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顶空固相微萃取-气相色谱-质谱定量分析大豆分离蛋白风味物质.doc

顶空固相微萃取-气相色谱-质谱定量分析大豆分离蛋白风味物质

刘飞机
2017-09-30 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《顶空固相微萃取-气相色谱-质谱定量分析大豆分离蛋白风味物质doc》,可适用于生产运营领域

顶空固相微萃取气相色谱质谱定量分析大豆分离蛋白风味物质顶空固相微萃取气相色谱质谱定量分析大豆分离蛋白风味物质papereducn中国科技论文在线气相色谱质谱定量分析大顶空固相微萃取豆分离蛋白风味物质焦亚培华欲飞**作者简介:焦亚培()女硕士粮食油脂与植物蛋白通信联系人:华欲飞()男教授粮食油脂与植物蛋白(江南大学食品学院无锡><#'>)摘要:用顶空固相微萃取气相色谱质谱(HSSPMEGCMS)对大豆分离蛋白的挥发性成分进行研究选定具代表性的种挥发性物质。分别以纯水和大豆分离蛋白作为基质加入内标物对种特定风味物质的萃取条件进行了优化建立了相关的标准曲线最后应用于商用大豆分离的挥发性风味物质的定量。实验结果表明:测定大豆分离蛋白挥发性成分的最佳分析条件为萃取头类型为DVBCARPDMSμm蛋白浓度(mv)萃取温度萃取时间min搅拌速度rmin标准曲线的R介于和之间斜率范围介于和之间不同基质条件下标准曲线的斜率会发生变化不同商用大豆分离蛋白中挥发性物质含量有较大的差别风味品质有明显差异。关键词:食品加工技术固相微萃取气相色谱质谱大豆分离蛋白风味成分定量分析中图分类号:S农业科学QuantificationoftheSelectedOdorantVolatileCompoundsinSoyProteinIsolatesusingHSSPMEGCMSJIAOYapei,HUAYufei(FoodSchool,JiangnanUniversity,Wuxi<#'>FoodSchool,JiangnanUniversity,Wuxi<#'>)Abstract:Aheadspacesolidphasemicroextractiongasmassspectrometerchromatography(HSSPMEGCMS)methodologyforthequantificationoftypicaloffflavorcomponentsinsoyproteinisolates(SPI)wasdevelopedFactorswhichinfluencingHSSPMEsuchas:fibercoating,extractiontimeandtemperature,stirringrate,proteinconcentrationwerestudiedTheoptimizedresultswereobtainedunderfollowingconditions:μmDVBPDMSCARfiber,minextractiontimeatStandardcurveswereestablishedforcompoundsbothinaqueoussolutionandsoyproteinsolution:Rwerebetweenand,slopeswerebetweenand,Finally,contentsoftheselectedvolatilecompoundsinseveralcommercialsoyproteinisolatesweredeterminedKeywords:soyproteinisolatesoffflavorHSSPMEGCMSvolatilecompoundsquantitativeanalysis引言大豆分离蛋白(soybeanproteinisolatesSPI)是一种重要的植物蛋白产品与动物蛋白相比其氨基酸评分(PDCASS)较高。大豆分离蛋白的蛋白含量可达,以上消化利用率可达,,,。大豆分离蛋白被广泛用在各个领域例如肉制品烘焙制品乳制品和其他功能性食品等。但是大豆蛋白异味成分的存在是制约其更广泛应用的重要因素。大豆蛋白异味成分可能是由于脂肪氧合酶催化多不饱和脂肪酸氧化而产生的副产物。Lei和Boatright报道大豆蛋白的主要异味成分有己醛庚酮辛醛壬酮辛烯酮辛烯酮苯甲醛戊基吡啶等另外Yuan选择己醛戊基呋喃辛烯酮己醇辛烯醇壬烯醛反,反,癸二烯醛作为豆浆的特征异味成分研究其在加papereducn中国科技论文在线热工艺中含量变化。在食品体系中风味物质的收集方式对测定结果非常重要。常见的方法有静态顶空动态顶空,固相微萃取和溶剂萃取等方法。固相微萃取与其他方法相比有独特的优势如灵敏度高操作简单化选择性高无溶剂影响,等广泛使用于挥发性物质的分析。Ducki用顶空固相微萃取方法定量检测了可可制品中的挥发性物质并做了相关条件的优化。本文中首先对市售的不同种类的大豆分离蛋白存在的共同的特征异味成分进行了研究选定代表性的种物质用甲基庚酮作为内标物确定其最适合的萃取条件建立相关标准曲线进行了定量分析并对大豆分离蛋白的风味进行了初步评价。材料和方法材料标准物:己醛(hexanal),戊基呋喃(pentylfuran)辛烯酮(octenone)己醇(hexanol)辛烯醇(octenol)苯甲醛(benzaldehyde)反,反,癸二烯醛((E,E),decadienal)甲基庚酮(methylheptone)均购自西格玛奥德里奇公司纯度均高于甲醇水(色谱级)NaCl(分析级)。风味物质含量极低的大豆分离蛋白(实验室制备)。商用大豆分离蛋白种分别购自杜邦郑州蛋白有限公司(Supro)不二富吉科技有限公司(SPI),谷神科技有限公司(SPI),哈尔滨高科技股份有限公司(SPID),南通光合生物科技有限公司(SPI),山东万德福实业有限公司(WDFPROF)。编号分别为SPI。均在密封保存。HSSPME固相微萃取所用萃取头(PDMSμm,CARPDMSμm,DVBCARPDMSμm,PAμm)和萃取装置均购自Supelco。首次使用前萃取头于老化h。萃取温度选择范围为萃取时间范围min搅拌速度范围rmin蛋白浓度为(mv)。GCMS美国Agilent公司A气相色谱仪及AgilentCMSD检测器,m×mm×μmDBMS色谱柱升温程序:起始温度保持min以,min上升至再以,min上升至进样口温度载气:He氦气流速mL,min不分流方式。质谱条件:离子源EI源离子源温度接口温度电子能量为eV扫描范围m,z为,采集方式Scan。标准曲线的建立种标准物和内标物分别配制为mg的储备液溶剂为甲醇。实验中将取种标准液混合并逐步稀释至所需浓度后加入内标保持内标浓度为mg。分别用纯水和大豆分离蛋白作为基质建立标准曲线横坐标为标准物质浓度纵坐标为此物质峰面积与内标峰面积之商(AcAis)。样品处理取商用大豆分离蛋白配制为浓度为(mv)。HSSPMEGCMS条件为优化后的条件。每个样品重复测定次。papereducn中国科技论文在线数据处理样品中各未知挥发性成分的定性由计算机检索与NIST标准质谱库匹配求得统计匹配度均大于左右的挥发性成分挥发性成分定量分析采用峰面积归一化法。结果与讨论大豆分离蛋白中挥发性物质的鉴定分别测定种商用分离蛋白在蛋白浓度(mv)时的挥发性成分。实验使用μmDVBPDMSCAR萃取头下萃取min。发现种物质为其共有的典型的风味物质包括醛类酮类醇类呋喃类等图为SPI大豆分离蛋白的离子图谱。选定其中具有代表性的种物质如图编号它们的峰面积较大且具有独特的风味特征可用以进行定量分析。图大豆分离蛋白挥发性成分总离子流色谱图注:Hexanal,pentylfuran,octenone,hexanol,octenol,benzaldehyde,(E,E),decadienal分别对应编号大豆分离蛋白中挥发性物质的鉴定固相微萃取头的选择根据萃取头的灵敏度和选择性对种萃取头(PDMSμmPAμmPDMSCARμmDVBPDMSCARμm)进行了优化。图显示的为(mv)SPI萃取min时各物质所对应的响应值(峰面积)。可以看出DVBPDMSCARμm的效果最好。μmPDMSCAR萃取头对于苯甲醛响应值较高而对反,反,癸二烯醛响应值不高。Achouri发现相对于CWAXDVB和PDMSDVBCARPDMS萃取头更适合用于豆浆中风味物质的鉴定。另外CARPDMS适用于低分子量的化合物而PDMSDVB更适用于较高分子量的化合物而DVBPDMSCAR包含有种涂层更适用于我们所选择的种分子量差异较大的物质。papereducn中国科技论文在线EEEEEEEEEhexanalISpentylfuranoctenonehexanoloctenolbenzaldehyde(E,E),decadienal峰面积(Ac)μmPDMSμmPAμmPDMSCARμmDVBPDMSCAR图不同萃取头的萃取效果蛋白浓度的选择从图可以看出在有蛋白存在的情况下(即使是的蛋白浓度)pentylfuran,octenol和(E,E),decadienal的AcAis(该挥发物峰面积与内标物峰面积之比)急剧减小而其他种物质的AcAis的下降趋势没有很明显且多在的浓度时达到平衡。这pentylfuran,octenol和(E,E),decadienal这可能由于)种物质和蛋白之间的结合作用比其他种物质明显。考虑到大豆蛋白在水中的溶解度和分散性有限及GC的检测限选择的蛋白浓度用于之后的分析。蛋白浓度(mv)响应值比值(AcAis)hexanalpentylfuranoctenonehexanoloctenolbenzaldehyde(E,E),decadienal图不同蛋白浓度对萃取效果的影响萃取时间的选择由于不同物质的挥发性强弱及对萃取涂层的亲和能力不同萃取时间对纤维涂层的挥发性物质吸附量影响较大。从理论上来说在一个无限长的时间内萃取头上吸附量最终会达pentyl到平衡。从图可以看出在最初的min时hexanal和furan的AcAis急剧减小而octenol和(E,E),decadienal却有显著的增加。而在min后几乎所有的物质的AcAis值达到平衡所以min是一个较适合的时间。papereducn中国科技论文在线响应值比值(AcAis)hexanalpentylfuranoctenonehexanoloctenolbenzaldehyde(E,E),decadienal时间(min)图萃取时间对萃取效果的影响萃取温度的选择可以看pentylfuran,octenone,octenol,从图benzaldehyde和(E,E),decadienal的AcAis值对温度变化较敏感。在甚至更高的温度下(E,E),decadienal的AcAis值仍有急剧的增加。但温度的升高会使pentylfuran的AcAis值减小过高的温度同样会使蛋白性质发生改变故选择作为萃取温度。响应值比值(AcAis)hexanalpentylfuranoctenonehexanoloctenolbenzaldehyde(E,E),decadienal温度()图萃取温度对萃取效果的影响搅拌速度的选择选择rmin的搅拌速度考察对HSSPME过程的影响。图可以看出搅拌速度对AcAis值的影响并不明显。这可能是由于搅拌速度增加时Ac和Ais都有所增加而AcAis值变化不大。这说明在用内标法时挥发性成分从液相扩散至气相的快慢并未对结果造成很大影响。最终我们选择rmin的搅拌速度。papereducn中国科技论文在线搅拌速度(rmin)响应值比值(AcAis)hexanalpentylfuranoctenonehexanoloctenolbenzaldehyde(E,E),decadienal图搅拌速度对萃取效果的影响标准曲线的建立混合标准溶液中除hexanol外每种检测物的浓度是相同的hexanol在倍于其他物质的浓度下才能达到检测限和定量限故提高至其它检测物浓度的倍。另外随机改变每种检测物的浓度建立一组标准曲线。种物质的标准曲线如表所示。表标准曲线的各项参数注:a为截距,b为斜率R为线性回归系数。AqSol为纯水溶液中加入种检测物Pro为(mv)的大豆分离蛋白溶液比较纯水及蛋白溶液中的标准曲线pentylfuran,octenone及(E,E),decadienal的斜率出现显著降低其它物质的斜率变化不太显著。这可能是由于不同物质结构及性质不同与大豆蛋白之间的结合作用不同。斜率降低显著的物质与蛋白之间作用似乎更强一些。RCompoundRangeofconcentrations(mg)abRAqSolProAqSolProAqSolProhexanalpentylfuranoctenonehexanoloctenolbenzaldehyde(E,E),decadienalpapereducn中国科技论文在线商用大豆分离蛋白中挥发性物质测定在相同的检测条件下:μmDVBPDMSCAR的萃取纤维涂层下萃取min搅拌速度为rmin蛋白浓度为(mv)。下解吸min。样品为SPISPI。结合表标准曲线得出种商用大豆分离蛋白中种检测物的含量如表所示:表商用大豆分离蛋白中的挥发性物质含量compoundsample(mg)SPISPISPISPISPISPIhexanalacfedbpentylfuranbbceaoctenonecbadfehexanoldedcbaoctenolbecdabenzaldehydecbdefa(E,E),decadienalabbbcc注:平行测定次a,b,c,d,e,f代表每一行中数值的显著性差异(p)所选种挥发性物质的测定值如表所示。可以看到在所有商用大豆分离蛋白中己醛是主要的异味成分之一。比较种蛋白中相关物质含量SPI和SPI中的己醛和octenol含量较高。己醛具有典型的豆腥味和青草味道阈值大概为ppb。Ang用静态顶空方法测定出商用大豆分离蛋白中hexanal的含量为contentppm而pentylfuran含量为ppb。Ang和Boatright都发现己醛对SPI的整体风味贡献程度较大。Pentylfuran是由于单线态氧分子作用于亚油酸发生特定的氧化反应而产生的。它具有豆香或青香味Belitz报道Pentylfuran在油中的阈值大概为ppm。Octenone有蘑菇味或鱼腥味阈值极低为ppb。Hexanol也是由脂肪氧合酶参与产生的氧化产物可作为豆制品中挥发性物质产生的一个较好指标。与其它物质相比hexanol由于较高的阈值(ppm)对大豆制品的豆腥味贡献程度并不大。Octenol也具有类似蘑菇的风味阈值低至ppb。Lee发现在大豆粉中见光保存条件下比避光保存条件下octenol含量显著增加(从至)。苯甲醛具有杏仁风味阈值为ppb。(E,E),decadienal具有强烈的油味在水中阈值为ppb油中为ppb随加热时间增加(E,E),decadienal的含量也会增高。结合各风味物质阈值风味特征及检测到风味物质的含量可推测SPI的风味品质较差。结论挥发性物质的定量有助于我们更全面地认识大豆分离蛋白的风味。本文采用HSSPMEGCMS的方法选择大豆分离蛋白中具有代表性的种风味物质在优化了固相种商微萃取的条件后建立相关的标准曲线并测定了市场上较常见的用大豆分离蛋白中相关挥发性物质的含量结合其阈值对风味品质品质有了初步的评价。参考文献(References)papereducn中国科技论文在线Hughes,GJRyan,DJMukherjea,RSchasteen,CSProteindigestibilitycorrectedaminoacidscores(PDCAAS)forsoyproteinisolatesandconcentrate:criteriaforevaluationJAgricFoodChem,,Hettiarachchy,NKalapathy,SUFunctionalpropertiesofsoyproteinsInFunctionalPropertiesofProteinsandLipidsACSPublications:WashingtonDC,Chapter,Vol,ppKinsella,JEFunctionalpropertiesofsoyproteinsJFoodSci,,Maheshwari,POoi,ETNikolov,ZLOffflavorremovalfromsoyproteinisolatebyusingliquidandsupercriticalcarbondioxideJAmerOilChemSoc,,Rah,JHHasler,CMPainter,JEKarenMCApplyingthetheoryofplannedbehaviortowomen#sbehavioralattitudesonandconsumptionofsoyproductsJNutrEducBehav,,Boatright,WLEffectofgallicacidonthearomaconstitutionofsoymilkandsoyproteinisolateJAmOilChemSoc,,Boatright,WLLeiQCompoundscontributingtothebeanyodorofaqueoussolutionofsoyproteinisolatesJFoodSci,,Yuan,SHChang,SKCSelectedodorcompoundsincookedsoymilkasaffectedbysoybeanmaterialsanddirectsteaminjectionJFoodSci,,Lei,QBoatright,WLCompoundscontributingtotheodorofaqueousslurriesofsoyproteinconcentratesJFoodSci,,Boatright,WLLu,GHexanalsynthesisinisolatedsoyproteinsJAmerOilChemSoc,,Yan,CSong,HLi,XWu,LGuo,SInfluenceofblanchingandgrindingprocesswithhotwateronbeanyandnonbeanyflavorinsoymilkJFoodSci,,SSBoatright,WLLeiQHeadspaceevaluationofmethanethiolanddimethyltrisulfideinaqueoussolutionsofsoyproteinisolatesJFoodSci,,Achouri,AJoyce,IBYouness,ZIdentificationofvolatilecompoundsinsoymilkusingsolidphasemicroextractiongaschromatographyFoodChemistry,,Suratman,LLIJeon,IJSchmidt,KAAbilityofcyclodextrinstoentrapvolatilebeanyflavorcompoundsinsoymilkJFoodSci,,Mizutani,THashimoto,HEffectofgrindingtemperatureonhydroperoxideandoffflavorcontentsduringsoymilkmanufacturingprocessJFoodSci,,SNQJung,DEbeler,SEHeadspacesolidphasemicroextractionmethodforthestudyofthevolatilityofselectedflavorcompoundsJAgricFoodChem,,Jiu,AHeadspacesolidphasemicroextraction,dynamicsandquantitativeanalysisbeforereachingapartitionequilibriumAnalChem,,Ducki,SGarcia,JMZumb,ATornero,ADavid,MSEvaluationofsolidphasemicroextractioncoupledtogaschromatographymassspectrometryfortheheadspaceanalysisofvolatilecompoundsincocoaproductsTalanta,,Ang,ECBoatright,WLOlfactoryperceptionofmajorodorantsfoundintheheadspaceofaqueoussoyproteinisolateslurriesJFoodSci,,Belitz,HDGrosch,WSchieberle,PAromacompoundInFoodChemistry,rdEnglishedSpringerPublication:NewYork,NY,Chapter,ppButtery,RGGuadangi,DGLing,LCVolatilearomacomponentsofcookedartichokeJAgricFoodChem,,Zhang,YGuo,STLiu,ZHChang,SKCOffflavorrelatedvolatilesinsoymilkasaffectedbysoybeanvariety,grinding,andheatprocessingmethodsJAgricFoodChem,,Lee,JYMin,SLee,EOMin,DBVolatilecompoundsformationinsoyflourduringlightstoragebysingletoxygenoxidationJFoodSci,,

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