頂空固相微萃取法對(duì)兩種毛霉型豆豉風(fēng)味分析

鄒強(qiáng)，危夢(mèng)，張孝琴，邵良偉，劉達(dá)玉，文永平

（成都大學(xué)肉類加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川成都610106）

豆豉作為我國(guó)傳統(tǒng)的發(fā)酵豆制品，歷史悠久，其主要是以大豆和黑豆為原料，經(jīng)過浸泡、蒸煮、制曲、后發(fā)酵等工序加工而成[1]。豆豉因?yàn)榫哂泻芨叩氖秤煤退幱脙r(jià)值，深受廣大消費(fèi)者的喜愛。毛霉型豆豉的生產(chǎn)往往受季節(jié)、溫度、濕度等因素的限制，導(dǎo)致其工業(yè)化生產(chǎn)進(jìn)展較慢[2]。近幾年來，國(guó)內(nèi)毛霉型豆豉的研究主要在豆豉的品質(zhì)研究、微生物菌種的篩選及鑒定、酶類物質(zhì)及成分的變化、豆豉生產(chǎn)工藝等方面[3-5]。

豆豉的風(fēng)味主要是受發(fā)酵過程中蛋白質(zhì)等水解產(chǎn)生的氨基酸、活性肽等物質(zhì)影響，而豆豉的后發(fā)酵過程對(duì)豆豉中的有機(jī)酸、醇類、酯類、醛類等化合物的形成又有很大的影響[6-7]。所以豆豉的風(fēng)味形成與豆豉的后發(fā)酵過程關(guān)系密切。本試驗(yàn)選用經(jīng)過優(yōu)化的后發(fā)酵工藝豆豉為試驗(yàn)組（發(fā)酵條件：食鹽添加量9.00%、發(fā)酵溫度36 ℃、乳酸菌和酵母菌接種比例1∶1、發(fā)酵時(shí)間60 d，此時(shí)測(cè)得產(chǎn)品氨基酸態(tài)氮含量為0.95 g/100 g，總酸含量為2.02 g/100 g），選用市售傳統(tǒng)發(fā)酵工藝得到的毛霉型豆豉作為對(duì)照組。采用頂空固相微萃取氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀分析風(fēng)味成分，并測(cè)定其氨基酸含量，對(duì)經(jīng)優(yōu)化后的毛霉型豆豉和傳統(tǒng)自然發(fā)酵的潼川毛霉型豆豉產(chǎn)品進(jìn)行分析比較。旨在通過風(fēng)味分析比較，研制出一種生產(chǎn)周期短，產(chǎn)品的品質(zhì)和穩(wěn)定性都能有所提升的毛霉型豆豉，能夠?yàn)榻窈竺剐投刽暮蟀l(fā)酵工藝及風(fēng)味分析提供一定理論基礎(chǔ)[8-10]。

本文通過氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（gas chromatography-mass spectrometer，GC-MS）儀和氨基酸自動(dòng)分析儀對(duì)自制優(yōu)化后的毛霉型豆豉和市售傳統(tǒng)毛霉型豆豉的風(fēng)味成分和氨基酸組成進(jìn)行了比較研究，初步了解毛霉型豆豉的主要風(fēng)味物質(zhì)和香味成分；為毛霉型豆豉生產(chǎn)工藝的優(yōu)化和產(chǎn)品質(zhì)量提高提供有益的參考，并為毛霉型豆豉的進(jìn)一步研究提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)組：自制改良型毛霉型豆豉。

自制改良型毛霉型豆豉的生產(chǎn)工藝流程：成熟豉曲（菌粉接種量0.21%、制曲溫度為17 ℃、發(fā)酵時(shí)間為6 d、制曲相對(duì)濕度為86%）→拌料（鹽、白酒、醪糟）→裝壇→接種乳酸菌→間隔30 d 接種酵母菌→密封保溫發(fā)酵。

對(duì)照組：市售傳統(tǒng)毛霉型豆豉，采購于成都市十陵鎮(zhèn)好樂購超市。

1.2 儀器與設(shè)備

HP 6890 型色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀：美國(guó)安捷倫公司；L-8900 氨基酸自動(dòng)分析儀：日本日立公司；JA3103N電子分析天平：上海民橋精密儀器科學(xué)有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品前處理

豆豉樣品前處理：稱取5.00 g 豆豉樣品于40 mL頂空瓶中，置于電熱套中在50 ℃下平衡10 min，插入CAR/DVB/PDMS 纖維頭頂空吸附，50 ℃吸附30 min，GC 解析5 min，待揮發(fā)性物質(zhì)熱解析后再進(jìn)行GC-MS分析。

1.3.2 儀器條件

1.3.2.1 GC-MS 豆豉揮發(fā)性成分的測(cè)定

GC-MS 條件：HP-5MS 色譜柱，He 為載氣，體積流量為1.0 mL/min，進(jìn)樣口溫度為230 ℃，起始溫度40 ℃保持2min 后，以8 ℃/min 的升溫速度升至230 ℃，并保持5 min。

質(zhì)譜條件：EI 為離子化方式；檢測(cè)器電壓830 eV；離子源溫度230 ℃；接口溫度230 ℃；掃描方式：掃描速度769 amu/s；掃描范圍為全掃描。

1.3.2.2 氨基酸含量測(cè)定

色譜柱：陽離子交換柱60 mm×4.6 mm，3 μm，柱溫57 ℃；流動(dòng)相：檸檬酸鈉緩沖液0.4 mL/min+0.35 mL/min茚三酮溶液；135 ℃柱后衍生；檢測(cè)波長(zhǎng)：脯氨酸440 nm，其他氨基酸570 nm。

1.3.3 定性與定量方法

定性：對(duì)化合物進(jìn)行分析時(shí)，對(duì)測(cè)得的物質(zhì)峰經(jīng)計(jì)算機(jī)圖譜庫NIST14.L 譜庫中進(jìn)行檢索和匹配，與標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖對(duì)照，選擇匹配度高于80%的物質(zhì)。

定量：對(duì)總離子流量色譜圖用峰面積歸一化法進(jìn)行相對(duì)定量，得出各組分的相對(duì)含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 固相微萃取GC-MS 對(duì)毛霉型豆豉風(fēng)味的測(cè)定

通過色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀測(cè)定的揮發(fā)性香味物質(zhì)，揮發(fā)性風(fēng)味成分的總離子流程圖如圖1、圖2 所示，GC-MS 分析結(jié)果如表1 所示。

圖1 試驗(yàn)組毛霉型豆豉中揮發(fā)性風(fēng)味成分的總離子流程圖Fig.1 The total ion flow chart of the volatile flavor components in the experimental group Mucor-type douchi

通過對(duì)風(fēng)味物質(zhì)的GC-MS 檢測(cè)分析可以發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)組毛霉型豆豉檢測(cè)出63 種揮發(fā)性香味物質(zhì)，其中31 種酯類物質(zhì)，3 種醇類物質(zhì)，5 種醛類物質(zhì)，4 種酸類物質(zhì)，3 種酮類物質(zhì)，1 種酚類物質(zhì)，16 種其他類物質(zhì)；對(duì)照組傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的毛霉型豆豉檢測(cè)出了50 種揮發(fā)性香味物質(zhì)，其中酯類22 種，醇類4 種，醛類5 種，酸類4 種，酮類1 種，酚類2 種，其他類12 種。

圖2 對(duì)照組豆豉中揮發(fā)性風(fēng)味成分的總離子流程圖Fig.2 Total ion flow chart of volatile flavor components in the control group Mucor-type douchi

表1 毛霉型豆豉中揮發(fā)性香味物質(zhì)的GC-MS 分析結(jié)果Table 1 Volatile flavor substances in Mucor-type douchi by GC-MS

續(xù)表1 毛霉型豆豉中揮發(fā)性香味物質(zhì)的GC-MS 分析結(jié)果Continue Table 1 Volatile flavor substances in Mucor-type douchi by GC-MS

2.2 兩種毛霉型豆豉風(fēng)味對(duì)比分析

兩種毛霉型豆豉各類揮發(fā)性物質(zhì)的相對(duì)含量如圖3 所示。

圖3 兩組毛霉型豆豉樣品中揮發(fā)性成分比較Fig.3 Comparison of volatile components in two Mucor-type douchi

由圖3 可知，兩種毛霉型豆豉中組成香氣成分的主要物質(zhì)為酯類、醇類、醛類和酸類以及其他類物質(zhì)。兩組毛霉型豆豉的揮發(fā)性香氣成分種類大體相似，且均酯類物質(zhì)為最多，其中試驗(yàn)組酯類物質(zhì)峰面積占比49.21%，對(duì)照組占比為44.00%；其次是醛類物質(zhì)，試驗(yàn)組和對(duì)照含量均在8.00%左右，再次為酸類和醇類物質(zhì)，最少的為酮酚類物質(zhì)[11-12]。通過對(duì)比兩種毛霉型豆豉樣品中的揮發(fā)性成分，兩組豆豉含有共同的揮發(fā)性成分為28 種，其中擁有共同的酯類揮發(fā)性物質(zhì)17 種，擁有共同的醛類揮發(fā)性物質(zhì)3 種，擁有共同的醇類揮發(fā)性物質(zhì)1 種，擁有共同的酸類揮發(fā)性物質(zhì)3 種，擁有共同的酚類揮發(fā)性物質(zhì)1 種，有共同的其他類揮發(fā)性物質(zhì)3 種。試驗(yàn)組毛霉型豆豉主體香氣成分為：亞油酸乙酯（19.01%）、棕櫚酸乙酯（11.14%）、油酸乙酯（10.22%）、苯乙酸乙酯（4.45%）、乙酸（6.96%）、5-甲基-2-苯基-2-己烯醛（4.45%）苯甲醛（3.39%）。對(duì)照組傳統(tǒng)毛霉型豆豉主體香氣成分為：亞油酸乙酯（27.61%）、棕櫚酸乙酯（13.23%）、油酸乙酯（12.01%）、2，4-二叔丁基苯酚（9.24%）、乙酸（6.84%）、苯乙醇（3.12%）。

根據(jù)兩組毛霉型豆豉主體香氣成分物質(zhì)峰面積占比情況，可以看出試驗(yàn)組和對(duì)照組豆豉中各類主體香氣成分物質(zhì)基本接近，均是酯類和酸類物質(zhì)在揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)中占主要部分，醛類、醇類次之[13-15]。試驗(yàn)組檢測(cè)出風(fēng)味物質(zhì)的種類明顯多于對(duì)照組，且試驗(yàn)組檢測(cè)出的酯類物質(zhì)種類更多、峰值更大，說明本次試驗(yàn)組制成的毛霉型豆豉不僅在風(fēng)味上達(dá)到了傳統(tǒng)毛霉型豆豉的標(biāo)準(zhǔn)，而且比傳統(tǒng)毛霉型豆豉香氣成分更突出。

2.3 兩種毛霉型豆豉氨基酸組成對(duì)比分析

利用氨基酸自動(dòng)分析儀對(duì)兩組毛霉型豆豉的氨基酸含量進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)方法參照GB 5009.124—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中氨基酸的測(cè)定》，試驗(yàn)組毛霉型豆豉和對(duì)照組毛霉型豆豉的氨基酸結(jié)果如表2所示。

表2 兩組毛霉型豆豉氨基酸含量比較Table 2 Comparison of amino acid contents of two Mucor-type douchi

由表2 可以看出，試驗(yàn)組毛霉型豆豉氨基酸總量比對(duì)照組傳統(tǒng)毛霉型豆豉的氨基酸總量要高，且不同氨基酸在兩組豆豉中的含量差異明顯，試驗(yàn)組和對(duì)照組均是谷氨酸所占比例最大，其中試驗(yàn)組谷氨酸占比20.29%，對(duì)照組谷氨酸占比21.32%；蛋氨酸的含量最低，試驗(yàn)組和對(duì)照組分別占比1.14%和0.99%。試驗(yàn)組的16 種氨基酸總量略高于對(duì)照組，分別為16.71 g/100 g和16.04 g/100 g，兩組毛霉型豆豉氨基酸總量均高于周芳等[16]測(cè)量的永川毛霉型豆豉的氨基酸含量。

為了更好比較試驗(yàn)組和對(duì)照組毛霉型豆豉的氨基酸的呈味組成情況，參考索化夷等[17]在研究永川毛霉型豆豉時(shí)對(duì)呈味氨基酸的描述方法，可以將氨基酸分為鮮味（天門冬氨酸、谷氨酸）、甜味（蘇氨酸、絲氨酸、甘氨酸、丙氨酸）、苦味（纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、組氨酸、精氨酸、脯氨酸）、無味（賴氨酸）4 類，結(jié)果如圖4 所示。

圖4 兩組毛霉型豆豉樣品中呈味氨基酸組成Fig.4 Composition of flavored amino acids in two groups of Mucor-type douchi

由圖4 可知，4 種呈味氨基酸含量在兩組毛霉型豆豉中的比例相似，其中苦味氨基酸的含量最高，分別為42.13%、42.02%；鮮味氨基酸的含量次之，分別為33.39%、33.98%；甜味氨基酸含量分別為19.75%和19.39%；最少的是無味氨基酸，其含量分別為4.73%和4.61%。試驗(yàn)組所得的毛霉型豆豉和傳統(tǒng)毛霉型豆豉的呈味氨基酸組成情況基本一致。另外，雖然試驗(yàn)組和對(duì)照組中苦味氨基酸含量較高，但是在平時(shí)食用豆豉的過程中，并沒有感到有明顯的苦味，主要是由于豆豉中的鮮味氨基酸中谷氨酸的含量較高，鮮味特征最為明顯，同時(shí)其還可在酸性條件下與Na+結(jié)合生產(chǎn)谷氨酸鈉，鮮味特征更為明顯，從而達(dá)到掩蓋苦味的效果[18-19]。豆豉中還含有甜味氨基酸，它與豆豉中的還原糖等共同形成了后味回甜的滋味特點(diǎn)，從而形成了毛霉型豆豉獨(dú)有的清香鮮美、后味咸鮮回甜特色[20]。

3 結(jié)論

通過利用固相微萃取GC-MS 和氨基酸自動(dòng)分析儀對(duì)優(yōu)化后的毛霉型豆豉和傳統(tǒng)毛霉型豆豉的風(fēng)味和氨基酸組成進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果表明：經(jīng)優(yōu)化后的毛霉型豆豉共檢測(cè)出63 種香味揮發(fā)性物質(zhì)，而傳統(tǒng)毛霉型豆豉共檢測(cè)出50 種香味揮發(fā)性物質(zhì)，試驗(yàn)組檢測(cè)出風(fēng)味物質(zhì)的種類明顯多于對(duì)照組，且試驗(yàn)組檢測(cè)出的酯類物質(zhì)種類更多、峰值更大，說明本次試驗(yàn)組制成的毛霉型豆豉不僅在風(fēng)味上達(dá)到了傳統(tǒng)毛霉型豆豉的標(biāo)準(zhǔn)，而且比傳統(tǒng)毛霉型豆豉香氣成分更突出。試驗(yàn)組毛霉型豆豉氨基酸含量為16.71g/100 g，相比較對(duì)照組傳統(tǒng)毛霉型豆豉氨基酸含量高出0.67 g/100 g，且兩組毛霉型豆豉之間的呈味氨基酸組成情況相似，均為苦味氨基酸＞鮮味氨基酸＞甜味氨基酸＞無味氨基酸。

通過對(duì)優(yōu)化后的成品豆豉進(jìn)行質(zhì)量指標(biāo)的檢測(cè)，證明試驗(yàn)工藝條件下生產(chǎn)的毛霉型豆豉不僅符合豆豉調(diào)味品的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，還優(yōu)于傳統(tǒng)毛霉型豆豉。本試驗(yàn)為毛霉型豆豉生產(chǎn)工藝的優(yōu)化和產(chǎn)品質(zhì)量提高提供有益的參考，并為毛霉型豆豉的進(jìn)一步研究提供一定的理論基礎(chǔ)。