蒸餾萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用對不同腌制工藝大頭菜揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的分析

曾凡坤，王金美

(西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶 400715)

蒸餾萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用對不同腌制工藝大頭菜揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的分析

曾凡坤，王金美

(西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶 400715)

采用同時蒸餾萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(SDE-GC-MS)對不同加工工藝大頭菜和原料的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進行分析。從大頭菜原料、新工藝大頭菜、傳統(tǒng)腌制大頭菜、脫鹽大頭菜4個樣品中共檢驗出90種揮發(fā)性香氣物質(zhì)，其中從新工藝大頭菜、傳統(tǒng)腌制大頭菜和脫鹽大頭菜中分別檢測出68、56和28種揮發(fā)性香氣物質(zhì)；大頭菜腌制可產(chǎn)生大量揮發(fā)性風(fēng)味成分，且新工藝大頭菜揮發(fā)性香氣成分種類高于傳統(tǒng)大頭菜和脫鹽大頭菜，脫鹽導(dǎo)致大頭菜香氣成分大量損失。

大頭菜；腌制；揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用

大頭菜是我國傳統(tǒng)腌制品，風(fēng)味獨特，深受人們喜愛。傳統(tǒng)大頭菜需要經(jīng)過晾曬，多道加鹽腌制而成，具有含鹽量高、腌制成熟時間長等缺點，且需要進一步脫鹽、脫水拌料包裝而成方便大頭菜，而不利于現(xiàn)代化生產(chǎn)。因此，縮短生產(chǎn)周期，減少含鹽量和工序步驟及輔料用量等生產(chǎn)成本是大頭菜工藝改革和科研方向。大頭菜的研究主要是集中在傳統(tǒng)腌制的大頭菜脫鹽工藝上，關(guān)于風(fēng)味物質(zhì)的研究較少。

蔬菜的香味由其本身含有的各種不同的芳香物質(zhì)所形成，由于具有揮發(fā)性故又稱揮發(fā)油。其含量極微，但卻是蔬菜特殊氣味的主要來源。腌菜的香氣和滋味，有蔬菜原料和輔料本身具有的，也有腌制過程中發(fā)生一系列變化形成的，蔬菜在腌制后，原來具有的苦澀等不愉快氣味減少或者消失(如大頭菜、甘藍)，并同時產(chǎn)生一些特殊芳香性物質(zhì)。

同時蒸餾萃取法(simultaneous distillation extraction method，SDE)對多種化合物都具有較高的回收率，在常壓及減壓條件下均可使用，用于分析樣品中揮發(fā)性、半揮發(fā)性成分的分離方法；該法將水蒸氣蒸餾與溶劑萃取合二為一，減少了實驗步驟、縮短了分析時間、成本低、設(shè)備簡單，是應(yīng)用較早、目前仍然廣泛使用的分離提取方法之一。

鄧勇[1]發(fā)現(xiàn)榨菜的香氣成分有100多種。王中鳳等[2]認為人工脫水與自然脫水的榨菜在風(fēng)味上存在差異，但就其是否由于風(fēng)味物質(zhì)的形成與溫度有關(guān)，是否是因為酶解速度有關(guān)未說明。趙大云等[3-4]借助離子色譜和色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀對傳統(tǒng)方法最新工藝腌制的咸雪菜鹵汁中有機酸組分及揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進行檢測。林麗欽等[5]研究十字花科植物的辛辣風(fēng)味物質(zhì)即芥子油，是由烯丙基異硫氰酸酯及其類似化臺物組成，它產(chǎn)生于風(fēng)味前體——硫葡糖苷的酶水解。熊小輝等[6]利用固相微萃取-氣相色譜法來分析泡菜汁中的丁二酮，并且直接測定出泡菜樣品中風(fēng)味物質(zhì)丁二酮的量。嚴平梅等[7]認為腌菜中，異型乳酸發(fā)酵能產(chǎn)生許多揮發(fā)性物質(zhì)。Zhao等[8]研究發(fā)現(xiàn)葉用莖菜種的風(fēng)味物質(zhì)有糖苷配基，腌制的芥菜中的風(fēng)味物質(zhì)有烯丙基、丁烯基、異丁烯基、苯乙基作為取代基的一系列化合物質(zhì)。陳永等[9]用GC法測定醬腌菜中環(huán)己基氨基磺酸鈉。劉璞等[10]認為榨菜腌制品尤其自身的特征香氣，主要是異硫氰酸酯酯類、腈類和二甲基三硫這一組特殊香氣成分所形成的。張奇志等[11]就佛手榨菜風(fēng)味的形成機理認為主要是酯化反應(yīng)的乳酸乙酯是榨菜香氣的主要來源。其次，氨基酸在酸的作用下變成醇，醇與酸化合成酯，產(chǎn)生香氣。

目前，大頭菜加工主要是對產(chǎn)品工藝進行[12-13]，而對大頭菜的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的研究還處于空白狀態(tài)，通過對原料、傳統(tǒng)腌制大頭菜、新工藝以及脫鹽傳統(tǒng)菜塊后的大頭菜揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的研究，不但可以推測其風(fēng)味的組成，防止不良氣味的生成，還對工藝的優(yōu)化和風(fēng)味的調(diào)配提供理論參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料及腌制工藝

大頭菜 重慶市北碚區(qū)天生橋菜市場。

傳統(tǒng)腌制工藝：大頭菜原料經(jīng)自然風(fēng)脫水至含水量75%～80%，按照100g脫水后質(zhì)量添加食鹽12～13g，不添加任何輔料腌制90d；脫鹽工藝：傳統(tǒng)腌制工藝產(chǎn)品經(jīng)切分后采用純凈水浸泡脫鹽，至每100g菜絲中含鹽6～8g；新工藝：大頭菜原料經(jīng)清洗、直接切分、熱風(fēng)脫水至含水量75%～78%、按照100g脫水后質(zhì)量添加6～8g食鹽，腌制30d而成。

1.2 儀器與設(shè)備

QP2010GC-MS氣質(zhì)聯(lián)用 日本島津公司；DHG-9240A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海齊欣科學(xué)儀器有限公司；RE-52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠。

1.3 方法

1.3.1 樣品制備方法

采取同時蒸餾萃取法，準(zhǔn)確稱取100個樣品與2L圓底燒瓶中，加入1L蒸餾水，萃取瓶加入40mL無水乙醚，圓底燒瓶內(nèi)保持微沸，萃取瓶在40℃水浴鍋中加熱，回流2h，無水乙醚提取液在0℃經(jīng)過無水硫酸鈉干燥靜止12h后過濾，濾液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在冰浴條件下濃縮至1mL，待氣質(zhì)聯(lián)用上柱分析。

1.3.2 測定方法

氣相色譜條件：石英毛細管柱Rtx-wax(30m×0.32mm，0.25μm)，程序升溫，柱溫40℃，保持1min，以5℃/min升至120℃，再以20℃/min升至160℃，最后以5℃/min升至220℃，保持3min，載氣為高純He，柱流量1.02mL/min，進樣口溫度250℃，分流比20:1，接口溫度250℃。質(zhì)譜條件：EI電子源，掃描范圍m/z 35～450。

1.3.3 譜圖分析方法

樣品經(jīng)過GC-MS分析后，對各香氣成分的質(zhì)譜圖經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)圖庫NIST05譜庫檢索，結(jié)合有關(guān)文獻進行人工譜圖解析及氣相色譜圖集保留指數(shù)數(shù)據(jù)，對所測樣品大頭菜各香氣成分定性，確認其化學(xué)成分。按面積歸一法進行定量分析，分別求得各化學(xué)成分在揮發(fā)油中的相對含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 原料和不同工藝大頭菜中揮發(fā)性成分變化

分別對大頭菜原料、新工藝大頭菜、傳統(tǒng)腌制大頭菜、脫鹽大頭菜進行SDE-GC-MS分析，得到4個樣品的總離子流，見圖1～4。

圖1 大頭菜原料的總離子流圖Fig.1 GC-MS total ion chromatogram of volatile compounds in raw mustard root

圖2 傳統(tǒng)腌制大頭菜的總離子流圖Fig.2 GC-MS total ion chromatogram of volatile compounds in traditional pickled mustard root

圖3 新工藝大頭菜的總離子流圖Fig.3 GC-MS total ion chromatogram of volatile compounds in mustard root pickled by a new process

圖4 脫鹽大頭菜的總離子流圖Fig.4 GC-MS total ion chromatogram of volatile compounds in desalted traditional pickled mustard root

2.2 大頭菜揮發(fā)性成分的GC-MS鑒定

總離子流圖中各峰經(jīng)質(zhì)譜掃描后所得的質(zhì)譜圖，采用計算機進行質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫檢索，人工譜圖解析，按各峰的質(zhì)譜裂片與文獻核對，查對有關(guān)質(zhì)譜資料，對基峰、質(zhì)核比和相對豐度等方面進行比較，分別對各峰進行確認，經(jīng)綜合分析鑒定，3種工藝大頭菜產(chǎn)品和大頭菜原料中的揮發(fā)性風(fēng)味成分及相對含量見表1。

表1 不同工藝的大頭菜及其原料揮發(fā)性香氣成分分析Table 1 Volatile compounds and their relative contents in raw and picked mustard roots

續(xù)表1

大頭菜原料中檢測出19種揮發(fā)性化合物，其中酯類化合物5個、醇類化合物3個、醛類化合物1個、酸類化合物1個、甲基硫化物2個、腈類化合物2個、烴類化合物4個、其他化合物1個。主要香氣成分為異硫氰酸苯乙酯(44.1%)、環(huán)己醇(22.58%)、異硫氰酸烯丙酯(12.3%)、苯乙腈(9.29%)等。

新工藝大頭菜中檢測出68種揮發(fā)性化合物，其中酯類化合物17個、醇類化合物12個、醛類化合物13個、酸類化合物2個、酮類化合物3個、甲基硫化物6個、腈類化合物3個、烴類化合物6個、其他化合物6個。主要香氣成分為異硫氰酸苯乙酯(18.9%)、異硫氰酸烯丙酯(16%)、環(huán)己醇(12.93%)、鄰苯二甲酸二丁酯(8.57%)、亞麻酸乙酯(5.71%)、二甲基三硫(4.64%)、亞油酸乙酯(3.78%)等。

傳統(tǒng)腌制工藝大頭菜中檢測出56種揮發(fā)性化合物，其中酯類化合物11個、醇類化合物12個、醛類化合物9個、酸類化合物4個、酮類化合物4個、甲基硫化物5個、腈類化合物2個、烴類化合物5個、其他化合物4個。主要香氣成分為十五酸(33.65%)、環(huán)己醇(14.16%)、異硫氰酸苯乙酯(15.59%)，異硫氰酸烯丙酯(7.04%)等。

脫鹽的大頭菜中檢測出28種揮發(fā)性化合物，其中酯類化合物10個、醇類化合物5個、醛類化合物2個、酸類化合物5個、酮類化合物2個、甲基硫化物1個、腈類化合物1個、烴類化合物2個。主要香氣成分為十五酸(23.19%)、亞油酸(16.38%)、(E)-9-硬脂酸(14.18%)、環(huán)己醇(5.75%)、亞油酸甲酯(5.98%)等。

2.3 原料及不同工藝大頭菜中揮發(fā)性風(fēng)味主要成分分析

2.3.1 酯類化學(xué)物

從圖1～4及表1可以看出，原料中檢測出的異硫氰酸苯乙酯、環(huán)己醇是原料香氣的主要成分，具有刺激性的氣體，在腌制過程中異硫氰酸苯乙酯的含量減少，可能是在酶或微生物的作用下分解，為其他香味物質(zhì)的生成提供原料。新工藝大頭菜中有17種酯類物質(zhì)，在后熟期中，大頭菜中的脂肪酸與醇生成大量脂肪酸酯類，含量達到18.05%，另外占8.57%的鄰苯二甲酸二丁酯也是具有芳香性的氣體。傳統(tǒng)腌制大頭菜的酯類化合物主要是原料帶入的酯類，由于脂肪酸生成的酯類只有9.29%。傳統(tǒng)腌制的大頭菜在脫鹽后，酯類香氣發(fā)生變化，主要是脂肪酸及其酯類發(fā)生變化。

2.3.2 醇類化合物

環(huán)己醇是種具有樟腦和雜醇油香氣的化合物，在大頭菜的后熟過程中損失較多。大頭菜中醇類含量不是很高，但是苯乙醇、丁香酚油等都是具有玫瑰丁香花香氣的物質(zhì)。

2.3.3 酸類化合物

新工藝大頭菜中的酸類化合物較低，原料中幾乎不含有酸類香氣物質(zhì)。傳統(tǒng)腌制大頭菜以十五酸(33.65%)為主要香氣成分，而脫鹽后的大頭菜酸類化合物達到54.08%，主要為十五酸(23.19%)、亞油酸(16.38%)、硬脂酸(14.18%)風(fēng)味發(fā)生變化?？赡苁怯捎诿擕}的關(guān)系，大頭菜中的化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生不同于傳統(tǒng)大頭菜的氣味，呈現(xiàn)堅果和脂肪氣味。

2.3.4 腈類及甲基硫化物類化合物

苯乙腈是大頭菜原料的主要香氣成分之一，在后熟中被分解，在成品中含量很低。巴豆腈具有蔥香氣味。由于芥子苷酶的作用，一些芥子苷被分解成二甲基二硫、二甲基三硫等硫化物，這些硫化物具有蒜香味道，形成大頭菜獨特的香氣。

2.3.5 烴類及其他化合物

碳氫化合物在大頭菜中種類不是很多，對風(fēng)味的貢獻不明顯。檢測出來的烴類化合物主要是些小分子烷烴，烯烴及其支鏈衍生物。D-檸檬烯具有甜香、柑橘香、檸檬香氣。松油精具有本質(zhì)類香味，氣味新鮮，清新。

3 結(jié) 論

3.1 通過SDE-GC-MS，共從大頭菜原料、新工藝大頭菜、傳統(tǒng)腌制大頭菜、脫鹽大頭菜4個樣品中共檢出90種揮發(fā)性香氣物質(zhì)，其中新工藝大頭菜、傳統(tǒng)腌制大頭菜和脫鹽大頭菜中分別檢測出68、56和28種揮發(fā)性香氣物質(zhì)。從檢測出的種類來說，新工藝大頭菜品質(zhì)高于傳統(tǒng)大頭菜和脫鹽大頭菜，腌制過程中產(chǎn)生大量揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，而脫鹽導(dǎo)致大頭菜香氣成分大量損失。

3.2 大頭菜原料主體風(fēng)味物質(zhì)有異硫氰酸苯乙酯、環(huán)己醇、異硫氰酸烯丙酯、苯乙腈。新工藝大頭菜中的主要風(fēng)味物質(zhì)有異硫氰酸苯乙酯、異硫氰酸烯丙酯、環(huán)己醇、鄰苯二甲酸二丁酯、亞麻酸乙酯、二甲基三硫、亞油酸乙酯、亞油酸甲酯、巴豆腈、棕櫚酸甲酯。傳統(tǒng)大頭菜主體香氣成分為十五酸、環(huán)己醇、異硫氰酸苯乙酯、異硫氰酸烯丙酯、二甲基三硫。脫鹽處理后的大頭菜主要香氣為十五酸、(E)-9-硬脂酸、亞油酸、亞油酸甲酯、麝香酮等。

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Effect of Pickling Process on Volatile Flavor Compounds in Pickled Mustard Root as Analyzed by SDE/GC-MS

ZENG Fan-kun，WANG Jin-mei
(College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China)

Simultaneous distillation extraction (SDE) followed by GC-MS was used to investigate the volatile flavor composition of pickled mustard root samples from different processing methods. A total of 90 volatile compounds were identified in 4 samples, including raw mustard root, traditional pickled mustard root and its desalted counterpart and mustard root pickled by a novel process, of which 68, 56 and 28 were present in novel pickled mustard root as well as traditional pickled mustard root and its desalted counterpart, respectively. Overall, pickling process results in the formation of many new volatiles.However, more are formed by the new process compared with the other two. Meanwhile, desalting process may result in a substantial loss of volatile compounds.

mustard root；pickling；volatiles；gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)

TS207.3

A

1002-6630(2011)08-0197-05

2010-06-23

國家星火計劃項目(2007EA811032)

曾凡坤(1963—)，男，教授，碩士，研究方向為果蔬加工。E-mail：zengfankun@swu.edu.cn