熱風(fēng)干燥與凍干對香蔥揮發(fā)性成分影響研究

張文成， 劉 玲， 王瑞俠， 張海濤

（合肥工業(yè)大學(xué) 農(nóng)產(chǎn)品生物化工教育部工程研究中心，安徽 合肥 230009）

目前脫水小香蔥的加工方式主要有熱風(fēng)干燥和真空冷凍干燥（簡稱“凍干”），對小香蔥熱風(fēng)干燥和凍干工藝的研究報道較多［1－2］，對小香蔥風(fēng)味成分的產(chǎn)生以及各因素對風(fēng)味成分的影響的研究也有些成果［3－5］。小香蔥在熱風(fēng)干燥高溫處理過程中會產(chǎn)生不同于新鮮香蔥的焦香氣味，在凍干過程中的抽真空處理會導(dǎo)致新鮮蔥香味減弱，有關(guān)這方面的風(fēng)味成分分析報道并不多。文獻［6］采用頂空固相微萃取氣質(zhì)聯(lián)用儀分析了生鮮香蔥中的風(fēng)味成分，文獻［7］采用固相微萃取法提取4種類型蔥中的風(fēng)味成分，并采用氣質(zhì)法分析了其化學(xué)組成。文獻［8］采用同時蒸餾－萃取法提取香蔥的風(fēng)味成分。

本文研究了不同脫水加工方式對小香蔥揮發(fā)成分的影響，研究結(jié)果對保留小香蔥風(fēng)味物質(zhì)的百分含量具有一定的參考價值。

1 材料與方法

1.1 材料

德國全綠鮮蔥（合肥周谷堆）。

1.2 儀器與設(shè)備

真空冷凍干燥機FD－4（上海博醫(yī)康實驗儀器有限公司）；氣質(zhì)聯(lián)用儀（GC－MS）（Glarus600美國PE公司）。

1.3 香蔥揮發(fā)性成分提取流程圖

香蔥揮發(fā)性成分提取流程圖如圖1所示。

圖1 揮發(fā)性成分提取流程圖

1.4 色譜分析

1.4.1 樣品處理

先將萃取頭在氣相色譜的進樣口老化，老化溫度為250℃，載氣體積流量為0.8mL／min，分流比50∶1，老化時間2h。將香蔥蔥白和蔥葉切成小片，各取1g迅速放入15mL樣品瓶中，蓋上蓋子備用。將固相微萃取器的萃取頭插入到樣品瓶中，推出纖維頭，注意萃取頭不要接觸香蔥。于45℃吸附40min后抽回纖維頭，再將萃取頭插入氣相色譜儀于250℃解吸2min，同時啟動儀器采集數(shù)據(jù)。SPEM示意圖如圖2所示。

圖2 SPEM的示意圖

1.4.2 試驗條件

色譜條件：HP－5毛細(xì)管色譜柱（30m×0.25mm×0.25μm）；氦載氣流速1mL／min；不分流，恒壓35kPa；起始柱溫為40℃，以5℃／min升溫至60℃，無保留，再以10 ℃／min升溫至100℃，無保留，保持20min，再以20℃／min升溫至240℃（6min）。進樣口溫度與接口溫度均為250℃，檢測溫度為240℃。

質(zhì)譜條件：離子源溫度200℃，電離方式EI，電子能70eV，燈絲電流150μA，掃描質(zhì)量范圍為33～450amu。

1.4.3 定性定量方法

定性：化合物經(jīng)計算機檢索同時與NIST library相匹配；定量：相對百分含量按峰面積歸一化法計算。

2 結(jié)果與分析

2.1 新鮮、熱風(fēng)和凍干香蔥的風(fēng)味成分

SPME－GC－MS可在常溫條件下檢測新鮮香蔥中的風(fēng)味成分，真實反映新鮮香蔥破碎后的辛辣氣味成分，檢測結(jié)果見表1所列。

表1 SPME－GC－MS測定新鮮、凍干和熱風(fēng)干燥香蔥中的風(fēng)味成分

由表1可知，新鮮香蔥中的風(fēng)味成分共16種，其特征性風(fēng)味物質(zhì)主要為二丙基二硫醚（54.79%）、二丙基三硫醚（17.39%）、1，2－二噻吩（12.95%）。

SPME－GC－MS測得熱風(fēng)干燥香蔥的風(fēng)味成分主要為S，S－二氧化－2－乙基噻吩（9.19%）、2，5－二甲基噻吩（14.16%）、甲基－1－丙烯基二硫醚（13.49%）、二烯丙基三硫醚（11.79%），占總成分的48.63%。

根據(jù)主要風(fēng)味成分的百分含量可推出，具有揮發(fā)性的硫代亞磺酸酯部分分解成小分子風(fēng)味物質(zhì)，部分尚未分解。

SPME－GC－MS測得凍干香蔥的含硫風(fēng)味成分主要為噻烷類、磺酸酯類、硫醚類等化合物，占總成分的56.27%。因凍干過程是在低溫條件下進行，部分噻烷類、磺酸酯類等大分子物質(zhì)尚未完全分解成小分子風(fēng)味成分。

2.2 香蔥主要風(fēng)味化合物

由表1對比得出，新鮮香蔥中環(huán)狀與鏈狀含硫化合物占總揮發(fā)性成分的98.43%，而經(jīng)過熱風(fēng)干燥、凍干后的香蔥與新鮮的揮發(fā)性成分相比，鏈狀含硫化合物百分含量降低，環(huán)狀化合物與不含硫成分百分含量增加了，熱風(fēng)干燥后的香蔥的鏈狀化合物成分與新鮮香蔥的相似，為硫醚類物質(zhì)，而凍干后的香蔥主要為磺酸類化合物。從理論上來分析，凍干香蔥較熱風(fēng)干燥后的香蔥將釋放出更多的風(fēng)味物質(zhì)，氣味保持時間更長，同時凍干后香蔥的氣味濃郁程度可以參考硫代亞磺酸酯的百分含量來衡量。

2.3 香蔥處理前后風(fēng)味成分比較

SDE是在高溫條件下提取新鮮香蔥中的風(fēng)味成分，然后采用GC－MS測定，其結(jié)果如圖3所示。此方法能測定香蔥在高溫條件下的氣味成分，結(jié)果見表2所列。

圖3 新鮮香蔥風(fēng)味成分GC－MS離子流圖

由表2可知，SDE－GC－MS測得新鮮香蔥中的風(fēng)味成分共20種，其特征性風(fēng)味物質(zhì)主要為2，6－二叔丁基對甲苯酚（13.37%）、三十一烷（16.79%）、五氟丙酸三十二烷（14.17%）。SDE提取的香蔥風(fēng)味成分與SPME提取的成分相比較，其組成成分中17種成分的碳原子數(shù)大于15，且為難揮發(fā)性物質(zhì)。

SDE－GC－MS測得熱風(fēng)干燥香蔥其風(fēng)味成分中非含硫成分百分含量占總成分的96.66%，主要成分為四十三烷 （18.97%）、五十三烷（19.94%）、1，38－二溴四十烷（13.28%）。SDE法測得熱風(fēng)干燥香蔥的風(fēng)味成分中含硫成分極少（3.33%），其原因可能是在蒸餾萃取的過程中含硫成分物質(zhì)破壞了。

SDE－GC－MS測得凍干香蔥的含硫風(fēng)味成分主要為噻烷類、磺酸酯類等大分子化合物，占總成分的38.45%，相比于熱風(fēng)干燥后的含硫的風(fēng)味成分，其百分含量約提高了12倍。

表2 新鮮、凍干和熱風(fēng)干燥香蔥中的風(fēng)味成分

2.4 SPME與SDE分析結(jié)果比較

由于SPME與SDE提取分別在室溫和高溫條件下進行，高溫使得香蔥的揮發(fā)性成分轉(zhuǎn)化或分解，同一條件下處理的香蔥檢測出的成分和百分含量完全不同。SPME檢測物質(zhì)偏于小分子揮發(fā)性物質(zhì)，而SDE則偏向于難揮發(fā)性化合物。

3 結(jié) 論

SPME－GC－MS測得新鮮香蔥特征性風(fēng)味物質(zhì)主要為小分子揮發(fā)性物質(zhì)，而采用SDE測得的主要為大分子物質(zhì)。

SPME－GC－MS測得熱風(fēng)干燥香蔥的風(fēng)味成分主要為S，S－二氧化－2－乙基噻吩、2，5－二甲基噻吩、甲基－1－丙烯基二硫醚、二烯丙基三硫醚，占總成分的48.63%。SDE測得熱風(fēng)干燥香蔥的風(fēng)味成分中非含硫成分百分含量占總成分的96.66%，主要成分為四十三烷、五十三烷、1，38－二溴四十烷，風(fēng)味成分中含硫成分極少。根據(jù)2種檢測方法測得的結(jié)果可知，熱風(fēng)干燥會大大破壞新鮮香蔥特有的風(fēng)味而產(chǎn)生新的物質(zhì)，而該物質(zhì)即是人們所喜愛的焦香味的主要成分。

SDE測得凍干香蔥其含硫風(fēng)味成分主要為噻烷類、磺酸酯類等大分子化合物，占總成分的38.45%，相比于熱風(fēng)干燥后的含硫的風(fēng)味成分，其百分含量約提高了12倍。因此，凍干比熱風(fēng)干燥更容易保持香蔥的原有風(fēng)味。

SPME－GC－MS測得凍干香蔥的含硫風(fēng)味成分主要為噻烷類、磺酸酯類、硫醚類等化合物，占總成分的56.27%。SDE測得凍干香蔥的含硫風(fēng)味成分主要為噻烷類、磺酸酯類等大分子化合物，占總成分的38.45%。2種檢測方法測得的風(fēng)味物質(zhì)在組成成分和百分含量上相差很大，若要分析香蔥的風(fēng)味物質(zhì)，則需綜合考慮這2種方法。

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