大米中香味分析检测方案(样品前处理)

FOOD SAFETYENVIRONMENTAL 结果 Ingenious sample handling GC/MS 应用文章 全自动化分析米饭香味化合物 Chiew Mei Chong， CTC Analytics Asia Pte Ltd， Singapore 前言 米饭，亚洲人的主食，其实是 Oryza sativa L.的种子。繁多的大米中，茉莉香米最受东南亚受欢迎，而最近也在欧洲和美国得到了广泛的承认。由于其独特的香，它们在大米市场受到高度青睐并可以更高的价格销售、获取更大的商业利润。为了确保茉莉香米的品质，需要检测大米中的香味化合物含量。 稻米本身通常不会释放出香气。只有在沸水中煮约10分钟后，通过 Maillard 反应才能形成具有香味的化合物并释放出来。 在这里，我们介绍以一套可以完全自动化的煮熟大米，并进行香味分析。 图1：4种不同水稻品种的样本 水稻品种(图1) 印度香米 泰国茉莉香米，牌子A 泰国茉莉香米，牌子B 普通白米 仪器设置 PAL-RTC 自动进样器(图2)装有： 停靠站① 孵化炉② 老化模块③ 磁力加热搅拌模块④ 托架⑤ 样品品盘VT 156 SPME Arrow工具⑦ SPME Arrow 涂层 PDMS/DVB/Carboxen (PN： ARR11-DVB/CWR-120/20) 色谱系统 m安捷伦GC7890-MS7000 HP-5MS (30mx0.25mm x 0.25um) 毛细管色谱柱瓶盖 Restek (PN： 27090) SPME Arrow 衬管 (PN： ARRLIN17-GC7890) (更详细资讯请参考附录2) 图 2： PAL RTC 装置 SPME Arrow分析所需的模块 基于安捷伦 MassHunter 软件上的美国国家标准技术研究所(NIST， ver.14) 的质谱数据库进行匹配，匹配分数限为80分。如果检测到的峰匹配分数低于80分，则被归类为"未识别"。 使用 PAL Method Composer 在几分钟内烹饪米饭 PAL Method Composer (https：//www.palsystem.com/index.php?id=850) 是一个为 PAL3 系统专属研发的新软件，让用户可以联系 PAL3 系统的所有功能。通过"拖拽"方式，轻松把步骤以顺序排列创建一个完整的样品前处理的方法。 图4：装有生米和熟饭的样品瓶 创建完成的方法可以直接上传到色谱或质谱系统中使用，以作为LC-MS 或 GC-MS 前处理的流程。图2显示了用 PAL Method Composer 只需几分钟完成创建分析大米香味的前处理方法。 图3 PAL Method Composer 用户界面 运用 SPME Arrow 萃取， GC-MS 分析可以有效的萃取大米的香味化合物(图5-8)，进而检定大米品种和品质。 ICEcan 031 F11_DasmeiTlicslanD 印度香米 1500 mRaw m Cook 1300 1100 031 900 25 0.15 005 700 45 30 25 46 474 500 300 100 工 Hexanal Heptanal Undecanal Benzaldehyde Dodecanal Octanal 2-Octenal，(E) Undecanal， 2-methylNonanal 2-Dodecenal.E- Decanal Tetradecanal 2-Decenal，(日)-2-Octenal，2-butyl- Hexadecanal -100 1TICScin D： oyallmbidaRaO 1500 普通白米 121 mRaw ■ Cook 1300 1100 213 900 型40 clm.25 ..558 700 9 1415 4647 500 300 100 Hexanal Heptanal Undecanal Benzaldehyde Dodecanal Octanal 2-Oclenal， (E) Undecanal，2-methyl Nonanal 2-Dodecenal，E- Decanal Tetradecanal 2-Decenal，()-2-Oclenal，2-butyl- Hexadecanal -100 泰国茉莉香米-牌子B Row.D 1500 mRaw m Cook 1.4- 13 1300 13 1100 08 16 900 39.954 700 24917 .318 2.1551. 10 11 12 13 14 15 15 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 500 3 377 338 39 40 41 2 434 300 图55-8：大米香味色谱 (TIC， 青色)，和大米中的醛类含量 100 Hexanal Heptanal Undecanal Benzaldehyde Dodecanal Octanal 2-0ctenal， (E) Undecanal， 2-methyNonanal 2-Dodecenal，E- Decanal Tetradecanal 2-Deoenal， (E)-2-Octenal，2-butyl- Hexadecanal -100 印度香米 泰国茉莉香米-牌子A 泰国茉莉香米-牌子B 普通白米 化合物 香味 生米 熟饭 生米 熟饭 生米 熟饭 生米 熟饭 Hexanal Heptanal Undecanal Benzaldehyde Dodecanal Octanal 2-Octenal，(E)- Undecanal， 2-methylNonanal 2-Dodecenal，E-Decanal Tetradecanal 2-Decenal， (E)- 2-Octenal，2-butyl- Hexadecanal Grass， tallow Citrus， rancid Oil， pungent， sweet Almond， burn sugar Lemon， greenGreen -- Citrus， green Green， fat， sweet Orange peel， tallow-- Tallow， orange -- -- 醇类 印度香米 泰国茉莉香米-牌子A 泰国茉莉香米-牌子B 普通白米 化合物 生米 熟饭 化合物 生米 熟饭 化合物 生米 熟饭 化合物 生米 熟饭 (S)-(+)-3-Methyl-1-pentanol 1-Nonanol 1-Octen-3-ol Bicyclo(3.1.1)heptane-2，3-diol，2，6，6-trimethyl- 1-Octyn-3-ol，4-ethyl- 2-Propyl-1-pentanol 3，5-Octadien-2-ol 2-Nonen-1-ol 1-Octanol， 2-butyl- 1-Decanol， 2-ethyl- 1-Decanol 1-Nonanol 1-Octen-3-ol Bicyclo(3.1.1)heptane-2，3-diol， 2，6，6-trimethyl- 1-Hexanol， 2-ethyl- 2-Propyl-1-pentanol 3，5-Octadien-2-ol 2-Nonen-1-ol 1-Decanol 1-Decanol， 2-methyl- Benzenemethanol，.alpha.，.alpha.-dimethyl- 1-Octanol， 2-butyl- (S)-(+)-3-Methyl-1-pentanol 1-Nonanol 1-Octen-3-ol Bicyclo(3.1.1)heptane-2.3-diol.2，6，6-trimethyl- 1-Octanol， 2-butyl- 1-Hexanol， 2-ethyl- Cyclohexanol， 2-methyl-3-(1-methylethenyl)-，(1.alpha.，2.alpha.，3.alpha.)- 3，5-Octadien-2-ol 2-Nonen-1-ol 1-Decanol， 2-methyl- 1-Decanol 1-Octanol， 2，7- dimethyl- 1-Decanol， 2-ethyl- Cycloheptanol，2-methylene 1-Octen-3-ol 2-Nonen-1-ol 1-Octyn-3-ol，4-ethyl- 1-Octanol，2-butyl- 1-Decanol Cyclohexanol，1-methyl-4-(1-methylethyl)-，cis- 1-Tetradecanol 醇类(延续) 印度香米 泰国茉莉香米-牌子A 泰国茉莉香米-牌子B 普通白米 化合物 生米 熟饭 化合物 生米 熟饭 化合物 生米 熟饭 化合物 生米 熟饭 p-Menth-8(10)-ene-2，9-diol Cyclohexanol，1-methyl-4-(1- methylethyl)-，cis- 3，7，11- 3-Dodecanol，trimethyl- 1-Decanol， 2-hexyl- 1- Tetradecanol 2-Isopropyl-5-methyl-1-heptanol 1-Decanol， 2-ethyl- Cyclohexanol， 1-methyl-4-(1-methylethyl)-， cis- 3-Dodecanol.3，7，11-trimethyl- Isopulegol 1-Decanol， 2-hexyl- 1-Decanol， 2-octyl- √ 2-Isopropyl-5-methyl-1-heptanol Cyclohexanol， 1-methyl-4-(1-methylethyl)-，cis- 3-Dodecanol.3，7，11-trimethyl- Isopulegol 1-Decanol， 2-hexyl- 酮类 印度香米 泰国茉莉香米-牌子A 泰国茉莉香米-牌子B 普通白米 化合物 生米 熟饭 化合物 生米 熟饭 化合物 生米 熟饭 化合物 生米 熟饭 Oxacyclododecan-2-one 2(3H)- Furanone， 5-heptyldihydro 1，4-Cyclododecanedione 2(3H)-Furanone，dihydro-5-pentyl- 1，13- Tetradecadien-3-one Cyclohexanone， 3-butyl 2-Piperidinone， N-[4-bromo-n-butyl]- 1，4- Cyclododecanedione 1-Penten-3-one， 1-(2，6，6-trimethyl-1-cyclohexen-1-yl)- √ √ Cyclohexanone，3-butyl 1，13- Tetradecadien-3-one 1，4- Cyclododecanedione 1-Penten-3-one，1-(2，6，6-trimethyl-1- cyclohexen-1-yl)- √ 1，13- Tetradecadien-3-one1-Penten-3-one， 1-(2，6，6-trimethyl-1-cyclohexen-1- yl)- √ 呋喃 印度香米 泰国茉莉香米-牌子A 泰国茉莉香米-牌子B 普通白米 化合物 生米 熟饭 化合物 生米 熟饭 化合物 生米 熟饭 化合物 生米 熟饭 Furan， 2-pentyl √ √ Furan， 2-pentyl Furan， 2-pentyl √ Furan， 2-pentyl √ 其他 印度香米 泰国茉莉香米-牌子A 泰国茉莉香米-牌子B 普通白米 化合物 生米 熟饭 化合物 生米 熟饭 化合物 生米 熟饭 化合物 生米 熟饭 Styrene 5-Tridecene.(Z)- Heptadecene1- Nonadecene √ √ Ethylbenzene p-Xylene Styrene 3-Carene Benzene， propyl- Benzene， (1-methylethyl)- D-Limonene 5-Eicosene，(E)- 4-Nonene， 5-butyl-Naphthalene，1，2，3，4-tetrahydro-2，7-dimethyl- Naphthalene， 5-ethyl-1，2，3，4-tetrahydro- √ √ Ethylbenzene Styrene D-Limonene 2-Undecene，9-methyl-， (E)- 1-Heptadecene 1-Pentadecene 4-Nonene， 5-butyl-Tetradecane， 4-methyl- 1-Undecene， 7-methyl- 1-Decene， 3，4-dimethyl- 2-Octene， 2，6-dimethyl- 6-Tridecene，(Z)- Pentadecane.7-methyl-5-Tridecene. (Z)- 2-乙酰-1-吡咯啉是区分茉莉香米和不同稻米品质的重要化合物。运用 PAL SPME Arrow 萃取，可以清楚的看到泰国茉莉香米牌子A含有最高量的2-乙酰-1-吡咯啉，而在印度香米和普通白米的含量都相对的低。 数据 保留时间(分钟) 峰面积 094 10.222 636543 095 10.214 726184 096 10.210 776907 平均 N=3 10.218 681364 标准偏差 0.006 63386 %RSD 0.06% 9% 表1：以PAL SPME Arrow 萃取2-乙酰-1-吡咯啉的重现性 不同的大米品种可以通过其独特的香味化合物色谱图进行区分。 ( 1. D.S.Yang， R . L . S hewfelt， K-S.Lee， and S. J . K ays， J. A g ric.Food Chem.， 2 008， 56(8)，2 7 80-2787 DOI： 10.1021/ it072685t ) 与其他具有独特香气的大米(例如印度香米和泰国茉莉香米)相比，白米只含有少量的醛类化合物。 ( 2. R . J. Bryant， A. M . McClung ， Food Chem.，2011， 124，501- 513.DOl： 1 0.1016/j.foodchem.2010.06.061 ) 在两个泰国茉莉莉米牌子中均检测到D-柠檬烯，但在其他大米中未检测到。 ( 3. Wongpornch a i S.， Sriseadka T， C h o onvisase S.， J . A gric. Food Chem.，2003，51(2)： 4 57-62 DOI：10.1 0 21/jf025856x ) 把大米由自动进样器煮熟后， GC-MS 的色谱图明显的不同，显示在煮饭过程中化学反应的产生。 通过 PAL RTC 自动进样器煮熟大米，可以把所有挥发性化合物都保存在密闭的顶空样品瓶中，再以PALSPME Arrow 萃取可以达到更灵敏的萃取效果。 附录 全自动化的工作流程 参数设定详情 法律声明 出版： CTC Analytics AG 保留随时对本文件所述产品进行改进和/或更改的权利，恕不另行通知。 刊印日期：02.2020 CTC Analytics AG 对本产品不作任何形式的保证，包括但不限于对适销性和特定用途适用性的默示保证。 CTC Analytics AG地址： Industriestrasse 20 CH-4222Zwingen Switzerland 在任何情况下， CTC Analytics AG均不对因使用本文件而引起的任何意外损坏或损害负责。 电话：+4161765 81 00 联系方式： info@ctc.ch ◎2020 CTC Analytics AG. 版权所有。未经CTC Analytics AG事先书面许可，不得复制、影印、复制、翻译、分发本出版物或其任何部分，除非版权法允许。 CTC Analytics AG承认所有商号和商标均为其各自所有者的财产。 PAL是CTC Analytics AG的注册商标|瑞士 请浏览我们的网站以获取更多信息。 IngeniousNews 米饭，亚洲人的主食，其实是 Oryza sativa L. 的种子。 繁多的大米中，茉莉香米最受东南亚受欢迎，而最近也在欧洲和美国得到了广泛的承认。由于其独特的香，它们在大米市场受到高度青睐并可以更高的价格销售、获取更大的商业利润。为了确保茉莉香米的品质，需要检测大米中的香味化合物含量。稻米本身通常不会释放出香气。 只有在沸水中煮约10分钟后，通过 Maillard 反应才能形成具有香味的化合物并释放出来。本文中，我们介绍通过 PAL RTC 自动进样器煮熟大米，可以把所有挥发性化合物都保存在密闭的顶空样品瓶中，再以PAL SPME Arrow 萃取可以达到更灵敏的萃取效果。