主题：【第十三届原创】【生活中的分析】是否真正0添加？----吸附搅拌磁子-热脱附GCMS分析苹果醋饮料成分

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Science发表于：2020/07/12 20:43:07 楼主管理分享倒序浏览查看全部回复私聊

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7月二等奖年度二等奖

是否真正0添加？----吸附搅拌磁子-热脱附GCMS分析苹果醋饮料成分

苹果醋，是用苹果汁经发酵而成的醋，再兑以苹果汁等原料而成的饮品。不同于普通调味品醋。苹果原醋兑以苹果汁使得口味酸中有甜，甜中带酸，既消解了原醋的生醋味，还带有果汁的甜香，喝起来非常爽口。

本文采用吸附搅拌磁子（SBSE）提取苹果醋的香气香味成分，大体积冷却进样口PTV热脱附TDU气相色谱质谱法分析鉴定苹果醋成分；利用Amdis质谱解卷积软件识别拆分共流出色谱峰，得到更纯净的质谱图，更利于下一步质谱检索的工作；并结合保留指数校正使质谱检索结果更为准确。

1试验部分

1.1 仪器与装置

美国安捷伦7890/5975C气相色谱-质谱联用仪，带有德国Gerstel的MPS Robotic Pro多功能自动进样系统，德国Gerstel的CIS4大体积分流/不分流进样口和TDU2热脱附。

吸附搅拌子(PDMS, 0.10mmX10mm，Gerstel)。

1.2样品和标样

样品：某某XX发酵型苹果醋饮料。

香气香味化合物标准品均来自Sigma-Aldrich等主要试剂公司，少数为实验室内部精制标样。C6-C26正构烷混合标准物来自安谱公司。

1.3GC/MS条件
1.3.1 色谱条件:

色谱柱：安捷伦DB-5ms i(30m×0. 25 mm ( i.d.)×0.25μm)毛细管柱；

升温程序： 40℃保持2 min，以5 ℃/min升至250℃，保持20 min；

载气（He, 纯度99.999%以上）流速1mL/min;

进样口：PTV大体积冷进样口，温度-20℃-250℃， 15℃/S；

TDU：25-230℃, 100℃/min,不分流，传输线温度：260℃

1.3.2质谱条件:
电子轰击（EI）离子源；电子能量70eV；传输线温度280℃；离子源温度230℃；四级

杆温度150℃。SCAN扫描范围：29-400。EMV:1153。

1.4样品的提取处理及分析方法

样品的提取处理：

发酵型苹果醋饮料配料表有苹果汁、水、苹果原汁、蜂蜜，蔗糖素。不含防腐剂、食用香精、蔗糖。取2g样品放入磁力搅拌子，提取1小时。用超纯水冲洗干净，用干净的餐巾纸吸干，放入热脱附的小管，运行序列。

在分析样品前，和样品分析完全相同的条件下，用0.05%的C6-C26的正构烷标样注射到GCMS，获得正构烷的保留时间，用于计算保留指数。分析样品后，用软件计算样品各个组分的保留指数，并和标样的保留指数对比来，结合质谱来定性。事先也用同样方法测定标样的保留指数备用。

2 结果与讨论

2.1 实验结果

下面为发酵型苹果醋饮料的总离子色谱TIC图：

图1. 发酵型苹果醋饮料的总离子色谱TIC图

2.2数据处理：

先用Amdis质谱数据解卷积处理质谱数据，减少本底干扰，对共流出峰拆分，提取出大峰下面的峰或隐藏在里面的色谱峰。例如同时用Amdis的MSL质谱数据库和工作站的PBM（L）质谱数据库检索，并结合保留指数来鉴定峰。所有保留指数均由标准样品测定。极少数没有保留指数的化合物，参照其它资料和以往的经验，在保证良好匹配度的情况下确认。用MS定性鉴定香气化合物。

Amdis处理拆分例子，24.168min的硅氧烷和6.5.2-methyl heptenone; 24.268min的DMP和Geranylpropanone。

图2 24.168min的硅氧烷和6.5.2-methyl heptenone

下面是硅氧烷的m/z 281离子和6.5.2-methyl heptenone的主要离子m/z 69, 108, 126的提取离子色谱峰。可以看出6.5.2-methyl heptenone是包裹在硅氧烷的大峰底部的一个小峰。一般是无法觉察到的。

图3 24.168min的硅氧烷和6.5.2-methyl heptenone的主要离子提取色谱图

图3 24.268min的DMP和Geranylpropanone。

同时提取DMP的主要离子m/z 163, 77, 194和Geranylpropanone的主要离子m/z 69,107,151，看到两个重叠峰的情况。

图5 24.268min的DMP和Geranylpropanone提取离子色谱图

2.3发酵型苹果醋饮料的香气香味成分

表发酵型苹果醋饮料的香气香味成分表

No	Name	RT(min)	Area%
1	ALCOHOL	1.83	0.630
2	PROPANONE	1.948	0.497
3	DIACETYL	2.414	0.417
4	ACETIC ACID	2.539	0.655
5	ETHYL ACETATE	2.581	1.288
6	ACETYL METHYL CARBINOL	3.698	0.446
7	ISOAMYL ALCOHOL	4.19	0.307
8	METHYL BUTANOL-2	4.267	0.049
9	PYRIDINE	4.316	0.603
10	ISOBUTYL ACETATE	4.983	0.218
11	ALDEHYDE C 6	5.601	0.179
12	FURFURAL	6.379	0.580
13	ISOVALERIC ACID	6.531	0.026
14	ISOAMYL ACETATE	7.69	0.342
15	METHYLBUTYL ACETATE, 2	7.747	0.076
16	ACETOIN ACETATE	8.018	0.050
17	STYRENE	8.098	0.065
18	ALDEHYDE C 7	8.434	0.007
19	ACETYLFURAN-2	8.594	0.007
20	PINENE, ALPHA-	9.379	0.018
21	METHYLFURFURAL, 5-	10.184	0.057
22	BENZALDEHYDE	10.245	0.249
23	CAPRONIC ACID	10.737	0.013
24	METHYL HEPTENONE, 6,5,2-	10.988	0.083
25	ISODODECANE	11.156	0.013
26	ALDEHYDE C 8	11.583	0.095
27	ISOOCTANOL	12.357	0.708
28	OCTENAL, 2E-	13.283	0.013
29	ACETOPHENONE	13.482	0.778
30	FURYLHYDROXYMETHYL KETONE, 2-	13.882	0.007
31	NONENAL, 3Z-	14.393	0.007
32	ALDEHYDE C 9	14.725	0.450
33	PHENYLETHYL ALCOHOL, 2-	14.908	0.086
34	HEXANOIC ACID, 2-ETHYL-	15.529	3.139
35	HEXYL ACETATE, 2-ETHYL-	15.994	0.095
36	NONENAL, 2E-	16.372	0.054
37	unknown	16.616	0.116
38	NONANAL, 8-METHYL-	16.696	0.138
39	CAPRYLIC ACID	16.978	3.264
40	ETHYLMALTOL	17.382	5.424
41	DODECANE	17.596	0.001
42	ALDEHYDE C10	17.748	0.339
43	PHENYLETHYL ACETATE, 2-	19.094	0.082
44	OCTANEDIOL, 1,3-	19.273	0.001
45	ANETHOLE TRANS-	20.009	0.405
46	TRIDECANE	20.424	0.137
47	BUTYRIC ACID-1-HYDROXY-2,2,4-TRIMETHYL-3-PENTYLESTER, ISO-基质	21.686	0.104
48	CAPRIC ACID	22.094	0.562
49	BUTYRIC ACID-3-HYDROXY-2,2,4-TRIMETHYL-PENTYLESTER, ISO- 基质	22.331	0.161
50	DAMASCENONE, BETA-	22.518	0.142
51	TETRADECANE	23.097	0.080
52	GERANYLPROPANONE	24.268	0.568
53	ALCOHOL C 12	24.954	1.903
54	PENTADECANE	25.629	0.050
55	PHENOL, 2,4-DI-TERT.-BUTYL-	25.713	0.175
56	LAURIC ACID	27.058	0.969
57	2,2,4-TRIMETHYL-1,3-PENTANEDIOL DIISOBUTYRATE 基质	27.707	6.143
58	HEXADECANE	28.019	0.102
59	benzophenone	28.637	0.108
60	TRIDECANOIC ACID	29.293	0.174
61	TETRADECANOL	29.746	0.223
62	MYRISTIC ACID	30.726	0.423
63	unknown	31.104	0.338
64	HEXYLCINNAMIC ALDEHYDE, ALPHA	31.245	0.224
65	MYRISTIC ACID	31.592	2.996
66	NEO HELIOPAN OS	32.465	0.286
67	TETRADECANOIC ACID, 12-METHYL-	32.636	0.251
68	ISOPROPYL MYRISTATE	32.934	0.078
69	PENTADECANOIC ACID	33.018	0.226
70	FARNESYL ACETATE, 2E,6E-	33.079	0.240
71	PENTADECANOIC ACID	33.616	0.711
72	HEXADECANOL	34.093	4.446
73	未知萜烯化合物	34.493	0.152
74	Palmitoleic acid	35.206	0.710
75	PALMITIC ACID	35.656	1.250
76	unkown	35.759	2.266
77	未知酯类化合物	36.59	0.223
78	Isopropyl palmitate	36.884	0.074
79	OCTADECANOL	38.047	6.459
80	未知烃类化合物	39.015	0.148
81	NEO HELIOPAN AV CIS	39.373	0.317
82	未知酯类化合物	39.671	2.330
83	HENEICOSANE isomer	40.151	0.149
84	未知烃类化合物	40.265	0.253
85	ACETYL TRIBUTYL CITRATE 植物增塑剂	40.929	0.196
86	未知倍半萜烯化合物	41.783	0.137
87	HENEICOSANE	41.874	0.171
88	NEO HELIOPAN AV	42.096	0.169
89	ETHYL LINOLEATE	42.648	0.203
90	Decanoic acid, dodecyl ester	43.03	0.807
91	Octanoic acid, tetradecyl ester	43.091	0.877
92	Hexanedioic acid, bis(2-ethylhexyl) ester	43.3	2.291
93	DOCOSANE	43.533	0.216
94	HEXADECYL 2-ETHYLHECANOATE	44.673	0.137
95	2-ethylhexyl Palmitinoate	45.176	0.464
96	Decanoic acid, dodecyl ester	46.575	0.301
97	Octanoic acid, heptadecyl ester	46.675	0.431
98	CINNAMIC ACID 2-ETHYLHEXYL ESTER	48.192	0.239
99	13-Docosenamide, (Z)-	51.986	1.341
100	SQUALENE	53.53	33.790
100.000

2.4讨论

2.4.1从上表看出，鉴定出93种香气香味化合物。包括各种醛类，醇类，酯类，酸类，酚类，呋喃，含氮化合物，萜烯化合物，烃类化合物等。一些香气香味化合物来自苹果汁，苹果醋。

2.4.2此苹果醋含有苹果汁、水、苹果原汁、蜂蜜，蔗糖素，有比较清新的苹果和醋的香气和香味，酸甜可口。如果用一般的液液萃取, 由于含有果汁，果汁里面果胶容易乳化，不易提取，并且需要使用样品量大，使用溶剂量大，费时间，还需要浓缩，工作量较大；如果用固相微萃取（SPME），也需要一定的加热温度，对不同挥发性的化合物的提取比例可能不一致，高沸点化合物提取效果差，难以得到较准确的定量，另外灵敏度有限，不能更好的反映苹果醋样品的香气物质的全貌；如果用同时蒸馏萃取（SDE），有加热过程，可能在提取过程会带来热分解或反应，产生新物质，基质的影响较大。这些提取方法有一定的不足之处，例如提取效果差，费事耗时，样品量大，有有机溶剂，灵敏度低等。用磁力吸附搅拌子（SBSE）提取苹果醋样品，灵敏度高，需要样品量很少，无溶剂，操作简单方便，可以在不加热情况下提取，减少热分解。非常有利于香气香味化合物的提取。

2.4.3从这款苹果醋配料表看到有苹果汁、水、苹果原汁、蜂蜜，蔗糖素。不含防腐剂、食用香精、蔗糖。但是在样品中检出乙基麦芽酚(ethyl Maltol)，茴香脑(Anethole)，甲位己基桂醛（Hexyl Cinnamic Aldehyde）和Neo Heliopan（两者来自桂油）。乙基麦芽酚不属于天然原料，应该不能算0添加。茴香脑，己基桂醛在苹果里面一般是没有的。这个可能不是商家故意所为，也许是原料控制不严带入，原料而非纯天然。