隨著人們生活水平的提高,乳制品消費(fèi)量逐年增加,目前,關(guān)于乳制品質(zhì)量的評價(jià),除營養(yǎng)成分外,風(fēng)味品質(zhì)也是重要的影響因素。氣相色譜-離子遷移譜(GC-IMS)技術(shù)是近年出現(xiàn)的,可將上述儀器檢測兩方面合二為一的技術(shù),同時(shí)獲得風(fēng)味化合物構(gòu)成及樣品品質(zhì)判別信息。其分析原理為樣品經(jīng)氣相色譜分離后,先經(jīng)IMS離子源進(jìn)行離子化然后進(jìn)入漂移區(qū),根據(jù)在漂移區(qū)的遷移速率不同,不同物質(zhì)按照先后順序到達(dá)檢測器,從而被檢測。
運(yùn)用GC-IMS分析市場上常見的幾種乳制品中揮發(fā)性風(fēng)味化合物,包括2 個(gè)品牌巴氏殺菌乳、5 個(gè)品牌超高溫瞬時(shí)滅菌乳、1 個(gè)品牌復(fù)原乳,并利用主成分分析(PCA)考察分析結(jié)果在判別區(qū)分乳制品中的應(yīng)用性,研究結(jié)果可為乳制品風(fēng)味品質(zhì)評價(jià)提供參考。
1、GC-IMS分析結(jié)果
如圖1所示,紅色垂直線表示反應(yīng)離子峰(RIP)。RIP的遷移時(shí)間為7.89~7.91 ms,RIP兩側(cè)的每個(gè)點(diǎn)代表一種化合物,點(diǎn)的顏色深淺及點(diǎn)的面積表示含量大小,顏色越深、面積越大表示含量越高。圖1中,白色點(diǎn)的揮發(fā)性風(fēng)味化合物含量較低,而紅色的點(diǎn)含量較高。
圖1對比可知,不同乳制品含有不同的揮發(fā)性風(fēng)味組成,各超高溫瞬時(shí)滅菌乳樣品比巴氏殺菌乳、復(fù)原乳樣品中的揮發(fā)性風(fēng)味化合物均較少,而各超高溫瞬時(shí)滅菌乳之間風(fēng)味化合物的組成差別不大,巴氏殺菌乳、復(fù)原乳樣品之間揮發(fā)性風(fēng)味化合物有較大差異。對于具有相同遷移時(shí)間和保留時(shí)間的揮發(fā)性風(fēng)味化合物(同一化合物),不同類型乳制品的含量存在較大差異(圖1標(biāo)注)。
2、揮發(fā)性風(fēng)味化合物鑒定
根據(jù)保留時(shí)間和遷移時(shí)間,通過軟件GC×IMS Library Search檢索鑒定化合物,并使用正酮C4~C9(2-丁酮、2-戊酮、2-己酮、2-庚酮、2-辛酮、2-壬酮)作為外標(biāo)對鑒定結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,在乳制品中共鑒定出29 種化合物,主要包括醛類、酮類、醇類、酯類及其他類。有些化合物同時(shí)檢測出其單體和二聚體,由于單體與二聚體屬于同一種結(jié)構(gòu)的化合物,因而統(tǒng)計(jì)化合物數(shù)量時(shí)僅計(jì)算一次,以下討論含量按照二者含量的加和。醛類、酮類、醇類、酯類均為乳制品中重要的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)。其中檢出醛類5 種,醛類含量(合計(jì),下同)較高的為B-巴氏殺菌乳、超高溫瞬時(shí)滅菌乳樣品。檢出酮類8 種,酮類含量較高的為超高溫瞬時(shí)滅菌乳、復(fù)原乳樣品,其主要來源于乳脂肪酸的β-氧化反應(yīng)。檢出醇類3 種,醇類含量較高的為B-巴氏殺菌乳、復(fù)原乳樣品,其一般來源于醛類物質(zhì)的還原。檢出酯類12 種,酯類含量較高的為巴氏殺菌乳。其他類化合物檢出1 種,為檸檬烯,在巴氏殺菌乳樣品中相對含量較高,尤其在A-巴氏殺菌乳樣品中相對含量最高,為2.31%。
3、GC-IMS指紋圖譜分析
如圖2所示,圖中亮點(diǎn)的顏色及深淺表示含量的高低。不同乳制品檢出的揮發(fā)性風(fēng)味化合物分布不同,各自有特征峰區(qū)域,同時(shí)也有共同區(qū)域。a區(qū)為A-巴氏殺菌乳的特征峰區(qū)域,包括的風(fēng)味物質(zhì)為己酸甲酯、丁酸乙酯、乙酸異戊酯、乙酸乙酯、檸檬烯。b區(qū)為B-巴氏殺菌乳的特征峰區(qū)域,包括的風(fēng)味物質(zhì)為戊酸乙酯、1-戊醇。c區(qū)為復(fù)原乳的特征峰區(qū)域,包括的風(fēng)味物質(zhì)為糠醛4-甲基-2-戊酮、2-辛酮、1-丁醇、醋酸異丙酯。d區(qū)為超高溫瞬時(shí)滅菌乳的特征峰區(qū)域,是乳制品超高溫滅菌過程產(chǎn)生的一些新?lián)]發(fā)性化合物,這些化合物尚未鑒定出。e區(qū)、f區(qū)、g區(qū)為巴氏殺菌乳、復(fù)原乳、超高溫瞬時(shí)滅菌乳兩兩交互的共同區(qū)域,包括的風(fēng)味物質(zhì)有正己酸乙酯、乙酸丁酯、戊醛、庚醛、丙酮、2-庚酮、2-己酮。h區(qū)為巴氏殺菌乳、復(fù)原乳、超高溫瞬時(shí)滅菌乳的共同區(qū)域,包括的風(fēng)味物質(zhì)有己醛、2-丁酮、2-戊酮,這些共同區(qū)域的化合物大多為醛、酮類化合物。
4、GC-IMS的PCA結(jié)果
由圖3可明顯看出,2 個(gè)品牌巴氏殺菌乳(A-巴氏殺菌乳和B-巴氏殺菌乳)距離最遠(yuǎn),表明它們之間風(fēng)味存在較大差異,這是因?yàn)榘褪蠚⒕鷮儆谳^溫和的處理方式,其殺菌過程中原料乳的風(fēng)味物質(zhì)損失很小,產(chǎn)生的醛、酮類等熱加工風(fēng)味物質(zhì)含量低,從而使巴氏殺菌乳風(fēng)味體現(xiàn)出不同乳源、處理工藝條件造成的差異。而5 個(gè)品牌超高溫瞬時(shí)滅菌乳的距離很近,幾乎聚在一起,這可能是因?yàn)槌邷販缇^程中,乳制品中脂類物質(zhì)氧化降解,產(chǎn)生了大量相似的醛、酮類等物質(zhì),造成它們之間的風(fēng)味差別不大。3 種不同類型乳制品(巴氏殺菌乳、超高溫瞬時(shí)滅菌乳、復(fù)原乳)在圖中分布較遠(yuǎn),主要體現(xiàn)了不同加工工藝對乳制品風(fēng)味品質(zhì)產(chǎn)生的影響。
結(jié) 論
采用GC-IMS技術(shù)分析2 個(gè)品牌巴氏殺菌乳、5 個(gè)品牌超高溫瞬時(shí)滅菌乳和1 個(gè)品牌復(fù)原乳的揮發(fā)性風(fēng)味化合物,共鑒定出29 種化合物,包括醛類、酮類、醇類、酯類及其他類。通過繪制GC-IMS指紋圖譜,明確分析不同乳制品中的特征峰區(qū)域。利用PCA處理,不同類型或不同品牌乳制品得到較好區(qū)分。GC-IMS技術(shù)具有簡單、快速、無損等特點(diǎn),GC-IMS分析可為乳制品揮發(fā)性風(fēng)味成分分析及不同產(chǎn)品的判別提供支撐。