食品中揮發(fā)性香氣成分的測(cè)定

1、食品中揮發(fā)性香氣成分的測(cè)定實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，通過本實(shí)驗(yàn)主要要求學(xué)生掌握：1、掌握氣相色譜質(zhì)譜（GC-MS）結(jié)構(gòu)、基本原理及工作軟件。2、了解運(yùn)用GC-MS儀分析樣品的基本過程以及GC-MS分析數(shù)據(jù)的處理方法。在實(shí)驗(yàn)課之前，要求學(xué)生學(xué)習(xí)GC-MS的基本原理、結(jié)構(gòu)及使用范圍等基礎(chǔ)知 識(shí)，并設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行討論，相互學(xué)習(xí)修改，最終選擇出幾套合適的 實(shí)驗(yàn)方案。根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案，學(xué)生在課前準(zhǔn)備相關(guān)的實(shí)驗(yàn)材料及試劑。在課程實(shí)施過程中，對(duì)學(xué)生項(xiàng)目任務(wù)的情況進(jìn)行檢查評(píng)分，并在設(shè)計(jì)方案進(jìn) 行實(shí)施實(shí)驗(yàn)。老師在實(shí)驗(yàn)過程中，簡(jiǎn)單扼要回顧儀器基本結(jié)構(gòu)、工作原理，重點(diǎn)講解該儀 器工作站使用、如何選擇合適的實(shí)驗(yàn)條件。以下實(shí)驗(yàn)方

2、案為例： 實(shí)驗(yàn)原理：樣品適當(dāng)處理后，經(jīng)GC分離成單一組分，并進(jìn)入離子源，在離子源的作用 下樣品分子被電離成離子，離子經(jīng)過質(zhì)量分析器之后即按m/z順序排列成譜，經(jīng) 檢測(cè)器檢測(cè)后得到質(zhì)譜。計(jì)算機(jī)采集并儲(chǔ)存質(zhì)譜，經(jīng)過適當(dāng)處理即可得到樣品的 色譜、質(zhì)譜圖等。經(jīng)計(jì)算機(jī)與標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)檢索后可得到化合物的定性、定量結(jié)果。 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑山胡椒鮮果、無水硫酸鈉GC-MS 2010型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（日本島津公司）；水蒸氣蒸餾裝置實(shí)驗(yàn)步驟一、樣品處理（采用水蒸氣蒸館法）取原料50g研碎，置于1000ml的圓底燒瓶中，加入500mL蒸餾水，浸泡1.5 h，按中華人民共和國(guó)藥典2000年版一部（附錄XD）提取揮發(fā)油

3、，將所得揮 發(fā)油加入適量無水硫酸鈉脫水。得到具有濃郁香氣的淡黃色透明液體，置冰箱中 保存，待用。二、儀器操作（儀器操作可以先看視頻，然后邊演示邊操作）打開氦氣鋼瓶及減壓閥，減壓閥輸出壓力為0.5mpa-0.7mpa；按順序打開GC、MS電源，待自檢完成后打開電腦；雙擊桌面的GCMS Real Time Analysis目標(biāo)，待出現(xiàn)一長(zhǎng)一短兩聲鳴響，表 示連接GCMS成功；啟動(dòng)真空泵單擊左側(cè)vacuum control圖標(biāo)，出現(xiàn)真空系統(tǒng)屏幕，單擊Auto startup， 自動(dòng)啟動(dòng)真空控制。啟動(dòng)完成后，至少抽真空40分鐘后，方可點(diǎn)燃燈絲看真空 度（如果提前點(diǎn)燃易燒毀燈絲）。調(diào)諧方法進(jìn)入調(diào)諧，選擇

4、自動(dòng)調(diào)諧設(shè)置檢測(cè)參數(shù)；采集完備后，點(diǎn)再解析進(jìn)行數(shù)據(jù)分析；8 .關(guān)機(jī)日常關(guān)機(jī)：在時(shí)實(shí)分析中的上面菜單中的開關(guān)圖標(biāo)（daily shutdown）控制，此時(shí)為 低溫，低流量（按照設(shè)定值執(zhí)行），但真空系統(tǒng)工作正常。完全關(guān)機(jī)：在時(shí)實(shí)分析中左側(cè)的開關(guān)圖標(biāo)Vacuum control中，表示完全關(guān)機(jī)。按 自動(dòng)關(guān)機(jī)Auto shutdown ，儀器自動(dòng)降溫，當(dāng)離子源溫度均降到100C以下 時(shí)，自動(dòng)停泵，關(guān)閉儀器電源和剛瓶氣源。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：顯示并打印總離子色譜圖，并對(duì)每個(gè)未知譜與標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)檢索。思考題：在進(jìn)行GC-MS分析時(shí)需要設(shè)置合適的分析條件。假如條件設(shè)置不合適可能會(huì) 產(chǎn)生什么結(jié)果？比如色譜柱溫度不合適會(huì)怎么

5、樣？掃描范圍過大或過小會(huì)怎么 樣？進(jìn)樣量過大或過小可能對(duì)質(zhì)譜產(chǎn)生什么影響？注意事項(xiàng)：1、樣品必須經(jīng)過適當(dāng)處理，不能含有水分等雜質(zhì)。2、注意開機(jī)順序，嚴(yán)格按操作手冊(cè)規(guī)定的順序進(jìn)行。真空達(dá)到規(guī)定值后才可以 進(jìn)門儀器調(diào)諧。3、儀器調(diào)諧完中后應(yīng)盡快停止標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)樣。立刻關(guān)閉燈絲電流和倍增器電壓， 以延長(zhǎng)二者壽命。相關(guān)知識(shí)：可以在氣相色譜分析的化合物。在400攝氏度以下的溫度可以汽化（變成氣體）的化合物。在汽化時(shí)不會(huì)分解的化合物。在汽化時(shí)可以分解成固定比例碎片的化合物（熱裂解GC）即使符合上述的情況還可能有難以分析的化合物分析不可能或很難由GC分析化合物的例子。分子量小也不能蒸發(fā)的化合物（例如:無機(jī)的金屬

6、、離子，鹽）?；钚詮?qiáng)或極端地不穩(wěn)定的的化合物（例如:氫氟酸、臭氧，氮氧化物）。高吸附性的化合物（當(dāng)化合物含有羧基、羥基、氨基、硫等等因?yàn)槲胶突疃?比較高，在分析要注意。）難以獲得標(biāo)準(zhǔn)樣的化合物（得到峰后難以做定性和定量分析）質(zhì)譜法（mass spectrum，MS）是通過對(duì)樣品離子的質(zhì)荷比的分析來實(shí)現(xiàn)定 性和定量的一種分析方法。被分析的樣品首先要離子化，然后利用不同離子在電 場(chǎng)或磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)行為的不同，把離子按質(zhì)荷比（m/z）分開而得到質(zhì)譜圖，通過 樣品的質(zhì)譜圖和相關(guān)信息，得到樣品的定性和定量結(jié)果。質(zhì)譜法主要是通過對(duì)樣品的分子電離后所產(chǎn)生離子的質(zhì)荷比及其強(qiáng)度的測(cè) 量來進(jìn)行成分的結(jié)構(gòu)分析的一種分

7、析方法。首先，被分析樣品的氣態(tài)分子，在高 真空中受到高速電子流或其它能量形式的作用，失去外層電子生成分子離子， 或進(jìn)一步發(fā)生化學(xué)鍵的斷裂或重排，生成多種碎片離子。然后，將各種離子導(dǎo) 入質(zhì)量分析器，利用離子在電場(chǎng)或磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，使多種離子按不同質(zhì)荷比 的大小次序分開，并對(duì)多種的離子流進(jìn)行控制、記錄，得到質(zhì)譜圖。最后，得到 譜圖中的各種離子及其強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品成分及結(jié)構(gòu)的分析。GC-MS主要由三部分組成：色譜部分、質(zhì)譜部分和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。色譜部分 和一般的氣相色譜儀基本相同，包括有柱箱、汽化室和載氣系統(tǒng)，也帶有分流或 不分流進(jìn)樣系統(tǒng)，程序升溫系統(tǒng)，壓力、流量自動(dòng)控制系統(tǒng)等，一般不再有色譜 檢測(cè)器

8、，而是利用質(zhì)譜儀作為色譜的檢測(cè)器。在色譜部分，混合樣品在合適的色 譜條件下被分離成單個(gè)組分，然后進(jìn)入質(zhì)譜儀進(jìn)行鑒定。氣相色譜儀是在常壓下工作，而質(zhì)譜儀需要高真空，因此，如果色譜儀使用 填充柱，必須經(jīng)過一種接口裝置一一分子分離器，將色譜載氣去除，使樣品氣進(jìn) 入質(zhì)譜儀；如果色譜儀使用毛細(xì)管柱，則可以將毛細(xì)管直接插入質(zhì)譜儀離子源， 因?yàn)槊?xì)管載氣流量比填充柱小得多，不會(huì)破壞質(zhì)譜儀真空。GC-MS的質(zhì)譜儀部分可以是聚焦質(zhì)譜儀、四極質(zhì)譜儀，也可以是飛行時(shí)間質(zhì) 譜儀或離子阱。目前使用最多的是四極質(zhì)譜儀。離子源主要是EI源和CI源。GC-MS的另外一個(gè)組成部分是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的提高，GC-MS 的主要操作都由計(jì)算機(jī)控制進(jìn)行，這些操作包括利用標(biāo)準(zhǔn)樣品校準(zhǔn)質(zhì)譜儀，設(shè)置 色譜和質(zhì)譜的工作條件，數(shù)據(jù)的收集和處理以及庫(kù)檢索等。進(jìn)行GC-MS分析的樣品應(yīng)該是在GC工作溫度下（例如300C）能汽化的樣品， 樣品中應(yīng)避免大量水的存在，濃度應(yīng)該與器靈敏度相匹配。對(duì)于不滿足要求的樣 品要進(jìn)行預(yù)處理。樣品處理方式和普通氣相色譜差不多，常采用的有萃取、濃縮、 衍生化等。其工作原理為：一個(gè)混合物樣品進(jìn)入氣相色譜儀后，在合適的色譜條件下， 被分離成單一組分