本研究采用快速氣相電子鼻對不同種類花椒油樣品(紅花椒油、青花椒油、藤椒油)進(jìn)行檢測，旨在考查花椒油樣品在氣味指紋上的差異，以期尋找快速、有效區(qū)分花椒油樣品的分析方法，為花椒油的氣味分析、質(zhì)量檢測以及識別鑒定提供一定的借鑒。
材料與方法

        本實驗所用樣品為不同品牌的市售花椒油，其中紅花椒油樣品5個，青花椒樣品4個，藤椒油樣品13個。

        樣品制備       將花椒油搖勻后，取1 mL于10mL頂空瓶中，加蓋密封待測。每個樣品設(shè)置3個平行樣。

        檢測參數(shù)      載氣(H2 )流量160 mL/min；頂空時間600 s，頂空溫度60 ℃；進(jìn)樣量500 µL，進(jìn)樣速度500 µL/s，進(jìn)樣口溫度250 ℃；捕集肼溫度35℃，解析溫度250 ℃；柱溫40 ℃，保持1 s，3 ℃/s升至250 ℃，保持30 s；氫火焰離子化檢測器(FID)溫度280 ℃；采集時間100 s。

        數(shù)據(jù)處理      主要采用Heracles快速氣相電子鼻自帶軟件Alphasoft 11.0軟件中的主成分分析法(PCA)、判別因子分析法(DFA)、單類成分判別分析(SIMCA)等3類分析方法。

        物質(zhì)定性       采用正構(gòu)烷烴標(biāo)準(zhǔn)溶液(nC6 -nC16)進(jìn)行校準(zhǔn)，將保留時間轉(zhuǎn)換為保留指數(shù)，然后用AroChembase數(shù)據(jù)庫對化合物進(jìn)行
結(jié)果與分析

 Heracles對花椒油氣味的響應(yīng)

        Heracles快速氣相電子鼻是一種基于氣相色譜(Gas Chromatograph，GC)原理的揮發(fā)性成分快速 檢測分析的設(shè)備，其同時具有電子鼻快速、簡單的特點，又有色譜的分離作用。樣品經(jīng)頂空處理后分別進(jìn)入2根極性不同的色譜柱(弱極性和中等極性)進(jìn)行分離，經(jīng)過FID檢測器檢測獲得色譜圖。Heracles對花椒油的氣味檢測獲得了2個色譜柱的色譜圖(圖1a、b)和雷達(dá)圖(圖1c、d)。

 

        由圖1可知，Heracles快速氣相電子鼻對花椒油的風(fēng)味成分有明顯的響應(yīng)，青花椒油與藤椒油色譜峰形相似，紅花椒油色譜峰形與二者差異較大。

        為了更直觀地比較3類花椒油的不同，將所有樣品的保留時間和峰面積導(dǎo)出后，以面積百分比法計算不同保留時間的峰相對含量，統(tǒng)計同一類花椒油樣品的相對含量平均值，以保留時間-相對含量做花椒油樣品的t-ω分布圖，如圖2所示。

        由于有2根不同極性的色譜柱，在保留時間后加數(shù)字1和數(shù)字2以示區(qū)分，如17.53-1和16.98-2分別代表DB-5色譜柱保留時間為17.53 s的出峰信息和DB-1701色譜柱保留時間為16.98 s的出峰信息。以所有樣品中所有峰相對含量的平均值0.71%為有效響應(yīng)水平時，紅花椒油樣品與其他2種樣品有效 響應(yīng)點不同數(shù)量，有15個，青花椒油樣品、藤椒油樣品分別有19個、18個有效響應(yīng)點；大于10%的顯著響應(yīng)點，紅花椒油樣品、青花椒油樣品、藤椒油樣品分別有4個、2個、2個；只有紅花椒油樣品有1個大于20%的特顯著響應(yīng)點，青花椒油樣品、藤椒油樣品均無大于20%的響應(yīng)點。

 PCA分析結(jié)果

        對三類花椒油樣品進(jìn)行PCA分析，結(jié)果如圖3所示，橫、縱坐標(biāo)分別表示PCA轉(zhuǎn)換得到的第1主成分(PC1)和第2主成分(PC2)的貢獻(xiàn)率。圖3中PC1的方差貢獻(xiàn)率為76.33%，PC2 的方差貢獻(xiàn)率為20.16%，二者累計方差貢獻(xiàn)率為96.49%，代表了樣品的絕大部分信息，這說明25個花椒油樣品氣味差異明顯，PCA分析法能準(zhǔn)確區(qū)分不同種類的花椒油。

        貢獻(xiàn)率越大，說明主成分可以較好地反映原來多指標(biāo)的信息。對于兩維圖而言，如果2種樣品在橫坐標(biāo)上的距離越大，說明它們的差異越大；而2個樣品在縱坐標(biāo)上距離即使很大，但由于PC2的貢獻(xiàn)率較小，那么2種樣品間的實際差異不會很明顯]。由圖3可以看出，青花椒油樣品與藤椒油樣品在橫坐標(biāo)上的距離較小，說明這2類樣品間的香氣成分差異??；紅花椒油樣品與青花椒油樣品、藤椒油樣品在橫坐標(biāo)上的距離較大，說明樣品間的香氣成分差異大。

        DFA分析結(jié)果

        對3類花椒油樣品進(jìn)行DFA分析，結(jié)果如圖4所示，橫、縱坐標(biāo)分別表示DFA轉(zhuǎn)換得到的第1區(qū)分指數(shù)(DF1)和第2區(qū)分指數(shù)(DF2)。圖4中DF1的區(qū)分指數(shù)為81.62%，DF2的方差貢獻(xiàn)率為18.38%，二者累計區(qū)分指數(shù)為100%，說明DFA分析法能夠更好地區(qū)分3類花椒油樣品的差異。從不同樣品間在圖中橫、縱坐標(biāo)的距離也可以看出青花椒油樣品與藤椒油樣品間的香氣成分差異較??；紅花椒油樣品與青花椒油樣品、藤椒油樣品間的香氣成分差異很大。

        SIMCA分析結(jié)果

        對3類花椒油樣品進(jìn)行SIMCA分析，結(jié)果如圖 5所示。由圖5可以看出，以青花椒油為對照樣品時，紅花椒油全部落在可接受區(qū)域以外，藤椒油有部分重疊；以藤椒油為對照樣品時，紅花椒油也全部落在可接受區(qū)域以外，青花椒油有部分重疊。這表明紅花椒油與青花椒油樣品、藤椒油樣品間的香氣成分差異很大。

       Heracles對花椒油成分的定性

        Heracles快速氣相電子鼻不但能區(qū)分不同類花椒油的氣味，還能根據(jù)氣味成分在2根不同色譜柱上的保留指數(shù)對花椒油中所含化合物進(jìn)行定性，通過檢索AroChembase數(shù)據(jù)庫，得到可能的化合物及其風(fēng)味信息，結(jié)果如表1所示。

        由表1可以看出，紅花椒油樣品中缺少青花椒油樣品、藤椒油樣品中的α-蒎烯、α-水芹烯、γ-松油烯等成分；青花椒油樣品與藤椒油樣品成分信息豐富，二者差異較小，青花椒油樣品缺少壬醛。

        Heracles快速氣相電子鼻對25種花椒油樣品進(jìn)行信息采集，數(shù)據(jù)通過PCA、DFA、SIMCA等3種統(tǒng)計方法分析，均能將3類花椒油樣品區(qū)分或識別，其中青花椒油樣品與藤椒油樣品間的香氣成分差異較??；紅花椒油樣品與青花椒油樣品、藤椒油樣品間的香氣成分差異明顯。

        Heracles分析技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)花椒油樣品的快速分析，可以對比不同樣品間的差異，并通過AroChembase數(shù)據(jù)庫得到樣品中可能存在的化合物信息。這表明Heracles快速氣相電子鼻分析技術(shù)可以作為花椒油產(chǎn)品的快速檢測方法，應(yīng)用于花椒油的氣味分析、質(zhì)量檢測以及識別鑒定。

        來源：感官科學(xué)與評定   轉(zhuǎn)載請注明來源。

        參考文獻(xiàn)：陳修紅,歐克勤,汪厚銀,史波林,張璐璐,解楠,趙鐳.Heracles快速氣相電子鼻對花椒油氣味指紋分析研究[J].食品科技,2016,41(12):256-261.DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2016.12.051.