全 文 :分 析 检 测
2014年第6期
Vol . 35 , No . 06 , 2014
优化GC检测欧李酒香气成分的萃取条件
陈 臣1,李 艳1,2,牟德华1,*
(1.河北科技大学生物科学与工程学院,河北石家庄 050018;
2.河北省发酵工程技术研究中心,河北石家庄 050018)
摘 要:香气物质的组成表征果酒的特色,利用响应面法优化顶空固相微萃取(HS-SPME)欧李果酒中香气物质的条
件,使气相色谱法检测香气物质的结果更精确。本文采用HS-SPME结合GC-FID检测欧李发酵酒中的香气物质,在单
因素实验的基础上,以加盐量、萃取温度、萃取时间为影响因素,出峰面积为响应值,运用Box-Benhnken中心组合实验
设计原理进行响应面分析,优化了HS-SPME的萃取条件。结果表明,HS-SPME萃取欧李发酵酒中香气成分的适宜条
件为:加盐量0.226g/mL、萃取温度29℃、萃取时间36min。该条件下萃取,结合GC-FID测得欧李发酵酒中32种香气成
分,对其中10种进行了定性和定量分析,含量较高的有:异戊醇110.734mg/L、己酸乙酯11.568mg/L、异丁醇8.7725mg/L、
苯乙醇47.178mg/L、乙酸异戊酯15.655mg/L、丙醇1.7032mg/L。
关键词:HS-SPME,响应面优化,GC-FID,欧李发酵酒,香气成分
Optimization extraction conditions for GC analysis of
aromatic constituents in prunus humilis bunge wine
CHEN Chen1,LI Yan1,2,MOU De-hua1,*
(1.College of Bioscience and Bioengineering,Hebei University of Science and Technology,Shijiazhuang 050018,China;
2.R&D Center for Fermentation Engineering of Hebei Province,Shijiazhuang 050018,China)
Abstract:Aroma composition were characterized fruit wine features. Optimize condition which was used to
headspace solid phase microextraction aroma substances in prunus humilis bunge wine by response surface
method,in order to get more accurate results by chromatography. The aroma components of Prunus humilis
Bunge wine were analyzed by GC-FID method combined with head space solid-phase micro-extractions
(HS-SPME). The extraction conditions were investigated using single factor and response surface methodology
based on Box -Benhnken centre design principles . The salt concentration ,extraction temperature and
extraction time were used as affected factors while the total peak area of chromatogram as response value in
this study. The results indicated that the optimum conditions for aroma components extraction from Prunus
humilis Bunge wine by HS-SPME were obtained as follows:salt concentration 0.226g/mL,extraction temperature
29℃ and extraction time 36min. Under the above conditions,32 different compounds were detected,and ten of
which were carried out qualitative and quantitative analysis. It showed that some of the aroma composition
content was higher,such as isoamylol 110.734mg/L,ethyl hexanoate 11.568mg/L,isobutanol 8.7725mg/L,
phenethanol 47.178mg/L,isoamyl acetate 15.655mg/L and propanol 1.7032mg/L.
Key words:HS-SPME;response surface optimization;GC-FID;prunus humilis bunge wine;aroma components
中图分类号:TS262.7 文献标识码:A 文 章 编 号:1002-0306(2014)06-0081-06
收稿日期:2013-07-19 * 通讯联系人
作者简介:陈臣(1988-),男,硕士研究生,研究方向:农产品加工。
基金项目:河北省科技支撑计划课题(11230604D-5-2)。
香气指标是果酒感官质量的重要组成部分,香
气成分的种类、含量、感官阈值及成分间的综合作用
决定着果酒的风味和典型性[1]。对果酒香气成分的研
究,是评价其感官品质、分析香气特征的重要手段。
固相微萃取技术(Solid Phase Microextraction,
SPME)是20世纪90年代发展起来的一种样品前处理
技术,相对于传统的液液萃取法,它以无需有机溶
剂,分析样品量少,操作简单、快速,集采样、萃取、浓
缩、进样、解析于一体的特点而得到广泛应用[2]。该法
能最大程度的减少被测香气成分的损失和变化,得
到完整、真实的分析结果。顶空固相微萃取法是指在
热力学平衡的蒸汽相与被分析样同时存在于一个密
闭系统中,取上部气体。Fedrizzi B等采用顶空固相微
萃取方法萃取葡萄酒中3-巯基-1-己醇和3-巯基己
基乙酸酯,来研究这两种物质在葡萄酒后熟过程中
的变化及对葡萄酒风味的影响[3]。Perestrelo R等在研
究葡萄牙Terras Madeirenses红酒香气成分时,采用了
顶空固相微萃取结合气相质谱的方法,检测到酯类、
醇类、酸类、萜烯类等60多种香气物质[4]。采用顶空固
相微萃取法结合GC-FID检测欧李果酒中的香气成
81
DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2014.06.017
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分目前未见报道。
本文通过响应面分析法,对影响欧李发酵酒中
香气成分SPME萃取效果较大的3个主要因素进行了
优化研究,包括:加盐量、萃取温度和萃取时间。并以
优化后的萃取条件结合GC-FID对欧李发酵酒香气
成分进行了检测分析,目的是客观精确地测定欧李
果酒中痕量的香气成分,为改善和提高欧李果酒的
风味奠定基础。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
苯乙醇(≥99.0%)、仲辛醇(≥99.0%) 成都艾
科达化学试剂有限公司;己酸乙酯(≥99.0%) 天津
天泰精细化学品有限公司;正丙醇(≥99.8%) 天津
博迪化工有限公司;己醇(≥99.0%) 天津科密欧试
剂开发中心;氯化钠(≥99.5%)、无水乙醇(≥99.7%)、
异丁醇(≥99.0%)、异戊醇(≥98.5%) 天津市永大
化学试剂有限公司;乙酸异戊酯(≥99.0%)、丁二酸
二乙酯(≥99.0%)、己酸(≥98.5%)、乳酸乙酯
(≥99.0%) 天津市光复精细化工研究所;高纯氮气
(纯度99.999%) 石家庄市桥西西三教制氧站。
DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器 巩义市
英峪华仪器厂;GC 7820A配有FID检测器 美国安
捷伦公司;2cm-50/30μm DVB/Carboxen/PDMS萃取
头、100μm PDMS萃取头及萃取手柄 美国Supelco
公司。
1.2 实验方法
1.2.1 欧李酒酿造工艺流程 欧李果分选→手工破碎、
去核→加SO2、果胶酶→调整成分→接种酵母菌→酒精发酵→
压榨、过滤取原酒→冷藏陈酿[5-6]→成分分析。
1.2.2 萃取条件单因素实验 萃取头优选:DVB/
Carboxen/PDMS和PDMS两种萃取头在使用前分别按
照说明书进行老化。老化后的萃取头分别以5mL欧
李酒样加到20mL顶空萃取瓶中,加入2g NaCl,在
30℃下于磁力加热搅拌器上平衡15min,磁力搅拌转
速2000r/min,将萃取头插至萃取瓶液面上方,在30℃
下萃取30min,GC解吸3min,以色谱峰面积和峰型来
衡量萃取头的萃取效果。
采用优选的萃取头,以5mL欧李酒样加到20mL
顶空萃取瓶中,磁力加热搅拌器上平衡15min,磁力
搅拌转速2000r/min,GC解吸3min为不变因素,分别
改变加盐量、萃取温度和时间进行单因素实验。NaCl
用量分别为0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5g/mL时,固定萃取
温度30℃,萃取30min。改变萃取温度为25、30、35、
40℃时,固定加盐量为0.2g/mL,萃取30min。在固定加
盐量为0.2g/mL,萃取温度30℃时,分别萃取10、20、
30、40、50min。
1.2.3 萃取条件响应面优化设计 在单因素实验的
基础上,以加盐量、萃取温度和萃取时间为影响因素,
被检物质出峰面积为响应值[7-10],运用Box-Benhnken
中心组合实验设计原理进行响应面分析,确定HS-
SPME法萃取欧李发酵酒中香气成分的最佳萃取条
件。实验设计中的水平及编码表见表1。
1.2.4 GC-FID分析条件 Agilent 7820A GC-FID,
色谱柱为HP-INNOWAX(30m×0.25mm×0.25μm);载
气为:氮气,流速1mL/min;升温程序:50℃保持2min,
以5℃ /min升到240℃,保持10min;检测器(FID):
300℃;进样口温度:250℃;尾吹:25mL/min;氢气流
量:40mL/min,空气流量:400mL/min,不分流进样。
1.2.5 定性定量分析 根据标准样品色谱峰的保留
时间与样品色谱峰的保留时间作对比进行定性;以
仲辛醇为内标物,采用内标标准曲线法对各种香气
成分进行定量[11-12]。
1.2.6 实验方法的验证和数据处理 实验中对优化
的方法从回收率、线性范围、相对标准偏差等进行可
行性的验证[13]。实验数据处理采用Design-expert 7.0
统计软件进行回归分析[14]。
2 结果与分析
2.1 萃取条件的单因素实验
2.1.1 萃取头的选择 萃取头是固相微萃取技术的
核心部分,其涂层材质对所分析的物质具有一定的
选择性。本实验对DVB/Carboxen/PDMS和PDMS两种
萃取头在相同实验条件下进行了优选,结果见图1。
由图1可知,萃取头的涂层不同所吸附的香气物
质含量不同。DVB/Carboxen/PDMS萃取头比PDMS萃
取头萃取出的香气物质含量总出峰面积高336%,可
见DVB/Carboxen/PDMS对欧李发酵酒香气物质的吸
附比PDMS更有效,更适于欧李酒香气组分得萃取。
因此,以下的实验过程中均使用DVB/Carboxen/PDMS
萃取头进行萃取。
2.1.2 加盐量的选择 在萃取过程中加盐可以提高
离子强度,提高对目标物的萃取效率[15]。由于盐析作
用,分析物的回收率提高,形成的水合球降低了可用
于溶解分析物分子的水浓度,从而促使多余的分析
物进入纤维涂层中。然而,与这一过程竞争的另一过
程是分析物分子可能会与溶液中的盐离子发生静电
因素
水平
-1 0 1
A 加盐量(g/mL) 0 0.2 0.4
B 萃取温度(℃) 25 30 35
C 萃取时间(min) 20 30 40
表1 Box-Behnken实验因素水平及编码
Table 1 The Box-Behnken experimental factors level and coding
图1 萃取头对萃取效果的影响
Fig.1 The influence on extraction effect by different fibers
DVB/Carboxen/PDMS PDMS
4.00E+08
3.00E+08
2.00E+08
1.00E+08
0.00E+08
峰
面
积
萃取头种类
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实验号 A B C Y 峰面积
1 1 0 -1 9.02914E+007
2 0 -1 -1 8.31342E+007
3 -1 1 0 1.12852E+008
4 0 0 0 1.67547E+008
5 0 0 0 1.68524E+008
6 0 -1 1 1.55001E+008
7 0 1 1 1.09161E+008
8 -1 0 -1 1.02696E+008
9 0 0 0 1.6814E+008
10 -1 0 1 1.5231E+008
11 1 0 1 1.3865E+008
12 1 1 0 9.53619E+007
13 -1 -1 0 9.59951E+007
14 0 0 0 1.68669E+008
15 0 0 0 1.552E+008
16 0 1 -1 8.54491E+007
17 1 -1 0 1.45707E+008
表2 响应面分析实验设计及结果
Table 2 The design and results of respond surface analysis
作用,这样分析物进入纤维涂层的能力就降低了 [16]。
NaCl加入量对欧李发酵酒香气成分出峰面积的影响
见图2。
由图2可见,加盐后香气物质的萃取效果明显增
加,当加盐量为0.2g/mL时,出峰面积达到最大值。加
盐量超过0.4g/mL,萃取效果变差。因此,最佳加盐量
为0.2g/mL。
2.1.3 萃取温度的选择 萃取温度升高可以增加离
子动能,显著缩短萃取时气液两项中物质达到平衡
的时间,使整个分析过程加快。但是升温会带来两种
截然相反的影响:从动力学角度看,SPME过程中温
度的升高可以加大分析物的扩散系数,从而增加了
分析物向涂层纤维的传质速率。而从热力学角度考
虑,由于萃取过程是放热的,所以被萃取分析物的总
量会随着温度的升高而降低[16-19]。从实践角度考虑,
选择过高的萃取温度,针尖和样品之间的温差会导
致水的凝结,这种现象会降低方法的精密度,偶尔也
会使FID的火焰熄灭[20]。萃取温度对欧李发酵酒香气
成分出峰面积的影响见图3。
从图3可以看出,在选定的温度范围内,随萃取
温度升高,出峰面积呈先增加后减少的趋势,30℃时
出峰面积达到最大值,高于30℃,萃取效果明显降
低。因此,选择30℃进行萃取为宜。
2.1.4 萃取时间的选择 萃取时间过长会使易挥发
性物质从纤维头上脱附,而萃取时间过短,一些物质
尤其是高沸点的物质又来不及被萃取头吸附 [21-22]。
萃取时间对欧李发酵酒香气成分出峰面积的影响见
图4。
从图4可看出,在10~20min,出峰面积随萃取时
间的延长而增加,萃取30min时峰面积达到最大值,
在30~40min,出峰面积有所降低,在40~50min,出峰
面积又有所回升,这是因为随着萃取时间的延长,萃
取头所吸附的被检物质有脱落现象和再吸附的现
象,因此,有效萃取时间以30min为宜。
2.2 萃取条件的响应面优化分析
2.2.1 响应面法实验设计及结果 响应面法是利用
合理的实验设计,采用多元二次回归方程拟合因素
与响应值之间的函数关系,通过对回归方程的分析
来寻求最优工艺参数,解决多变量问题的一种统计
方法[23]。响应面法使得参数间的交互作用可通过有
限次实验进行评估。响应面法目前已成为降低成本、
优化加工条件的有效方法,广泛应用于农业、生物、
食品、化学等领域[24]。
本实验在单因素实验基础上,利用Design Expert
7.0统计软件进行了实验设计与数据分析。根据Box-
Benhnken中心组合实验设计原理,以加盐量、萃取温
图2 加盐量对萃取效果的影响
Fig.2 The influence on extraction effect by salt concentration
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
4.00E+08
3.50E+08
3.00E+08
2.50E+08
2.00E+08
1.50E+08
峰
面
积
加盐量(g/mL)
图3 温度对萃取效果的影响
Fig.3 The influence on extraction effect by temperature
25 30 35 40
4.50E+08
4.00E+08
3.50E+08
3.00E+08
峰
面
积
萃取温度(℃)
图4 萃取时间对萃取效果的影响
Fig.4 The influence on extraction effect by time
10 20 30 40 50
3.60E+08
3.30E+08
3.00E+08
2.70E+08
峰
面
积
萃取时间(min)
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方差来源 平方和 自由度 均方 F值 p值 显著性
模型 1.692E+016 9 1.880E+015 22.92 0.0002 极显著
A 4.739E+012 1 4.739E+012 0.058 0.8170
B 7.414E+014 1 7.414E+014 9.04 0.0198 显著
C 4.683E+015 1 4.683E+015 57.07 0.0001 极显著
AB 1.129E+015 1 1.129E+015 13.76 0.0076 极显著
AC 3.939E+011 1 3.939E+011 4.801E-003 0.9467
BC 5.797E+014 1 5.797E+014 7.07 0.0326 显著
A2 1.713E+015 1 1.713E+015 20.87 0.0026 极显著
B2 4.577E+015 1 4.577E+015 55.78 0.0001 极显著
C2 2.519E+015 1 2.519E+015 30.71 0.0009 极显著
残差 5.743E+014 7 8.205E+013
失拟项 4.380E+014 3 1.460E+014 4.28 0.0969 不显著
净误差 1.364E+014 4 3.409E+013
总离差 1.750E+016 16
表3 回归模型方差分析
Table 3 ANOVA for response surface quadratic model
度、萃取时间为自变量,分别由A、B、C表示,以出峰
面积为响应值进行回归分析。实验设计及结果见
表2。
2.2.2 回归模型的建立及显著性检验 利用Design
Expert 7.0软件对表2中实验数据进行回归分析,得到
二次多元回归模型为:
Y=-1.59562E+009+1.42850E+008A+8.77835E+
007B + 2.43506E + 007C - 3.36007E + 006AB -
31379.87500AC-2.40777E+005BC-2.01683E+007A2-
1.31876E+006B2-2.44609E+005C2
对该模型的方差分析见表3。
由表3可知,模型p值0.0002,小于0.01,模型回归
极显著;失拟项p值0.0969,大于0.05,失拟项不显著,
因此模型成立。C、AB、A2、B2、C2项p值均小于0.01,为
极显著;B和BC项p值均大于0.01而小于0.05,为显
著;A和AC项p值均大于0.05,为不显著,说明线性项、
二次项都有显著影响,各个实验因子对响应值的影
响不是简单的线性关系,可以利用该回归模型来分
析和预测HS-SPME萃取欧李酒中香气成分的最佳条
件。其中复相关系数的平方R2=0.9672,校正复相关系
数为0.9250,说明模型可以解释92.50%实验所得色
谱峰面积的变化,表明方程拟合较好。CV(Y的变异
系数)表示实验的精确度,CV值越高,实验的可靠性
越低,本实验中CV=7.02%,较低,说明实验操作可
信。回归方程为色谱峰面积变化提供了一个合适的
模型。
2.2.3 萃取条件对萃取效果的影响 加盐量、萃取
温度和萃取时间对被检物质出峰面积交互作用的响
应曲面图见图5。
由图5(A)可知,随着萃取温度的升高,出峰面积
呈迅速增加后减少的趋势;而随着加盐量的增加,出
峰面积也呈迅速增加后略有减少趋势[18]。由图5(B)
可知,随萃取时间延长,出峰面积呈迅速增加的趋
势;而随加盐量的增加,出峰面积呈增加又减少的趋
势。由图5(C)可知,随萃取温度升高,出峰面积呈先
增加后减少的趋势;相对于萃取温度,萃取时间对出
峰面积的影响较大,随着萃取时间的延长,出峰面积
增加迅速。结合表3和图5可见,AB即加盐量和萃取
图5 响应面立体图
Fig.5 The response surface stereogram
注:A:Y=(A,B);B:Y=f(A,C);C:Y=f(B,C)。
25.00
1.69E+008
Y
峰
面
积
A
1.4825E+008
1.275E+008
1.0675E+008
8.6E+007
32.50
27.50
30.00
35.00
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
A:氯化钠加入量B:萃取温度
20.00
1.72E+008 B
1.515E+008
1.31E+008
1.105E+008
9E+007
35.50
25.00
30.00
40.00
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
A:氯化钠加入量C:萃取时间
20.00
1.74E+008 C
1.5075E+008
1.275E+008
1.0425E+008
8.1E+007
35.50
25.00
30.00
40.00
25.00
27.50
30.00
32.50
35.00
B:萃取温度C:萃取时间
Y
峰
面
积
Y
峰
面
积
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表4 顶空固相微萃取对欧李酒样品香气成分GC-FID分析结果(n=3)
Table 4 The analysis results of aroma components in Prunus humilis Bunge wine by HS-SPME combined with GC-FID(n=3)
香气物质
保留时间
(min)
含量
(mg/L)
RSD
(%) 线性方程
线性范围
(mg/L) R
2 检出限
(mg/L)
回收率
(%)
正丙醇 5.36 1.7023 6.40 y=0.0476702x-0.0557605 0.1~50 0.9922 0.07220 80.48
异丁醇 6.15 8.7725 7.34 y=0.0965489x-0.131411 0.2~100 0.9863 0.06304 100.07
乙酸异戊酯 6.85 15.655 8.23 y=1.68234x-0.478991 0.1~100 0.9946 0.03214 92.44
异戊醇 8.54 110.734 3.24 y=0.125038x-0.371994 0.2~200 0.9873 0.07002 100.81
己酸乙酯 9.39 11.568 8.64 y=4.26377x-0.120409 1~100 0.9975 0.003051 94.26
乳酸乙酯 11.84 1.7847 9.42 y=0.0116461x-0.0358968 0.5~50 0.9939 0.1010 84.64
正己醇 12.04 1.0042 7.86 y=0.261275x-0.0854266 0.1~20 0.9949 0.05514 88.36
丁二酸二乙酯 19.81 5.3988 9.76 y=0.178641x-0.106098 0.2~20 0.9902 0.05332 83.25
己酸 23.33 10.862 5.47 y=0.0810209x-0.256674 0.5~50 0.9923 0.06246 83.76
苯乙醇 24.83 47.179 6.28 y=0.163746x-0.602691 0.5~100 0.9998 0.05631 85.82
图6 欧李酒样通过50/30μmDVB/Carboxen/PDMS萃取气相色谱图
Fig.6 Chromatogram of a fruit wine extract obtained from
Prunus humilis Bunge wine by 50/30μm DVB/Carboxen/PDMS
注:1.乙醇;2.丙醇;3.异丁醇;4.乙酸异戊酯;5.异戊醇;
6.己酸乙酯;7.乳酸乙酯;8.己醇;9.正辛醇(内标物);
10.丁二酸二乙酯;11.己酸;12.苯乙醇。
2.5 7.5 12.5 17.5 22.5 27.5 32.5 37.5 42.5 47.5
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
pA
时间(min)
1
2
3
4
7 8 10
12
11
5 6 9
温度的交互作用,对出峰面积的影响最大,为影响极
显著的因素。
2.2.4 萃取条件的优化及验证实验 对显著因素水
平的优化运用Design Expert 7.0软件对回归模型进行
规范性分析,寻求最大出峰面积稳定点及对应的因
素水平,结合回归方程的三维响应面图可知,回归模
型存在稳定点,即最大值。当因素A、B、C取值分别为
0.226g/mL、28.590℃、35.630min时,响应值Y达到最大
值1.7384E+008,即出峰面积最大。考虑到实际应用
过程中的可操作性,A、B、C的取值分别为:加盐量
0.226g/mL、萃取温度29℃、萃取时间36min。经验证
实验证实,实际出峰面积为17186870,是预测值的
98.87%,说明该模型可较好地反映欧李发酵酒香气
物质检测时,顶空固相微萃取的条件[25-26]。
2.2.5 HS-SPME萃取欧李酒香气的气相色谱分析
以响应面法确定出的最优萃取条件对欧李发酵酒香
气成分进行萃取,即取5mL欧李酒样加到20mL顶空
萃取瓶中,加入0.226g/mL NaCl,在29℃下于磁力加
热搅拌器上平衡15min,磁力搅拌转速为2000r/min,
将DVB/Carboxen/PDMS萃取头插至液面上方,萃取
36min,GC解吸3min。结合GC-FID分析,得到气相色
谱图,共检测出32种香气物质。通过香气物质标准品
保留时间与欧李发酵酒中香气成分的对比,对酒样
中10种主要香气成分进行定性;用内标标准曲线法
进行定量,检测时,向9个浓度梯度的标准溶液中均
加入200μL仲辛醇为内标物(0.19848g/L),以待测组
分的峰面积与内标物峰面积比值为纵坐标,待测组
分的浓度与内标物浓度比值为横坐标作图,得到标
准曲线,酒样检测时也加入相同量的内标物,然后用
回归方程计算出各香气成分的含量,欧李发酵酒色
谱分析图见图6,所定量的10种香气物质及含量分别
为:异戊醇110.734mg/L、异丁醇8.7725mg/L、苯乙
醇 47.178mg/L、丙醇 1.7032mg/L、己醇 1.0042mg/L、
己酸乙酯11.568mg/L、乙酸异戊酯15.655mg/L、乳酸
乙酯1.7847mg/L、丁二酸二乙酯5.3988mg/L、己酸
10.862mg/L,这10种物质的总量占测得32种香气物质
含量的78.08%,其中异戊醇、苯乙醇含量较高。
2.3 固相微萃取方法的有效性验证
本研究考察了优化后的萃取方法分析欧李果酒
中香气物质的可行性,包括方法的线性范围、回收率
和相对标准偏差,分析结果见表4。
表4中,已定性出的10种物质线性范围为0.1~
1mg/L至20~100mg/L,线性相关系数0.9863~0.9998。
回收率的测定是在欧李酒中加入10种物质的混标溶
液,10种物质的加入量分别为:异戊醇60.12mg/L、己酸
乙酯24.60mg/L、异丁醇5.71mg/L、苯乙醇50.18mg/L、
乙酸异戊酯 7.16mg/L、丙醇 3.04mg/L、乳酸乙酯
3.44mg/L、丁二酸二乙酯9.07mg/L、己酸5.21mg/L、己
醇2.10mg/L,按照加标回收率的计算方法得出回收率
为80.48%~100.81%。相对标准偏差是3次重复测定后
的结果,为3.24%~9.76%。
3 结论
本文对利用GC-FID检测欧李发酵酒时HS-
SPME方法进行了响应面优化,优化后的萃取条件为:
加盐量0.226g/mL、萃取温度29℃、萃取时间36min。
在优化条件下的验证实验,得到出峰面积实测值为
17186870,是预测值的98.87%,说明响应面分析所得
优化模型是可靠的。从线性范围、回收率、相对标准
偏差等对检测方法的可行性验证,可知该方法是一
种快速、准确的分析方法[27]。
85
Science and Technology of Food Industry 分 析 检 测
2014年第6期
以优化所得HS-SPME条件,结合GC-FID检测出
欧李发酵酒中32种香气物质,对其中10种进行了定
性和定量分析,分别为异戊醇110.734mg/L、异丁醇
8.7725mg/L、苯乙醇47.178mg/L、丙醇1.7032mg/L、己
醇1.0042mg/L、己酸乙酯11.568mg/L、乙酸异戊酯
15.655mg/L、乳酸乙酯1.7847mg/L、丁二酸二乙酯
5.3988mg/L、己酸10.862mg/L,这10种物质的总量占
测得32种香气物质含量的78.08%,其中异戊醇、苯乙
醇含量较高,体现了欧李发酵酒独特的风味[28]。
参考文献
[1] 李华. 葡萄酒品尝学[M]. 北京:科学出版社,2006:29-65.
[2] Arthur C,Pawliszyn J A. Solid-phase microextration with
thermal - desorption using fusesilica optical fibers [J]. Chem,
1990,62:2145-2148.
[3] 郭静,岳田利,袁亚宏,等. 顶空固相微萃取在猕猴桃酒香
气成分测定中的应用[J]. 农产品加工·学刊,2007(3):34-36.
[4] Fan W L,Qian M C. Headspace solid phase microextraction
and gas chromatography-olfactometry dilution analysis of young
and aged Chinese “Yanghe Daqu” liquors [J]. Journal of
Agricultural and Food Chemistry,2005,53(20):7931-7938.
[5] M Bonino,R Schellino,C Rizzi,et al. Aroma compounds of
an Italian wine(Ruche’) by HS-SPME analysis coupled with
GC-ITMS[J]. Food Chemistry,2003,80:125-133
[6] Wang L,Xu Y,Zhao G,et al. Rapid analysis of flavor volatiles
in apple wine using headspace solid-phase microextraction [J].
Journal of the Institute of Brewing,2004,110(1):57-65.
[7] 刘拉平,史亚歌,岳田利,等. 猕猴桃果酒香气成分的固相
微萃取GC/MS分析[J]. 酿酒科技,2007(5):105-107.
[8] 周家华,常虹,兰彦平,等. 欧李果酒的酿造工艺研究[J]. 食
品工业科技,2010(1):269-271.
[9] 李艳,牟德华. 中途抑制发酵法制备葡萄酒的研究[J]. 酿酒
科技,2007(6):107-110.
[10] E S’anchez-Palomo,MC D’覦az-Maroto,MS Pérez -Coello.
Rapid determination of volatile compounds in grapes by HS -
SPME coupled with GC-MS[J]. Talanta,2005,66:1152-1157.
[11] S Bogusz Juniora,A de Marchi Tavares de Melo. Optimization
of the extraction conditions of the volatile compounds from chili
peppers by headspace solid phase micro-extraction[J]. Journal of
Chromatography A,2011,1218:3345-3350.
[12] 徐玉娟,肖更生,廖森泰,等. SPME/GC-MS分析荔枝汁中
的挥发性化合物[J]. 食品科学,2008(7):366-369.
[13] 李国栋,孙宗保. 利用响应面法优化HS-SPME镇江香醋香
气成分的条件[J]. 中国酿造,2009(8):45-48.
[14] 齐美玲 .气相色谱分析及应用 [M]. 北京:科学出版社,
2012.
[15] 薛洁,常伟,贾士儒,等. 酒精发酵对欧李汁香气成分的影
响[J]. 酿酒科技,2006(12):106-109.
[16] 徐向宏,何明珠. 实验设计与Design-Expert、SPSS应用[M].
北京:科学出版社,2010.
[17] 陶永胜,李华,王华. 葡萄酒香气成分固相微萃取条件的
优化[J]. 西北农林科技大学学报:自然科学版,2007(12):181-
185.
[18] 欧阳钢锋,Pawliszyn J. 固相微萃取原理与应用[M]. 北京:
化学工业出版社,2012.
[19] 王丽霞,钟海雁,袁列江. 固相微萃取法提取果汁香气的
影响因素及萃取条件的优化[J]. 安徽农业科学,2006(15):
3787-3788.
[20] HL Lord,J Pawliszyn. Method optimization for the analysis
of amphetamines in urine by solid -phase microextraction [J].
Anal Chem,1997,69:3899.
[21] 黄丽,韦保耀,滕建文,等. 芒果皮挥发性成分提取的SPME
条件优化研究[J]. 食品科技,2012,37(7):255-259.
[22] 王丽霞,钟海雁,袁列江. 固相微萃取法提取果汁香气的
影响因素及萃取条件的优化[J]. 安徽农业科学,2006,34(15):
3787-3788.
[23] 慕运动. 响应面方法及其在食品工业中的应用[J]. 郑州工
程学院学报,2001(3):91-94.
[24] 杨文雄,高彦祥. 响应面法及其在食品工业中的应用[J].
中国食品添加剂,2005(2):68-71.
[25] Muralidhar R V,Chirtunamila R R,Marchant R,et al. A
response surface approach for the comparison of lipade
produetion by Candida cyylindracea using two different carbon
sourees[J]. Journal of Biochemistry Engineering,2001,9:17-23.
[26] 蒲彪,张瑶,刘云,等. 枇杷酒香气成分SPME萃取条件优
化[J]. 食品与发酵工业,2011(6):114-119.
[27] Demyttenaere JCR,Martmez JIS,Vethe R,et al. Analysis of
volatiles of malt whisky by solid-phase microextraction and stir
bar sorptive extraction [J]. Journal of Chromatography A,2003
(b),985:221-232.
[28] 李华. 葡萄酒口感及香气的平衡 [J]. 酿酒,1994(1):11-
13.
一套《食品工业科技》在手,
纵观食品工业发展全貌
86