食品研究与开发２００６．Ｖｏｌ．２７．ＮＯ．６食品风味物质分离技术研究进展刘亚琼１，２，朱运平２，乔支红２（１．河北农业大学食品学院，河北保定０７１００１；２．中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京１０００８３）摘要：食品风味物质是构成食品特色的重要组成部分，也是区分不同食品的重要依据，综述了近年来发展的物质提取和分离技术，包括固相微萃取、超临界ＣＯ２高压萃取法、固相微萃取ＧＣ－ＭＳ及ＧＣ－Ｍｉｌｌｉｍａｓｓ分析技术、ＧＣ－Ｏｌｆａｃｔｏｍｅｔｒｙ检测技术、ＨＰＬＣ－ＭＳ联析、电子鼻检测技术。
关键词：风味物质；分离；研究进展ＲＥＳＥＡＲＣＨＰＲＯＧＲＥＳＳＯＦＴＥＣＨＮＩＱＵＥＦＯＲＥＸＴＲＡＣＴＩＮＧＦＬＡＶＯＲＳＵＢＳＴＡＮＣＥＳＩＮＦＯＯＤＬＩＵＹａ－ｑｉｏｎｇ１，２，ＺＨＵＹｕｎ－ｐｉｎｇ２，ＱＩＡＯＺｈｉ－ｈｏｎｇ２（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＦｏｏｄＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＨｅｂｅｉＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂａｏｄｉｎｇ０７１００１，Ｈｅｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＦｏｏｄＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＮｕｔｒｉｔｉｏｎａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｌａｖｏｕｒｓｕｂｓｔａｎｃｅｓａｒｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆｆｏｏｄ．Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｏｏｄｈａｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｌａｖｏｕｒ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｓｏｍｅｕｓｕａｌｓｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆｆｏｏｄｆｌａｖｏｕｒｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ，ｍａｉｎｌｙｉｎｃｌｕｄ－ｉｎｇｓｏｌｉｄｐｈａｓｅｍｉｃｒｏｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ，ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌｆｌｕｉｄｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ，ｍｏｌｅｃｕｌａｒｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ，ＳＰＭＥ－ＧＣ，ＧＣ－Ｏ，ＨＰＬＣ－ＭＳａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｎｏｓｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｌａｖｏｕｒｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ；ｓｅｐａｒａｔｅ；ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓ作者简介：刘亚琼（１９７２－），女，在读博士研究生，主要从事食品科学方面的研究工作。
ＨａｌｌＲ．Ｌ．（１９８６）将风味一词的含义概括为“摄入口内的食物使人的感觉器官，包括味觉、嗅觉、痛觉及触觉等在大脑留下的综合印象。
”。
Ｗｅｂｓｔｅｒ大辞典上风味一词的含义为“简而言之，风味是指所尝到的和嗅知及触知的口中食物的总的感受。
”。
可见风味是由气味和味道组成的一个错综复杂的系统，风味物质所特有的性质给其分离分析带来较大困难。
目前风味物质的精确分离和鉴定仍有待实现。
风味物质一般具有如下一些特征［１］：１、大都以低浓度存在（如１×１０－６ｇ／Ｌ，１×１０－９ｇ／Ｌ，１×１０－１２ｇ／Ｌ）；２、风味化合物具有复杂性，如咖啡中已鉴定出四百五十多种挥发性化合物；３、挥发性极高；４、具有不稳定性以及与食品其他组分间存在动态平衡。
所以进行风味物质的分离鉴定需要特殊的分离分析技术。
人们对风味物质的研究始于香料香精的应用。
中国、印度、埃及、希腊等文明古国很早就开始使用从天然芳香植物和动物的分泌物中提取的香料，用于治病、杀菌、防腐、供奉、祭祀、沐浴和调味。
古代的人们采用水蒸气蒸馏的方法提取精油，这种方法一直延用至今。
我国在公元前８世纪就有使用麝香和灵猫香的记载。
民以食为天，食以味为先。
风味物质的研究促进了香料香精工业的发展，丰富了食品添加剂的种类，近年来在风味物质的分离分析方面不断涌现出一些新的技术和方法，现简介如下。
１提取技术除了传统的蒸馏、溶剂萃取技术以外，近年来人们广泛采用了一些新的提取技术，主要有以下几种。
１．１固相微萃取（ｓｏｌｉｄｐｈａｓｅｍｉｃｒｏｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ，ＳＰＭＥ）ＳＰＭＥ是在固相萃取基础上发展起来的一种新的萃取分离技术，与液－液萃取和固相萃取相比，具有操作时间短，样品量小，无需萃取溶剂，适于分析挥发性和非挥发性物质，重现性好等优点。
此技术是在８０年代末９０年代初开始出现并逐渐发展起来的，越来越广泛地应用在气相色谱分析中，它通过特殊的涂有不同吸附剂的熔融纤维萃取头直接从液态样品中或密封试管的顶空提取待分析物，待达到平衡后，吸收了待分析物质的纤维将被取出，并通过气相色谱进样口的高温热解吸目标化合物。
然后进行气相色谱分析。
这项技术操作简单、快速，并且在样品制备和清洁时无需任何有机溶剂，因而也不会有有机溶剂排放到环境中。
它已经被广泛的应用到面粉、茶、咖啡、香料、啤酒、白酒、水果汁、果味饮料和牛奶等食品的风味成分确定实验中。
同时它也可以配合其他实验方法，如色谱、光谱技术、热解吸和质谱分析。
１．２超临界ＣＯ２高压萃取法（ＳｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌＣａｒｂｏｎＤｉｏｘｉｄｅＥｘｔｒａｃｔｉｏｎ）超临界二氧化碳技术是２０世纪７０年代发展起来的一种新型分离技术，它利用压力和温度对超临界ＣＯ２流体溶解能力的影响而进行物质分离的。
其基本原理是：当二综述１８１食品研究与开发２００６．Ｖｏｌ．２７．ＮＯ．６氧化碳超过其临界点时（３１．０５℃，７．３８ＭＰａ），就会成为同时具有气体和液体属性的超临界液体。
粘度近似气体而密度与液体相仿，具有优异的扩散性质，可通过分子间的相互作用和扩散作用溶解大量物质。
不同物质由于在ＣＯ２中的溶解度不同或同一物质在不同的压力和温度下溶解状况不同，因而这种提取分离过程具有较高的选择性。
萃取完成后，通过减压或改变温度，ＣＯ２重新变成气体，剩下的馏分便是所需的组分。
该方法的特点是：①萃取能力强，提取率高；②临界温度低，适用于热敏性物料的提取分离；③提取时间快，效率高，操作便于控制；④无溶剂残留，安全性高；⑤ＣＯ２可循环使用，成本低。
这种分离技术尤其适用于从香料、花、草本植物、树叶、种子和根中提取精油。
如周锡堂等人用此法得到的姜精油含有水气蒸馏法不能萃取到的姜醇，它是姜辣素的代表物，更能体现生姜的独特风味［２］；李斌等人利用超临界ＣＯ２技术萃取玫瑰精油，不仅萃取率高、时间短，而且香气更接近天然玫瑰香气［３］。
许克勇等利用超临界二氧化碳对蒜汁中大蒜油进行萃取试验，在萃取压力１５ＭＰａ，萃取温度４０℃，ＣＯ２流量１１ｋｇ／ｈ条件下蒜汁中大蒜素含量为４０．３９％，与破碎大蒜中萃取的大蒜油的大蒜素含量（４０．１４％）相当，且两者萃取的大蒜油成分基本相同［４］。
此外，还可用于柚子花芳香成分、花椒风味成分的提取等［５￣６］，在开发高档香精、化妆品、保健食品、药品等方面有广泛的用途。
１．３分子蒸馏技术（ＭｏｌｅｃｕｌａｒＤｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ）分子蒸馏亦称短程蒸馏，是一种在高真空度下对高沸点、热敏性物料进行的特殊的液—液分离技术，它不同于传统蒸馏依靠沸点差分离原理，而是靠不同物质分子运动平均自由程的差别实现分离。
因轻分子平均自由程大，重分子平均自由程小。
当液体混合物沿加热板流动并被加热时，轻、重分子从液面逸出后移动距离不同，轻分子到达冷凝板被冷凝排出，而重分子未达到冷凝板沿混合液排出。
从而达到物质分离的目的。
分子蒸馏装置主要有３大类：降膜式、刮膜式和离心式［７］。
它具有如下一些特点：①真空度高、操作温度低、受热时间短（以ｓ计）、分离效率高等，特别适宜于高沸点、热敏性、易氧化物质的分离；②可有效地脱除低分子物质（脱臭）、重分子物质（脱色）及脱除混合物中杂质③分离过程为物理分离过程，可很好地保护被分离物质不被污染，特别是可保持天然提取物的原来品质④分离程度高，高于传统蒸馏及普通的薄膜蒸发器。
在香料工业中用此种方法对香精油进行提取，可使其品质和价格得到大幅度提高。
如用分子蒸馏制备茉莉精油和大花茉莉精油，其主要香气成分含量高，品质好，香气非常浓郁、新鲜，其特征香尤为突出［８］，应用不同的方法对四种发酵香肠中香气成分的分离发现，分子蒸馏技术萃取的香气成分的含量最高，并可得到１２６种挥发性组分［９］。
２分离技术２．１固相微萃取ＧＣ－ＭＳ及ＧＣ－Ｍｉｌｌｉｍａｓｓ分析技术风味物质大都由挥发性强的化合物组成，采用ＧＣ作为分析手段最为合适。
目前将气相色谱和质谱连结起来进行风味物质的定量分析已很普遍，它使用有高度分离能力的毛细管柱，通过质谱对气相色谱流出的物质进行分子量和分子结构的研究。
后者由ＧＣ和高分解能质谱仪直接连结而成，能把从气相色谱仪依次溶出的各种成分的裂解离子精密测定到１／１００００质量单位并决定分子式。
目前这两种方法在食品风味物质的分离鉴定中应用广泛，如对不同品种苹果的主要芳香成分进行定性和定量分析，比较不同品种之间芳香成分在种类和含量上的差异［１０］。
葡萄酒中芳香成分的分析等等。
此外毛细管气相色谱／傅里叶变换红外光谱联用（ＧＣ／ＦＴＩＲ）及ＧＣ／ＭＳ／ＭＳ技术在食品挥发性成分分离鉴定中也有广泛应用。
２．２ＧＣ－Ｏｌｆａｃｔｏｍｅｔｒｙ检测技术气相嗅觉测量法最早是由Ｆｕｌｌｅｒｅｔａｌ．于１９６４年提出的，是一种近年来刚发展起来的鉴定气味活性化合物的有效手段。
它广泛应用于各类食品风味的研究，如火腿、茶等。
ＧＣ－Ｏ嗅味检测法的原理是在气相色谱柱末端安装分流口，分流样品到ＦＩＤ检测器／鼻子。
色谱峰／气味的相应关系由闻香师来确定。
闻香师在嗅味仪闻味口辨别从色谱柱流出的物质，并确定其香型和强度。
在过去的几十年间，许多检测技术都与气相色谱有关。
ＧＣ／Ｏ这个由人的鼻子做为检测器的系统在很长一段时间被人们忽视。
然而人的鼻子却是通常比任何物理检测器更敏感的，ＧＣ／Ｏ系统有很广泛的适用性，例如可以用于食品香味，香水和任何臭味物品（如污染物）的检测。
嗅探技术通常有４种方法［１１］：１是稀释法，它是基于连续稀释一种气味直到在嗅探口感觉不到它的存在。
２是频率检测法，它是采用一组评估员同时记录一种气味化合物的强度，并进行累积分析；３是峰后强度法，出峰后一定时间内记录气味强度变化的方法。
４是时间强度法，它基于气味强度的数量估测，评估人员记录气味强度和持续时间并描述该气味。
ＧＣ／嗅觉检测仪在食品、香料、香精等领域应用广泛。
例如用ＧＣ－Ｏ法鉴别金华火腿中的风味活性物质，可以有效地将原本样品风味轮廓中的８８种化合物精简到２２种比较重要的化合物，它们对金华火腿的整体风味贡献很大，是金华火腿的重要的风味化合物［１２］。
此外，它还用于白兰地酒中香气成分的鉴定，干酪芳香成分的分离及牛肉中挥发性组分的检测等［１３￣１５］。
２．３ＨＰＬＣ－ＭＳ联析高效液相色谱法是在气相色谱原理的基础之上发展起来的一项新颖、快速的分离技术，具有分析速度快、分离效率高和操作自动化等特点，在食品风味分析中，适于分析氨基酸、核酸、碳水化合物等风味前体物质。
