顶空气相色谱法测定咸鱼中正己醛含量样品前处理条件的优化

张金海

(辽宁水利职业学院 生物工程系，辽宁 沈阳 110122)



顶空气相色谱法测定咸鱼中正己醛含量样品前处理条件的优化

张金海

(辽宁水利职业学院 生物工程系，辽宁 沈阳 110122)

摘要:为建立一种检测咸鱼中正己醛含量的样品前处理方法，对顶空气相色谱法测定咸鱼中正己醛含量样品前处理的关键参数进行了优化和筛选。结果表明：采用顶空气相色谱法的最优条件是，溶剂为蒸馏水，加水量为样品量的3倍，振荡时间为30 min，加热温度为56 ℃，时间为40 min；在此最优前处理条件下对测定方法进行综合评价，得出正己醛含量测定线性范围为2～100 μg，回收率为89%～105%。研究表明，该方法操作简单易行，灵敏度高，重现性较好,可用于实验室检测咸鱼中正己醛含量。

关键词:咸鱼；正己醛；顶空气相色谱法

咸鱼中油脂的酸败是由于在空气中氧气、水分和腐败微生物的共同作用下，油脂中部分不饱和脂肪酸的双键被氧化成过氧化物，这些过氧化物继续分解或氧化生成有臭味的低级醛、酮和羧酸等造成的[1-3]。酸败的油脂口感异常，营养价值降低，某些氧化产物还可能有毒，损害人体的健康。

目前，咸鱼的品质尚没有理化卫生质量标准，国内外资料介绍多以测定游离脂肪酸、过氧化值等指标来判断[1,4-6]。游离脂肪酸与鱼的品质优劣有一定相关性，而在咸鱼贮藏期间随着咸鱼品质的下降，过氧化值及丙二醛的量先增加后减少，因此，很难用这两个指标判断咸鱼的品质。鱼体变败后，脂肪氧化会产生多种醛类，其中除丙二醛外还有正己醛，正己醛性质稳定且与脂肪氧化程度呈正相关。己醛是一种常见的挥发性油脂氧化分解产物，其含量在挥发性物质中所占的比例最大，己醛虽然易挥发，但不容易进一步分解，油脂中己醛含量越高,反映其氧化程度越大，则风味越差。有文献报道，己醛可以作为食品中脂类氧化的标记物[7]，可通过测定己醛含量来评价油脂的酸败程度。己醛的测定通常采用高温裂解槽、顶空分析和固相微萃取等预处理方法与气相色谱法相结合的技术[8-10]。本研究中，采用顶空气相色谱法测定咸鱼中正己醛的含量，旨在探讨一种前处理简单易行、检出限低的正己醛含量检测方法，以评价咸鱼中脂类物质的氧化程度以及咸鱼的酸败程度。

1材料与方法

1.1材料

咸鲅鱼购于沈阳市沈北新区农贸市场。正己醛标准品(纯度≥98%)为Amreso公司产品。岛津GC-2010Plus气相色谱仪，带氢火焰检测器。

1.2方法

1.2.1色谱条件色谱柱为U型玻璃柱(4 mm×2 m)，10% PEG-6000/shimelitew；检测器为FID；进样口温度为150 ℃，柱温为90 ℃；N2流速为45 mL/min，H2流速为3 5 mL/min，Air流速为0.7 L/min[10]。

1.2.2样品前处理条件的筛选取咸鱼可食部分，经粉碎机充分粉碎混匀，备检。

(1) 溶剂种类的选择。取同一鱼样5.00 g 6份，分别置于30 mL滴瓶中，按表1加入不同溶剂，其余按“1.2.3”节方法操作。

(2) 加水量的优化。取同一鱼样20.00 g 5份，分别置于120 mL滴瓶中，按照表2所示水与样品的比值，分别加入40、50、60、70、80 mL水，其余按“1.2.3”节方法操作。

表1溶剂种类的选择

Tab.1Screening of solvent for determination of hexanal in salted fish samples

样品序号sampleNo.溶剂solvent添加量/mLadditivevolume1不加2蒸馏水10.0310%NaOH溶液10.04饱和NaCl+10%NaOH(体积比为1∶1)10.05饱和NaCl10.0620%H2SO4溶液10.0

表2加水量的优化

Tab.2Optimization of water addition for determination of hexanal

样品序号sampleNo.加水量/mLaddingvolumeofwater水∶样品(mL∶g)ratioofwatertosample1402.02502.53603.04703.55804.0

(3) 振荡时间的选择。取同一鱼样20.00 g 6份，分别置于120 mL滴瓶中，加入60 mL水，分别于振荡器上振荡10、20、30、40、50、60 min，其余按“1.2.3”节方法操作。

(4) 加热温度的选择。取同一鱼样20.00 g 6份，分别置于120 mL滴瓶中，除加热温度分别为30、40、50、60、70、80 ℃外，其余按“1.2.3”节方法操作。

(5) 加热时间的选择。取同一鱼样20.00 g 7份，分别置于120 mL滴瓶中，加入60 mL水，密塞，振荡30 min，于56 ℃水中分别加热10、20、30、40、50、60、80 min，其余按“1.2.3”节方法操作。

1.2.3指标的测定与计算准确称取正己醛标准品(纯度≥98%,浓度为0.816 g/mL)12.5 μL，置于内装2 mL 95%的乙醇和20 mL水的100 mL容量瓶中，混匀，补加水使溶液中正己醛的终浓度为100 μg/mL,配制成正己醛标准溶液。

称取同一鱼样5.00 g 4份，分别置于30 mL滴瓶中，向其中两份中各加正己醛标准溶液0.10 mL，均补加水15 mL，用包有锡纸的反堵胶塞密塞，置于振荡器上振荡混匀30 min，再于56 ℃水浴中加热40 min，用注射器抽取上部气体1 mL，注入气相色谱仪，测得样品的色谱峰高及样品加标准的色谱峰高。用单点校正法进行计算，定量其含量[11-12]。其计算公式为

其中：h1为样品加0.1 mL标准溶液后测得的色谱峰高(mm)；h2为样品测得的峰高(mm)；W为样品质量(g)；k=10 mg, 为h1-h2峰高对应的正己醛质量。

1.2.4测定方法的综合评价

(1)线性范围。取同一预处理后鱼样5.00 g 12份，每6份为一组，分别置于30 mL滴瓶中，向第一组中加入正己醛标准溶液(浓度为100 μg/mL)0、0.02、0.04、0.06、0.08、0.10 mL,向第二组加入正己醛标准溶液(浓度为100 μg/mL)0、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00 mL，补加水使溶液总量为15 mL，其余按“1.2.3”节方法操作，每组减去鱼样峰值后，计算每组的回归曲线[12]。

(2)回收率。分别取同一鱼样5.00 g，添加25、50、75 μg正己醛，各设5个重复，按照“1.2.2”节方法进行前处理后，按照“1.2.3”节方法进行测定。

(3) 重现性。取同一样品5.00 g 9份，按“1.2.3”节方法进行测定。

(4) 验证试验。用新鲜咸鲅鱼可食部分粉碎后混匀，分成等量9份，置于冰箱中，分别于第3、4、7、8、10、12、15、18、20 天时，用确定后的最优方法对样品中的正己醛含量进行测定[13-15]。

1.3数据处理

试验数据采用SAS 8.0 软件进行统计分析，试验数据用平均值±标准差(mean±S.D.)表示。

2结果与讨论

2.1样品前处理条件的筛选

2.1.1溶剂种类的确定同一咸鱼样品，用不同溶剂处理，按照“1.2.3”节的操作步骤测得正己醛色谱峰值见表3。从表3可见，溶剂种类不同，测得的色谱峰值有显著性差异(P<0.05)，其中，以蒸馏水作溶剂，测得的峰值显著高于其他溶剂(P<0.05),灵敏度也最高。故本试验中样品前处理的溶剂种类确定为蒸馏水。这可能是由于用蒸馏水可以促进正己醛从样品中分离出来，蒸馏水中含有溶质时会降低水分活度，从而降低水的溶解能力。本研究中，在前处理过程中在样品中加入适量生理盐水，与吴燕燕等[5]在对用低盐乳酸菌法与传统法腌制干鱼的风味进行比较时的条件相近。

表3溶剂对测定鱼样中正己醛含量的影响

Tab.3Effect of solvent on determination of hexanal in salted fish samples

样品序号sampleNo.溶剂solvent峰值/mmpeakvalue1不加88.3±2.4b2蒸馏水132.2±3.3a310%NaOH溶液6.8±1.1f4饱和NaCl+10%NaOH(体积比1∶1)9.7±1.4e5饱和NaCl60.1±2.5c620%H2SO4溶液53.2±1.6d

注：同列中标有不同小写字母者表示组间有显著性差异(P<0.05)，标有相同小写字母者表示组间无显著性差异(P>0.05)，下同

Note:The means with different letters within the same column are significant differences at the 0.05 probability level, and the means with the same letters within the same column are not significant differences, et sequentia

2.1.2加水量对测定咸鱼中正己醛含量的影响不同加水量条件下，测得的咸鱼样品中正己醛色谱峰值见表4。由表4可见:不同加水量对测定正己醛含量有一定影响，加水量为样品量的3倍时，测得的色谱峰值最大，最为灵敏；加水量较少时，正己醛从样品中分离不够充分，响应值较小；加水量较多时，分离较充分，但样品被稀释，浓度较小，影响测量的灵敏度。故本试验中最佳加水量确定为样品的3倍，即本研究中取样5.00 g，加水量为15 mL。

表4加水量对测定鱼样中正己醛含量的影响

Tab.4Effect of water addition on determination of hexanal

样品序号sampleNo.水∶样(mL∶g)ratioofwatertosample峰值/mmpeakvalue12.07.9±0.3c22.510.5±0.2b33.012.1±0.4a43.511.2±0.3b54.010.0±0.5b

2.1.3振荡时间对测定方法的影响同一咸鱼样品分别振荡10、20、30、40、50、60 min时，测得的色谱峰值见图1。由图1可见，振荡时间对测定方法有一定影响，振荡30 min后峰值增加不显著(P>0.05)，考虑到样品的稳定性，同时振荡时间过长时容易造成正己醛扩散，因此，试验时间不宜太长。故本试验中最佳振荡时间确定为30 min。

注：标有不同小写字母者表示组间有显著性差异(P<0.05)，标有相同小写字母者表示组间无显著性差异(P>0.05),下同Note: The means with different letters are significantly different at the 0.05 probability level, and the means with the same letters are not significant differences, et sequentia图1　振荡时间对色谱峰值的影响Fig.1　Effect of vibrating time on the chromatographic peak

2.1.4加热温度对测定方法的影响不同加热温度条件下，测得的同一咸鱼样品中正己醛色谱峰值见表5。由表5可见，温度越高，测得的峰值也越高，但是在较高温度下，其他易挥发物质可能会造成干扰，温度也容易使样品基质发生美拉德反应，影响分析的准确性。同时，当温度超过60 ℃时易在瓶壁上结水珠，且瓶内压力较大，为此在温度为50～60 ℃时进一步优化条件。

表5加热温度对色谱峰值的影响

Tab.5Effect of heating temperature on the chromatographic peaks

样品序号sampleNo.加热温度/℃heatingtemperature峰值/mmpeakvalue1301424031350574606657098680119

设置2 ℃为一个梯度，测得的色谱峰值见图2。由图2可知，加热温度为50～60 ℃时，随着加热温度的升高，色谱峰值逐渐增大，在低于56 ℃时，色谱峰值随着加热温度的升高显著增加(P<0.05)，但在超过56 ℃时色谱峰值随温度的升高没有明显变化(P>0.05)。故本试验中最佳加热温

度确定为56 ℃。

图2　加热温度为50~60 ℃时对色谱峰值的影响Fig.2　Effect of heating temperature of 50-60 ℃ on the chromatographic peaks

2.1.5加热时间对测定方法的影响不同加热时间条件下，测得的同一咸鱼样品中正己醛色谱峰值见图3。由图3可见，随着加热时间的增加，色谱峰值也不断增大，在本试验条件下，加热40 min以后色谱峰值增加不显著(P>0.05)。为避免加热时间过长会造成挥发出的正己醛变化，故本试验中最佳加热时间确定为40 min。

图3　加热时间对色谱峰值的影响Fig.3　Effect of heating time on the chromatographic peak values

谢诚等[4]分析了糟带鱼挥发性风味成分，其中主要为各种醛类物质，最后优化得到萃取温度为50 ℃，萃取时间为40 min；吴燕燕等[5]用固相微萃取方法提取咸鱼中包括正己醛在内的各种风味物质，采用的萃取温度为60 ℃，加热时间为40 min。可见，收集多种醛类物质可以采用的萃取温度为50～60 ℃，与本试验结果吻合。由于本试验中测定的是一种醛，所以最优萃取条件可以更加具体，经过优化得到萃取条件为：加热温度为56 ℃，加热时间为40 min。

2.2测定方法的综合评价

2.2.1线性范围按照“1.2.4”节中的试验设置，计算得到每组的回归曲线如下：

第一组：

y1= 3.52x1+0.19，r1=0.9987；

第二组：

y2=0.74x2+0.33，r2=0.9981。

由两组回归曲线可见，正己醛含量为2～100 μg时线性良好，故可用单点校正计算法[5,7]计算正己醛含量。

2.2.2回收率咸鱼中正己醛标准品添加的回收率见表6。由表6可知，测得的回收率为89%～105%，说明本方法准确度符合要求[7-9]。陈冬梅[12]用固相微萃取和气相色谱法测定油品中的正己醛含量时，回收率为85.2%～110.6%，与本研究结果相近。

表6　咸鱼中正己醛标准品添加的回收率

2.2.3重现性重现性试验中，9次试验测得正己醛含量的平均值为78.1 μg，试验结果见表7。从表7可见，重现性试验的平均相对标准偏差为2.7%,证明本方法重现性较好，测定结果较稳定。

2.2.4验证试验取新鲜咸鲅鱼用确定后的最优方法进行测定，结果见表8。由表8可以看出，测定结果与感官评价结果较为一致。

表7　重现性试验结果

3结论

本研究中采用顶空气相色谱法测定咸鱼中的正己醛含量，优化了正己醛检测的前处理条件如溶剂种类、加水量、振荡时间、加热温度和时间等，建立了检测的前处理方法。此方法的精密度高、准确性好，能达到所需要的检测目的。建议用正己醛含量配合其他指标来评价咸鱼的卫生质量。

表8咸鲅鱼放置不同时间时的测定结果

Tab.8Determination results of the hexanal contents in salted mackerel kept for different time

样品序号sampleNo.时间/dtime正己醛含量/(mg·g-1)amountofhexanal异臭foreignodor13—无24—无37—无48—无5100.04无6121.20稍有71516.00稍有81836.50稍有92062.50稍有

注：—示未检出

Note: — means unchecked

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Optimization of pretreatment condition in analysis of hexanal content

in salted fish by headspace gas chromatography (GC)

ZHANG Jin-hai

(Department of Biological Engineering, Liaoning Water Conservancy Vocational College, Shenyang 110122, China)

Abstract：The pretreatment condition was screened and optimized in analysis of content of hexanal in salted fish by headspace gas chromatography (GC). It was found that the optimal pretreatment was observed under the condition of distilled water as solvent at a rate of three times of samples, and oscillation for 30 min, at 56 ℃ for 40 min. In the hexanal determination by this detection method, the linear range was within 2-100 μg, with recovery of 89%-105%.Tests proved that the method was simple, sensitive and reproducible for determination of hexanal in salted fish by headspace GC.

Key words：salted fish hexanal； headspace； gas chromatography (GC)

作者简介：张金海(1959—)， 男， 副教授。E-mail:1447176350@qq.com

基金项目：辽宁省教育厅科研项目(L2014436)

收稿日期：2014-12-26

中图分类号：O657.7

文献标志码：A

文章编号：2095-1388(2015)02-0216-05

DOI：10.3969/J.ISSN.2095-1388.2015.02.020