主题：【第十七届原创】吸附搅拌磁子SBSE-热脱附GCMS分析活菌型乳酸菌饮品风味成分

吸附搅拌磁子SBSE-热脱附GCMS分析活菌型乳酸菌饮品风味成分

活菌型乳酸菌饮品?是一种以乳或乳制品为原料，经过乳酸菌发酵后制成的饮料，其中含有大量的活性乳酸菌。这类饮品旨在通过摄入活性乳酸菌，帮助调节肠道菌群平衡，改善肠道健康。此外，对于肠道敏感或易受肠道问题困扰的人群，选择活菌型乳酸菌饮品可以帮助改善肠道环境，缓解肠道不适（AI）。

本文采用吸附搅拌磁子（SBSE）提取活菌型乳酸菌饮品的香气香味风味成分，大体积冷却进样口PTV热脱附TDU气相色谱质谱法分析鉴定活菌型乳酸菌饮品成分；利用安捷伦未知物分析质谱解卷积软件识别拆分共流出色谱峰或基线附近的小峰，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，试剂

样品：某活菌型乳酸菌饮品，市场样品，来自某上海某超市。

氯化钠（优级纯）

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-C33正构烷混合标准物来自安谱公司。

1.3 GC/MS条件
1.3.1 色谱条件:

色谱柱：安捷伦HP-Innowax (60m×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1.8mL/min;

进样口：PTV大体积冷进样口，温度-20℃-250℃， 15℃/S；分流比：11:1

(MSD和ODP分流比为1：1)

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: 1253。

1.4样品的提取处理及分析方法

样品的提取处理：

样品主要成分配料表有水、聚葡萄糖、脱脂乳粉、乳酸钙、维生素E、维生素D、麦芽糖醇液、白砂糖、葡萄糖、可溶性大豆多糖、三氯蔗糖、食品用香精、干酪乳酪杆菌等原料。样品里面含有乳脂，蛋白，干扰很大，如果使用一般的有机溶剂提取是不可以的。故选用吸附搅拌磁子（SBSE）提取。取8g样品，加入2.4g氯化钠，放入吸附磁力搅拌子。在磁力搅拌器以900rpm转速下，提取1小时。取出吸附磁力搅拌子，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0.02%的C6-C33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。

1.5 数据处理软件

安捷伦未知物分析软件10.1

建立好带极性保留指数的质谱数据库

2 数据处理

基本流程：建立新分析，调用气质数据，设置合理的数据分析方法参数（包括解卷积），分析检索结果，参照检索匹配度和保留指数，以及相关基本风味化合物知识，仔细核对检索结果，选择合理的检索结果，删去不必要的峰，导出分析报告。

下面为利用未知物分析处理活菌型乳酸菌饮品样品的示例图：

图1 未知物分析处理活菌型乳酸菌饮品样品的图例

2.1 删掉不需要的非风味物质

例如28.28min吸附搅拌子的流失的硅氧烷峰和12.83的乙基苯，样品基质带来的某些化合物，烷烃化合物，邻苯化合物等。

图2 删掉不需要的非风味物质峰

2.2核对结果

观察化合物匹配度，对比计算保留指数和数据库保留指数是否一致。如果两者不吻合，可以选择Show Alternate hits...来选择合适的候选化合物来确认。

图3 19.25min检索结果和替换

例如19.25min的检索匹配度94虽然很好，但保留指数1341（实际计算）和1218（质谱数据库）相差较大，显然不正确。需要替换。替换为正己醇后是正确的而结果。

图4 替换为正己醇

同理28.28min的Isoborneol的保留指数1704（实际计算）和1673（质谱数据库检索）相差大一些，用borneol替换就更为合理了。Borneol的保留指数1704（实际计算）和1706（质谱数据库检索）。

图5 替换Isoborneol为Borneol

图6 替换Isoborneol为Borneol

同样核对其它保留指数不一致的峰，进行替换。

核对检索结果后，保存结果。导出分析报告如：表 活菌型乳酸菌饮品样品风味成分表

3 结果与讨论

3.1 实验结果

下面为活菌型乳酸菌饮品样品风味成分表

表 活菌型乳酸菌饮品样品风味成分表

2.4讨论

2.4.1 从上表看出，鉴定出91种香气香味风味化合物。包括各种醛类，醇类，酯类，酸类，呋喃类，硫化物，含氮化合物，萜烯化合物，烃类化合物等。（注：一些烷烃化合物，邻苯化合物，基质带来的双酯化合物已经删掉）。风味化合物种类繁多，还是比较丰富的。

含量较大（占比10%以上）的化合物有芳樟醇，甲位松油醇，辛酸，香兰素。

乙酸，己酸，辛酸等酸类化合物是乳酸菌饮品的酸味体现。

酯类化合物提供香气。

2-酮类化合物，内酯化合物，香兰素有酸酸乳的特征气味。

甲硫醇，二硫醚，三硫醚等硫化物提供特征气味。

吡嗪化合物，甲基邻氨基苯甲酸甲酯等含氮化合物更使香气丰富。

大量的萜烯化合物有植物等气味。

2.4.2此活菌型乳酸菌饮品样品含有水、聚葡萄糖、脱脂乳粉、乳酸钙、维生素、麦芽糖醇液、白砂糖、葡萄糖、大豆多糖、三氯蔗糖、食品用香精、干酪乳酪杆菌等原料。如果用一般的液液萃取, 里面的脂肪会进入有机相，严重干扰GCMS分析，同时一些成分也很容易造成乳化现象，不易提取；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，另外灵敏度比SBSE低，不能更好的反映活菌型乳酸菌饮品样品的风味化合物的全貌；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。这些提取方法的不足之处，提取效果差，费事耗时，样品量大，使用大量有机溶剂，灵敏度低等。用磁力吸附搅拌子（SBSE）提取活菌型乳酸菌饮品样品，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风味化合物的提取。

样品中适当加入氯化钠有助于更多极性化合物的提取。