GC-MS-对不同处理玉米挥发性风味物质的分析

玉米，又称“黄金食品”，是禾本科的一年生作物，是世界上重要的粮食作物。它原产于中美洲和南美洲，并广泛分布在美国，中国，巴西和其他国家。玉米(尤其是新鲜玉米)不仅含有淀粉(23.08%) ，蛋白质(12.96%) ，脂肪(4.31%) ，纤维(14.95%)和其他营养素，而且富含钙，铁，镁，硒，维生素，胡萝卜素和烟酸。玉米具有一定的药用价值，如预防和治疗心血管疾病，促进肠壁蠕动，预防便秘，抗氧化，抗癌等。随着人们健康意识的增强，玉米越来越受到人们的欢迎，玉米的消费量也在迅速增长。

研究发现，玉米的外观和风味是影响消费者接受度的关键因素，而挥发性风味化合物对玉米的接受度起着重要作用。至于玉米中风味物质的检测，勒让德等人早在1978年就利用气相色谱-质谱联用技术检测玉米中的风味物质。

此外，对一些冷冻和新鲜玉米制品的挥发性风味物质进行了分析，鉴定出的关键香气物质包括2-乙酰基 -1-吡咯啉和2-乙酰基 -2-噻唑啉。我们研究了三种干燥方法(煮后烘干、烘干和冷冻干燥)对鲜玉米香气成分的影响，综合分析表明，冷冻干燥和煮后烘干对鲜玉米香气成分有较好的保留作用。玉米加工处理有保鲜阶段的水洗、热烫、预冷、冷冻处理和深加工阶段的蒸煮、煎炸、冷冻干燥处理。然而，对不同处理下玉米的风味分析研究较少。

近年来，GC-IMS 和 GC-MS 被广泛应用于研究谷类作物如水稻，小麦，大麦，燕麦，小米和荞麦。采用气相色谱-质谱联用技术(GC-IMS)对白米和黄米中的挥发性成分进行检测，建立了基于 GC-IMS 的稻米贮藏过程黄化过程监测方法(Zhang et al。

Mohamed Farag 等使用代谢组学方法描述了烤玉米的感官和营养品质，如通过 SPME 和 GC-MS 分析所揭示的，并基于详细的化学分析合理地改善了烤玉米的味道和风味。本研究利用气相色谱-质谱联用技术鉴定糙米和发芽米中的78种挥发性化合物。采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术，研究了高静压处理对粳米和茉莉米挥发性成分的影响。

气相色谱-质谱联用技术是一种广泛而有效的分析食物样本中挥发性化合物的方法，它以固相微萃取、气相分离和质谱法分析为基础。GC-MS 定性分析依赖于保留指数的计算; 通过比较其保留时间，线性保留指数和质谱与在相同色谱条件下分析的真实标准的保留时间，线性保留指数和质谱来鉴定挥发性化合物。GC-IMS 技术的基本原理是用色谱柱预先分离样本中的挥发性成分，然后直接洗脱至 IMS 离子室进行离子迁移分析。联用方法巧妙地将 GC 的高分离度与 IMS 的高灵敏度结合起来，实现了优势互补的分析效果。

HS-GC-IMS 的三维光谱结果包括保留时间、漂移时间和信号强度，提高了定性分析的准确性。GC-IMS 不仅具有较强的分离能力和较低的仪器成本，而且可以避免操作复杂和分析困难的缺点。通过将气相分析技术与离子迁移谱技术巧妙有机地结合起来，GC-IMS 可以快速、简单、直观、准确地分析测试结果，不需要样品预处理和加热过程，最大限度地保留样品的原始风味，使分析结果更加真实和令人信服。虽然有一些 GC-MS 的应用进行了没有样品预处理和低温加热过程，它不适合我们的玉米样品，这需要50分钟的热处理气相色谱-质谱在这项研究。

然而，一些欧洲或国际决定和法规建议，基于色谱分析而不使用质谱检测的方法本身不适合用作确认方法。此外，由于 GC-IMS 在可靠的定量分析方面的局限性，它还不能取代 GC-MS，而 GC-MS 仍然是食品风味分析的金标准。气相色谱-质谱联用技术与其他技术的结合已被报道在分析和角色塑造挥发性化合物方面非常有效。例如，Guo 等人利用气相色谱-质谱联用技术(GC-IMS)和气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)研究了热空气处理对松茸挥发性化合物的影响。不同技术的结合，更全面、可靠、科学地揭示了食品香气的信息。然而，据我们所知，通过 GC-MS 和 GC-IMS 的组合监测谷物加工过程中挥发性风味的变化很少被报道，因此，GC-MS 结合 GC-IMS 作为一种额外的分离方法被用于该设计中以实现更好的异构体分离。

本研究主要针对以下三个方面进行研究: 1)建立一种快速、准确的玉米挥发性成分鉴定方法，指导消费者喜爱的玉米制品的生产; 2)提供一种新的方法来研究风味化合物与各种谷物加工工艺之间的关系; 3)建立一种可视化的玉米挥发性成分鉴定方法，并创造性地对不同的玉米制品进行分类补偿。

通过气相色谱法离子迁移谱(GC-IMS)和气相色谱法-质谱联用质谱(GC-MS)描述了玉米在不同处理下的指纹图谱，包括天然的、洗涤的、漂白的、预冷的、冷冻的、蒸的、煮的、油炸的和冷冻干燥的。通过维恩图和相对气味活性值(ROAV)分析发现，正己醛、1-辛烯 -3-醇、十烷醛和2-戊基噻唑可能是玉米中存在的主要风味物质。

此外，根据玉米的挥发性指纹图谱特征和感官评价的香气特征，将玉米分为四大类，与 GC-IMS 结果一致。此外，感官测试的结果显示，蒸、煮、炸玉米比其他处理的玉米更受欢迎。结果表明，采用气相色谱-质谱联用技术建立了产品的快速分类方法。适当的加工工艺可以产生特定的风味，进一步的精细化研究可以集中在寻找加工玉米的最佳方法上。

1.Zhang K, Gao L, Zhang C, et al. Analysis of volatile flavor compounds of corn under different treatments by GC-MS and GC-IMS[J]. Frontiers in Chemistry, 2022, 10: 725208.

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