同時蒸餾萃取-氣質聯用分析月盛齋醬牛肉的揮發性風味成分

綦艷梅，孫寶國，黃明泉，劉玉平，陳海濤*

(北京工商大學化學與環境工程學院，北京 100048)

同時蒸餾萃取-氣質聯用分析月盛齋醬牛肉的揮發性風味成分

綦艷梅，孫寶國，黃明泉，劉玉平，陳海濤*

(北京工商大學化學與環境工程學院，北京 100048)

為探究醬牛肉中揮發性風味成分，并分析各個物質對醬牛肉整體風味的貢獻大小，采用同時蒸餾萃取(SDE)，結合氣質聯用技術(GC-MS)分離鑒定北京傳統肉食品——月盛齋醬牛肉的揮發性風味成分。結果共鑒定出82種風味化合物，其中烴類17種(相對含量4.365%)、醇類12種(相對含量2.663%)、醛類23種(相對含量21.717%)、酮類7種(相對含量0.912%)、酯類1種(相對含量0.279%)、醚類2種(相對含量15.263%)、酸類4種(相對含量2.601%)、酚類2種(相對含量0.889%)、含氮含硫及雜環化合物14種(相對含量2.085%)。其中醛類、醚類、含氮含硫以及雜環化合物是月盛齋醬牛肉的重要揮發性成分。

月盛齋醬牛肉；揮發性成分；同時蒸餾萃取(SDE)；氣質聯用(GC-MS)

醬牛肉是我國的傳統特色肉制品，其以獨特的色、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，已有二百多年的歷史，其特點是風味優雅、不腥不膻、后味濃郁，廣受人們歡迎[2]。目前，對于醬牛肉的研究主要集中在安全衛生、保鮮及質量控制等方面，關于風味物質的研究較少。研究醬肉風味物質不但可以防止不良風味產生，還對工藝的優化和風味的調配提供理論依據。為更好地繼承和發展我國傳統的飲食文化，對傳統的名特優產品有更好的深入了解，本實驗擬對醬牛肉的風味成分進行研究。

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

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正構烷烴(色譜純) 北京化學試劑有限公司；氮氣(純度99.9%) 北京氦普北分氣體工業有限公司。

1.2 儀器與設備

同時蒸餾萃取裝置(定制加工) 北京玻璃儀器廠；6980N-5973i氣-質聯用機(配有液體自動進樣器、吹掃捕集器、熱脫附儀、二維氣相色譜) 美國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，純化后的乙醚經檢測后無雜質峰出現[4]。

1.3.2SDE法提取揮發性成分

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，將清洗液倒入蒸餾瓶中，置于同時蒸餾萃取裝置一端，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)℃，連續提取4h，萃取液加入適量經新鮮干燥的無水硫酸鈉，置于冰箱冷凍脫水24h，過濾，所得濾液用旋轉蒸發儀濃縮至6～8mL，用分析純氮氣吹掃至0.5mL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，待氣質聯用分析。

1.3.3 色譜條件

色譜柱：DB-WAX毛細管柱(30m×250μm，0.25μm)；進樣口溫度：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，進樣量1μL；分流比20:1。

質譜條件：電子轟擊(EI)離子源；電子能量70eV；離子源溫度230℃；四級桿溫度150℃；質量掃描范圍20～450u。掃描方式：全掃描；溶劑延遲2min，調諧文件為標準調諧。

1.3.4 數據處理

定性分析：對檢測結果的分析以計算機NIST 08譜庫檢索為主，結合保留指數及有關文獻進行人工譜圖解析，確定月盛齋醬牛肉的揮發性成分。

恒溫保留指數的計算公式[5]：

式中：t(i)′為待測組分的調整保留時間；t(n)′為具有n個碳原子的正構烷烴的調整保留時間；t(n+1)′為具有(n+1)個碳原子的正構烷烴的保留時間。

當為線性程序升溫時，可直接用保留時間計算保留指數，計算公式如下[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行定量分析，求得各揮發性成分的相對含量。

2 結果與分析

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

圖1 月盛齋醬牛肉揮發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，采用同時蒸餾萃取法從月盛齋醬牛肉中提取揮發性成分，經GC-MS分析，共鑒定出82種揮發性風味成分(相對含量50.774%)、烴類17種(相對含量4.365%)、醇類12種(相對含量2.663%)、醛類23種(相對含量21.717%)、酮類7種(相對含量0.912%)、酯類1種(相對含量0.279%)、醚類2種(相對含量15.263%)、酸類4種(相對含量2.601%)、酚類2種(相對含量0.889%)、含氮含硫及雜環化合物14種(相對含量2.085%)。其中相對含量較大的組分為對甲氧基苯甲醛(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，揮發性風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系，是月盛齋醬牛肉具有特征風味的原因。如β-蒎烯存在于檸檬油、肉豆蔻油等精油中，具有松節油、樹脂香氣；γ-松油烯存在于肉豆蔻油、芹菜葉等天然物質中，味道微苦，有辛香和柑橘樣風味[6]。

檢出的醛類物質在數量和峰面積上都最多，占揮發性風味成分峰面積的42.771%，肉品揮發性風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物[2]；另外，斯特雷克爾氨基酸反應也是肉品中醛類物質形成的重要來源，2-甲基丁醛(甜味、微帶水果味)與苯乙醛(風信子香氣)分別來自亮氨酸與苯丙氨酸的斯特雷克爾氨基酸反應[8]，苯甲醛則是苯丙氨酸降解的產物[9]；此外，對甲氧基苯甲醛(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。與張純等[2]研究結果相比，檢出的醛類物質明顯增多，其中檢出的桂醛對月盛齋醬牛肉獨特風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成部分，檢出的23種醛類物質對月盛齋醬牛肉的風味影響較大。

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

醇類主要來自脂肪氧化，飽和醇由于其風味閾值較高，對醬牛肉整體風味貢獻較小，而不飽和醇的風味閾值較低，對風味貢獻較大。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味的主要醇類貢獻化合物。

酮類化合物可以是醇的氧化產物，也可以是酯類分解的產物[10]。檢測出的酮類物質以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，酮類物質對肉風味的形成也極為重要。

醚類化合物在風味物質中也相當重要，特別是含有苯環的醚，大多具有強烈而愉快的香氣[2]，本實驗鑒定出的對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，這與臧明伍等[11]的研究結果一致，說明它們對月盛齋醬牛肉的特征風味的貢獻很大，具有一定的代表性。

研究認為酯類尤其是乙酸酯類是酒中最重要的風味物質[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味品有關。由于酯類物質的閾值較高，因此它對香味的貢獻不大。

檢出的2種酚類物質分別是2,6-二叔丁基對甲基苯酚、乙基麥芽酚，其中2,6-二叔丁基對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，對醬牛肉香味的改善和增強具有顯著效果，且能延長其儲存期[13]。

檢出的長鏈脂肪酸類化合物，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，而低分子質量的酸類物質由于參與了熱反應生成其他化合物[4]，因此低相對分子質量的酸未檢出。由于酸的香味閾值較大，對牛肉的特征風味貢獻不大。

由表1可知，共鑒定出14種含氮含硫及雜環化合物，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-乙酰基吡嗪等物質，由于閾值較低，是醬牛肉中最重要的風味呈味物質[14]，對醬牛肉獨特風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、氨基酸(如脯氨酸)的熱解及硫胺素的熱解，還可以由Maillard反應中間產物中的一些二羰基化合物進一步與脂質或硫胺素的降解產物反應[15]，多數具有肉香味。呋喃類物質是最豐富的美拉德反應揮發性產物[16]，其中硫代呋喃化合物閾值較低，對肉香味貢獻較大；不含硫的呋喃化合物不具有肉香特征，主要是甜香和堅果香，在醬牛肉風味中起著協調、平衡的作用。噻唑類化合物香勢強、閾值低，對肉品風味影響顯著；噻吩類化合物的嗅覺閾值較低，風味特征顯著，但成分不穩定，所以在加工風味中的重要性可能不會太高[17]。含氮化合物如吡嗪類香氣特征較突出，大多數具有咖啡香、巧克力香、堅果香、焙烤焦香樣香氣，對食品的香味起著十分重要的作用，這些含氮含硫及雜環化合物對月盛齋醬牛肉特征風味的形成貢獻較大。

3 結 論

3.1 采用SDE-GC-MS分析月盛齋醬牛肉中的揮發性成分，共鑒定出82種揮發性風味成分(相對含量50.774%)、烴類17種(相對含量4.365%)、醇類12種(相對含量2.663%)、醛類23種(相對含量21.717%)、酮類7種(相對含量0.912%)、酯類1種(相對含量0.279%)、醚類2種(相對含量15.263%)、酸類4種(相對含量2.601%)、酚類2種(相對含量0.889%)、含氮含硫及雜環化合物14種(相對含量2.085%)。其中相對含量較大的組分為對甲氧基苯甲醛(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%)、對烯丙基苯甲醚(0.784%)、乙醇(0.872%)等。

3.2 本實驗與張純等[2]用SPME法分析月盛齋醬牛肉的揮發性成分相比，鑒定出的醛類、酮類、醇類、含氮含硫及雜環類等物質明顯增多，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，對月盛齋醬牛肉的特征風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味物質。

3.3 同時蒸餾萃取得到的揮發油不需要復雜預處理就能直接進行分析，且提取物氣味濃郁、對微量成分得率較高、生產成本較低[18]，但由于經長時間高溫蒸煮，沸點低的化合物檢出較少，因此，還需與其他方法結合分析醬牛肉中的揮發性成分。

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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

北京市教育委員會科技計劃面上項目(KM200910011003)

綦艷梅(1986—)，女，碩士研究生，研究方向為香料香精。E-mail：yilian12345678@126.com

*通信作者：陳海濤(1973—)，男，高級工程師，碩士，研究方向為香料香精。E-mail：chenht@th.btbu.edu.cn