牡丹籽油中香气差异性检测方案(感官智能分析)

食品与发酵工业 FOOD AND FERMENTATION INDUSTRIES 分析与检测 DOI：10.13995/j.cnki. 11 -1802/ts. 027969 引用格式：闫鉴，兰天，王家琪，等.基于电子鼻和气质联用技术分析市售牡丹籽油产品的香气差异性[].食品与发酵工业，2021，47(19)：264-270. YAN Jian，LAN Tian， WANG Jiaqi，et al. Aroma analysis of different commercial peony seed oil by elec-tronic nose and GC-MS []. Food and Fermentation Industries，2021，47(19)：264-270. 基于电子鼻和气质联用技术分析市售牡丹籽油产品的香气差异性 闫鉴'，兰天2，王家琪'，鲍诗晗2，王悦，孙翔羽3，马婷婷? 1(石坨节智华生物科技有限公司，山西长治，046299) 2(西北农林科技大学食品科学与工程学院，陕西杨凌，712100)3(西北农林科技大学葡萄酒学院，陕西杨凌，712100) 摘 要 为了解市售牡丹籽油的香气特征和呈香物质的差异性，选取了10款销量较高的市售牡丹籽油为研究对象，利用电子鼻和 GC-MS对其香气差异性进行分析。结果表明，现有市售牡丹籽油的香气及呈香物质存在显著差异。不同牡丹籽油产品中挥发性成分对电子鼻传感器的敏感性大致相同，但响应值有所差异，结合线性判别分析可实现对不同牡丹籽油产品整体香气特征的快速区分。 GC-MS 结果显示，在10种市售牡丹籽油产品中共检出133种挥发性化合物，其在各样品中的组成和比例不同，分别形成了不同牡丹籽油产品的独特风味。采用相对气味活度值法分析得到3种关键风味化合物和5种修饰性风味化合物，是造成不同牡丹籽油产品香气差异的主要物质。对这些物质进行主成分分析，可以简单区分不同牡丹籽油产品。研究可为后续牡丹籽油风味物质的研究以及控制和优化其香气品质提供参考。 关键词 牡丹籽油；香气；关键香气化合物；电子鼻；气质联用技术 油用牡丹(Paeonia suffruticosa Andr) 为毛莨目毛莨科芍药属植物，原产于中国，现在山东、河南、安徽、陕西4省有较大规模的集中种植，并在甘肃、四川及云南北部等地有少量种植。油用牡丹的牡丹籽含油量在29%~34%左右，经过压榨、浸渍等提取工艺得到金黄色透明的牡丹籽油。研究表明，牡丹籽油中含有90%以上的不饱和脂脂酸，其中，亚麻酸含量最高，占38.7%以上4-6，远高于其他常用植物油，如葵花籽油(4.5%)，大豆油(6.7%)以及菜籽油(8.4%)。此外，牡丹籽油中还含有丰富的植物甾醇，角鲨希，维生素E以及多种对人体有益的矿物元素11.6-7。因此，其具有保护肝脏、降血脂血糖、抗氧化、预防心血管疾病、调节免疫力等多种功能“.7-8，被称为“液体黄金”。 近年来，随着人民生活水平的不断提高，人们在选择食用油时已不仅仅停留在安全卫生的水平，而是更加注重其健康与营养例。牡丹籽油因成分结构合理、营养价值极高、无毒性等特点，逐渐被消费者所接受。2011年原卫生部(现国家卫生健康委员会)将牡丹籽油列为新资源食品。在此基础上，牡丹籽油产业在多个主要牡丹种植省份迅速发展，并成为了食品、医药和健康领域的关注热点。 目前，关于牡丹籽油的研究多集中于提取工艺优化2.10、成分构成及功能活性分析.6.111、氧化稳定性研究4.8以及产业发展分析.5.7]等方面。对于牡丹籽油的气味成分分析却鲜有报道。 牡丹籽油作为一种食用油，其感官品质对消费者至关重要。植物油中的挥发性香气成分是存在于油中的次生特异性标志，赋予了植物油独特的风味，也是评价植物油品质的重要组成成分3。因此，实验以10款不同市售牡丹籽油为对象，对其进行电子鼻和 GC-MS检测，分析不同牡丹籽油产品的香气差异性，以期为牡丹籽油的风味物质研究提供参考。 材料与方法 1.1 实验材料 选择市场上常见的牡丹籽油共10个品牌，均购自京东网上商城，并在4℃下保存，备用。10个品牌的牡丹籽油分别编号 P1~P10。 1.2 仪器与设备 GC-MS-QP2010 气质联用仪，日本岛津公司；SPME 萃取装置(50/30 um，DVB/CAR/PDMS)，美国Supelco 公司；PEN3电子鼻，德国 Airsense 公司。 ( 第一 作 者 ： 闫鉴 高 级工程师和兰天硕士研究生为共同第一作者( 马 婷婷副教授为 通 讯作者，E-mail： matingti n g @ nwaf u . ed u. cn) ) ( 基金 项目：山西潞安石安节智华生物科技 有 限公司科技计划项 目 (2020-4； 2 0 2 0- 62) ) ( 收稿日期 ： 202 1- 0 5-07 ，改回日期：2021- 06-08 ) 1.3 实验方法 1.3.1 电子鼻检测 采用电子鼻对不同市售牡丹籽油产品的整体香气特征进行检测，在MA等14的测试方法基础上稍作修改。将5mL牡丹籽油样品置于20 mL样品瓶中，25℃平衡10 min 后，插入电子鼻探头吸取顶端空气进行检测，每个样品至少测定8次。电子鼻检测参数：样品检测时间60s，清洗时间300 s，载气速度300mL/min，进样流量300 mL/min。 1.3.2 GC-MS分析 采用顶空固相微萃取法结合气相色谱串联质谱技术 (headspace solid phase microextraction-gas chro-matography mass spectrometry，HS-SPME-GC-MS)对不同市售牡丹籽油产品中的挥发性香气成分进行测定，在 LAN等5的测定方法上稍作修改。将5mL牡丹籽油置于20 mL顶空瓶中，45℃平衡30 min，将老化后(250℃，120 min)的萃取头插入样品瓶顶空部分萃取30 min，随后插入气相色谱进样口，250℃解吸2min，同时启动仪器采集数据，用于 GC-MS的分离与鉴定。GC 条件：采用 DB-1MS 熔融石英毛细管柱(30m×0.25mm×0.25 pm)和氦气(1.93 mL/min)检测。升温程序：初始温度40℃，保持3 min，以 4℃/min 升温至120℃，然后以6℃/min 的速度上升至240℃，并保持9 min。 MS 条件：EI离子源，电子轰击能量70 eV，离子源温度230℃；全扫描：质量扫描范围m/z35~500。所有测试重复3次。 1.3.3 定性定量方法 定性方法16：牡丹籽油的挥发性物质是根据NIST 14 质谱数据库通过匹配度和保留时间并结合保留指数(retention index，RI) 确定的，并选择与匹配度大于85%的成分为有效香气成分。RI根据公式(1)计算得到，其中正构烷烃的碳原子数为C，~C30。 式中：n和n+1分别为待测组分前后正构烷烃的碳原子数，t，和t.为相应的正烷烃出峰保留时间，t为待测组分出峰保留时间，其中 t，风味检测仪器： PEN 3 电子鼻, 德国 Airsense 公司电子鼻检测结果：电子鼻是一种基于模拟人类嗅觉系 统的挥发性成分分析仪器, 可以快速、无损的对产品风味轮廓信息进行综合分析，本研究采用的 PEN3 型电子鼻是一种金属氧化物传感器型的电子鼻。图 1-a 为 10 种牡丹籽油电子鼻传感器响应信号平衡后的响应雷达图。 不同牡丹籽油产品挥发性成分对传感器的敏感性大致相同, 但响应值有所差异。总体而言,对于所有的牡丹籽油产品, 传感器 S2( W5S) 和 S7( W1 W) 的 响应信号均普遍较强, 它们分别对氮氧化合物以及硫化物较为敏感, 其中, P1 的响应值最小, P10 和 P6 的响应值最大。 而其他传感器对牡丹籽油的响应值均较小。在此基础上, 对不同牡丹籽油产品的电子鼻响应值进行判别 分析( linear discriminant analysis, LDA) 。LDA 是一种模式识别的典型算法, 性质相似的样品会在空间距离上表现的较为接近。 由 图 1-b 可以看出 , LD1 的 贡献率为 68. 1% , LD2 的 贡 献 率 为25. 1% , LD1 和 LD2 的 总贡献率为 93. 2% , 且 10 组样品之间无交叉区域, 区分明 显, 这表明 不同 牡丹籽油产品的风味特征之间存在差异, 可以通过电子鼻较好地区分开。 P4 和 P7, P5 和 P8 的距离较近, 说明香气特征比较接近。文献来源：石圪节智华生物科技有限公司