糖的挥发性组分的检测方法与流程

本发明涉及分析化学技术领域，尤其是涉及一种糖的挥发性组分的检测方法。

背景技术：

作为食品糖的两大来源，甜菜糖和甘蔗糖均在人们的日常生活中占据主要地位。作为人们熟悉并喜爱的产品,甜菜糖和甘蔗糖的主要成份虽然都是蔗糖，由于原料及处理工艺的不同，作为一些微量甚至痕量的组分会影响了这两种糖的风味，造成不同的感官风味。目前国内针对食品糖的风味组成分析较少涉及。

2001年，Per等人(PerMats Larsson,Anders Leufve′n,and Hans Lingnert.，J.Agric.Food Chem.2000,48:4844-4850)采用GC-MS分析表明，与感官特征相关的主要物质有很多，其中两类物质占据主要位置，一是吡嗪类，二是短链挥发性脂肪酸类(包括乙酸、丙酸、丁酸、异戊酸等)。吡嗪类为1,4位含两个氮原子的六元杂环化合物，具有强烈的吡啶味道，易溶于水，乙醇，乙醚等，可随着水蒸气挥发。如果有胺类化合物和还原糖类化合物的存在，在一定温度和介质条件下，就可能产生吡嗪类化合物成分。

S.J.Moore等人也发表了检测了甜菜糖的挥发性组分成份的相关研究，不过文章仅关注了短链有机酸的变化趋势，对其它组分涉及较少。Marsili对导致甜菜糖异味的化合物的鉴定和定量(Marsili,Journal of Chromatographic Science,1994,32:165-171.)认定2，5-二甲基吡嗪为可能导致甜菜糖的特征异味的化合物之一。此文献中在气味收集的前处理需要用消泡剂和水对固体样品进行溶解后，使用加热空气对糖溶液进行吹扫。所得气味在经过75min的脱附，并且需要经过一个额外添加的脱水蒸汽环节去掉水份的影响，才能进入色谱柱进行分析，操作流程复杂并且耗时。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种糖的挥发性组分的检测方法，本发明提供的检测方法简单，鉴定结果准确，更贴近于实际感官鉴定结果。

本发明提供了一种糖的挥发性组分的检测方法，包括：

糖预处理后经顶空固相微萃取提取挥发性成分，采用气相色谱-质谱-嗅闻法进行检测；

所述顶空固相微萃取的萃取头的吸附温度为70～120℃；吸附时间为5～60min；

所述气相色谱-质谱-嗅闻的检测参数如下：

色谱条件：色谱柱为HP-5毛细管色谱柱；载气流速1～1.2mL/min；

程序升温为：初始温度50～55℃，保持1～3min；以5～6℃/min的速度升温至100～110℃；以10～11℃/min的速度升温到220～240℃，保持5～8min；

质谱条件：离子源:EI源；电子能量70ev；离子源温度230～240℃；

嗅闻条件：接口温度200～210℃；

通过谱库和面积归一化法对挥发性组分进行定性和定量分析，通过嗅闻对气味强度和类型进行鉴定。

优选的，所述顶空固相微萃取的萃取头的吸附温度为80～120℃；吸附时间为15～45min。

优选的，所述顶空固相微萃取的萃取头为萃取纤维,所述萃取纤维为DVB/CAR/PDMS；担体厚度为30～50μm。

优选的，所述顶空固相微萃取的糖的搅拌速度为200～300rpm/min。

优选的，所述顶空固相微萃取的萃取头的解吸温度为240～250℃；所述解吸时间为2～5min。

优选的，所述色谱条件具体为：

HP-5毛细管色谱柱，30m*0.25mm*0.25μm；载气：He；载气流速1～1.2mL/min；进样口温度为240～250℃；分流进样，分流比为1:1；

程序升温为：初始温度50～53℃，保持1～2min；以5～5.5℃/min的速度升温至100～110℃；以10℃/min的速度升温到220～230℃，保持5～8min。

优选的，所述质谱条件具体为：

离子源:EI源；电子能量70ev；传输线温度250～260℃；离子源温度230～240℃；四级杆温度为150℃；溶剂延迟1min；扫描范围55～500。

优选的，所述嗅闻的接口温度为200℃。

优选的，所述糖包括甜菜糖和甘蔗糖中的一种或几种。

优选的，所述糖的预处理为粉碎，粉碎的粒度为小于0.2mm。

与现有技术相比，本发明提供了一种糖的挥发性组分的检测方法，包括：糖预处理后经顶空固相微萃取提取挥发性成分，采用气相色谱-质谱-嗅闻法进行检测；所述顶空固相微萃取的萃取头的吸附温度为70～120℃；吸附时间为5～60min；所述气相色谱-质谱-嗅闻的检测参数如下：色谱条件：色谱柱为HP-5毛细管色谱柱；载气流速1～1.2mL/min；程序升温为：初始温度50～55℃，保持1～3min；以5～6℃/min的速度升温至100～110℃；以10～11℃/min的速度升温到220～240℃，保持5～8min；质谱条件：离子源:EI源；电子能量70ev；离子源温度230～240℃；嗅闻条件：接口温度200～210℃；通过谱库和面积归一化法对挥发性组分进行定性和定量分析，通过嗅闻对气味强度和类型进行鉴定。本发明通过顶空固相微萃取直接对糖样品进行处理，富集挥发性组分，无需复杂的前处理步骤；同时利用气相色谱-质谱-嗅闻法对挥发性组分进行检测，在对挥发性组分进行定性和定量鉴定的同时对于挥发性组分的气味类型和强度进行了同步鉴定，方法简单，鉴定结果准确。并且与感官评定相对比，相对现有技术，更贴近于更贴近于实际感官鉴定结果。为产品特定进行溯源提供了参考。同时对于不同产品气味的差异性分析对于实际生产和应用以及提高糖的品质具有十分重要的意义。

附图说明

图1为本发明实施例1检测的GC-MS图；

图2本发明实施例2测的GC-MS图；

图3发明实施例3的GC-MS图；

图4发明比较例1的GC-MS图。

具体实施方式

本发明提供了一种糖的挥发性组分的检测方法，包括：

糖预处理后经顶空固相微萃取提取挥发性成分，采用气相色谱-质谱-嗅闻法进行检测；

所述顶空固相微萃取的萃取头的吸附温度为70～120℃；吸附时间为5～60min；

所述气相色谱-质谱-嗅闻的检测参数如下：

色谱条件：色谱柱为HP-5毛细管色谱柱；载气流速1～1.2mL/min；

程序升温为：初始温度50～55℃，保持1～3min；以5～6℃/min的速度升温至100～110℃；以10～11℃/min的速度升温到220～240℃，保持5～8min；

质谱条件：离子源:EI源；电子能量70ev；离子源温度230～240℃；

嗅闻条件：接口温度200～210℃；

通过谱库和面积归一化法对挥发性组分进行定性和定量分析，通过嗅闻对气味强度和类型进行鉴定。

本发明首先将糖预处理。

本发明所述糖优选为甜菜糖和甘蔗糖中的一种或几种。所述糖的预处理优选具体为将糖粉碎，本发明对于粉碎的具体方式不进行限定，优选为粉碎机粉碎。粉碎后优选为筛分，所述筛优选为圆孔筛，筛分得到下述粒度的颗粒。所述粒度优选为小于0.2mm；更优选为小于0.15mm。

粉碎后，混匀，装入容器后密封，待用。

粉碎后，经顶空固相微萃取提取挥发性成分。

本发明对于所述顶空固相微萃取仪不进行限定，本领域技术人员熟知的顶空固相微萃取仪即可。

在本发明中，所述顶空固相微萃取的萃取头优选为萃取纤维,所述萃取纤维为DVB/CAR/PDMS；担体厚度优选为30～50μm。

在本发明中，所述顶空固相微萃取的萃取头的吸附温度为70～120℃；优选为80～120℃；更优选为90～110℃；吸附时间为5～60min；优选为15～45min；更优选为20～40min。所述顶空固相微萃取的糖的搅拌速度优选为200～300rpm/min；更优选为250～300rpm/min。

萃取瓶中糖样品的克数优选为50～100g。

本发明采用上述萃取头配合本发明特定的吸附温度、时间以及搅拌速度可以更好地对糖的挥发性组分进行吸附。

吸附完成后，在气相色谱-质谱仪进样口解吸附，也就是完成进样操作。

所述顶空固相微萃取的萃取头的解吸温度优选为240～250℃；所述解吸时间优选为2～5min；更优选为3～5min。

采用气相色谱-质谱-嗅闻法对挥发性组分进行检测。

所述气相色谱-质谱-嗅闻的检测参数如下：

色谱条件：色谱柱为HP-5毛细管色谱柱；载气流速1～1.2mL/min；

程序升温为：初始温度50～55℃，保持1～3min；以5～6℃/min的速度升温至100～110℃；以10～11℃/min的速度升温到220～240℃，保持5～8min；

质谱条件：离子源:EI源；电子能量70ev；离子源温度230～240℃；

嗅闻条件：接口温度200～210℃。

在本发明中，所述色谱条件优选具体为：

HP-5毛细管色谱柱，30m*0.25mm*0.25μm；载气：He；纯度99.999％；

载气流速优选1～1.2mL/min；更优选为1.2mL/min；

进样口温度优选为240～250℃；更优选为250℃；压力优选为14.87psi；

分流进样，分流比为1:1；

程序升温优选为：初始温度50～53℃，保持1～2min；以5～5.5℃/min的速度升温至100～110℃；以10℃/min的速度升温到220～230℃，保持5～8min；

更优选为初始温度50℃，保持1min；以5℃/min的速度升温至100℃；以10℃/min的速度升温到220℃，保持5min。

所述质谱条件优选具体为：

离子源:EI源；电子能量70ev；传输线温度优选为250～260℃；更优选为250℃；

离子源温度优选230～240℃；更优选为230℃；四级杆温度优选为150℃；溶剂延迟优选为1min；扫描范围优选为55～500。扫描方式：全扫描。

嗅觉测量：所述嗅闻的接口温度优选为200℃。检测时，为了防止实验员鼻腔干燥，通入湿润的空气。

本发明通过上述色谱柱的选择、程序升温条件的控制以及各个参数的控制，可以很好的对甜菜糖和甘蔗糖的50～80种挥发性组分进行鉴定，分离度高，分离效果好，鉴定结果准确。

本发明通过仪器提供谱库和现有的谱库对挥发性组分和质谱图进行对比从而进行定性鉴定；通过面积归一化法对挥发性组分进行定量分析，通过嗅闻对气味强度和类型进行鉴定。

本发明优选通过感官评价方法对上述结果进行验证，优选具体为：

溶解50g固体糖放入250毫升带螺旋盖的广口瓶中并盖上。

将所配制的样品盖好盖子，放入50℃的水浴锅中进行加热，同时轻轻地旋转晃动瓶子确保瓶内溶液充分混和。评价处理前后瓶内顶部空间的50度糖溶液的风味(气味)。

记录检测样品的风味(气味)的评价结果以及注释任何异味。

专业感官评价人员你的感官是评价以为的一种非常敏感的装备，用上述普通的感官评价方式对仪器鉴定的结果可以辅助验证。

本发明提供了一种糖的挥发性组分的检测方法，包括：糖预处理后经顶空固相微萃取提取挥发性成分，采用气相色谱-质谱-嗅闻法进行检测；所述顶空固相微萃取的萃取头的吸附温度为70～120℃；吸附时间为5～60min；所述气相色谱-质谱-嗅闻的检测参数如下：色谱条件：色谱柱为HP-5毛细管色谱柱；载气流速1～1.2mL/min；程序升温为：初始温度50～55℃，保持1～3min；以5～6℃/min的速度升温至100～110℃；以10～11℃/min的速度升温到220～240℃，保持5～8min；质谱条件：离子源:EI源；电子能量70ev；离子源温度230～240℃；嗅闻条件：接口温度200～210℃；通过谱库和面积归一化法对挥发性组分进行定性和定量分析，通过嗅闻对气味强度和类型进行鉴定。本发明通过顶空固相微萃取直接对糖样品进行处理，富集挥发性组分，无需复杂的前处理步骤；同时利用气相色谱-质谱-嗅闻法对挥发性组分进行检测，在对挥发性组分进行定性和定量鉴定的同时对于挥发性组分的气味类型和强度进行了同步鉴定，方法简单，鉴定结果准确。并且与感官评定相对比，相对现有技术，更贴近于更贴近于实际感官鉴定结果。为产品特定进行溯源提供了参考。同时对于不同产品气味的差异性分析对于实际生产和应用以及提高糖的品质具有十分重要的意义。

气味强度判断标准：以下各实施例中GC-O五级气味强度法借鉴中国的《恶臭污染物排放标准》(GB 14554-93)的6级臭气强度表示法，将此方法中的0级和1级合并为1级，然后依次按照2、3、4、5表示5级气味级别和气味强度，其气味强度级别和嗅觉感觉如下对应：

1无任何气味感觉或能稍微感觉到极弱的气味(检知阈值浓度)；

2能感觉和分辨出何种气味(确认阈值浓度)；

3能明显感觉到有气味；

4能感觉到强烈的气味；

5能感觉到极强烈的气味。

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的糖的挥发性组分的检测方法进行详细描述。

实施例1

采用以下步骤对甜菜糖固体糖进行测定。具体步骤如下：

粉碎：将甜菜糖样品120g，用粉碎机粉碎，采用圆孔筛筛出≤0.2mm的颗粒，混匀，分为两个部分各50g分别装入洁净容器后密封，

提取：将其中一份50g粉碎样品放入固相微萃取进样器的样品瓶中，将30μm的CAR-PDMS固相微萃取头插入到样品瓶的顶空部分，将样品以250rpm/min的速度进行搅拌，在120℃下吸附10min进行收集。

检测：从样品瓶中拔出萃取头，插入气相色谱-质谱联用仪的进样口进行解析，解析时间2min；将样品萃取头放入GC-MS-OD联用的仪器进行测试，记录所闻到的气味类型及强度；

测定参数如下：

HP-5毛细管色谱柱，30m*0.25mm*0.25μm；载气：He；纯度99.999％；

载气流速1.2mL/min；进样口温度250℃；压力14.87psi；分流进样，分流比为1:1；程序升温：50℃，保持1min；以5℃/min的速度升温至100℃；以10℃/min的速度升温到220℃，保持5min。

离子源:EI源；电子能量70ev；传输线温度250℃；离子源温度230℃；四级杆温度为150℃；溶剂延迟为1min；扫描范围为55～500。扫描方式：全扫描。

嗅觉测量：所述嗅闻的接口温度优选为200℃。检测时，为了防止实验员鼻腔干燥，通入湿润的空气。

通过谱库和面积归一化法对挥发性组分进行定性和定量分析，通过嗅闻对气味强度和类型进行鉴定。得到的色谱图如图1所示，图1为本发明实施例1检测的GC-MS图；具体组分如表2所示，表2为本发明实施例1检测的挥发性组分表；

对比感官测试：将另外一份50g糖样品瓶放入50℃下进行加热，进行感官测评，记录所测得的气味类型。每十分钟对溶液的风味(气味)进行评价不少于30分钟，记录测结果。

表2为本发明实施例1检测的挥发性组分表

实施例2

采用以下步骤对甘蔗糖固体糖进行测定。具体步骤如下：

粉碎：将甘蔗糖样品120g，用粉碎机粉碎，采用圆孔筛筛出≤0.2mm的颗粒，混匀，分为两个部分各50g分别装入洁净容器后密封，

提取：将其中一份50g粉碎样品放入固相微萃取进样器的样品瓶中，将30μm的CAR-PDMS固相微萃取头插入到样品瓶的顶空部分，将样品以250rpm/min的速度进行搅拌，在70℃下吸附1min进行收集。

检测：从样品瓶中拔出萃取头，插入气相色谱-质谱联用仪的进样口进行解析，解析时间2min。将样品萃取头放入GC-MS-OD联用的仪器进行测试，记录所闻到的气味类型及强度；测定参数同实施例1

通过谱库和面积归一化法对挥发性组分进行定性和定量分析，通过嗅闻对气味强度和类型进行鉴定，得到的色谱图如图2示，图2本发明实施例2检测的GC-MS图；具体组分如表3示，表3为本发明实施例2检测的挥发性组分表；

对比感官测试：将另外一份50g糖样品瓶放入50℃下进行加热，进行感官测评，记录所测得的气味类型。每十分钟对溶液的风味(气味)进行评价不少于30分钟，记录测结果。

表3为本发明实施例2检测的挥发性组分表

实施例3

采用以下步骤对甘蔗糖固体糖进行测定。具体步骤如下：

粉碎：将甘蔗糖样品120g，用粉碎机粉碎，采用圆孔筛筛出≤0.2mm的颗粒，混匀，分为两个部分各50g分别装入洁净容器后密封，

提取：将其中一份50g粉碎样品放入固相微萃取进样器的样品瓶中，将30μm的CAR-PDMS固相微萃取头插入到样品瓶的顶空部分，将样品以250rpm/min的速度进行搅拌，在120℃下吸附20min进行收集。

检测：从样品瓶中拔出萃取头，插入气相色谱-质谱联用仪的进样口进行解析，解析时间5min。将样品萃取头放入GC-MS-OD联用的仪器进行测试，记录所闻到的气味类型及强度；测定参数同实施例1

通过谱库和面积归一化法对挥发性组分进行定性和定量分析，通过嗅闻对气味强度和类型进行鉴定，得到的色谱图如图3，图3为本发明实施例3的GC-MS图；具体组分如表4，表4为本发明实施例3检测的挥发性组分表；

对比感官测试：将另外一份50g糖样品瓶放入50℃下进行加热，进行感官测评，记录所测得的气味类型。每十分钟对溶液的风味(气味)将对比例与实进行评价不少于30分钟，记录测结果。

表4为本发明实施例3检测的挥发性组分表

比较例1

采用以下步骤对甜菜糖固体糖进行测定。参照文献的方法对甜菜糖中风味化合物的鉴定(Marsili,Journal of Chromatographic Science,1994,32:165-171.)并采用试验所述步骤对样品进行处理，并收集气味进行处理。

具体步骤如下：

溶解：在500mL溶剂瓶中放置甜菜糖样品120g和2gNaCl，用150ml水对固体样品进行溶解。

吹扫：将瓶放入水浴，加热至45℃，并用将导管中通入热空气，伸入糖溶液进行吹扫75min，吹扫过的热空气进入一个装满活性炭吸附吸附剂的气体捕集器。

解析：将充满吸附剂的气体捕集器加热到210℃，用氦气以60mL/min的流速继续吹扫15min，并将挥发性气体用第二个吸附气体捕集器进行收集，并且开启脱水循环，在40℃下吹扫4min消除水分干扰。

分析：然后将第二个捕集器放在210℃下吹扫10min，所吹出的挥发性气体进入气相色谱仪进行分析；得到的色谱图如图4，图4本发明比较例1的GC-MS图；具体组分如表5所示，表5为本发明比较例1检测的挥发性组分表；

对比感官测试：将50g糖样品瓶放入50℃下进行加热，进行感官测评，记录所测得的气味类型。每十分钟对溶液的风味(气味)进行评价不少于30分钟，记录测结果。结果如表1所示，表1为本发明实施例和比较例的感官测评结果。

表1为本发明实施例和比较例的感官测评结果

表5为本发明比较例1检测的挥发性组分表

由表1、表2和表5对比可以看出，本发明的气味鉴定结果更贴近于实际感官鉴定结果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。