GC/MS条件
    1.3.1 色谱条件:
    色谱柱:安捷伦VF-Waxms (30m×0. 25 mm ( i.d.)×0.25μm)毛细管柱;
    升温程序:40℃保持2 min,以3 ℃/min升至230℃,保持30 min;
    载气(He, 纯度99.999%以上)流速1.8 mL/min;
    进样口:PTV大体积冷进样口,温度10℃-250℃,15℃/S;
    TDU:25-200℃, 100℃/min, 不分流,传输线温度:260℃
    检测器:FID,氢气:30ml/min, 空气:350ml/min, 尾吹:30ml/min N2, 温度:270℃。
    1.3.2质谱条件:
    电子轰击(EI)离子源;电子能量70eV;传输线温度280℃;离子源温度230℃;四级
    杆温度150℃。SCAN扫描范围:29-400。
    1.4样品的提取处理及分析方法
    样品的提取处理:
    月饼配料表有面粉、植物油、水、糖、鸡蛋、凤梨原浆、食用香精、食品添加剂(碳酸钾、碳酸钠、脱氢乙酸钠、柠檬酸)等。凤梨月饼的香气香味主要来源于馅料,皮只是一些烘烤的香气,所以主要分析馅料的香精成分。取出里面的馅捣碎,精确称取1g左右月饼样品,加适当内标物(本实验加入187ppb的内标物。内标物暂不公布),加3g超纯水,放入磁力搅拌子,提取1小时。用超纯水冲洗干净,用干净的餐巾纸吸干,放入热脱附的小管,运行序列。
    在分析样品前,和样品分析完全相同的条件下,用0.05%的C6-C30的正构烷标样注射到GCMS,获得正构烷的保留时间,用于计算保留指数。分析样品后,用软件计算样品各个组分的保留指数,并和标样的保留指数对比来,结合质谱来定性。事先也用同样方法测定标样的保留指数备用。
  • 该帖子已被管理者-又又1990设置为精华,下面是奖励记录:加50积分,加5声望
    +关注 私聊
  • symmacros

    第1楼2015/09/17

    应助达人

    2 结果与讨论
    2.1 实验结果
    此月饼有比较清淡的成熟的菠萝香气和香味。如果用一般的液液萃取, 由于月饼含大量油脂,油脂会进入有机相而污染干扰仪器测定,且使用溶剂量大,费时间;如果用固相微萃取,难以得到较准确的定量;如果用同时蒸馏萃取,有加热过程,可能在提取过程会带来热分解或反应,产生新物质,基质的影响较大。这些提取方法有一定的不足之处,例如提取效果差,费事耗时,灵敏度低等。用磁力吸附搅拌子(SBSE)提取月饼样品,简单方便,灵敏度高,有利于香精和香气香味化合物的提取。
    经过热脱附解析后,进入大体积冷阱进样口,进行GC进行分离。用一根毛细管通过分流器分流后分别进入MSD和FID。这样一次同时得到总离子色谱图TIC和FID色谱图两个结果,方便定性和定量。即用GC-MS的TIC定性,GC-FID定量。同时得到TIC和FID的色谱图。

    图1. 凤梨味月饼的总离子色谱TIC图2.2数据处理:
    先用Amdis质谱数据解卷积处理质谱数据,减少本底干扰,对共流出峰拆分,提取出大峰下面的峰或隐藏在里面的色谱峰。同时用Amdis的MSL质谱数据库和工作站的PBM(L)质谱数据库检索,并结合保留指数来鉴定峰。所有保留指数均由标准样品测定。极少数没有保留指数的化合物,参照其它资料和以往的经验,在保证良好匹配度的情况下确认。用MS定性鉴定香气化合物,用GC-FID色谱图的内标法来半定量计算含量(少数未测定校正因子化合物采用1作为校正因子计算)。

1
  • 该帖子已被版主-又又1990加50积分,加2经验;加分理由:【生活中的分析】活动积分奖励,补加
    +关注 私聊
  • symmacros

    第2楼2015/09/17

    应助达人

    2.3凤梨味月饼的香气香味成分

    表凤梨味月饼的香气香味成分表

    NoRT(min)化合物名称Chemical Name含量
    12.871OCTANE 正辛烷151.2
    23.564ETHYL ACETATE 乙酸乙酯1691.4
    33.887METHYLBUTYRALDEHYDE, 2- 2-甲基丁醛796.2
    44.111ALCOHOL334.5
    54.487ETHYLFURAN, 2-8.0
    64.829PROPYL ACETATE 乙酸丙酯317.1
    74.911ALDEHYDE C 5140.5
    85.255DECANE26.8
    95.475METHYL METHYLBUTYRATE-2285.0
    105.475PINENE, ALPHA-21.4
    116.108ETHYL BUTYRATE 丁酸乙酯8396.8
    126.457ETHYL METHYLBUTYRATE-21073.2
    136.711PENTANEDIONE, 2,3-1.3
    146.897ETHYL ISOVALERIANATE180.6
    157.034BUTYL ACETATE236.8
    167.288ALDEHYDE C 6681.1
    177.491UNDECANE52.2
    187.768PINENE, BETA-49.5
    198.478ISOAMYL ACETATE 乙酸异戊酯3869.9
    208.88ETHYL VALERIANATE258.3
    219.149CARENE, DELTA-3-12.0
    229.807MYRCENE131.1
    2310.474HEPTANONE, 220.1
    2410.574ALDEHYDE C 740.1
    2510.949LIMONENE5819.5
    2611.081DODECANE107.1
    2711.217PHELLANDRENE BETA2.7
    2811.345ISOAMYL ALCOHOL87.0
    2911.795BUTYL BUTYRATE54.9
    3011.795DODECENE, 6-4.0
    3112.26PENTYL FURAN-2157.9
    3212.385ETHYL CAPRONATE2179.8
    3312.696HEXENAL, 2E-73.6
    3413.016DODECENE, 1-108.4
    3513.232OCTANONE, 3-57.5
    3613.232STYRENE70.9
    3713.612ISOAMYL BUTYRATE 丁酸异戊酯6943.6
    3813.612CYMENE, P-5.4
    3913.886HEXYL ACETATE460.3
    4014.002ISOAMYL METHYLBUTYRATE-2220.8
    4114.105BUTYL 2-METHYLBUTYRATE, 2-METHYL-88.3
    4214.488ALDEHYDE C 8111.1
    4314.701ISOAMYL ISOVALERIANATE1169.5
    4414.701METHYLFURANTHIOL1.3
    4514.943TRIDECANE101.7
    4615.134BUCROLEINE165.9
    4715.606AMYL BUTYRATE290.4
    4815.873DIMETHYLPYRAZINE, 2,6-41.5
    4915.873HEPTENAL, 2E-390.7
    5016.04OCTANEDIONE, 2,3-42.8
    5116.04DIMETHYLPYRAZINE, 2,5-89.7
    5216.299ETHYL HEPTANOATE1604.4
    5316.728ETHYL HEXENOATE-E-2164.6
    5416.851PENTYL 2-METHYLBUTYRATE, 2-METHYL-131.1
    5517.129ALCOHOL C 6151.2
    5617.521INDANE121.8
    5717.944ALLYL CAPRONATE24081.0
    5818.33METHYLETHYLPYRAZINE, 2.5(6)- P.196.3
    5918.495METHYLETHYLPYRAZINE, 2.5(6)- P.238.8
    6018.679ALDEHYDE C 9396.1
    6118.983TETRADECANE281.0
    6218.983TRIMETHYLPYRAZINE, 2,3,5-36.1
    6319.219OCTEN-2-ONE, 3E-127.1
    6420.087OCTENAL, 2E-369.3
    6520.363ETHYL CAPRYLATE112.4
    6621.023OCTENOL, 1,3-148.5
    6721.208ACETIC ACID452.3
    6821.605FURFURAL1153.5
    6921.824ALLYL HEPTOATE219.5
    7021.824DIMETHYLETHYLPYRAZINE-3,5,24.0
    7122.411NONADIEN-4-ONE, 1,5E-137.8
    7222.614ISOOCTANOL337.2
    7322.709HEPTADIENAL, 2E,4E-294.4
    7422.918FURANONE, 2,5-DIMETHYL-3(2H)-93.7
    7523.001PENTADECANE161.9
    7623.184ACETYLFURAN-299.0
    7723.778BENZALDEHYDE1394.3
    7824.275NONENAL, 2E-151.2
    7924.392ETHYL PELARGONATE405.5
    8024.466FURFURYL ACETATE96.3
    8124.585PROPANOIC ACID76.3
    8224.877LINALOOL58.9
    8325.277ALCOHOL C 846.8
    8425.878METHYLFURFURAL, 5-52.2
    8526.127DIETHYL MALONATE0.0
    8626.793UNDECANONE-230.8
    8726.793TERPINENOL, 4-10.7
    8826.909HEXADECANE91.0
    8927.25ETHYL LEVULINATE0.0
    9027.976BUTYRIC ACID48.2
    9128.31ETHYL CAPRINATE109.7
    9228.401DECENAL, 2E-322.5
    9328.63ACETOPHENONE105.7
    9429.234FURFURYL ALCOHOL186.0
    9529.487METHYLBUTYRIC ACID, 2-40.1
    9630.392TERPINEOL, ALPHA-1.3
    9730.563CAPROLACTONE, GAMMA-46.8
    9830.563NONADIENAL, 2E,4E-72.3
    9930.673HEPTADECANE53.5
    10031.097PG 2-methylbutyrate22.7
    10131.464FURFURYL ALCOHOL, 5-METHYL-6.7
    10231.544BENZYL ACETATE5.4
    10331.744NAPHTHALENE50.8
    10431.979VALERIC ACID46.8
    10532.225BUTYL BUTYRYLLACTATE29.4
    10632.357UNDECENAL 2E-119.1
    10732.887DECADIENAL, 2E,4Z167.3
    10833.926ALLYL CYCLOHEXYLPROPIONATE1929.6
    10934.104HEPTALACTONE, GAMMA-58.9
    11034.265OCTADECANE33.5
    11134.439DECADIENAL, 2E,4E-1114.7
    11235.037ANETHOLE TRANS-2.7
    11335.4932,4,7-Decatrienal, , 2E,4Z,7Z263.6
    11435.737ETHYL LAURATE84.3
    11535.737CAPRONIC ACID364.0
    11636.123DODECENAL, 2E-1.3
    11736.792BENZYLALCOHOL41.5
    11837.7992-HYDROXYPROPYL CAPRONATE57.5
    11937.954PHENYLETHYL ALCOHOL, 2-8.0
    12037.954BHT1082.5
    12137.954OCTALACTONE, GAMMA-45.5
    12238.476NEOPHYTADIENE132.5
    12339.0181-HYDROXY-2-PROPYL CAPRONATE0.0
    12439.211HEXANOIC ACID, 2-ETHYL-1368.9
    12539.313HEPTANOIC ACID128.5
    12639.673MALTOL57.5
    12739.89ALCOHOL C 12143.2
    12840.972FURYLHYDROXYMETHYL KETONE, 2-26.8
    12940.972DECENAL, 4,5-EPOXY-2-169.9
    13040.972PHENOL6.7
    13141.202ETHYLMALTOL350.6
    13241.501PENTADECANONE, 2-81.6
    13341.599PYRROLALDEHYDE, 2-13.4
    13441.599NONALACTONE, GAMMA-210.1
    13542.491ETHYL MYRISTATE74.9
    13642.75CAPRYLIC ACID240.9
    13743.098y-Nonalactone45.5
    13843.098METHYL CINNAMATE-E-2.7
    13943.469TRIACETIN2894.4
    14044.163PYRROLE, 2-FORMYL-5-METHYL-44.2
    14144.834PENTADECANONE, 6,10,14-TRIMETHYL-2-44.2
    14245.113Sorbic Acid isomer392.1
    14345.223DECALACTONE, GAMMA-119.1
    14445.223PHENOXYETHYL ALCOHOL13.4
    14545.419SORBIC ACID9879.4
    14645.419BOVOLIDE18.7
    14746.014SOLBROL M0.0
    14846.014PELARGONIC ACID632.9
    14946.32TETRADECANOL200.7
    15046.653DECALACTONE, DELTA-190.0
    15146.873VINYLGUAIACOL, 4-56.2
    15247.598METHYL HEXADECANOATE525.9
    15347.737HELIOTROPIN49.5
    15447.9692-Heptadecanone66.9
    15547.969GLYCERIN DIACETATE (DIACETIN)8.0
    15648.336ISOPROPYL HEXADECANOATE0.0
    15748.598GAMMA UNDECALACTONE58.9
    15848.713ETHYL PALMITATE256.9
    15949.155CAPRIC ACID231.5
    16049.991UNDECALACTONE, DELTA-20.1
    16151.309Lauryl Lactate100.4
    16251.865DODECALACTONE, GAMMA-10.7
    16352.275HEXADECANOL1071.8
    16452.55PHENOL, 4-VINYL-5.4
    16553.23DODECALACTONE, DELTA-61.6
    16653.427BENZOIC ACID212.8
    16753.478METHYL STEARATE202.1
    16853.994METHYL OLEATE6.7
    16954.597ETHYL SEBACATE21.4
    17054.597TRIETHYL CITRATE310.4
    17154.948ETHYL OLEATE244.9
    17255.038LAURIC ACID380.0
    17355.255METHYL LINOLEATE13.4
    17455.477HYDROXYMETHYLFURFURALE, 5-160.6
    17556.051BHA299.7
    17656.197ETHYL LINOLEATE307.8
    17756.994VANILLIN128.5
    17857.789OCTADECANOL471.0
    17959.301TETRADECALACTONE, DELTA-0.0
    18060.482MYRISTIC ACID611.5
    18163.06PENTADECANOIC ACID120.4
    18264.297Methyl 9,10-epoxyoctadecanoate343.9
    18365.631PALMITIC ACID1813.2
    18472.553STEARIC ACID756.0
    Total126271.3

0
    +关注 私聊
  • symmacros

    第3楼2015/09/17

    应助达人

    2.4讨论
    2.4.1 从上表看出,检出出184种香精或香气香味化合物(部分无关香气的化合物已删去,包括部分烷烃,基质来源的化合物)。包括各种醛类,醇类,酯类,酸类,酚类,内酯,呋喃,硫化物,含氮化合物,萜烯化合物,烷烃化合物等,以及抗氧化剂、防腐剂等。含量均很低,从不好积分到1bbp-10ppm,共计约126ppm。可以想象含量是非常低的。
    2.4.2由于此凤梨味月饼的香气香味很淡,检测难度较大。如果使用液液萃取(LLE)的话,油脂的干扰很大,无法直接进样,另外由于香精或香气香味物质含量特少,需要大量样品,处理起来工作量大。如果用同时蒸馏萃取(SDE),虽然可以避免油脂的干扰,但处理的样品量也需要很大,另外还可能遇到热分解而产生新的非原有的化合物生成,丢失部分化合物,以及基质成分的热分解等干扰。用固相微萃取(SPME),也需要一定的加热温度,对不同挥发性的化合物的提取比例可能不一致,定量效果不好,另外灵敏度低,不能更好的反映月饼样品的香气物质的全貌。搅拌棒热脱附(Twister-TDU)的灵敏度高,需要样品量很少,操作简单方便,可以在不加热情况下提取,减少热分解。

    2.4.3 从这款月饼配料表看到有下列主要原料:面粉、植物油、水、糖、鸡蛋、凤梨原浆、食用香精、食品添加剂(碳酸钾、碳酸钠、脱氢乙酸钠、柠檬酸)等。闻或品尝,此月饼有比较清淡的成熟的菠萝香气和香味,但不是很强,比较淡。
    在这个凤梨味月饼中,菠萝香精配方的主要成分丁酸乙酯为8396.8ppb,丁酸异戊脂为6943。6ppb,都非常高。 菠萝的关键香气香味化合物己酸烯丙酯(24081ppb)、庚酸烯丙酯(219.5ppb)等。所检测到的化合物绝大多数是来至菠萝香精,就不一一例举了。
    柠檬烃(5819.5bbp)等萜烯化合物来至精油。
    从上面结果看,此凤梨味月饼里面确实添加食用香精,但添加量很少,并不会比天然菠萝里面的这些化合物多,在食品添加剂的法规范围,是安全的。

    2.4.4这可能由于月饼是烘焙食品,加热温度高,在加工过程产生少量吡嗪类化合物。
    2.4.5 结果删去一些烷烃和芳烃等化合物,烷烃一般来至油脂或其它成分的分解,但对香气几乎无什么贡献。并删去一些从基质而来的化合物。
    2.4.6 BHT、BHA可能来自植物油的抗氧化剂(配料表味列出)。防腐剂山梨酸(配料表味列出)。可能来至某一原料。

1
    +关注 私聊
  • 小鱼625

    第4楼2015/09/17

    老师又一得力力作啊,180多种物质啊,老师辛苦了啊!

0
    +关注 私聊
  • symmacros

    第5楼2015/09/17

    应助达人

    对于许多网友处理这么复杂的样品的数据,有的成分含量又特别小,可能是件不容易的事情。还好我的前期做了大量工作,包括数据库的建立,标准品的测定等,否则要进行180多种物质的分析鉴定是很困难和非常耗时的。另外就是有半自动的处理软件。

    小鱼625(v2974654) 发表:老师又一得力力作啊,180多种物质啊,老师辛苦了啊!

1
    +关注 私聊
  • 花开见我

    第6楼2015/09/17

    PPB级别的含量,确实很低啊。
    这样的样品很不好处理,常规方法基本分析不出来什么有用的物质。

0
    +关注 私聊
  • symmacros

    第7楼2015/09/17

    应助达人

    这样的样品含量太低,基质干扰大,用一般常规方法处理不好办,灵敏度也低,能分析出来的物质比较少。

    花开见我(cai008) 发表:PPB级别的含量,确实很低啊。
    这样的样品很不好处理,常规方法基本分析不出来什么有用的物质。

0
    +关注 私聊
  • sallysally

    第8楼2015/09/17

    月饼里面有这么多化合物?

0
    +关注 私聊
  • 花开见我

    第9楼2015/09/17

    是啊。有些样品,想分析看看里面的香气成分,但方法不对,灵敏度不够,结果不满意。
    像肉松饼,蒸蛋糕之类的。

    symmacros(jimzhu) 发表: 这样的样品含量太低,基质干扰大,用一般常规方法处理不好办,灵敏度也低,能分析出来的物质比较少。

0
    +关注 私聊
  • symmacros

    第10楼2015/09/17

    应助达人

    有的
    
    肉松饼,蒸蛋糕的香气也很弱,比较难做。

    花开见我(cai008) 发表: 是啊。有些样品,想分析看看里面的香气成分,但方法不对,灵敏度不够,结果不满意。
    像肉松饼,蒸蛋糕之类的。

0
查看更多
猜你喜欢最新推荐热门推荐更多推荐
举报帖子

执行举报

点赞用户
好友列表
加载中...
正在为您切换请稍后...