食品安全与人们健康密切相关,随着食品科技和包装技术的迅速发展,许多新型材料在食品包装上不断涌现,与食品接触的器皿、餐厨具和包装容器材料中有害有毒元素的迁移、溶出成为食品污染的重要来源之一,受到国内外相关人士的高度关注。包装材料大多数是化工产品,特别是一些有隐患包装材料本身质量问题令人担忧,附着在包装上的印刷油墨不同程度存在重金属、有机挥发物和溶剂残留等有害物质,随着渗入、迁移等现象出现,均会给正常风味带来干扰及潜在食品安全风险。
饮品中由于包装材质带来的异常气味也比较常见,目前常采用HS-SPME-GC-MS分析异常微量组分,但对于气味的强弱及风味影响大小难以确定。而GC-O吸闻技术可以筛查出样品中具有强风味的组分。这项技术是利用人的鼻子作为检测器来嗅闻气相色谱GC流出组分的气味特征,从样品复杂混合物组分中分辨出具有活性气味的方法,将这种交叉学科的技术和知识应用到食品风味检测研究中,协同发挥人的感官和现代化仪器精敏优势,是GC-O吸闻技术的一大特点。如果在未知其化学结构的情况下,GC-O技术很有助于检测强的气味化合物,这种依赖人鼻子灵敏度检测化合物的强度某些方面要比一些物理检测器如FID高的多。
GC-O的检测装置构成是由气相色谱仪、OlfactoryPort嗅闻仪和品评师三方协同操作完成,缺一不可。这项技术早在1964年由国外的Fuller等提出,当时是以直接吸闻气相色谱毛细管柱的流出物这种最简单的形式进行的,后期改进增加了加湿装置,使人嗅觉更为舒适,重现性更好,这种把仪器分析和人的感官判定有机结合在一起,研究样品具有OAV重要风味组分的新型方式,在国外应用得很好,特别是咖啡饮料等专业已有了大量的研究成果报道。
带出异味问题,可通过正常饮品与异常饮品样品风味存在的差异性和对包装材质中成分比对分析,筛查出饮品中异常成分(单一或组群),最终定性确认出影响蛋白饮品异常风味的组分,可有针对性采取预防措施。
一、材料与方法
1、材料与试剂
标准试剂:甲醇、乙醇、丙酮、异丙醇、正丙醇、乙酸乙酯、丁酮、碳酸二甲酯、苯、乙酸异丙酯、甲基环己烷、丙二醇甲醚(1-甲氧基-2-丙醇)、正丁醇、乙酸丙酯、甲苯、甲基异丁基甲酮(4-甲基-2-戊酮)、乙酸丁酯、1,2-丙二醇单甲醚醋酸酯,购自Alfa、Acros、TCI;色谱纯乙醚、正己烷;植物蛋白饮品及对照样、空白样七批样品,企业提供。
2、仪器与设备
OlfactoryPort嗅闻仪法国阿尔法;带FID检测器的AutosystemXL气相色谱仪美国PerkinElmer公司;DB-WaxETR色谱柱:0.53mm×30m,膜厚1.0μm;配有EI离子源的气质联用仪美国PerkinElmer公司。
3、样品实验条件
(1)GC-O实验样品前处理
采用液液萃取技术提取蛋白饮品样中的风味物质,分别吸取100mL样品、100mL乙醚、正己烷于样品萃取瓶中,充分摇匀萃取分离,氮吹至1mL备用。
(2)GC-O色谱条件
样品通过DB-WaxETR柱进行分离,程序升温条件:初温35℃,以15℃/min的速率升至200℃,保持10min;进样量:1∶1分流;载气:N2;流速:8mL/min,一部分载气进入FID检测器,一部分直接进入OlfactoryPort嗅闻仪;进样口240℃,检测器温度:270℃。
(3)GC-MS分析条件
GC条件:进样口温度220℃;载气He;流速1mL/min;不分流进样;色谱柱:WAETRP(30m×0.25mm×0.05μm,PerkinElmer);升温程序:35℃恒温2min,以4℃/min的速度升温至80℃,以2℃/min的速度升温至140℃,以5℃/min的速度升温至230℃。
MS条件:EI离子源,电子能量:70eV;离子源温度:240℃;传输线温度:240℃;扫描范围:30.00~550.00amu。
4、GC-O检测样品评价、操作方法
(1)OlfactoryPort嗅闻仪原理
GC-O吸闻检测原理是在气相色谱柱末端安装两个分流端口,分流样品到FID检测器端和品评师嗅闻端口,在测定气味物质时,样品进入色谱柱后气味物质被逐一分离,得到多个气味组分,每个组分色谱峰和气味被电脑和嗅闻师记录下来,色谱峰的气味强度由嗅闻师来分析确定。该软件同时配有语音识别系统,各组分标注在谱图上或时间列表使用IBMVia-Voice来输入声音显示、记录气味名称及图谱的音频数据,以提高嗅辨效率。
(2)GC-O样品评价方法
吸闻技术是人与仪器协同操作完成,其中人的感官分析技能是实验结果准确与否的重要影响因素,操作GC-O嗅闻仪的嗅闻师预先了解,掌握样品的感官和理化特性,是本实验过程方法条件之一。本实验选择两名品评嗅闻师经多次平行实验,最终确定检测结果。
植物蛋白饮品样品风味筛查采用GC-O强度评估方法:将处理后的样品风味进行GC-O嗅闻操作评估,气味强度评估以5分值表示见表1所示。
5、GC-O操作记录过程
GC色谱仪操作人员和品评师分工同时操作,嗅闻师按流程专注于嗅辨辩研究,吸闻时记录气味的保留时间、气味强度以及气味的特征描述等,如图1所示。
气相色谱GC和嗅闻仪准备就绪后,根据进样时间和气味出现的特征随时记录,系统操作软件的气味强度强、中、弱等级(分别标识红、黄、绿色区分)及特征描述,嗅闻师在整个GC-O检测过程中发挥着重要作用,可以切身感受样品中不同挥发物质的气味强弱和特征。样品中各组分色谱图峰与嗅闻仪图谱同步记录下来,GC-O分析图谱会显示每种单体风味的强度标识。