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智达InLab丨全自动化分析米饭中的香味化合物

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发表时间:2020-09-18 08:56

米饭,亚洲人的主食,其实是水稻的种子。繁多的大米中,茉莉香米最受东南亚人的欢迎,而最近也在欧洲和美国得到了广泛的承认。

由于其独特的香味,它们在大米市场受到高度青睐并可以更高的价格销售、获取更大的商业利润。

为了确保茉莉香米的品质,需要检测大米中的香味化合物含量。

稻米本身通常不会释放出香气。只有在沸水中煮约10分钟后,通过 Maillard 反应才能形成具有香味的化合物并释放出来。

在这里,我们介绍以一套可以完全自动化煮熟大米并进行香味分析的系统。



01
仪器设置
PAL-RTC 自动进样器 (图 2) 装有:
• 停针工作站 ①
• 加热震荡孵化炉 ②
• 老化模块③
• 磁力加热搅拌模块 ④
• 托盘支架 ⑤
• 样品托盘 VT 15 ⑥
• SPME Arrow 工具 ⑦

• SPME Arrow 涂层 PDMS/DVB/Carboxen (PN: ARR11-DVB/CWR-120/20)

色谱系统
• 安捷伦 GC7890-MS7000
• HP-5MS (30m x 0.25mm x 0.25um) 毛细管色谱柱
• SPME Arrow 衬管 (PN: ARRLIN17-GC7890)

图 2: PAL RTC 装置 SPME Arrow 分析所需的模块


02
水稻品种
• 印度香米
• 泰国茉莉香米, 牌子 A
• 泰国茉莉香米, 牌子 B

• 普通白米



基于安捷伦 MassHunter 软件上的美国国家标准技术研究所(NIST,ver.14)的质谱数据库进行匹配,匹配分数限为 80分。如果检测到的峰匹配分数低于80分,则被归类为“未识别”。


03
InLab Solution快速完成烹饪处理

InLab Solution 是一款智达InLab自主研发的PAL控制操作软件系统,中文的软件语言可让国内用户更容易上手操作,用户可快速完成任意一个前处理及进样方法的参数编辑和修改。InLab Solution兼容各种CDS软件,轻松控制PAL系统完成前处理及进样操作。

用 InLab Solution   只需几分钟完成创建分析大米香味的前处理方法。

图4: 装有生米和熟饭的样品瓶


04
结果

运用 SPME Arrow 萃取、GC-MS 分析,可以有效地萃取大米的香味化合物(图 5-8),进而检定大米品种和品质。

图 5-8: 大米香味色谱 (TIC, 青色), 和大米中的醛类含量


醛类


醇类


酮类


呋喃


其他



05
茉莉香米特有化合物2-乙酰-1-吡咯啉


2-乙酰-1-吡咯啉是区分茉莉香米和不同稻米品质的重要化合物。运用 PAL SPME Arrow 萃取,可以清楚的看到泰国茉莉香米牌子 A 含有最高量的2-乙酰-1-吡咯啉,而在印度香米和普通白米的含量都相对的低。

表 1:以 PAL SPME Arrow 萃取2-乙酰-1-吡咯啉的重现性


图 9: 个别大米中的2-乙酰-1-吡咯啉含量

06
总结


  • 不同的大米品种可以通过其独特的香味化合物色谱图进行区分。
  • 与其他具有独特香气的大米(例如印度香米和泰国茉莉香米)相比,白米只含有少量的醛类化合物。
  • 在两个泰国茉莉香米牌子中均检测到D-柠檬烯,但在其他大米中未检测到。
  • 把大米由自动进样器煮熟后,GC-MS 的色谱图明显的不同,显示在煮饭过程中化学反应的产生。
  • 通过 PAL RTC 前处理及自动进样平台煮熟大米,可以把所有挥发性化合物都保存在密闭的顶空样品瓶中,再以PAL SPME Arrow 萃取可以达到更灵敏的萃取效果。


参考文献
1.D.S.Yang,R.L. Shewfelt, K-S. Lee, and S. J. Kays, J. Agric.Food Chem., 2008, 56 (8), 2780-2787 DOI: 10.1021/jf072685t
2.R.J.Bryant,A.M.McClung,FoodChem.,2011,124,501513. DOI: 10.1016/j.foodchem.2010.06.061
3. Wongpornchai S., Sriseadka T., Choonvisase S., J. Agric.Food Chem., 2003, 51(2): 457-62 DOI: 10.1021/jf025856x



作者:Chiew Mei Chong, CTC Analytics Asia Pte Ltd, Singapore