第三篇香氣提取分離分析

1、第三篇第三篇 香氣提取、分離、分析方法香氣提取、分離、分析方法第第7章章 香氣分析技術(shù)的選擇香氣分析技術(shù)的選擇7.1 香氣分析基本方法香氣分析基本方法n食品風味物質(zhì)的分析及鑒定是食品風味化學的基礎。n香氣是風味的主要成分，包括揮發(fā)性物質(zhì)和非揮發(fā)性物質(zhì)，一直以來重點研究揮發(fā)性物質(zhì)。n研究食品的風味、首先就要了解風味物質(zhì)的成分和組成，即要對風味物質(zhì)進行成分分析。隨著精密分析儀器的出現(xiàn)，食品風味的研究方法不斷得到改進和完善，目前已基本上建立了一套比較完整的研究程序和分析鑒定方法。香氣分析基本方法香氣分析基本方法n風味分析內(nèi)容包括：食品的取樣，風味物質(zhì)的提取、分離、富集，使用現(xiàn)代分析儀器進行定性、定量

2、分析，感官評定。n對于難度較大的嗅感風味成分，通常的步驟是：先從食品樣品中提取出風味成分，經(jīng)過初步的分級分離后，再對風味物進一步分離出逐個組分，然后對各組分進行鑒定。在上述過程完成后，還要進行化學或生物合成，并混合為該食品的風味，以確證分析鑒定的準確性。由于目前還沒有任何一種儀器能準確測定各種食品的風味類型和質(zhì)量，因此，任何風味物質(zhì)的鑒定還必需同時伴隨著感官評定。 7.2風味成分分析所面臨的問題風味成分分析所面臨的問題 1、從組成豐富的食品中分離和濃縮具有感官重、從組成豐富的食品中分離和濃縮具有感官重要性的低濃度物質(zhì)的難度很大要性的低濃度物質(zhì)的難度很大 如食品中的水在抽真空或蒸餾時是揮發(fā)性物質(zhì)

3、，蒸餾出芳香成分的同時水也被蒸餾出來；采用溶劑萃取法（大多數(shù)的芳香物質(zhì)是親脂性的）時，提取出芳香成分也萃取出脂類；蛋白質(zhì)是一種強乳化劑和泡沫穩(wěn)定劑，是的有機溶劑提取簡單風味物質(zhì)變得復雜；碳水化合物可以提高產(chǎn)品的黏度、起泡性和乳化性，也使芳香物質(zhì)的分離變得復雜。 2、風味物質(zhì)包含的化學物質(zhì)種類繁多、風味物質(zhì)包含的化學物質(zhì)種類繁多 分析化學家必須設法有效地提取和濃縮醇、醛、酸、酮、胺、羰基化合物、雜環(huán)化合物、芳香化合物、非揮發(fā)性物質(zhì)等多種化合物； 3、食品風味組分的絕對數(shù)量進一步加大了風味分析的、食品風味組分的絕對數(shù)量進一步加大了風味分析的難度難度 對于一個天然風味，組分少于200種算是相當簡單的

4、了，但像褐變風味物質(zhì)（如肉、咖啡或巧克力）含有將近1000中揮發(fā)性組分是非常普遍的； 4、風味研究的儀器分析結(jié)果重現(xiàn)性不好、風味研究的儀器分析結(jié)果重現(xiàn)性不好 這個是由于在風味物質(zhì)的穩(wěn)定性差，在分析過程中發(fā)生了變化，因此要確認在分析中發(fā)現(xiàn)的風味物質(zhì)哪些是產(chǎn)品本身所有。 7.3 香氣分析技術(shù)的選擇香氣分析技術(shù)的選擇 一、選擇香氣分析技術(shù)是所考慮的因素 1、樣品的因素 如樣品的組成（水、脂肪、蛋白質(zhì)、碳水化合物等），香氣化合物的濃度（痕量或含量高）和性質(zhì)（揮發(fā)性或非揮發(fā)性，水溶性或脂溶性）； 2、分析時間 在短期研究中，方法隨時間變化的穩(wěn)定性至關(guān)重要；固相微萃取隨時間的穩(wěn)定性差，冷阱捕集、溶劑萃取和

5、同時蒸餾萃取是比較穩(wěn)定的。 3、儀器 自動的分析方法具有準確性、高處理能力、結(jié)果的穩(wěn)定性；手動分析方法處理能力低、變化性大；4、分析目標找到一種完全的香氣分離方法，可以正確鑒定和量化食物中存在的每一種香氣成分，及獲得完整的香氣圖譜；只鑒定香氣圖譜中的關(guān)鍵組分，這些成分是食物特征香氣的原因；鑒定食品中的不良氣味；監(jiān)測香氣隨時間的變化；推測感官屬性；確定食品風味中是否摻有次品。 每一個任務和目標都對方法有不同的要求。二、獲得完整的香氣圖譜二、獲得完整的香氣圖譜n樣品的選擇：選擇具有人們所希望的香氣特性的產(chǎn)品，可以是一個或一組樣品。n分離技術(shù)的結(jié)合：如靜態(tài)頂空法、冷阱捕集法和溶劑萃取法/同時蒸餾萃取

6、法相結(jié)合。n圖譜中香氣成分的定量和回收率：內(nèi)標、外標和同位素稀釋法；傳統(tǒng)方法：簡單記錄香氣化合物氣相色譜峰面積百分比和數(shù)量。三、影響感官特性的關(guān)鍵化合物三、影響感官特性的關(guān)鍵化合物n樣品選擇 樣品選擇得當，得到的數(shù)據(jù)能有效地描述所有產(chǎn)品的特征，其他產(chǎn)品只在感官特性上有微小差別；n選擇合適的組合分離方法從樣品中分離出所有香氣化合物；n感官結(jié)合分析數(shù)據(jù)從完整的揮發(fā)性圖譜中確定哪種化合物對香氣是重要的，同時涉及氣相色譜-吸聞測定分析法的應用，但其不能準確評估芳香化合物的貢獻和相對重要性。n確定哪種化合物可以描述食物芳香的唯一方式是感官評定。篩選測定法。四、食品中的不良氣味四、食品中的不良氣味n樣品的

7、選擇 最強烈、口味最典型的樣品。n依據(jù)經(jīng)驗選擇捕集、靜態(tài)頂空、固相微萃取、蒸餾或真空蒸餾；沒有經(jīng)驗的話，嘗試一系列方法后選擇效果最好的分離方法。n氣相色譜-吸聞技術(shù)結(jié)合感官評估從香氣分離物中確認不良風味的化學組成；評價員對不良氣味的敏感性要高。n將得到的不良風味化合物的充分濃縮分離物進行GC-MS方法鑒定；n使用純的參考物驗證不良氣味五、監(jiān)控香氣化合物隨時間的變化五、監(jiān)控香氣化合物隨時間的變化n許多情況下，風味化學家希望監(jiān)測食品香氣隨時間的延長發(fā)生的變化，如分析監(jiān)測食品在儲藏和老化過程中的風味損失（如即溶咖啡）、風味形成（葡萄酒和干酪的老化）、不良風味的出現(xiàn)（油脂氧化味或酸敗味）。n香氣分析方

8、法的選擇要考慮一下四個問題：采用合適的香氣分離方法分離出所需的香氣化合物；香氣分離方法穩(wěn)定性要好；香氣分離方法有充分的精確度；香氣分離方法分析時間短；六、推測感官屬性六、推測感官屬性n推測感官屬性（如地理分類、品種分類等）時需要儀器分析和感官評估相結(jié)合，對儀器數(shù)據(jù)和感官數(shù)據(jù)進行分析、篩選和解釋。n樣品的準備和分析方法受儀器分析方法的影響。7.4 樣品的選擇和準備樣品的選擇和準備一、樣品的選擇n雖然人類嗅覺系統(tǒng)對香氣成分極度敏感，但是儀器的敏感度卻不高，因此要選擇那些最典型的具有很高風味強度的樣品。n分析目標不同；n受人為主觀因素的影響。二、樣品的準備n為防止新鮮植物和動物組織中的活性酶系破壞其

9、風味，影響香氣分析結(jié)果，在分離前或分離過程中需采取一定措施使酶失活，常見方法是甲醇中均質(zhì)、短時熱處理等；n為防止分離過程中化學反應的發(fā)生，可對溫度、時間、pH、氧氣等進行控制，如在液氮中浸泡或研磨，在CO2或N2中進行提取，真空蒸餾，待分離樣品中加入抗氧化劑等；n采取措施抑制微生物的生長；7.5 芳香物質(zhì)分離原理一、溶解性一、溶解性n原理：利用芳香成分在水（食品）和有機溶劑中的分配系數(shù)的差異進行分離，大多數(shù)芳香成分都是屬于親油性的。n分離方法：液-液萃取法、超臨界CO2萃取法（SFE萃?。﹏液-液萃取法特點 優(yōu)點：操作簡單，有效； 缺點：不同芳香物質(zhì)由于極性不同使提取率存在差異，因而不能很好地

10、表示出揮發(fā)物在原始水溶液中的組成；脂質(zhì)也同時萃取出來，影響后面的色譜分析。因此溶劑萃取法非常適合于低脂食品或非脂食品。n超臨界流體萃取的原理超臨界流體萃取的原理 超臨界流體萃取分離過程的原理是利用超臨界流體的溶解能力與其密度的關(guān)系，即利用壓力和溫度對超臨界流體溶解能力的影響而進行的。 在超臨界狀態(tài)下，超臨界流體具有很好的流動性和滲透性，將超臨界流體與待分離的物質(zhì)接觸，使其有選擇性地把極性大小、沸點高低和分子量大小的成分依次萃取出來，然后借助減壓、升溫的方法使超臨界流體變成普通氣體，被萃取物質(zhì)則完全或基本析出，從而達到分離提純的目的，所以在超臨界流體萃取過程是由萃取和分離組合而成的。n超臨界流體

11、萃取特點超臨界流體萃取特點 對小分子質(zhì)量的親脂性芳香化合物萃取效果極好，對高分子質(zhì)量和極性的化合物萃取效果較差； 通過加入夾帶劑可提高其對極性芳香化合物的溶解性和選擇性； 不水解、不熱降解； 不含脂肪；無溶劑殘留； 分離物與食品原料接近。二、揮發(fā)性二、揮發(fā)性n原理：利用芳香成分在水（食品）和氣相中分配系數(shù)的差異進行分離，芳香成分分配到氣相中。n分離方法：頂空分離法（靜態(tài)/平衡、動態(tài)/非平衡、吹掃）、蒸餾（常壓、真空）法、同時蒸餾提取法、分子蒸餾等。n靜態(tài)頂空法/平衡分離法：芳香物質(zhì)根據(jù)其分配系數(shù)分配到處于平衡狀態(tài)的水相和油相中。n動態(tài)頂空法/吹掃頂空法/非平衡分離法：在非平衡狀態(tài)下，使芳香物質(zhì)不斷從食品釋放到氣相。為達到此目的，可以讓惰性氣流通過食品上方或?qū)饬鞔档绞称穬?nèi)部，氣流將芳香化合物從食品中帶出來，再將芳香化合物從氣流中分離出來，從而得到芳香分離成分。n特點：簡單、溫和、易實現(xiàn)自動化； 靜態(tài)頂