4種市售醬油揮發(fā)性成分研究

姬曉悅

摘要[目的]研究4種市售醬油的揮發(fā)性成分。[方法]將頂空固相微萃取（headspace solid-phase microextraction，HS-SPME）和氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用（gas chromatography/mass spectrometry，GC/MS）技術(shù)結(jié)合，分析與比較了4種常見市售醬油的揮發(fā)性成分，并對固相微萃取條件進(jìn)行了優(yōu)化。[結(jié)果]確定HS-SPME較佳的試驗條件：65 μm PDMS/DVB萃取頭，萃取溫度為60 ℃，萃取時間為40 min，解析時間為3 min，樣品量為75 mL。在此條件下，在海天特級金標(biāo)生抽、魯花自然鮮醬香醬油、李錦記精選生抽和欣和六月鮮特級醬油中分別檢測出34、30、33、31種化合物，主要為醇類、酯類和酚類等物質(zhì)。[結(jié)論]不同醬油所含的揮發(fā)性成分的種類及含量均存在著明顯的差異。該方法為科學(xué)評價和鑒別醬油的內(nèi)在質(zhì)量提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞醬油;揮發(fā)性成分;氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用;頂空固相微萃取

中圖分類號TS261.2+1文獻(xiàn)標(biāo)識碼

A文章編號0517-6611（2018）28-0172-04

Study of the Volatile Components of Four Kinds of Marketed Soy Sauce

JI Xiaoyue（Advanced Analysis and Testing Center of Nanjing Forestry University，Nanjing，Jiangsu 210037）

Abstract[Objective] The research aimed to study the volatile constituents of four kinds of marketed soy sauces.[Method]The volatile components of four kinds of marketed soy sauce were analyzed and compared by the headspace solid-phase microextraction （HS-SPME） coupled with gas chromatography/mass spectrometry （GC/MS），and the conditions of solid phase microextraction were optimized.[Result]The optimum experimental conditions of HS-SPME were determined as follows： the 65 μm PDMS/DVB fiber was used，the extraction temperature was 60 ℃，the extraction time was 40 min，the desorption time was 3 min，and the sample amount was 75 mL.Under these conditions，34，30，33 and 31 compounds were detected in the Haitian premium golden label superior light soy sauce，Luhua soy sauce aroma style，Lee Kum Kee selected soy sauce and June fresh premium soy sauce，which were mainly alcohols，esters and phenols.[Conclusion]There are significant differences in the types and contents of volatile components contained in different soy sauces.This method provides a theoretical basis for the scientific evaluation and identification of the intrinsic quality of soy sauce.

Key wordsSoy sauce;Volatile components;Gas chromatography/mass spectrometry （GC/MS）;Headspace solid-phase microextraction（HS-SPME）

醬油是一種具有獨特醬香的古老調(diào)味品，它是由蛋白質(zhì)、碳水化合物和食鹽等組成的紅褐色水溶液[1-2]。醬油鮮香美味，能夠促進(jìn)食欲，且價格低廉[3-4]，深受我國消費者的歡迎。由于釀造各種醬油的原料、條件以及發(fā)酵微生物種類等不同，不同醬油具有不同的香氣特點[5]。醬油中香氣的差異性是衡量其品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。但是醬油中的香氣成分種類多樣，不穩(wěn)定，大部分含量較低，因此有必要發(fā)展高效、快速、高選擇性的方法，用以分離分析醬油中揮發(fā)性成分。

固相微萃?。⊿PME）作為一種新穎的萃取技術(shù)，具有萃取時間短、所需樣品量少、無需溶劑、能耗低等特點[6-8]，與氣相色譜（gas chromatography，GC）或氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用（gas chromatography/mass spectrometry，GC/MS）被廣泛地用于提取、分析揮發(fā)性及半揮發(fā)性樣品，在食品香氣的研究中被廣泛應(yīng)用[9-11]。筆者以4種常見市售醬油為研究對象，將

頂空固相微萃取（headspace solid-phase microextraction，HS-SPME）

與GC/MS聯(lián)合，對樣品中的揮發(fā)性成分進(jìn)行了系統(tǒng)的分析與比較，為獲得更好的測試結(jié)果，對HS-SPME條件進(jìn)行了優(yōu)化，以期為科學(xué)評價和鑒別醬油的內(nèi)在質(zhì)量提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料與試劑

4種醬油樣品，市售;其中，海天特級金標(biāo)生抽，佛山市海天調(diào)味品食品股份有限公司;魯花自然鮮醬香醬油，山東魯花生物科技有限公司;李錦記精選生抽，李錦記（新會）食品有限公司;欣和六月鮮特級醬油，煙臺欣和企業(yè)食品有限公司。樣品編號依次為HT、LH、LJJ、XH。

1.2儀器與設(shè)備

儀器型號：TRACE ISQ （美國Thermo Fisher Scientific公司）; SPME 手動進(jìn)樣器、65 μm PDMS/DVB萃取頭、100 μm PDMS萃取頭、75 μm Car/PDMS萃取頭、85 μm PA萃取頭（美國Supelco公司）;HHS電熱恒溫水浴鍋（上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠）。

1.3試驗方法

1.3.1色譜條件。

DB-5MS毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）;高純氦氣（99.999%）為載氣，進(jìn)樣口溫度為250 ℃，采用恒流模式，流速為1 mL/min。升溫程序：起始溫度35 ℃，保持3 min，而后以5 ℃/min升至150 ℃，再以15 ℃/min升至250 ℃，保留3 min。進(jìn)樣模式為不分流進(jìn)樣。

1.3.2質(zhì)譜條件。電離方式：電子電離源（electron ionization，EI），傳輸線溫度為250 ℃，離子源溫度250 ℃，電子能量70 eV，全掃描模式，掃描質(zhì)量范圍為33～450 amu，溶劑延遲時間為1 min。操作系統(tǒng)為Xcalibur軟件。

1.3.3數(shù)據(jù)分析。

根據(jù)質(zhì)譜數(shù)據(jù)和GC-MS聯(lián)用儀標(biāo)準(zhǔn)圖譜數(shù)據(jù)庫（NIST14）檢索結(jié)果鑒定揮發(fā)性成分化學(xué)組分;各個不同揮發(fā)性化學(xué)組分的相對百分含量采用峰面積歸一化法計算。

1.3.4HS-SPME萃取過程。

取75 mL 的樣品于250 mL的樣品瓶中，用封口膜封口后，向瓶中插入萃取頭（新萃取頭在使用前需根據(jù)使用說明在GC進(jìn)樣口進(jìn)行老化），頂空吸附一定的時間后拔出，隨即插入進(jìn)樣口溫度為250 ℃的GC/MS儀，解吸時間為3 min，進(jìn)行GC/MS分析。

1.3.5SPME萃取條件的優(yōu)化。

為使SPME方法高效、快速、高選擇地從各品牌醬油中萃取富集揮發(fā)性成分，并得到靈敏、正確的分析結(jié)果，以海天特級金標(biāo)生抽為參考，對萃取頭、萃取溫度、萃取時間進(jìn)行優(yōu)化，以醬油的揮發(fā)性成分的峰面積、峰數(shù)2個評價指標(biāo)綜合分析，確定較佳的萃取條件。

1.3.5.1萃取頭的選擇。SPME萃取裝置的核心是萃取頭，它直接影響方法的靈敏度、選擇性和分析時間[12]。為了得到較佳的萃取條件，比較了4種不同極性和厚度的萃取頭（100 μm PDMS、85 μm PA、65 μm PDMS/DVB、75 μm Car/PDMS）對醬油揮發(fā)性成分的萃取效果。樣品量75 mL，萃取溫度為20 ℃，萃取時間為40 min，解吸時間為3 min，結(jié)果如圖1所示。結(jié)果表明萃取頭的涂層材料對萃取的效率具有顯著的影響。從萃取的揮發(fā)性成分的總數(shù)來看，100 μm PDMS、85 μm PA、65 μm PDMS/DVB和75 μm Car/PDMS分別吸附了7、18、23和7個組分，所以選擇65 μm PDMS/DVB萃取頭萃取樣品的揮發(fā)性成分。

1.3.5.2萃取溫度的選擇。萃取溫度對萃取結(jié)果具有雙重影響，一方面，當(dāng)溫度升高時有利于提高分析物的擴(kuò)散速率，從而增加萃取速率;另一方面，當(dāng)溫度升高時會降低萃取頭的靈敏度，所以有必要對萃取溫度進(jìn)行優(yōu)化。該試驗選取20、40、50、60、70 ℃進(jìn)行萃取。65 μm PDMS/DVB萃取頭，樣品量75 mL，萃取時間為40 min，解吸時間為3 min，結(jié)果如圖2所示。由圖2可見，隨著萃取溫度增加，有效峰個數(shù)逐漸增加，當(dāng)萃取溫度達(dá)到60 ℃時峰數(shù)達(dá)到最大，當(dāng)溫度進(jìn)一步增加時，有效峰個數(shù)略微降低。因此，選擇60 ℃作為該試驗的萃取溫度。

1.3.5.3

萃取時間的選擇。萃取時間是指開始萃取至達(dá)到平衡所需的時間，SPME方法是基于分配平衡，分析物在涂層上的最大萃取量是在平衡時間達(dá)到[13]。在該試驗中，采用65 μm PDMS/DVB萃取頭分別探究了20、30、40、50 min各時間點的萃取效果。樣品量75 mL，萃取溫度為60 ℃，解析時間為3 min，結(jié)果如圖3所示。由圖3可見，隨著萃取時間的增加，有效峰個數(shù)增加，當(dāng)40 min時，達(dá)到萃取平衡。所以40 min為最佳的萃取時間。

2結(jié)果與分析

采用HS-SPME技術(shù)萃取4種市售醬油的揮發(fā)性有機(jī)化合物，并應(yīng)用GC/MS對其進(jìn)行分離分析，總離子流圖如圖4所示，其分析結(jié)果如表1所示。醬油的揮發(fā)性成分主要由醇、酯、酸、醛、酮、酚和雜環(huán)類化合物構(gòu)成，它們協(xié)同作用形成了各種醬油特有的香氣。從4種市售醬油揮發(fā)性成分中共鑒定出56種化學(xué)成分，其中共有相同成分14種。在共有香氣成分中，乙醇、異戊醇、乙酸-5-乙基-2-甲基-3（2氫）-呋喃酮-4-醇酯、丁二酸二乙酯、4-乙基-2-甲氧基苯酚等的相對含量較高。

HS-SPME-GC/MS檢測到海天特級金標(biāo)生抽含有34種揮發(fā)性成分，包括6種醇類物質(zhì)（53.34%）、9種酯類物質(zhì)（23.78%）、3種酸類物質(zhì)（10.21%）、4種醛類物質(zhì)（3.11%）、3種酮類物質(zhì)（2.60%）、2種烷烴（2.40%）、3種酚類化合物（1.56%）、2種雜環(huán)類化合物（0.72%）、2種其他類化合物（1.93%）;其中，乙醇（25.82%）、苯乙醇（21.01%）相對含量較高。通過HS-SPME-GC-MS檢測到魯花自然鮮醬香醬油30種揮發(fā)性成分，包括7種醇類物質(zhì)（63.88%）、8種酯類物質(zhì)（9.09%）、2種酸類物質(zhì)（3.17%）、3種醛類物質(zhì)（3.73%）、3種酮類物質(zhì)（3.33%）、1種烷烴（0.38%）、2種酚類化合物（9.94%）、4種雜環(huán)類化合物（1.85%）;其中，乙醇（36.54%）、苯乙醇（19.86%）、4-乙基-2-甲氧基苯酚（9.05%）相對含量較高。通過HS-SPME-GC-MS檢測到欣和六月鮮特級醬油 31種揮發(fā)性成分，包括5種醇類物質(zhì)（46.97%）、11種酯類物質(zhì)（10.24%）、1種酸類物質(zhì)（0.15%）、4種醛類物質(zhì)（3.57%）、 3種酮類物質(zhì)（2.35%）、1種烷烴（1.06%）、4種酚類化合物（34.55%）、1種雜環(huán)類化合物（0.35%）、1種其他類化合物（0.67%）;其中，乙醇（32.27%）、苯乙醇（11.50%）、4-乙基-2-甲氧基苯酚（32.60%）相對含量較高。通過HS-SPME-GC-MS檢測到李錦記精選生抽33種揮發(fā)性成分，包括5種醇類物質(zhì)（49.74%）、8種酯類物質(zhì)（9.82%）、4種酸類物質(zhì)（19.45%）、5種醛類物質(zhì)（2.54%）、 3種酮類物質(zhì)（2.28%）、1種烷烴（0.80%）、6種酚類化合物（14.61%）、1種雜環(huán)類化合物（0.34%）。其中，乙醇（23.77%）、苯乙醇（20.22%）、山梨酸（18.82%）相對含量較高。

醬油揮發(fā)性成分受到釀造原料、生產(chǎn)工藝、參與發(fā)酵的微生物以及環(huán)境條件等的影響，構(gòu)成了它們不同的特點[2]。由表1可知，在4種醬油樣品中所檢測到的揮發(fā)性物質(zhì)中，酯類種類最多。酯類化合物通常具有特殊的香氣[14-15]，如4種醬油樣品都含有的2-甲基戊酸乙酯有蘋果樣的香氣特征，并伴有青香香氣;苯乙酸乙酯有濃烈而甜的蜂蜜香氣，常用于配制各種花香型日用香精。

乙醇、異戊醇、苯乙醇在4種醬油樣品中的相對含量都較高，其中具有蘋果白蘭地香氣和辛辣味的異戊醇主要用以

配制蘋果和香蕉型香精;而具有玫瑰花香氣的苯乙醇應(yīng)用在玫瑰花、蘋果等香型香精中。酚類和雜環(huán)類化合物也是醬油樣品香氣的重要組成部分。在李錦記精選生抽中，酚類化合物的種類多于其他3種醬油樣品，而在魯花自然鮮醬香醬油的香氣成分中雜環(huán)化合物的種類多于其他3種樣品。具有草藥似香氣的4-乙基-2-甲氧基苯酚是4種醬油樣品香氣成分中的共有成分，但在欣和六月鮮特級醬油中相對含量明顯高于其他3種醬油樣品。

3結(jié)論

該研究優(yōu)化了HS-SPME試驗條件，并與GC/MS結(jié)合，建立了醬油揮發(fā)性成分的分析方法。結(jié)果表明，4種醬油樣品中所含揮發(fā)性成分種類和含量之間存在明顯的差異，揮發(fā)性成分主要由醇類、酯類、酸類、醛類、酮類、酚類和雜環(huán)類化合物構(gòu)成，形成了各種醬油特有的香氣特征與質(zhì)量上的不同。

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