固相微萃取條件優(yōu)化及發(fā)酵菜粕風(fēng)味物質(zhì)分析

12*33323[3]12*33323[3]摘要旨在研究固相微萃取與氣質(zhì)聯(lián)用研究發(fā)酵菜粕的風(fēng)味物質(zhì)及比較不同品種菜粕發(fā)酵前后風(fēng)味物質(zhì)的變化以面及峰數(shù)為指標通萃取頭、萃取溫度吸附時間和樣品量的優(yōu)化，確定了固相微萃取和氣質(zhì)聯(lián)用研究發(fā)酵菜粕風(fēng)味固相微萃取的條件，并比較3種代表性菜粕發(fā)酵前后風(fēng)味物質(zhì)及硫苷組分和含量的變化表明固相微萃取最佳條件是：DVB/CAR/PDMS萃頭，溫度70℃吸附30min，品量2g，中萃取頭和吸附溫度顯著影響萃取效率酵后菜粕的揮發(fā)性組分及含量變化都較大酵后風(fēng)味物質(zhì)的總量都顯著增加苷的含量明顯降低明發(fā)酵不但顯著增加了風(fēng)味物質(zhì)的含量改變了風(fēng)味，而顯著降低了抗營養(yǎng)物質(zhì)硫苷的含量。關(guān)詞發(fā)菜粕固相微萃取風(fēng)物質(zhì)氣質(zhì)聯(lián)用Optimizationofsolidmicroextractionvolatilein

Niu

Zhang

LiKunpengofBiologicalandFoodKeyofResearchofEthnomedicinalPlantResourcesofof,Haikou570228)ChineseAcademyofAgriculturalSciencesKeyofOilcropsandNutrition,WuhanTheofthisinvestigatetheoptimizationofsolidphaseforandcomparemajorvolatilethreemealandofofSPMEadsorptionandsamplestudiedSPMEforthehighestthatconditionsweremDVB/CAR/PDMS(DCP),70°C,20minandsampleamount2g.extractionefficiencysignificantlywiththeadsorptionTheamountofglucosinolateofmealweresignificantlylowerfermentationnotonlythefavorofrapeseedbutofglucosinolate.wordsFermentedsolidphasevolatilechromatographypectrometry油菜是十字科草本植是世界第三植物油的來源[1]也是國重要的料作物之[2]。據(jù)FAO統(tǒng)，年全世界油菜種植總面積3637萬頃，油菜總產(chǎn)量7萬噸，中我國油菜籽總量為萬噸

。油菜籽是含油量的料，含油達到。油菜籽中含有合理均衡碳水化合和蛋白質(zhì)其中白含量約為～還含有量的維生，礦

[11][11]質(zhì)和抗營養(yǎng)分如硫苷植酸等[4]。籽油是優(yōu)植物油，僅可用作食用油，而且可用于生產(chǎn)生物柴油。粕是菜籽取油脂后產(chǎn)品，目前主要用作動物飼料和肥。菜粕中白含量約～38%，氨酸組成合理均衡，是良的蛋白質(zhì)源；粗纖含量在以，并含有類和其他生物性化合物維生素E生素B堿和礦質(zhì)如鈣鎂鋅和銅

[5,6]

不僅可用，而且是良好食用蛋白。但由于粕含有硫苷、異硫氰酸酯、單寧、酸、芥酸抗營養(yǎng)因[6][7]

，大大限制其有效利。微生物酵能顯著降低硫苷含量，是提高菜品質(zhì)比較效的方法。研究表明粕在固態(tài)酵過程中但硫苷含量降低而且產(chǎn)生了改善菜風(fēng)味的組[8]。通過固相微萃取氣質(zhì)聯(lián)用但能析菜粕在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的風(fēng)味物及其含量且能分析酵菜粕中某抗營養(yǎng)因硫苷的降情況然而相關(guān)研究較少琰星等用相微萃取氣質(zhì)聯(lián)用研究了菜經(jīng)固態(tài)發(fā)之后風(fēng)味變化

[8]

對態(tài)發(fā)酵菜風(fēng)味物質(zhì)析的固相微萃取條件的相關(guān)研究及同品種菜發(fā)酵前后味組分和硫苷含量的變化還未見報試驗研了固相微萃取條件對粕風(fēng)味物測定的影比較了3種菜粕態(tài)發(fā)酵前菜粕風(fēng)味物質(zhì)和硫苷的含量及組分變旨為發(fā)酵粕風(fēng)味物及相關(guān)成分的研究提供參考和依據(jù)為粕去毒方的選擇及高品發(fā)酵菜粕制備提供論指導(dǎo)。1材料方法材與劑3種菜粕新疆、四、中雙11，分別為高、中、低硫苷的代表。發(fā)酵菜粕菜粕/麩皮為︰3K3HMgSO7HO含水量60%2242接種量，℃培5d后℃真空燥至恒重接種菌株Bacillussubtilis3-10，種子液用LB培基培養(yǎng)h，得到發(fā)酵菜粕。2-酮色譜純)美國公；芥子酶美sigma公司；丙烯基苷葡萄糖苷(色譜純美國公司；乙腈色譜純上海安譜學(xué)儀器有限公司。儀與備6890N-5975氣相色-譜聯(lián)用儀DB-Wax毛細管柱(30m0.25mmi.d,0.25m)國安捷倫公司；萃頭（m，100μmPDMS，(PA)）上海安譜科學(xué)器有限公；LC-6AD液相色日本島津方

氣聯(lián)檢測法取一定量的品于10mL萃取瓶中，加入μL內(nèi)2-戊和磁力拌轉(zhuǎn)子，速密封后置于設(shè)定溫的磁力攪器水浴中攪拌平一段時間后將萃取頭入樣品瓶吸附一定時間后將萃頭插入到質(zhì)聯(lián)用儀進樣口，℃條件，解析。色譜條件：譜柱DB-Wax毛細管(m×0.25mmi.d,0.25μm)升溫程序為℃保持4min以5℃/min升溫至230℃，持；載流速mL/min，進樣量1μL；不分流。質(zhì)譜條件：極桿溫度℃；離源溫度130℃；質(zhì)量掃范圍/z50～。風(fēng)味物質(zhì)含計算

[9,10]

固微取條的化單因素試驗四個因素各個水平表1綜合分析，定最佳萃條件。

[12]示以風(fēng)味物質(zhì)的峰積峰數(shù)兩評價指標表1固相微萃取試驗因素和水平表

萃取溫度/℃萃取溫度/℃度間min/

硫苷含量定參考法定油菜籽中硫苷葡萄糖甙含量的方(標準號2結(jié)果分析取頭選

[13]。本文選擇個常用的具有不同極性的萃取頭（極，PDMS非性和等極）研究萃取頭萃取效果影響，結(jié)如圖。由1知萃取頭的材料顯著影響取的效率其中中等極性DCP萃取的風(fēng)味質(zhì)的總峰面顯著的高極性PA和非性PDMS的取頭。對發(fā)酵菜粕風(fēng)物質(zhì)貢獻最大的是嗪類，其中四甲基吡嗪的貢獻率最，其次是類。DCP萃取頭萃取8吡嗪類和3種腈類；PDMS萃取到種吡嗪和種腈類；萃到種吡嗪類和2種類。萃取風(fēng)味物組分的總來看，DCP，和分吸附了，29和26個組分，所以擇取發(fā)菜粕中的風(fēng)味物質(zhì)。1.4x101.2x101.0x10

積面峰

8.0x106.0x10

4.0x102.0x10

0.0DCPPDMSPA圖1萃取頭對風(fēng)味物質(zhì)總峰面積的影響取溫的定萃取溫度是響固相微取效果的個重要因素升高萃溫度發(fā)性組分分散速度加，有助于從樣品中放到頂空增加揮發(fā)性組分的蒸汽壓[14]，加強了固相和氣相的對流，而提高萃取率。但溫升高，揮性組分的分配系數(shù)

[15]

和萃取頭的附能力降[12]，且高溫下有些揮發(fā)組分發(fā)生解，所以宜選擇過高的萃取溫度。由圖2看出隨溫度的增揮發(fā)性組分的峰面積、嗪類和腈物質(zhì)的峰面積都增加，但和80℃間峰面積有顯著性差異。隨度的增加多數(shù)組分腈類、吡嗪類、烴類的峰面積百分增加，但類和酸類組分峰面積分比減小這是由于發(fā)性組分間的競爭吸附

[16]

。隨溫度的加萃取頭附的吡嗪類的峰數(shù)增加的趨隨溫度的高～60℃總峰數(shù)從26增加到個7080℃峰數(shù)減少，綜考慮最終擇70℃為最佳萃溫度。總面1x101x101x10

腈峰積吡類面

2.0x101.8x101.6x10

5x104x10

1x101x109x108x10

1.4x101.2x101.0x108.0x106.0x10

3x102x10

4.0x10

1x10

7x10

2.0x10

6x10

0.0

040607080圖萃取溫度對酵菜粕風(fēng)物質(zhì)總峰面積、腈類物質(zhì)和吡類物質(zhì)峰面積的影響

888877777[18][19]888877777[18][19]附時的定

a

a

a

a

a

吸附時/

圖吸附時間對酵菜粕風(fēng)物質(zhì)組分總峰面積的影響萃取時間影揮發(fā)性組吸附平衡到達

[17]

。由圖

3可知隨萃取時間增加，總面積增加，但增不顯著，增加速率看30～50，隨時的增加，峰積增加速減小，這是因為吸附開始階段揮發(fā)性組分很容易吸附到萃取頭的固定相涂層上因此風(fēng)味物濃度增加很快，隨取時間的長吸附速逐漸降低而接近吸附平衡。綜考慮選擇為最佳的吸附時間這與等研啤酒中的發(fā)性組分結(jié)果一致。品量確樣品量會影頂空容積而影響平時頂空中樣品的濃度

[20]

。由圖4可出，隨樣品量的增加風(fēng)味質(zhì)的總峰積增加但從1.5～g總面積增加不著雖然～3g之隨樣品量的增加總面積增加但標準差大，所以最終選擇樣品質(zhì)量為2g。

積面峰

bc1.5樣品量/圖4樣品量對發(fā)酵菜粕風(fēng)味物質(zhì)總峰面積的影響菜發(fā)前風(fēng)味質(zhì)分比由表2可知前3種菜中風(fēng)味物的含量分為649.98g/gg/g，發(fā)酵后種粕中風(fēng)味質(zhì)的含量別為420.02g/g，556.54g/g和219.04，可見發(fā)酵后種粕的風(fēng)味物質(zhì)含量都顯的高于發(fā)前即發(fā)可提高菜的風(fēng)味并且和中硫苷含量菜粕在發(fā)前風(fēng)味組含量略高于低硫苷菜粕發(fā)酵菜粕的風(fēng)隨硫苷含的增加依次降低可能是由硫苷等抗養(yǎng)組分含量較高不利菌的生長這可由菌生長狀態(tài)得到驗證般隨著發(fā)酵間的增加粕培養(yǎng)基被菌利用后會逐漸變的粘菌生長的越，培養(yǎng)基越粘比種粕培養(yǎng)基發(fā)現(xiàn)相的培養(yǎng)條件下養(yǎng)的粘稠程由新疆菜、四川菜粕和雙11粕依增加，即在雙11菜粕培基上菌株長的最好由風(fēng)味物質(zhì)量可看出發(fā)酵對新疆四川中雙113種菜風(fēng)味物質(zhì)貢率最大的分都是硝基噻吩，別占總揮發(fā)性組分含量的22.21%和17.77%其次都苯丙腈，分別約占總風(fēng)物質(zhì)組分13.35%和發(fā)酵硝基噻吩和丙腈這兩種組分在新疆發(fā)酵菜風(fēng)味物質(zhì)分的百分量變化不大分別為18.30%和但在四和中雙11這兩種發(fā)酵粕風(fēng)味物組分的百含量變化較大，在四川中分別降低和17.74%，在

中雙中分別降為和。菜粕發(fā)后吡嗪類新疆、四川和中雙11這種粕風(fēng)味物質(zhì)組分獻率分別加20.00%、和21.49%，中四甲基吡嗪增加最多，分別增加、14.47%和；發(fā)酵后腈組分的百分含量分別降1.20%、和發(fā)酵后新疆、川和中雙11這3種菜粕中類的百分含都顯著降，醇類、類百分含都顯著增加見發(fā)前后菜粕風(fēng)味物質(zhì)分發(fā)生了顯著的變化發(fā)菜粕中刺激的腈類的量顯著降低，吡嗪類、類、酸類醇類物質(zhì)顯著增加。表菜粕(新疆)發(fā)酵前后主要風(fēng)味物質(zhì)含量比較(g/g)二乙基二甲基-5-乙基三甲基-咯-2-甲醛-丁-3-環(huán)硫-丁二醇

0.000.000.000.005.955.890.000.006.933.192.667.453.600.00

0.000.000.000.000.000.000.000.00

-l-甲4-(1-丙基)苯-蓽N-乙-N-芐-異N-羥

0.006.210.006.776.639.784.812.268.466.966.43

0.000.000.000.000.00-苯酚

表菜粕(四川)發(fā)酵前后主要風(fēng)味物質(zhì)含量比較(μg/g)風(fēng)味物質(zhì)嗪,2,3,5-三甲基-6-2,3,5-三甲基-6--丁腈

發(fā)酵前1.940.000.000.000.002.658.112.447.39

5.110.000.000.000.00

風(fēng)味物質(zhì)基-1-己烯-

發(fā)酵前0.000.000.000.000.002.673.085.78

0.009.180.009.170.000.00

-丁-4--3--4乙-苯酚

6.756.045.190.000.007.72

0.000.000.000.00

l-甲氧4-(1-丙烯)苯-蓽丙烯基)苯并-環(huán)N,N-二甲基硫代甲酰胺

4.929.177.025.860.000.00

0.000.000.00

0.00

9.11表菜粕(中雙發(fā)酵前主要風(fēng)味質(zhì)含量比較(風(fēng)味物質(zhì)2,3,5-三甲基-6--丁腈-丁-戊-3-

發(fā)酵前3.780.005.096.683.897.614.190.000.002.215.953.89

0.000.000.000.000.000.000.000.000.00

風(fēng)味物質(zhì)-丙12-基-丙-1-己烯-十l-甲氧-丙烯基二甲基-

發(fā)酵前0.000.000.006.000.000.003.354.052.174.797.660.00

0.000.000.000.00

0.00

-苯酚-4-

0.009.990.000.00

0.009.71

基)-1，3-苯并二茂N-N--N-芐基

2.634.594.060.00

0.000.000.000.00

0.00

從表可以看出酵后新疆、四川和中雙11這3種菜中的硫苷總含量都顯著降低，且各分量硫苷也顯著降低可見發(fā)酵顯降低了硫苷的含量顯著降低了粕的毒性刺激性物質(zhì)的含量。表發(fā)酵前后菜硫苷組分較

雙11

-3-式-2-羥--4--3-苷(μmol/g)

0.110.000.000.002.632.60

0.250.000.000.000.310.06

9.283.720.001.250.266.743.55

0.210.030.000.010.030.020.000.29

1.950.310.000.250.241.243.667.64

0.030.010.000.020.020.010.000.083結(jié)論本試驗確定固相微萃分析菜粕的風(fēng)味物質(zhì)的最優(yōu)條件為:DVB/CAR/PDMS萃取頭，溫℃，附30min，樣品量為2g。該能有效分發(fā)酵菜粕中的吡嗪類、腈類、醇類、醛類酯類、醚、酮類等質(zhì)。通種粕發(fā)酵前后風(fēng)味物質(zhì)和苷組分的化可看出發(fā)酵可顯降低菜粕腈類和硫的含量，增加吡嗪類酚類酸類和類物質(zhì)的量不但降低了菜粕毒性而且善了菜粕風(fēng)味物質(zhì)組分。參文[1]Uzan-BoukhrisSigoillotJC,al.Rapeseedabiotechnologystatuschallenges[J].ApplMicrobiolBiotechnol,1105-1114[2]李培甘型油菜葉片與種子硫苷相關(guān)性研究[D].武:華中農(nóng)業(yè)大2007LiPW.betweenleavesseeds[3]FAO.may22,2014)[4]IM,CoelhoCarvalhoMGVS.Isolationandofvegetableproteinsfromoilseedmethods,limitationsJournalof337-346AmarowiczR,Sz?ykofmealandrapeseedenrichedwithmealofLipidScienceandTechnology,750-760[6]羅振菜的固態(tài)發(fā)酵參數(shù)研究及在生長豬上應(yīng)用效果評[D].長沙南農(nóng)業(yè)大,2010Luo

Studiesonsolid-stateparametersofevaluationoffermentedmealpigs[D].Agricultural[7]MK,MishraAS.Glucosinolatesanimalnutrition:Areview[J].AnimalScienceand132(1):[8]鈕琰黃茜,黃鳳洪等發(fā)酵前后菜粕的風(fēng)味成分分析[食工業(yè)科(9)NiuHuangQ,HuangFH,etal.Analysisvolatilecompoundofmealbeforeafter[J].Scienceandtechnologyoffood,2011,32(9)[9]秦仲麒李先明等砂梨和庫爾勒香梨果[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)2011,50(15):3186-3190TuJF,QinLiXMal.offruitaromaticofpyrifoliaP.übyGC-MS[J].HubeiAgriculturalScience,2011,50(15):3186-3190[10]郭莉,吳厚玖王華等貯藏過程夏橙汁香氣成分變化[食科學(xué)2011,32(22):293-297L,H,al.ofcomponentsvalenciajuiceduringstorage[J].Food2011,32(22):293-297[11]LongobardiG,Saccoal.CharacterisationofthegeographicalItalianpotatoesbasedonandvolatile2011,[12]龍奇志黃永輝鐘海雁等.茶揮發(fā)物質(zhì)的固相微萃取條件的優(yōu)化[J].中糧油學(xué),

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安徽農(nóng)業(yè)科LX,HY,YuanInfluencefactorsofextractionaromaofjuicebysolidphaseop