同時(shí)蒸餾萃取-氣質(zhì)聯(lián)用分析月盛齋醬牛肉的揮發(fā)性風(fēng)味成分

綦艷梅，孫寶國(guó)，黃明泉，劉玉平，陳海濤*

(北京工商大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，北京 100048)

同時(shí)蒸餾萃取-氣質(zhì)聯(lián)用分析月盛齋醬牛肉的揮發(fā)性風(fēng)味成分

綦艷梅，孫寶國(guó)，黃明泉，劉玉平，陳海濤*

(北京工商大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，北京 100048)

為探究醬牛肉中揮發(fā)性風(fēng)味成分，并分析各個(gè)物質(zhì)對(duì)醬牛肉整體風(fēng)味的貢獻(xiàn)大小，采用同時(shí)蒸餾萃取(SDE)，結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)(GC-MS)分離鑒定北京傳統(tǒng)肉食品——月盛齋醬牛肉的揮發(fā)性風(fēng)味成分。結(jié)果共鑒定出82種風(fēng)味化合物，其中烴類17種(相對(duì)含量4.365%)、醇類12種(相對(duì)含量2.663%)、醛類23種(相對(duì)含量21.717%)、酮類7種(相對(duì)含量0.912%)、酯類1種(相對(duì)含量0.279%)、醚類2種(相對(duì)含量15.263%)、酸類4種(相對(duì)含量2.601%)、酚類2種(相對(duì)含量0.889%)、含氮含硫及雜環(huán)化合物14種(相對(duì)含量2.085%)。其中醛類、醚類、含氮含硫以及雜環(huán)化合物是月盛齋醬牛肉的重要揮發(fā)性成分。

月盛齋醬牛肉；揮發(fā)性成分；同時(shí)蒸餾萃取(SDE)；氣質(zhì)聯(lián)用(GC-MS)

醬牛肉是我國(guó)的傳統(tǒng)特色肉制品，其以獨(dú)特的色、香、味而備受人們喜愛，暢銷不衰，至今仍是千家萬戶餐桌上的美味佳肴[1]，其中，月盛齋醬牛肉是醬牛肉中的典型。月盛齋醬牛肉是北京的名產(chǎn)，已有二百多年的歷史，其特點(diǎn)是風(fēng)味優(yōu)雅、不腥不膻、后味濃郁，廣受人們歡迎[2]。目前，對(duì)于醬牛肉的研究主要集中在安全衛(wèi)生、保鮮及質(zhì)量控制等方面，關(guān)于風(fēng)味物質(zhì)的研究較少。研究醬肉風(fēng)味物質(zhì)不但可以防止不良風(fēng)味產(chǎn)生，還對(duì)工藝的優(yōu)化和風(fēng)味的調(diào)配提供理論依據(jù)。為更好地繼承和發(fā)展我國(guó)傳統(tǒng)的飲食文化，對(duì)傳統(tǒng)的名特優(yōu)產(chǎn)品有更好的深入了解，本實(shí)驗(yàn)擬對(duì)醬牛肉的風(fēng)味成分進(jìn)行研究。

同時(shí)蒸餾萃取是一種提取、分離和富集試樣中揮發(fā)性、半揮發(fā)性成分的有效方法，目前已廣泛地應(yīng)用于食品、飲料、香精香料和煙草中揮發(fā)性和半揮發(fā)性組分分析[3]。本研究采用同時(shí)蒸餾萃取法萃取(SDE)月盛齋醬牛肉中的揮發(fā)性成分，結(jié)合氣-質(zhì)聯(lián)用技術(shù)(GC-MS)分析其化學(xué)成分，旨在確定其主體香味成分并為改進(jìn)工藝及提高品質(zhì)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

月盛齋醬牛肉 市售。

無水乙醚(分析純)、無水硫酸鈉(分析純，用前干燥處理)、C8～C30正構(gòu)烷烴(色譜純) 北京化學(xué)試劑有限公司；氮?dú)?純度99.9%) 北京氦普北分氣體工業(yè)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

同時(shí)蒸餾萃取裝置(定制加工) 北京玻璃儀器廠；6980N-5973i氣-質(zhì)聯(lián)用機(jī)(配有液體自動(dòng)進(jìn)樣器、吹掃捕集器、熱脫附儀、二維氣相色譜) 美國(guó)Agilent公司。

1.3 方法

1.3.1 純化乙醚的制備

將分析純乙醚用Oldershow柱進(jìn)行蒸餾，去掉前后各30mL，得中間乙醚餾分備用，純化后的乙醚經(jīng)檢測(cè)后無雜質(zhì)峰出現(xiàn)[4]。

1.3.2SDE法提取揮發(fā)性成分

稱取醬牛肉100g，加入300mL蒸餾水，打漿均勻后置于1L蒸餾瓶中，并用200mL蒸餾水分3次清洗打漿機(jī)，將清洗液倒入蒸餾瓶中，置于同時(shí)蒸餾萃取裝置一端，用油浴加熱，溫度為(130±2)℃，磁力攪拌；裝置的另一端接盛有50mL乙醚的圓底燒瓶，加入少量沸石，水浴加熱(45±2)℃，連續(xù)提取4h，萃取液加入適量經(jīng)新鮮干燥的無水硫酸鈉，置于冰箱冷凍脫水24h，過濾，所得濾液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮至6～8mL，用分析純氮?dú)獯祾咧?.5mL左右，得到醬香濃郁的淡黃色油狀液體，密封保存于－18℃的冰箱中，待氣質(zhì)聯(lián)用分析。

1.3.3 色譜條件

色譜柱：DB-WAX毛細(xì)管柱(30m×250μm，0.25μm)；進(jìn)樣口溫度：240℃；升溫程序：起始溫度35℃，保持1min，以20℃/min升至50℃，保持2min，再以6℃/min升至200℃，保持15min，最后以15℃/min升至240℃，保持4min；載氣(He)流速1.0mL/min，進(jìn)樣量1μL；分流比20:1。

質(zhì)譜條件：電子轟擊(EI)離子源；電子能量70eV；離子源溫度230℃；四級(jí)桿溫度150℃；質(zhì)量掃描范圍20～450u。掃描方式：全掃描；溶劑延遲2min，調(diào)諧文件為標(biāo)準(zhǔn)調(diào)諧。

1.3.4 數(shù)據(jù)處理

定性分析：對(duì)檢測(cè)結(jié)果的分析以計(jì)算機(jī)NIST 08譜庫檢索為主，結(jié)合保留指數(shù)及有關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行人工譜圖解析，確定月盛齋醬牛肉的揮發(fā)性成分。

恒溫保留指數(shù)的計(jì)算公式[5]：

式中：t(i)′為待測(cè)組分的調(diào)整保留時(shí)間；t(n)′為具有n個(gè)碳原子的正構(gòu)烷烴的調(diào)整保留時(shí)間；t(n+1)′為具有(n+1)個(gè)碳原子的正構(gòu)烷烴的保留時(shí)間。

當(dāng)為線性程序升溫時(shí)，可直接用保留時(shí)間計(jì)算保留指數(shù)，計(jì)算公式如下[5]：I=100×{n＋[(t(i)－t(n)]÷ [t(n＋1)－t(n)]}。

定量分析：采用面積歸一化法進(jìn)行定量分析，求得各揮發(fā)性成分的相對(duì)含量。

2 結(jié)果與分析

SDE-GC-MS分析月盛齋醬牛肉的總離子流色譜圖如圖1所示，其揮發(fā)性化合物的分析結(jié)果如表1所示。

圖1 月盛齋醬牛肉揮發(fā)性香味成分總離子流圖Fig. 1 GC-MS total ion current chromatogram of volatile oil from Yueshengzhai spiced beef

由表1可以看出，以乙醚為溶劑，采用同時(shí)蒸餾萃取法從月盛齋醬牛肉中提取揮發(fā)性成分，經(jīng)GC-MS分析，共鑒定出82種揮發(fā)性風(fēng)味成分(相對(duì)含量50.774%)、烴類17種(相對(duì)含量4.365%)、醇類12種(相對(duì)含量2.663%)、醛類23種(相對(duì)含量21.717%)、酮類7種(相對(duì)含量0.912%)、酯類1種(相對(duì)含量0.279%)、醚類2種(相對(duì)含量15.263%)、酸類4種(相對(duì)含量2.601%)、酚類2種(相對(duì)含量0.889%)、含氮含硫及雜環(huán)化合物14種(相對(duì)含量2.085%)。其中相對(duì)含量較大的組分為對(duì)甲氧基苯甲醛(1.489%)、(E)-肉桂醛(1.616%)、十六醛(13.313%)、十八醛(1.847%)、茴香腦(14.479%)、月桂酸(1.045%)、對(duì)烯丙基苯甲醚(0.784%)、乙醇(0.872%)等。

在檢出的月盛齋醬牛肉烴類化合物中，揮發(fā)性風(fēng)味成分主要以萜烯類為主，這可能與月盛齋醬牛肉煮制過程中，加入多種香辛料和中草藥有密切聯(lián)系，是月盛齋醬牛肉具有特征風(fēng)味的原因。如β-蒎烯存在于檸檬油、肉豆蔻油等精油中，具有松節(jié)油、樹脂香氣；γ-松油烯存在于肉豆蔻油、芹菜葉等天然物質(zhì)中，味道微苦，有辛香和柑橘樣風(fēng)味[6]。

檢出的醛類物質(zhì)在數(shù)量和峰面積上都最多，占揮發(fā)性風(fēng)味成分峰面積的42.771%，肉品揮發(fā)性風(fēng)味成分中的醛來源于脂肪氧化，其中辛醛(油脂-清新氣息)和壬醛(脂肪香氣)是油酸氧化的產(chǎn)物[7]，己醛(清新香草香氣)和

2-壬烯醛(烤肉香氣)是亞油酸的主要氧化產(chǎn)物[2]；另外，斯特雷克爾氨基酸反應(yīng)也是肉品中醛類物質(zhì)形成的重要來源，2-甲基丁醛(甜味、微帶水果味)與苯乙醛(風(fēng)信子香氣)分別來自亮氨酸與苯丙氨酸的斯特雷克爾氨基酸反應(yīng)[8]，苯甲醛則是苯丙氨酸降解的產(chǎn)物[9]；此外，對(duì)甲氧基苯甲醛(山楂香氣)存在于八角茴香和小茴香中，桂醛(味甜、辛辣)存在于肉桂、桂皮油等物質(zhì)中，它們是月盛齋醬牛肉在煮制過程中，為了突出其醬香味，加入的香辛料中含有的物質(zhì)。與張純等[2]研究結(jié)果相比，檢出的醛類物質(zhì)明顯增多，其中檢出的桂醛對(duì)月盛齋醬牛肉獨(dú)特風(fēng)味的形成具有十分重要的作用，醛的閾值一般很低，具有脂肪香味，是肉品香味的主要構(gòu)成部分，檢出的23種醛類物質(zhì)對(duì)月盛齋醬牛肉的風(fēng)味影響較大。

表1 月盛齋醬牛肉揮發(fā)性香味成分的GC-MS分析結(jié)果Table 1 GC-MS analytical results of volatile flavor compounds of Yueshengzhai spiced beef

醇類主要來自脂肪氧化，飽和醇由于其風(fēng)味閾值較高，對(duì)醬牛肉整體風(fēng)味貢獻(xiàn)較小，而不飽和醇的風(fēng)味閾值較低，對(duì)風(fēng)味貢獻(xiàn)較大。檢出的己醇、α-松油醇、桉葉油醇、糠醇、(-)-薄荷醇等是醬牛肉特征風(fēng)味的主要醇類貢獻(xiàn)化合物。

酮類化合物可以是醇的氧化產(chǎn)物，也可以是酯類分解的產(chǎn)物[10]。檢測(cè)出的酮類物質(zhì)以3-羥基-2-丁酮與2,3-戊二酮的含量較多，其中，3-羥基-2-丁酮高度稀釋后有令人愉快的奶香氣；2,3-戊二酮稀釋有奶油氣味，酮類物質(zhì)對(duì)肉風(fēng)味的形成也極為重要。

醚類化合物在風(fēng)味物質(zhì)中也相當(dāng)重要，特別是含有苯環(huán)的醚，大多具有強(qiáng)烈而愉快的香氣[2]，本實(shí)驗(yàn)鑒定出的對(duì)丙烯基茴香醚和茴香腦，很可能與所加八角茴香、大茴香等香辛料有關(guān)，這與臧明伍等[11]的研究結(jié)果一致，說明它們對(duì)月盛齋醬牛肉的特征風(fēng)味的貢獻(xiàn)很大，具有一定的代表性。

研究認(rèn)為酯類尤其是乙酸酯類是酒中最重要的風(fēng)味物質(zhì)[12]，檢出的乙酸乙酯有清靈、微帶果香的酒香，這可能與月盛齋醬牛肉在煮制過程中加入料酒等調(diào)味品有關(guān)。由于酯類物質(zhì)的閾值較高，因此它對(duì)香味的貢獻(xiàn)不大。

檢出的2種酚類物質(zhì)分別是2,6-二叔丁基對(duì)甲基苯酚、乙基麥芽酚，其中2,6-二叔丁基對(duì)甲基苯酚是食品中常用的抗氧化劑；乙基麥芽酚廣泛用于食品中，對(duì)醬牛肉香味的改善和增強(qiáng)具有顯著效果，且能延長(zhǎng)其儲(chǔ)存期[13]。

檢出的長(zhǎng)鏈脂肪酸類化合物，如月桂酸、十四酸等，可能是在高溫蒸煮過程中由相應(yīng)的醇、醛等化合物氧化而來的，也可能是樣品中的油脂被乙醚溶解所得，而低分子質(zhì)量的酸類物質(zhì)由于參與了熱反應(yīng)生成其他化合物[4]，因此低相對(duì)分子質(zhì)量的酸未檢出。由于酸的香味閾值較大，對(duì)牛肉的特征風(fēng)味貢獻(xiàn)不大。

由表1可知，共鑒定出14種含氮含硫及雜環(huán)化合物，主要有3-甲硫基丙醇、2-呋喃甲硫醇、2-甲基二氫-3(2H)-呋喃酮、2-乙酰呋喃、2,6-二甲基-4-硫代呋喃酮、2-乙?；拎旱任镔|(zhì)，由于閾值較低，是醬牛肉中最重要的風(fēng)味呈味物質(zhì)[14]，對(duì)醬牛肉獨(dú)特風(fēng)味的形成具有十分重要的作用，主要來源于氨基酸和還原糖之間的美拉德反應(yīng)、氨基酸(如脯氨酸)的熱解及硫胺素的熱解，還可以由Maillard反應(yīng)中間產(chǎn)物中的一些二羰基化合物進(jìn)一步與脂質(zhì)或硫胺素的降解產(chǎn)物反應(yīng)[15]，多數(shù)具有肉香味。呋喃類物質(zhì)是最豐富的美拉德反應(yīng)揮發(fā)性產(chǎn)物[16]，其中硫代呋喃化合物閾值較低，對(duì)肉香味貢獻(xiàn)較大；不含硫的呋喃化合物不具有肉香特征，主要是甜香和堅(jiān)果香，在醬牛肉風(fēng)味中起著協(xié)調(diào)、平衡的作用。噻唑類化合物香勢(shì)強(qiáng)、閾值低，對(duì)肉品風(fēng)味影響顯著；噻吩類化合物的嗅覺閾值較低，風(fēng)味特征顯著，但成分不穩(wěn)定，所以在加工風(fēng)味中的重要性可能不會(huì)太高[17]。含氮化合物如吡嗪類香氣特征較突出，大多數(shù)具有咖啡香、巧克力香、堅(jiān)果香、焙烤焦香樣香氣，對(duì)食品的香味起著十分重要的作用，這些含氮含硫及雜環(huán)化合物對(duì)月盛齋醬牛肉特征風(fēng)味的形成貢獻(xiàn)較大。

3 結(jié) 論

3.1 采用SDE-GC-MS分析月盛齋醬牛肉中的揮發(fā)性成分，共鑒定出82種揮發(fā)性風(fēng)味成分(相對(duì)含量50.774%)、烴類17種(相對(duì)含量4.365%)、醇類12種(相對(duì)含量2.663%)、醛類23種(相對(duì)含量21.717%)、酮類7種(相對(duì)含量0.912%)、酯類1種(相對(duì)含量0.279%)、醚類2種(相對(duì)含量15.263%)、酸類4種(相對(duì)含量2.601%)、酚類2種(相對(duì)含量0.889%)、含氮含硫及雜環(huán)化合物14種(相對(duì)含量2.085%)。其中相對(duì)含量較大的組分為對(duì)甲氧基苯甲醛(1.489%)、(E)-肉桂醛(1.616%)、十六醛(13.313%)、十八醛(1.847%)、茴香腦(14.479%)、月桂酸(1.045%)、對(duì)烯丙基苯甲醚(0.784%)、乙醇(0.872%)等。

3.2 本實(shí)驗(yàn)與張純等[2]用SPME法分析月盛齋醬牛肉的揮發(fā)性成分相比，鑒定出的醛類、酮類、醇類、含氮含硫及雜環(huán)類等物質(zhì)明顯增多，如2-乙酰呋喃、3-甲硫基丙醇、2-呋喃甲硫醇、2-呋喃甲硫醇、茴香腦、桂醛等物質(zhì)，對(duì)月盛齋醬牛肉的特征風(fēng)味具有十分重要的作用，因此，SDE-GC-MS更適宜分析醬牛肉中的特征性風(fēng)味物質(zhì)。

3.3 同時(shí)蒸餾萃取得到的揮發(fā)油不需要復(fù)雜預(yù)處理就能直接進(jìn)行分析，且提取物氣味濃郁、對(duì)微量成分得率較高、生產(chǎn)成本較低[18]，但由于經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間高溫蒸煮，沸點(diǎn)低的化合物檢出較少，因此，還需與其他方法結(jié)合分析醬牛肉中的揮發(fā)性成分。

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Analysis of Volatile Compounds in Yueshengzhai Spiced Beef by Simultaneous Distillation Extraction and Gas Chromatography-Mass Spectrometry

QI Yan-mei，SUN Bao-guo，HUANG Ming-quan，LIU Yu-ping，CHEN Hai-tao*
(School of Chemical and Environmental Engineering, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China)

The volatile compounds in Yueshengzhai spiced beef was extracted by simultaneous distillation extraction (SDE) and then analyzed by gas chromatography/mass spectrometry (GC-MS).Totally 82 volatile flavor compounds were identified and they were 17 hydrocarbons, 12 alcohols, 23 aldehydes, 7 ketones, 1 ester, 2 ethers 4 acids, 2 phenols and 14 nitrogen- or sulfurcontaining or heterocyclic compounds, accounting for 4.365%, 2.663%, 21.717%, 0.912%, 0.279%, 15.263%, 2.601%, 0.889% and 2.085% of the total amount of volatile compounds, respectively. Among these compounds, aldehyde, ether, nitrogen- and sulfur-containing and heterocyclic compounds were the important flavor compounds in Yueshengzhai spiced beef.

Yueshengzhai spiced beef；volatile flavor constituents；SDE；GC-MS

TS207.3

A

1002-6630(2010)18-0370-05

2010-07-02

北京市教育委員會(huì)科技計(jì)劃面上項(xiàng)目(KM200910011003)

綦艷梅(1986—)，女，碩士研究生，研究方向?yàn)橄懔舷憔-mail：yilian12345678@126.com

*通信作者：陳海濤(1973—)，男，高級(jí)工程師，碩士，研究方向?yàn)橄懔舷憔?。E-mail：chenht@th.btbu.edu.cn