GCMSMS结合香味数据库分析香瓜子中的气味成分

本文采用岛津三重四极杆气相色谱质谱联用仪GCMS-TQ8050 NX，结合AOC-6000多功能自动进样器SPME进样模式和Smart Aroma Database香味数据库建立了484种气味成分的MRM分析方法。使用此方法检测了两种不同口味的瓜子样品，共检出105种气味成分，共有组分66种。使用PCA分析得到了可以直观体现样品间差异的PCA图。此方法操作简单，可用于香瓜子的气味成分分析。SSL-CA23-195 Excellence in ScienceGCMSMS-272 GCMSMS 结合香味数据库分析香瓜子中的 气味成分 GCMSMS-272 摘要：本文采用岛津三重四极杆气相色谱质谱联用仪 GCMS-TQ8050 NX， 结合AOC-6000 多功能自动进样器 SPME 进样模式和 Smart Aroma Database 香味数据库对两种不同口味的瓜子样品中的气味成分进行测定，共检 出105种气味成分，其中两种瓜子共有组分66种。 关键词：气相色谱-三重四极杆气质联用仪 香味数据库 香瓜子 技术特点： * Smart Aroma Database 无需标准品可实现几百种气味成分的快速筛查。 必通过韦恩图、主成分分析(PCA)可展示不同瓜子气味成分的差异。 香瓜子又名葵花籽，是菊科植物向日葵的种子，是一种常见的食用油料作物。葵花籽油中富含亚油酸、油酸等多种脂肪酸，经煮制并烘烤后香脆可口，是理想 的坚果类休闲食品。经常食用有助于防治心脑血管疾病、糖尿病等，因此倍受青睐。 不同口味的瓜子在味觉和嗅觉上呈现出不同的香 味，7不同的人群有着不同的口味偏好。瓜子壳主要含 有呋喃和醇类等物质，还含有黄酮、天然色素等物质，具有一定的抗氧化性和稳定性。瓜子仁中主要含有丰 富的瓜子油，其主要的成分为吡嗪类、醛类和呋喃类 等物质。因此，分别对瓜子壳和仁分析其呈香原因，可以为进一步研究香瓜子品质控制以及新工艺的改进 ■实验部分 1.1仪器 GCMS-TQ8050 NX三重四极杆气质联用仪 SPME 参数： (萃取前) 老化时间：33 min (萃取后) GC-MS/MS 参数： AOC-6000 自动进样器 SN 纤维：DVB/CWR/PDMS 120um 平衡温度：60°℃ 平衡时间： 老化温度：2250°℃5 min 老化时间：22 min萃取时间：20 min 解吸时间：2 min 色 谱 木 InertCap Pure-WAX 30 m × 0.25 mm × 0.25 um 柱温程序： 50℃ (5 min) _10℃/min_250℃ (10 min) 进样口温度： 250℃ 进样方式：分流进样 提供数据支持。 Smart Aroma Database 香味数据库是预先收录有 香气成分化合物信息的专用数据库，，可以实现数百种香 气成分的筛查，可极大减少数据分析的工作量并提高准 确度，得到的大量检测信息也为进一步的数据统计分析 提供了可能。 本文利用岛津 GCMS-TQ8050 NX三重四极杆气质 联用仪和 AOC-6000 多功能自动进样器，结合 Smart Aroma Database 香味数据库快速创建484种香味物质 的 MRM 模式分析方法。使用此方法检测了不同口味的 两种香瓜子样品，并对检测结果进行了数据统计分析。 载气控制：恒恒压模式， 83.5 kppaa 分流 比：5：1 检测器电压：调谐电压 +0.3kV离子源温度：200°℃ 采集方式： MRM 接口温度：250℃ 1.2样品前处理 手动将瓜子壳仁分离，精确称取待测样品1.0g分别装入20 mL 顶空瓶中，密封后按1.1条件上机分析，每份 样品平行检测3次。 ■结果与讨论 2.1气味系统方法建立流程 岛津香味数据库 (Smart Aroma Database) 包括模板方法、质谱库等文件。首先使用 Aroma_TQ_IC-Wax_AART 方法文件测定正构烷烃标品，利用保留指数和正构烷烃的保留时间自动调整目标化合物的保留时间，正构烷 烃样品色谱图见图1。 图1 正构烷烃色谱图 利用采集得到的正构烷烃数据、Aroma_TQ_IC-Wax _Template 模板方法以及香味数据库建立484种气味成分 的 MRM 模式采集方法， GCMS-TQ8050 NX可利用该方法对样品中的气味成分进行筛查。图2为香味数据库的创 建方法界面和方法创建完成界面。 图2 香味数据库界面 2.2瓜子样品检测结果 对2份不同口味的瓜子样品按1.2进行检测(瓜子壳仁分开)，共检测出105种气味成分。样品的色谱图见图3-6。表1列出了两种瓜子样品中检测到的气味物质。 图3 原味瓜子壳色谱图 图4 原味瓜子仁色谱图 15.0 图5 焦糖味瓜子壳色谱图 图6 焦糖味瓜子仁色谱图 GCMSMS-272 表1 两种瓜子样品中检测到的气味物质信息 序号 化合物名称 CAS NO. 平均峰面积 气味描述 原味瓜子壳 原味瓜子仁： 焦糖味瓜子壳焦糖味瓜子仁 1 2-丁酮 78-93-3 11248 54714 N.D. N.D. 醚味 2 2-乙基呋喃 3208-16-0 4315 3530 N.D. 17055 化学品，豆，可可，面包，麦芽，咖啡，坚果 3 二乙酰 431-03-8 43028 29738 16362 N.D. 黄油味 4 仲丁醇 78-92-2 N.D. 5765 N.D. N.D. 酒味 5 a-蒎烯 80-56-8 460657 2276598 64284 2089364 松木，松脂，松节油味 6 莰烯 79-92-5 N.D. 20834 N.D. 21969 樟脑味 7 二甲基二硫 624-92-0 4370 22213 2648 51410 洋葱味，腐烂味 8 3-蒎烯 127-91-3 N.D. 216528 N.D. 187172 松木，松脂，松节油味 9 桧烯 3387-41-5 N.D. N.D. N.D. 155917 胡椒味，松节油、木头味 10 α-松油烯 99-86-5 908 1849 N.D. 4866 柠檬味，树脂味 11 双戊烯 138-86-3 5219 N.D. N.D. N.D. 柠檬味，橙子味 12 2-甲基丁醇 137-32-6 47722 N.D. 41291 N.D. 酒味，洋葱味，麦芽味 13 异戊醇 123-51-3 N.D. 48136 N.D. N.D. 威士忌，麦芽，焦味 14 2-正戊基呋喃 3777-69-3 215834 220530 66096 234398 绿豆味，黄油味 15 (Z)-β-罗勒烯 3338-55-4 6286 5065 N.D. 15389 柑橘味，草本味，花香 16 y-松油烯 99-85-4 6782 N.D. 2974 15090 汽油味，松节油味 17 (E)-β-罗勒烯 3779-61-1 6075 6198 N.D. 15051 甜味，草本味 18 2-甲基吡嗪 109-08-0 528698 786763 51622 39341 爆米花味 19 4-异丙基甲苯 99-87-6 14984 20537 9563 24767 溶剂味，汽油味，柑橘味 20 3-羟基-2-丁酮 513-86-0 3766 2658 2568 N.D. 奶油味 21 8-萜品油烯 586-62-9 6379 N.D. 2719 2929 松木味，塑料味 22 正辛醛 124-13-0 N.D. N.D. 24748 N.D. 脂肪，肥皂，柠檬，绿植 23 1-辛烯-3-酮 4312-99-6 6689 3416 23950 10274 蘑菇味，金属味 24 2，5-二甲基吡嗪 123-32-0 244297 1494930 12462 18958 可可味，烤坚果味 25 2，6-二甲基吡嗪 108-50-9 54657 N.D. 8086 14252 可可味，烤坚果味 13925-00- 26 2-乙基吡嗪 3 88911 129678 4499 6083 花生酱，木头 27 6-甲基-5-庚烯 -2-酮 110-93-0 153308 N.D. 38316 N.D. 胡椒，蘑菇，橡胶 28 二甲基三硫 3658-80-8 11059 24103 N.D. N.D. 硫磺味，鱼腥味 29 2-乙基-5-甲基吡嗪 13360-64- 0 23049 78429 N.D. N.D. 水果味，甜味 30 醋酸-2-乙基己酯 103-09-3 225575 N.D. 228904 N.D. 水果味 31 壬醛 124-19-6 197545 N.D. 217295 N.D. 脂肪味，柑橘味，绿植味 14667-55- 32 2，3，5-三甲基吡嗪 1 62329 297992 3281 7247 焙烤，土豆味，霉味 33 2-乙基-3-甲基吡嗪 15707-23-0 11007 44118 N.D. N.D. 焙烤 34 (E)-3-辛烯-2-酮 1669-44-9 7968 5234 41787 55594 坚果味， GCMSMS-272 35 (Z)-2-已烯-1-醇 928-94-9 200421 N.D. 212591 N.D. 叶子，绿植，酒，水果 36 (E)-2-辛烯醛 2548-87-0 N.D. N.D. 77954 44239 绿植，坚果，脂肪 37 1-甲基-4-(1-甲基 乙烯基)苯 1195-32-0 7670 12322 6541 15571 柑橘味，松木味 38 2-乙基-3，6-甲基吡嗪 13360-65-1 51572 196748 N.D. N.D. 土豆，可可，烤坚果 39 辛酸乙酯 106-32-1 4299 N.D. N.D. N.D. 水果味，脂肪味 40 糠醛 98-01-1 261284 37924 349716 52781 面包，杏仁，甜味 41 2-乙基-3，5 -甲基吡嗪 13925-07- 0 5854 25684 N.D. N.D. 土豆，焙烤味 42 1-辛烯-3-醇 3391-86-4 15166 13515 40290 46268 蘑菇味 43 2，3-二甲基 -5-乙基吡嗪 15707-34- 3 6811 29671 N.D. N.D. 焦味，爆米花味 44 正庚醇 111-70-6 N.D. 39060 N.D. N.D. 化学品味，绿植味 45 (E，E)-2，4-庚二烯醛 4313-03-5 N.D. 4807 N.D. 3682 坚果，脂肪 46 2-乙酰基呋喃 1192-62-7 N.D. 28658 126490 72344 香油味 47 癸醛 112-31-2 63607 N.D. 43464 N.D. 肥皂味，橙皮味，动物油 48 苯甲醛 100-52-7 160975 72071 114293 141959 杏仁，焦糖味 49 2-壬基醇 628-99-9 N.D. N.D. 47449 N.D. 黄瓜味 50 丙酸 79-09-4 24820 16762 64681 98888 刺鼻的，哈喇味，豆腥味 51 (E)-2-壬醛 18829-56- 6 13481 N.D. 21599 N.D. 黄瓜味，脂肪味，绿植味 52 3-甲硫基丙酸乙酯 13327-56-5 N.D. N.D. 28791 358081 含硫，洋葱，大蒜 53 辛醇 111-87-5 13495 17110 27968 N.D. 试剂味，金属味，焦味 54 异丁酸 79-31-2 16231 6485 18278 N.D. 哈喇味，黄油芝士味 55 5-甲基呋喃醛 620-02-0 24913 N.D. 33086 N.D. 杏仁味，焦糖， 56 5-甲基-6，7-二氢-5H-环戊并吡嗪 23747-48-0 N.D. 6670 N.D. N.D. 坚果味 57 丁酸 107-92-6 74327 49687 205089 263901 哈喇味，芝士味，汗味 58 2-乙酰基吡嗪 22047-25- 2 N.D. N.D. 51346 144798 烧烤 59 2-乙酰基噻唑 24295-03-2 N.D. N.D. 150371 627790 烧烤，坚果，硫磺味 60 L-薄荷醇 2216-51-5 5511 N.D. N.D. N.D. 胡椒薄荷 61 苯乙醛 122-78-1 26420 118555 33170 N.D. 山楂树，蜂蜜，甜味 62 苯乙酮 98-86-2 141800 N.D. 61235 N.D. 霉味，花香，杏仁 63 糠醇 98-00-0 83868 21077 209205 83705 焦味 64 异戊酸 503-74-2 41282 10474 81758 64901 汗味，酸味，哈喇味 65 甲基(2-甲基 -3-呋喃基)二硫 65505-17- 1 N.D. N.D. 5370 15090 硫铵 66 4-烯丙基苯甲醚 140-67-0 N.D. N.D. 4802 N.D. 甘草，茴芹 67 柠檬醛 106-26-3 N.D. 14183 N.D. 18740 柠檬 68 丁酸-1-乙烯基-1，5-二甲基-4-己烯基酯 78-36-4 41321 N.D. 30070 N.D. 梨子，甜味 69 α-松油醇 98-55-5 30459 N.D. 20843 N.D. 石油，茴芹，薄荷 70 (E，E)-2，4-壬二烯醛 5910-87-2 N.D. N.D. 23397 7445 脂肪，石蜡，绿植 GCMSMS-272 71 V-己内酯 695-06-7 N.D. 13968 18530 10191 香豆素，甜味 3-甲基-丁酸-1-乙72基-1，5-二甲基-4-己1118-27-0 烯酯 N.D. N.D. 43634 N.D. 甜味，苹果味，柑橘 73 (Z)-3，7-二甲基-2，6-辛二烯-1-醇乙酸酯 141-12-8 38891 N.D. 24483 N.D. 水果 74 乙酸苄酯 140-11-4 3838 N.D. N.D. N.D. 清新，煮蔬菜 75 正戊酸 109-52-4 N.D. N.D. 162298 71326 汗味 76 右旋香芹酮 2244-16-8 3818 N.D. 9318 N.D. 香菜 77 环氧芳醇异构体-1 14049-11-7 N.D. 4551 N.D. N.D. 花香，蜂蜜 78 萘 91-20-3 8329 N.D. 7161 N.D. 柏油味 79 4-异丙基苯甲醛 122-03-2 5181 N.D. 5144 2304 酸味 80 4'-甲基苯乙酮 122-00-9 N.D. N.D. N.D. 3244 苦杏仁 81 水杨酸甲酯 119-36-8 23097 N.D. 11088 0 胡椒薄荷 82 橙花醇 106-25-2 N.D. 10805 N.D. 2731 甜味 83 异二氢碳化物 18675-35- 9 N.D. N.D. N.D. 3483 木头，香料 84 2，4-癸二烯醛 25152-84- 5 10530 15008 30331 58591 烧烤，蜡脂香 85 甲基环戊烯醇酮 80-71-7 3666 2994 75426 142325 焦糖味，枫叶味 86 2-甲基丙酸-3，7-二 甲基-2，6-辛二醇酯 2345-26-8 N.D. N.D. 6877 N.D. 花香 87 (E)-香芹醇 1197-07-5 1276 3656 2413 4198 香菜，溶剂味 88 己酸 142-62-1 55993 N.D. 510655 118172 汗味 89 2-(4-甲基苯基)丙-2-醇 1197-01-9 N.D. N.D. N.D. 8900 柑橘味，霉味 90 愈创木酚 90-05-1 7219 N.D. 18750 42416 烟味，甜味，药味 91 香叶醇 106-24-1 47845 N.D. 46757 N.D. 玫瑰，天竺葵 92 (E)-橙化基丙酮 3796-70-1 15869 N.D. 8692 N.D. 花果绿植，梨，香蕉 93 (2Z)-3，7-二甲基-2，6- 辛二烯-1-基丁酸酯 999-40-6 8471 1560 4252 3344 花果绿植，热带浆果 94 甲基麦芽酚 118-71-8 N.D. N.D. 25255 38077 焦糖味 95 苯并噻唑 95-16-9 5279 N.D. 2554 N.D. 汽油，橡胶 96 2-乙酰基吡咯 1072-83-9 57953 74980 292054 175482 坚果，核桃，面包 97 呋喃酮 3658-77-3 N.D. N.D. 19553 N.D. 焦糖味 98 对甲酚 106-44-5 N.D. N.D. N.D. 2930 药味，酚，烟 双(2-甲基-3-呋喃基)28588-75- 99 二硫 2 N.D. N.D. 48811 15826 烤肉味 100 壬酸 112-05-0 6070 N.D. 12057 4172 绿植，脂肪 101 丁香酚 97-53-0 N.D. N.D. 1719 2960 丁香，蜂蜜 102 吲哚 120-72-9 3039 N.D. N.D. N.D. 樟脑丸，焦味 103 5-羟甲基糠醛 67-47-0 26866 N.D. 279965 98167 纸板味 104 香兰素 121-33-5 3158 N.D. 346023 560159 香草 105 硬脂醇 112-92-5 43841 N.D. N.D. N.D. 石油 2.3数据统计分析 2.3.1韦恩图 韦恩图 (Venn Diagram) ，是显示元素集合重叠区域的图示，可用于统计不同比对组别中所共有和独有的差异 物质数目。两种瓜子的韦恩图结果见图7。两种瓜子共检出105种组分，其中原味瓜子(壳+仁)和焦糖味瓜子(壳+仁)共有组分66种；原味瓜子壳和仁共有组分39种；焦糖味瓜子壳和仁共有组分44种；原味瓜子壳和焦糖味瓜子壳 共有组分42种；原味瓜子仁和焦糖味瓜子仁共有组分34种。 图7 两种瓜子样品检测组分韦恩图 2.3.2 PCA 分析 PCA分析即主成分分析(Principal Component Analysis)是一种将大量数据进行降维处理的数学统计分析方法，该方法将原来变量重新组合成一组新的互相无关的几个综合变量，同时根据实际需要从中可以取出几个较少的综 合变量尽可能多地反映原来变量的信息。以新变量中对样品间方差贡献最大的两个作为x轴与y轴，在该坐标轴 上标注各样品的位置就可得到能够直观反映样品间差异的 PCA图。图8为这两种瓜子样品的PCA图，从图中可 以看出A1与A2组(原味瓜子壳和仁)，B1和B2组(焦糖味瓜子壳和仁)在PC2上较为类似， A1与B1组(原 味和焦糖味瓜子壳)， A2与B2组(原味和焦糖味瓜子仁)在PC1上比较接近。 Scores Plot 图8 两种瓜子的 PCA图 结论 本文采用岛津三重四极杆气相色谱质谱联用仪 GCMS-TQ8050 NX， 结合 AOC-6000 多功能自动进样器SPME 进样模式和 Smart Aroma Database 香味数据库建立了484种气味成分的 MRM 分析方法。使用此方法检测了两 种不同口味的瓜子样品，共检出105种气味成分，共有组分66种。使用 PCA 分析得到了可以直观体现样品间差 异的 PCA 图。此方法操作简单，可用于香瓜子的气味成分分析。 岛津应用云