油菜籽中揮發性風味成分的萃取檢測方法與流程

本發明屬于油料作物揮發性風味成分分析技術領域，涉及油菜籽中揮發性風味成分的萃取檢測方法。

背景技術：

油菜(Brassica napus L.)屬于十字花科、蕓薹屬的一年生或越年生草本植物，其果實為角果，即油菜籽。油菜籽含有豐富的油脂（37.5%-46.3%）和蛋白質（24.6%-32.4%），不同油菜品種所含油脂和蛋白質的含量和類型也不同。21世紀以來油菜已成為世界性的重要油料作物之一，是全球排名前三的植物油來源（僅次于大豆和棕櫚）。我國油菜籽的產量居世界首位，占世界總產量的30%左右，油菜籽也是我國主要的油料經濟作物之一。

隨著國民經濟和人民生活水平的不斷提高，人們對食品的需求不再是滿足單純的溫飽問題，而是更多的追求食品的風味、色澤、營養，因此在食品的烹飪過程中，對所使用的植物油有了更高的要求。氣味是油脂重要的一項感官評定指標，也是構成油脂風味的組成因素之一。油脂氣味一定程度上可以很好的反應，如加工不科學、過期存放、高溫加熱、儲藏不當、煎炸反復使用等導致的油脂品質變化，都會在油脂揮發組分中表現出來。菜籽油作為我國人民主要的食用油，不僅可為人體提供大量營養物質，還可增加食品的美味。油菜籽特有的香氣風味是產品品質的主要構成因素，提取油菜籽中風味成分主要取決于樣品前處理技術，其條件的優化對檢測油菜籽中揮發性風味成分意義重大，為進一步研究菜籽油揮發性風味成分具有重要意義。

油料作物的揮發性風味物質組成復雜、含量很低，風味物質及其分子結構缺乏規律性，對其進行研究有一定難度，需要選擇適當的前處理及分析方法。

發明專利 ZL 201210388939“煙草致香物同時蒸餾萃取（SDE）的優化萃取檢測方法”和發明專利 ZL 201310614307“酸面團饅頭中揮發性風味物質的同時蒸餾萃取檢測方法”均涉及到同時蒸餾萃取檢測揮發性物質，但是這兩種方法均未對同時蒸餾萃取的條件比如溶劑種類、萃取時間、物料比、溶劑量進行優化，且對樣品都進行了濃縮。任何濃縮過程都會對樣品有一定的損失，影響檢測結果。此外，油料作物種子與煙草、酸面團饅頭等差異很大，具有特質性。

技術實現要素：

本發明的目的是：提供一種油菜籽中揮發性風味成分的萃取檢測方法，較完全、徹底地萃取油菜籽中揮發性風味成分，可用于分析鑒定油菜籽中風味成分的化學組成，還可為不同品種油料作物鑒別、調和油風味配比、油料作物綜合開發利用提供化學基礎。

本發明的技術解決方案是該油菜籽中揮發性風味成分的萃取檢測方法包括以下步驟：

（1）將油菜籽洗凈、烘干、粉碎后加入超純水中，以有機溶劑為萃取劑，進行蒸餾萃取；

（2）蒸餾萃取完成后，將所得萃取液冷卻，經無水硫酸鈉干燥、脫水，得干燥萃取液；

（3）將干燥后萃取液直接進行氣相色譜-質譜分析， 確定油菜籽中揮發性風味成分的組成。

其中，步驟（1）中，將油菜籽洗凈置于45℃的烘箱中干燥10 h，用粉碎機粉碎，過60-100目篩，收集油菜籽粉備用。

其中，步驟（1）中，二氯甲烷為萃取溶劑，油菜籽粉與超純水的料液比1:15 為g/mL，溶劑用量50 ml，萃取時間2.5 h。

其中，步驟（2）中，蒸餾萃取結束后靜止15分鐘，萃取液中加入無水硫酸鈉干燥，無水硫酸鈉為所得萃取液體積的1/3。

其中，步驟（3）中，氣相色譜分析時，采用以下程序升溫：初始柱溫40 ℃，保持1 min；以3 ℃/min 升至140 ℃，保持1min；再以5 ℃/min 升至250 ℃，保持10 min。

其中，步驟（3）中，所述的質譜分析條件為：離子源為EI源；離子源溫度：230 ℃；四極桿溫度150 ℃；接口溫度280 ℃ ；電離能量70 eV；全離子掃描。

本發明具有以下優點和積極效果：

（1）利用同時蒸餾萃取裝置萃取油料作物種子中揮發性物質，與傳統溶劑浸提法相比，所需檢測樣品的量少，使用的有機溶劑量也較少，且耗時短，降低檢測成本，減少環境污染；雖然固相微萃取法也具有無毒、耗時短的優點，但其更適用于食用油的檢測。

（2）通過正交試驗優化萃取條件，提取率高，無需將萃取液濃縮，直接進行GC-MS檢測，減少了濃縮造成的成分損失；且萃取條件也適用于除油菜籽外其它油料作物種子揮發性風味成分的檢測。

（3）本發明方法將水蒸氣蒸餾與溶劑萃取合二為一，同時蒸餾萃取(simultaneous distillation extraction，SDE)，也即同時完成了分離和提取，簡化操作，減少溶劑的用量，提取效率高。

（4）本方法通過正交試驗優化同時蒸餾萃取的萃取條件，獲得直接用于檢測的樣品，提高了樣品檢測精度，增加了不同樣品間的可比性，為油脂類的檢測及進一步的開發利用提供理論基礎和實驗依據。

（5）本發明對溶劑種類、萃取時間、料液比、溶劑用量這些影響油菜籽揮發性風味成分提取的因素進行優化，增加了一種揮發性物質提取方法，提高揮發性風味成分中特征物質的精度。

附圖說明

圖1 為同時蒸餾萃取裝置照片；

圖2 為實施例中采用同時蒸餾萃取技術萃取油菜籽揮發性化合物經GC-MS分析后的全離子掃描色譜圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明的技術方案進行詳細地說明，但不能理解為是對技術方案的限制。

材料與試劑：淮油10號油菜籽；正戊烷（色譜純）、無水乙醚（色譜純）、二氯甲烷（色譜純），美國TEDIA公司；無水硫酸鈉（分析純），國藥集團化學試劑有限公司。

儀器與設備：小型粉碎機（廣州華凱機電設備有限公司），電子天平（北京賽多利斯儀器系統有限公司，型號：FA1004N），同時蒸餾萃取裝置（天長市華玻實驗儀器廠），電熱恒溫鼓風干燥箱（上海精密科學儀器有限公司，型號：DHG-9140A），氣相色譜-質譜聯用儀（美國安捷倫科技公司，型號：7890A-5975C），可調式電加熱套（上海越眾儀器設備有限公司），電熱恒溫水浴鍋（常州智博瑞儀器制造有限公司）。

方法：利用正交試驗優化萃取工藝，用9組試驗對油菜籽中揮發性風味成分的提取條件：萃取溶劑、料液比、萃取時間、溶劑用量4個因素進行優化，獲最佳提取工藝，并對提取物質進行氣相色譜質譜檢測。

步驟：將原料油菜籽洗凈，放入45℃的烘箱中干燥10 h，用粉碎機粉碎，過60-100目篩收集油菜籽粉備用；將油菜籽粉與超純水以料液比1:10-1:15 g/mL置于1000 ml 圓底燒瓶中，用可調式電熱套加熱至沸騰，同時在250 ml圓底燒瓶內裝萃取溶劑二氯甲烷40-60 mL，50±5 ℃恒溫水浴加熱保持沸騰，在此條件下同時蒸餾萃取1.5-3.5 h，用儲存瓶接取SDE儀器“U”型管內的萃取液，即為提取出的揮發性組分；經萃取液體積的1/3的無水硫酸鈉干燥備用。

GC分析條件：HP-5MS毛細管柱 (30 m×0.25 mm×0.25 μm)；進樣口溫度250 ℃；程序升溫：初始柱溫40 ℃，保持1 min；以3 ℃/min 升至140 ℃，保持1min；再以5 ℃/min 升至250 ℃，保持10min結束；載氣：高純氦氣(99.999%)；流速：1.0 mL/min；進樣方式：不分流進樣，進樣量：1 μL；溶劑延遲3.5 min。

MS分析條件：離子源為EI源；離子源溫度：250 ℃；四極桿溫度150 ℃；接口溫度280 ℃ ；電離能量70 eV；全離子掃描。

正交試驗方案設計：選取萃取溶劑(A)、料液比(B)、萃取時間(C) 、溶劑用量(D)為試驗因素，每個因素取3個水平(表1)，采用L9(3⁴)正交表進行試驗方案設計。

表1 正交試驗水平表

正交實驗結果及分析，見表2；4個因素對同時蒸餾萃取法提取油菜籽揮發性物質的主次關系依次為：A>B>C>D，即萃取溶劑＞料液比＞萃取時間＞溶劑用量；同時蒸餾萃取法提取油菜籽中揮發性物質的最優提取工藝組合為A3B3C2D2，即以二氯甲烷為萃取溶劑，物料比1:15，萃取時間2.5h，溶劑用量50 ml。

表2 正交試驗結果及分析

化合物鑒定結果：在正交優化條件下進行試驗，檢測出油菜籽中揮發性物質57種（表3），好于表2中的所有組合，所以此組合為最佳反應條件組合；GC-MS譜圖利用計算機檢索，與NIST 11提供的標準物質普通對照鑒定化合物，僅將匹配度大于650的鑒定結果給予列出。

表3 菜籽油揮發性風味成分組成