专利名称：一种烘烤花生特征风味物质的提取方法
技术领域：
本发明涉及食品领域，特别是涉及一种烘烤花生特征风味物质的提取方法。
背景技术：
中国是世界上重要的花生生产国，种植面积列印度之后，居第2位，但总产占世界 花生的40 %，居第1位，其中国内消费占总产的95 %以上，出口仅占3 5 %。花生榨油是 我国花生最主要的利用途径，占50% 60%。目前市场上销售的花生油主要有冷榨花生 油(普通花生油)和热榨花生油(浓香花生油)(盛峰，路福绥，1999)两种，热榨花生油由 20%的熟花生及80%的生花生制得，其色重，花生粕的蛋白变性较大，但香气浓郁，深受现 代家庭的喜爱。冷榨花生油是以生花生为原料，经冷榨制得，色淡，透明，且花生粕的蛋白变 性较小，可加工性能强，是一种优质的植物蛋白来源。但利用冷榨技术生产出的普通型花生 油香气弱，无法满足人们对花生油的风味需求。为了获得香味浓郁的花生油，又能充分开发 利用冷榨花生的副产物，开展烘烤花生特征风味物质的研究对开发新型的花生制品和满足 人们的需求都具有重要的意义。国内外学者在改进花生油的生产工艺上研究较多，但对其风味研究较少，目前报 道的大多为风味物质的简单检测或者生产工艺过程中的风味变化，对烘烤花生的风味还没 有深入研究，未见对烘烤花生中各挥发性化合物对整体风味轮廓的贡献大小的报道。对烘 烤花生的风味活性成分的鉴别研究有助于评定花生制品的等级、评价烘烤花生风味料的品 质，同时对花生油生产工艺的优化及生产过程中的品质控制管理也有指导意义。挥发性物质的常规提取方法主要有水蒸气蒸馏提取法和有机溶剂提取法。水蒸气 提取法不仅效率低，而且因其高温加热而导致热敏性物质分解；有机溶剂提取法提取率较 高，但产品含有有机溶剂，不利于进一步利用。超临界二氧化碳萃取法(SFE-CO2)具有操作 温度低、分离效率高且无溶剂残留等优点，特别适用于热敏性、易氧化、易分解物质的提取， 有效地改进了传统方法耗时长、易分解、易污染等缺点，在生产工艺上有很强的实用性。目前用SFE-(X)2提取风味物质的物料包括奶酪(Larrayoz，P 2000)、米饭 (Bhattacharjee P，2003)、咖啡(Ramos，E1998 ；吴建生等，1995)、洋葱(DronA，GuyerD Ε, 1997)、大蒜(王欣等，2003 ；臧志清等，1998)、烘烤花生(Leunissen，Μ, Davidson V J, 1996)、香料(Best D，1989)、胡荽(Anitescu G，1997)、薄荷(Reverchon E，1994)、金华 火腿(田怀香等，2007)、双轮底酒醅(余有贵等，2006)、毛尖茶(任健等，2004)等；仅有 Leunissen, M (1996), Santerre,C R(1994)初步采用SFE-CO2提取样品中的风味物质，但是 这些文献中均是将SFE-(X)2作为一种样品制备方法，它们的样品量都很小，制备的样品仅 供仪器分析，不涉及提取率等问题，目前还未见有采用SFE-(X)2技术大量提取制备烘烤花生 风味物质的报道。

发明内容
本发明的目的是提供一种烘烤花生特征风味物质的提取方法。
本发明提供的烘烤花生特征风味物质的鉴定方法，包括如下步骤以烘烤花生为 原料，采用固相微萃取法或动态顶空吹扫法制备待测样品，再将所述待测样品利用气相色 谱法、质谱法、嗅觉辨别法及保留指数确定烘烤花生的挥发性物质，再用香气抽提物稀释法 确定所述烘烤花生的挥发性物质对所述烘烤花生整体风味贡献的大小，完成所述烘烤花生 特征风味物质的鉴定；所述气相色谱法检测完毕的样品按照体积比1 1的比例分成两份 分别进行所述质谱法和嗅觉辨别法进行检测。上述鉴定方法的所述固相微萃取步骤中，时间为20-60分钟，优选40分钟，温度为 35-750C，优选 550C，萃取头为 75 μ m CAR/PDMS。所述动态顶空吹扫法步骤中，吹扫时间为40-80分钟，优选60分钟，平衡温度为 40-80°C，优选 60°C，氮气流速为 10-500mL/min，优选 100mL/min。所述气相色谱法中，载气流速均为0. 8mL/min,柱温均为40°C，进样口温度均为 2300C，进样量均为10 μ L，载气均为氦气；程序升温步骤均为设定初始温度为40°C，稳定 :3min后，以5°C /min的升温速率升至120°C，然后以10°C /min的升温速率升至230°C，稳定 5min后，开始上样检测，检测结束后柱温自动降回40°C ；气相色谱柱均为DB-WAX石英毛细 管柱；所述氦气的纯度均为99%。所述质谱法中，离子源为70eV的EI源，所述离子源的温度为200°C，接口温度为 250°C，扫描范围为33 450amu。所述嗅觉辨别法、所述香气抽提物稀释法及利用该方法确定保留指数的方法均为 常规方法。其中，所述嗅觉辨别法具体可为将固相微萃取法或动态顶空吹扫法制备得到的 待测样品至气相进样口解吸，样品经气相色谱柱分离后，流出物在质谱及嗅闻器(ODP)间 被1 1分开，由三位熟悉烘烤花生风味的感官评价员进行嗅闻。记录从ODP出口闻到的 气味特性及时间，每种化合物的香味及时间必须至少有其中2名评价员的描述一致才可确定。所述香气抽提物稀释法(AEDA法)具体可为将SPME所得待测样品的气相色谱萃 取时间按1 3n进行稀释；将DHS所得待测样品的气相色谱萃取时间按1 5n进行稀释， 将经气相色谱柱每次吸附后的物质进行GC-MS及GC-O分析，直到评价员在ODP末端不再闻 到气味则停止稀释，每种香味化合物的最高稀释倍数为其稀释影响因子(即为FD因子)。 一般来说，FD因子越高说明其在萃取物中浓度越大或是香气强度较强，可能属于重要的香 味化合物，需要进一步深入的研究，而相对较低的FD因子，说明其可能对整体香气并无贡 献。由3位评价员操作AEDA，记录从ODP出口闻到的气味特性及时间，每种化合物的香味 及时间必须至少有其中2名评价员的描述一致才可确定。所得试验数据处理由kalibur 软件系统完成，未知化合物经计算机检索同时与NIST谱库(K^kcompounds)和Wiley谱库 (320k Compounds, version 6.0)相匹配，仅当正反匹配度均大于800 (最大值为1000)、化 合物的保留指数RI (Retention index)(赵晨曦等，200 及气味特性芳香特性(Rychlik， Schieberle, 1998)(评价员嗅闻结果)来完成鉴定。保留指数RI的计算公式如下RI=IOOX -— + η
式中，t为所述气相色谱检测方法所得化合物的保留时间；tn为出峰在该化合物之 前且与该化合物保留时间最接近的烷烃的保留时间；tn+1为出峰在该化合物之后且与该化 合物保留时间最接近的烷烃的保留时间；η为该化合物前一个烷烃的碳原子总数。本发明提供的提取烘烤花生中特征风味物质的方法，包括如下步骤利用超临界 二氧化碳流体方法对烘烤花生进行提取，得到所述烘烤花生中的特征风味物质。所述提取步骤中，萃取釜的压力为20_30MPa，优选25MPa，萃取釜的温度为 45-55°C，优选55°C，萃取时间为60-120分钟，优选120分钟，分离釜的压力为6MPa，温度为 35°C。该提取步骤中，所用烘烤花生的样品量优选为100g。本发明采用气相色谱-质谱法、气相色谱-嗅觉辨别法及保留指数联用的鉴定方 法，可以鉴定出常规方法(也即质谱法)无法检测而可以被闻到的风味物质，同时采用香气 抽提物稀释法分析各风味物质对烘烤花生整体贡献率的大小。本发明提供的烘烤花生特征 风味物质的提取方法，与常规方法相比(如溶剂提取法等)操作温度低、分离效率高且无溶 剂残留等优点，具有重要的应用价值。


图1为萃取纤维头对萃取效果的影响。图2为萃取温度对萃取效果的影响。图3为正交试验中感官评价秩和与样品偏差值拟合图。图4为烘烤花生原样挥发性物质总离子流图。图5为超临界最优条件萃取物挥发性物质总离子流图。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。下 述实施例中所用方法如无特别说明，均为常规方法。实施例1、烘烤花生特征风味物质的鉴定鉴定方法的第一步利用固相微萃取法制备待测样品试验材料将花生在170°C烘烤30min后，备用。主要试验仪器SPME 萃取头85μπι ΡΑ、100 μ m PDMS、75ym CAR/PDMS，美国 Supelco 公司制造。气相色谱质谱联用仪=Trace MS，美国Firmgina质谱公司制造。试验设计通过对SPME法各样品制备条件进行GC-MS分析，确定烘烤花生各分析方法的最优 条件，为进行烘烤花生特征风味物质的分析提供依据。试验分析方法试剂制备方法无水Na2SO4 将分析纯Na2SO4,在530 570°C下灼烧3h，冷却，包
装备用ο样品制备方法萃取头的老化萃取头第一次使用时，在气相色谱进样口在氮气保护下于270°C 老化池以上，第二次以后使用在上述温度下老化30min，以确保脱去其残留的挥发性成分。老化后的萃取头在GC-MS上检测略有极少量的萃取头固有杂质峰(硅氧烷类化合物)出 现，在样品质谱检索的时候去除，不计入最终结果。在20mL的样品瓶中装入粉碎的烘烤花 生8g，置于55°C的水浴中保温15min后吸附一定时间，设定温度下顶空吸附预制时间，气相 进样口 250°C下解吸anin。测试条件色谱条件载气流速为0.8mL/min，柱温为40°C，进样口温度为230°C，进样量为 10 μ L，载气为氦气；程序升温步骤为设定初始温度为40°C，稳定:3min后，以5°C /min的 升温速率升至120°C，然后以10°C /min的升温速率升至230°C，稳定5min后，开始上样检 测，检测结束后柱温自动降回40°C ；气相色谱柱为DB-WAX石英毛细管柱；所述氦气的纯度 为 99%。质谱条件离子源为70eV的EI源，离子源的温度为200°C，接口温度为250°C，扫 描范围为33 450amu。化合物鉴定试验数据处理由kalibur软件系统完成，未知化合物经计算机检索 同时与 NISTi普库(107k compounds)和 Wiley 谱库(320k Compounds, version6. 0)相匹 配，仅当正反匹配度均大于800(最大值为1000)的鉴定结果才予以报道。试验结果1)固相微萃取(SPME)法中萃取头的选择由不同固定相所构成的萃取头对物质的萃取吸附能力是不同的，故萃取头是整个 SPME装置的核心。按照聚合物的极性固定相涂层可分为三大类一类为极性涂层，如聚丙 烯酰胺(polyacrylate PA)、聚乙二醇(Polyethylene glyeol，PEG)，适于极性化合物，已 用于有机氮农药、脂肪酸、食品中香味、酚等的分析检测；另一类为非极性涂层，如聚二甲基 硅氧烷(poly(dimethySil0xnae)，PDMS)，适于非极性和弱极性化合物，己用于有机氯、有机 磷、有机氮农药，药品和麻醉品，食品中的香味、咖啡因等的分析检测；第三类为中等极性混 合型涂层，包括聚乙二醇聚-二乙烯基苯(carbowax-divinylbenzene，CW-DVB)、Carboxen divinylbenzene (CAR-DVB)、CAR-DVB-PDMS 等。为选择适合烘烤花生风味组分分析的最佳萃取头，可采用三种萃取头，其中85 μ m PA是极性 涂层的，100 μ m PDMS是非极性涂层的，75 μ m CAR/PDMS是中等极性混合型涂层的。采用相 同的吸附(55°C下吸附30min)和解吸条件下解吸^iin)以及仪器测试条件进行考察。由图 1 可知，75 μ mCAR/PDMS 的总峰面积为 3. 967 X IO8,约为 85 μ mPA (2. 136 X IO8) 和100 μ mPDMSd. 978X IO8)的两倍。说明75 μ mCAR/PDMS的吸附能力比其它萃取头效果 好。同时从检出的有效化合物的个数来看，75 μ mCAR/PDMS能检出53种化合物，而85 μ mPA 和100 μ mPDMS检出化合物分别为44和39种，这主要是因为涂层的极性缘故，萃取头对所 分析的化合物有选择性，对烘烤花生而言，复合涂层的萃取头75 μ mCAR/PDMS更加适合，不 仅分析的化合物比较全面，而且其强度也很大，色谱分析响应值高，因此75 μ mCAR/PDMS萃 取效果较好。2)固相微萃取(SPME)法中萃取温度的优化萃取温度对吸附采样的影响具有两面性，一方面，温度升高会加快样品分子运动， 有利于吸附；另一方面，温度升高也会降低萃取头吸附分析组分的能力，使得吸附量下降。并且温度升高也会增加萃取头固有组分的解析，从而降低萃取头萃取分析组分的能力。固 定萃取头为75 μ mCAR/PDMS,萃取时间为30min，优化萃取温度，选取萃取温度分别为35°C、 55°C、75°C。从图2可以看出，温度在75°C时，SPME对部分物质的吸附能力反而下降。此 外在试验过程中随着温度的升高，样品顶空体积中水蒸气的浓度也随之增加，影响了萃取 头对目标化合物的吸附。温度太低，样品中的气味物质不能完全挥发，因此萃取温度选择 55 °C。3)固相微萃取(SPME)法中萃取时间的优化萃取时间主要指达到或接近平衡所需要的时间。在萃取的初始阶段，待分析组分 很容易且很快富集到SPME的纤维头上，随着时间的延长，富集的速度越来越慢，因此萃取 过程中不必达到完全平衡，在平衡之前萃取头涂层中吸附的物质量与其最终浓度就已存在 一个比例关系，所以在接近平衡时即可完成萃取过程。固定萃取头为75 μ mCAR/PDMS，萃取 温度为，采用不同的萃取时间，分别为20min、40min和60min进行萃取。试验结果见表 1。表1、萃取时间对萃取效果的影响
权利要求
1.一种烘烤花生特征风味物质的鉴定方法，包括如下步骤以烘烤花生为原料，采用 固相微萃取法或动态顶空吹扫法制备待测样品，再将所述待测样品利用气相色谱法、质谱 法、嗅觉辨别法及保留指数确定烘烤花生的挥发性物质，再用香气抽提物稀释法确定所述 烘烤花生的挥发性物质对所述烘烤花生整体风味贡献的大小，完成所述烘烤花生特征风味 物质的鉴定；所述气相色谱法检测完毕的样品按照体积比1 1的比例分成两份分别进行 所述质谱法和嗅觉辨别法检测。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述固相微萃取法步骤中，时间为20-60 分钟，优选40分钟，温度为35-75°C，优选55°C，萃取头为75 μ mCAR/PDMS。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述动态顶空吹扫法步骤中，吹扫时 间为40-80分钟，优选60分钟，平衡温度为40-80°C，优选60°C，氮气流速为10-500mL/min， 优选 100mL/min。
4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于所述气相色谱法中，载气流速均为 0. 8mL/min,柱温均为40°C，进样口温度均为230°C，进样量均为10 μ L，载气均为氦气；所述质谱法中，离子源为70eV的EI源，所述离子源的温度为200°C，接口温度为 250°C，扫描范围为33 450amu。
5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于所述气相色谱法中，程序升温步 骤均为设定初始温度为40°C，稳定:3min后，以5°C /min的升温速率升至120°C，然后以 IO0C /min的升温速率升至230°C，稳定5min后，开始上样检测，检测结束后柱温自动降回 40 V。
6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于所述气相色谱法中，气相色谱柱均 为DB-WAX石英毛细管柱；所述氦气的纯度均为99%。
7.一种提取烘烤花生中特征风味物质的方法，包括如下步骤利用超临界二氧化碳流 体方法对烘烤花生进行提取，得到所述烘烤花生中的特征风味物质。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述提取步骤中，萃取釜的压力为 20-30MPa，萃取釜的温度为45_55°C，萃取时间为60-120分钟，分离釜的压力为6MPa，温度 为 35 0C ο
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于所述提取步骤中，萃取釜的压力为 25MPa，萃取釜的温度为55°C，萃取时间为120分钟。
全文摘要
本发明公开了一种烘烤花生特征风味物质的提取方法。该鉴定方法，包括如下步骤以烘烤花生为原料，采用固相微萃取法或动态顶空吹扫法制备待测样品，再将所述待测样品利用气相色谱法、质谱法、嗅觉辨别法及保留指数确定烘烤花生的挥发性物质，再用香气抽提物稀释法确定所述烘烤花生的挥发性物质对所述烘烤花生整体风味贡献的大小，完成所述烘烤花生特征风味物质的鉴定。提取方法，包括如下步骤利用超临界二氧化碳流体方法对烘烤花生进行提取，得到所述烘烤花生中的风味物质；所述提取步骤中，萃取釜的压力为20-30MPa，萃取釜的温度为45-55℃，萃取时间为60-120分钟，分离釜的压力为6MPa，温度为35℃。
文档编号G01N27/62GK102135526SQ20101058334
公开日2011年7月27日 申请日期2010年12月10日 优先权日2010年12月10日
发明者宋焕禄, 张春红, 李庆鹏, 李淑荣, 王丽, 王强, 王烁, 范蓓 申请人:中国农业科学院农产品加工研究所