国内应用SPME-GC-MS技术在食品挥发性风味物质检测中的研究进展

2017年11月农产品加工

Farm Products ProcessingNo .11Nov.

文章编号：1671-9646 (2017) llb-0062-03

国内应用SPME-GC-MS技术 在食品挥发性风味物质检测中的研究进展

吴江超，郭玉霞，赵群

(新疆石河子职业技术学院，新疆石河子832000)

摘要：SPME-GC-MS (固相微萃取-气相色谱-质谱联用）技术是目前在食品香气成分或挥发性成分检测中常用的 新型萃取分离技术，该技术可有效提高食品中香气成分的检测准确度，并详细探查出不同种类的食品主要的呈香组 分，对食品加工、贮藏、工艺优化等具有重要意义。介绍了近年来国内SPME-GC-MS在不同类别食品挥发性风味物 质中的应用，并对其性能特点进行了分析。

关键词：气质联用；固相微萃取；香气成分；食品风味物质中图分类号：TS201

文献标志码：A

doi： 10.16693/j.cnki.1671-9646(X).2017.11.046

Domestic Research Progress on Solid Phase Micro-extraction and Gas Chromatography-mass Spectrometry (GC-MS) Determination of

Volatile Components in Foods

WUJiangchao, GUO Yuxia, ZHAO Qun

(Xinjiang Shihezi Vocational Technical College， Shihezi， Xinjiang 832000， China)

Abstract： SPME-GC-MS

is a novel extraction and separation techniques for volatile components or aroma constituents in

foods，this technique can effectively improve the detection accuracy of aroma components in food， and explore the main aroma components of different kinds of food . It is important for food processing， storage，process optimization and so on. In this pa­per， the application of SPME-GC-MS in volatile flavor compounds of different types in recent years was introduced， and the characteristics of these compounds were analyzed.

Keywords: chromatography-mass spectrometry;

solid phase micro-extraction; aroma components; flavor compounds

〇引言

食品分析过程中80%以上的时间用于样品前处 理阶段，因此样品前处理方法极大地影响了食品分

析的准确性和可靠性。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1990年提出的一种样品富集 分析技术[1]，由Supelco公司（美国）开发出商业化 产品。该技术将采样、萃取、浓缩、进样4个步骤 融合在一起，显著优点是操作简单、耗时短、无需 溶剂、样品需求量少、选择性强，并且容易实现自 动化，可直接与气相色谱仪-质谱（GC-MS)、高效 液相色谱（HPLC)、毛细管电泳仪（CE)等联用， 大大加快了分析检测的速度。着重探讨近年来国内 固相顶空微萃取技术结合气相色谱-质谱在食品挥

发性风味物质检测中的应用。

1水果果汁类

乔宇等人[2]采用SPME-GC-MS技术对3种柑橘 果实的香气成分进行分析，结果表明主要成分为烃 类、酯类、醇类、酮类和醛类化合物。烃类在大叶 尾张温州蜜柑中含量最高，酯类物质在锦橙中含量 最高，醛类和醇类物质在酸橙中含量最高。3种果实 有31种相同的香气成分，大叶尾张温州蜜柑15种， 锦橙24种，酸橙17种。3种柑橘果实香气成分的种 类和含量均存在差异，大叶尾张温州蜜柑的重要特 征香气是Y-松油烯、丁酸乙酯和3 -羟基己酸乙酯 可作为锦橙的重要特征香气，芳樟醇可作为酸橙的 重要特征香气物质。

古丽加依娜.多力达西等人[3]采用SPME-GC-MS

收稿日期：2017-09-26

基金项目：石河子职业技术学院院级课题“特色半软质奶酪生产技术” （ZY2016-9) 作者简介：吴江超（985—），男，硕士，讲师，研究方向为食品安全与检测。

2017年第11期吴江超，等：国内应用SPME-GC-MS技术在食品挥发性风味物质检测中的研究进展

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及静态顶空-GC-MS测定了库尔勒香梨的香气成分，

结果表明a-金合欢烯、己酸乙酯、乙酸己酯、丁 酸乙酯、乙酸正丁酯、十五烷是这2种萃取方式下 共同测得的主要香气成分，是对库尔勒香梨呈香贡 献的主要物质。田长平等人[4]研究6个梨品种果实共 同具有的主要香气成分为己醛、1 -己醇、壬醛、乙 酸己酯和2-戊基呋喃，其中己醛的质量浓度最高， 风味成分的提取，而蒸馏萃取法更有利于高沸点、 低挥发性化合物的地区。

贺红军等人[11]在紫薯酸奶和普通酸奶挥发性风味 物质差异性研究中，应用SPME-GC-MS技术提取并 分析了紫薯酸奶和普通酸奶中的挥发性有机物，结 果表明紫薯酸奶中挥发性成分有75种，普通酸奶中 有46种，其中紫薯酸奶中的萜烯类比普通酸奶多。分别为 18.752，9.980，16.354，1.253，1.578，1.352 |xg/g。3个白梨品种主要香气成分种类数明显高于3 个砂梨品种。

国内应用SPME-GC-MS对甜瓜的研究较多，赵 光伟等人[5]对3种甜瓜的香气成分分析，结果表明呼 吸跃变型甜瓜香气成分种类最为丰富，酯类成分是 主要的香气成分，乙酸苯甲酯在3个甜瓜品种果实 中含量最高。李国生等人[6]对不同香型的天花果实 香气成分研究发现，麝香型甜瓜品种香气成分最为 丰富。

张泽煌等人[7]应用SPME-GC-MS对10个品种杨 梅果实香气成分的分析表明，烷烃和烯烃在10个品 种中均检出，是杨梅果实最重要的香气成分；其最 多的品种检出42种香气成分。

孙承锋等人[8]应用SPME-GC-MS对11种烟台 中、晚熟品种苹果香气成分比较，结果显示从11种 苹果中共检测出59种香气成分，其中21种成分为 所有品种苹果所共有，在共有香气成分中，乙酸、 丁酸、己酸的酯类化合物，己醛（包括2-己烯醛) 与一些高级醇含量较高。酯类含量最多，其次为醛 类和醇类，三者总共占到苹果中所测得香气成分的 80%以上，最大达到了 92% (极早熟富士），由此可 知苹果中主要香气成分为酯类、醛类和醇类化合物。2

畜产品

马艳丽等人[9]采用SPME-GC-MS检测了奶疙瘩、 奶豆腐、乳扇、乳饼与切达奶酪中挥发性风味组分 的差别。结果分别在奶疙瘩中鉴定得到41种、奶豆 腐中25种、乳扇中26种、乳饼中29种、切达奶酪 中20种挥发性化合物，应用该技术得知，奶疙瘩中 含有较多芳香及杂环化合物、乳扇和切达奶酪中的 主要挥发性物质为脂肪酸类化合物、奶豆腐和乳饼 中的主要挥发性风味组分相似，均为脂肪酸类和醇 类化合物。

张玥琪等人[10]在蓝波奶酪挥发性风味成分研究中 应用顶空固相微萃取法和蒸馏萃取法提取蓝波奶酪 中的挥发性风味成分，再利用GC-MS对挥发性风味 成分进行分离鉴定，共鉴定出111种挥发性成分， 包括烃类2种、醛类6种、酮类12种、酸类20种、 酯类49种、醇酚类13种、含硫含氮及其他杂环化 合物9种。结果表明，SPME法有利于低沸点挥发性

3

酒类

郭静等人[12利用SPME-GC-MS技术对猕猴桃果 酒中香气成分，优化提取条件，建立快速测定猕猴 桃酒中香气物质方法，马晓佩等人[13]采用SPME-GC- MS等方法对所制成的米饮料挥发性风味成分变化进 行测定。沈海月等人[14]利用该技术对4种红葡萄酒中 挥发性成分进行分析研究，共检测出94种化合物， 该研究是此类方法应用中，检测出挥发性成分较多 的，说明通过技术改进，此项技术还有深度的拓展 潜力。

江勇[15]在啤酒中挥发性成分分析中应用改进后的 SPME-GC-MS技术，使用了快速气相色谱法，将色 谱分析时间大幅缩短，同时大幅减少了固相微萃取 的时间，最终分析一个样品的时间仅需10 min，固 相微萃取时间的缩短也相应地延长了纤维头的使用 寿命，降低分析测试成分，该分析方法对于需要分 析大量样品的检测机构有重要参考意义。4

其他食品类及调味品类

陈俊卿等人[16]在白鲢鱼挥发性成分分析中，应用 SPME-GC-MS技术，以白鲢鱼为原料，对挥发性有 机成分进行了分析。结果表明，45 °C为较好的萃取 温度，涂层为PDMS-DVB的萃取头吸附范围比较 宽，可以吸附分子质量大的物质，而涂层为CAR- PDMS萃取头则适用于小分子物质，该试验应用的是 PDMS-DVB萃取头，30 min为较佳的萃取时间，萃 取过程中氯化钠的添加量达到0.09 g/mL后，提高氯 化钠的浓度对萃取效率影响不大，鲢鱼肉中气味主 要是由挥发性羰基化合物和醇造成的，共检出27种 成分。

魏永义等人[17]在醋中香气成分分析中，应用 SPME-GC-MS技术共得到51种香气成分，主要包括 醇、酸、酯、醛、酮、杂环化合物，结果发现不同 年份的醋样，香气成分和相对含量上有较大差异。

廉明等人1]在2种黄茶的香气成分研究中，应用 SPME-GC-MS技术，在2种黄茶中共鉴定出香气成 分75中，主要包括醇类和碳氢化合物，君山银针的 香气成分主要是十三烷、5 -杜松烯、芳樟醇、二氢 猕猴桃内酯、香叶醇、2,6,10,14-四甲基十五烷、 十二烷等；而霍山黄芽的香气成分主要是香叶醇、

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[7]

2017年第11期

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十三烷、芳樟醇、咖啡因、5-杜松烯、十二烷、y8- 紫罗酮和二氢猕猴桃内酯等。此类研究说明，对于 不同类型的食品及调味品类，该技术均有较好的分 析效果。5

结语

[8] 孙承锋，朱亮，周楠，等.

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近年来，SPME-GC-MS技术作为对食品中香气 成分进行分析的新型手段，因其高效、简便、准确 的特点为越来越多的研究人员所采用，随着应用研 究的深人，在更加快速、能够精确定量的复合技术 手段应用下，其应用范围将会在食品及相关行业越 来越广泛。参考文献：

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(上接第57页）

而50岁以上的人则忽略了该点。这表明在中小学生 的认知中食品从业人员对食品安全负有一定的责任。

总之，食品安全科普工作者应根据不同年龄段 人群对食品安全知识的了解情况和关注点进行科普 工作，做到有的放矢。应当加强中老年人对食品相

关法律法规的了解，提高中老年消费者的维权意识; 根据年轻人对转基因食品的兴趣，引导年轻人对食 品科学知识的深人探究，从而提高对食品方面谣言 的辨别能力；提高中小学生对食物营养搭配认知程 度，学会科学合理搭配自己的饮食，从而增强青少 年体质。◊

(上接第61页）

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