榨菜揮發性風味成分的分析

劉明春，李正國，王心宇，楊迎伍，王國民，鄧 偉

（重慶大學生物工程學院基因工程研究中心，重慶市高校功能基因與調控新技術重點實驗室，重慶400044）

榨菜揮發性風味成分的分析

劉明春，李正國*，王心宇，楊迎伍，王國民，鄧 偉

（重慶大學生物工程學院基因工程研究中心，重慶市高校功能基因與調控新技術重點實驗室，重慶400044）

為了檢測榨菜的揮發性風味成分，采用同時蒸餾萃取法（SDE）提取榨菜的揮發性風味成分，利用氣相色譜-質譜聯用（GC-MS）對榨菜揮發性的風味成分進行分離鑒定，確定了其中的34種化學成分，占總質量分數的97.15%。采用面積歸一化法測定了各種成分的相對質量分數，結果表明，榨菜的主要揮發性成分是異硫氰酸烯丙酯（40.15%）、鄰苯二甲酸二丁酯（14.35%）、異硫氰酸芐酯（10.01%）、異硫氰酸環丙酯（9.30%）、（Z，Z，Z）-9，12，15-十八碳三烯酸乙酯（3.09%）、二甲基三硫醚（2.80%）、十六酸乙酯（1.53%）等，這七種成分質量分數占總揮發性成分的81.23%。

榨菜，揮發性風味，同時蒸餾萃取，氣相色譜-質譜聯用

Abstract：The flavor components in pickled mustard tuber were extracted by simultaneous distillation extraction method（SDE）to evaluate the flavor quality of it，in which 34 components，equaling to 97.15%of total flavor components in weight，were identified by gas chromatography-mass spectrometry（GC-MS）analysis.Besides，the relative content of each component was determined by area normalizing method.It was indicated that the main flavor components in pickled mustard tuber were allyl isothiocyanate（40.15%），dibutyl phthalate（14.35%），（2-isothiocyanatoethyl）-benzene（10.01%），isothiocyanato-cyclopropane（9.30%），（Z，Z，Z）-9，12，15-octadecatrienoic acid ethyl ester（3.09%），dimethyl trisulfide（2.80%），hexadecanoic acid ethyl ester（1.53%），and the seven components equal to 81.23%of total flavor components in weight.

Keywords：pickled mustard tuber；volatile flavorcompounds；simultaneous distillation extraction；gas chromatography-mass spectrometry

榨菜是莖用芥菜（Brassica juncea coss var tnmida Tsen et Lee，俗稱青菜頭）經整理、脫水、加鹽腌制、后熟而成的一種蔬菜腌制品［1］，是我國的一種特色蔬菜加工品。從青菜頭到具有一定色、香、味的榨菜必須經歷一個復雜的加工及后熟轉化過程，在這個過程中通過內源芥子苷酶和乳酸菌等微生物的共同作用產生各種風味物質，賦予榨菜特有的風味和營養［2］。作為香氣、口感、風味俱優的傳統腌制品，榨菜的揮發性風味一直是評價其品質的重要指標。因此，開展榨菜的揮發性風味成分的研究，以確定其特征香氣組分就顯得尤為必要。目前，對榨菜的研究主要集中在榨菜栽培技術［3］、榨菜加工工藝［4-5］、榨菜副產品的加工利用及榨菜的保鮮與包裝等方面［6-7］，而對榨菜揮發性風味成分的分離鑒定研究較少，尚未對榨菜的揮發性風味成分進行過系統研究。為了全面了解榨菜成品中的揮發性風味成分，本工作擬采用同時蒸餾萃取（SDE）技術提取榨菜揮發性風味物質，通過氣相色譜-質譜聯用（GC-MS）技術分離鑒定其中的揮發性成分，以期為進一步了解榨菜的揮發性風味成分，豐富榨菜加工理論，同時為榨菜加工的技術創新提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

榨菜 由重慶市涪陵榨菜集團提供，為經三腌三榨工藝腌制成熟（腌制約60～70d）而未加輔料的榨菜成品；乙醚、無水硫酸鈉 均為分析純。

同時蒸餾萃取裝置 重慶高教玻璃儀器廠；Agilent 6890氣相色譜-質譜聯用儀 美國Agilent公司；RE-52AA旋轉蒸發儀 上海亞榮生化儀器廠。

1.2 榨菜揮發性風味成分的提取

取約100g腌制成熟未加輔料的榨菜樣品，切碎后置于1000mL圓底燒瓶中，加入300mL去離子水，接至同時蒸餾-萃取裝置的一端，控制溫度在100～110℃之間保持沸騰。另取50mL重蒸乙醚置于250mL單頸圓底燒瓶中，接在SDE裝置的另一端，以恒溫水浴加熱燒瓶，在40℃下連續萃取120min。榨菜揮發油的乙醚萃取液用活化過的無水硫酸鈉脫水過夜，密封保存于-20℃冰箱中，然后用旋轉蒸發儀除去乙醚，經吹氮濃縮至1.5mL，備用，重復三次。

1.3 GC-MS聯用儀分析條件

1.3.1 氣相色譜條件 HP-5彈性石英毛細管柱（30.00m×0.32mm i.d.× 0.25!m）；程序升溫50℃→200℃（5℃ /min），保持 15min；進樣口溫度 230℃；氦氣為載氣，流速 1mL/min；分流比 40∶1；進樣量1.0!L；溶劑延遲3min。

1.3.2 質譜條件 EI離子源；離子源溫度230℃；電子能量 70eV；發射電流 60!A；電子倍增器電壓900V；掃描質量范圍20～500u；標準質譜庫：NIST05a譜庫。

1.4 成分鑒定

1.4.1 定性分析 取榨菜揮發油1.0!L，用氣相色譜-質譜聯用儀進行分析鑒定。通過化學工作站數據處理系統，檢索NIST05a譜圖庫，并分別與8峰索引及EPA/NIH質譜圖集的標準譜圖進行對照，復合，再結合有關文獻進行人工譜圖解析及氣相色譜保留指數法數據，確認榨菜揮發油中的各個化學成分。

1.4.2 定量分析 通過化學工作站數據處理系統，按面積歸一化法進行定量分析，分別求得各化學成分在揮發油中的相對質量分數。

2 結果與分析

2.1 榨菜揮發油的GC-MS總離子流圖

按前述實驗步驟提取榨菜總揮發油，經GC-MS檢測，由化學工作站給出榨菜揮發油的總離子流圖，結果見圖1。

2.2 GC-MS檢測榨菜揮發油中的化合物

總離子流圖中各峰經質譜掃描后所得的質譜圖，采用計算機進行質譜數據庫檢索，人工譜圖解析，按各峰的質譜裂片與文獻核對，查對有關質譜資料，對基峰、質核比和相對豐度等方面進行比較［8-10］，分別對各峰加以確認，經綜合分析鑒定，榨菜揮發油中的各化學成分及相對質量分數見表1。

從表1可以看出，榨菜揮發性風味主要成分（相對質量分數）為異硫氰酸烯丙酯（40.15%）、鄰苯二甲酸二丁酯（14.35%）、異硫氰酸芐酯（10.01%）、異硫氰酸環丙酯（9.30%）、（Z，Z，Z）-9，12，15-十八碳三烯酸乙酯（3.09%）、二甲基三硫醚（2.80%）、十六酸乙酯（1.53%）、亞麻酸乙酯（1.50%）、2-戊基呋喃（1.45%）、正十六酸（1.08%）、3-甲基異噻唑（1.07%）、苯丙腈（1.04%）、4-異硫氰酸-1-丁烯酯（1.01%）等。酯類化合物的相對含量（質量分數）最高，占總量的82.31%，其次是醛類，占總量的3.77%，其中異硫氰酸烯丙酯、異硫氰酸芐酯、異硫氰酸環丙酯等異硫氰酸酯類化合物的含量達到59.46%。

圖1 榨菜揮發油總離子流圖

異硫氰酸烯丙酯（AITC）、異硫氰酸芐酯等異硫氰酸酯類化合物被認為是含黑芥子苷類十字花科蔬菜及其加工產品的獨特風味組分，具有強烈的催淚性和辛辣味，同時也具有芳香味［11］。它們的前體是一種含硫和氮的葡萄糖苷物質（硫苷），在榨菜腌制加工過程中，榨菜細胞組織破裂后，榨菜中的芥子苷同內源酶芥子酶相接觸，在芥子酶的催化作用下水解產生風味物質異硫氰酸酯類。同時，酶解產物與pH等條件有關，在酸性條件下有利于腈類組分的生成［12］。也正是因為腌漬過程中的乳酸發酵導致pH下降，從而在榨菜中檢測到了苯丙腈等腈類組分。傳統的中醫學理論認為，AITC具有止痛消炎、發汗散寒、增進食欲、殺菌抗癌等功效［13-14］，美國 FDA已經把AITC列為公認安全物質（GRAS）范圍［15］。異硫氰酸芐酯等異硫氰酸酯類化合物也被證實對致癌劑誘發的乳腺癌、前胃癌和肺癌有明顯的抑制作用［14］。

二甲基三硫醚等含硫化合物也是榨菜揮發性風味成分的重要組分之一，它們是蔥屬蔬菜及其加工產品的特征風味，具有蔥-肉特殊香味，同時含硫化合物也具有較強的殺菌和防腐等作用［17］。主要成分正十六酸對乳腺癌細胞具有一定的抑制和細胞凋亡誘導活性［18］，二叔丁基對甲酚是一種廣泛應用的抗氧化劑［19］。從榨菜揮發油含有的這些活性成分來看，榨菜應該還具有一定的藥用價值，而關于其藥用價值的開發利用還有待于進一步的研究。

另外，據相關文獻報道［20］，蔬菜腌制品在腌制發酵過程中乳酸菌等微生物會利用氨基酸等前體物發酵產生醇、酸、醛、酯類等揮發性化合物。據此推測榨菜揮發性組分中的醇類、酸類和醛類等成分的產生均應與榨菜腌制發酵過程中微生物的作用有關。

3 結論

通過同時蒸餾萃取（SDE）法提取榨菜揮發性風味成分，氣相色譜-質譜聯用技術分離鑒定出34種化合物，占總質量分數的97.15%。榨菜的主要揮發性風味成分是異硫氰酸烯丙酯、鄰苯二甲酸二丁酯、異硫氰酸芐酯、異硫氰酸環丙酯、（Z，Z，Z）-9，12，15-十八碳三烯酸乙酯、二甲基三硫醚、十六酸乙酯等。榨菜的揮發性風味成分的形成應該是內源酶和微生物共同作用的結果，對于其具體作用機理還有待于進一步的深入研究。榨菜揮發油中還含有一些具有生理功能的活性成分，對于這些成分應該加以重視。本文為進一步了解榨菜的揮發性風味成分，豐富榨菜加工理論，同時為榨菜加工中的技術創新提供了參考。

表1 榨菜揮發性風味成分分析結果

［1］曾凡坤，王中鳳，吳永嫻，等.傳統涪陵榨菜工業化生產工藝研究［J］.中國食品學報，2004，4（1）：24-29.

［2］劉璞，吳祖芳，翁佩芳.榨菜風味形成機理及其影響因素［J］.食品研究與開發，2006，27（1）：158-160.

［3］黃新燦，黃武權.無公害榨菜栽培技術［J］.上海蔬菜，2005（3）：16-17.

［4］陳曾三.四川涪陵榨菜的制造方法［J］.中國調味品，2005（10）：42-46.

［5］李金紅.榨菜鹽脫水腌制生產工藝［J］.中國調味品，2005（2）：38-39.

［6］董全，李洪軍，向瑞璽，等.榨菜調味液生產新工藝［J］.江蘇調味副食品，2005，22（3）：27-29.

［7］肖夢蘭.榨菜的保鮮與包裝［J］.中國包裝工業，2003（3）：38-39.

［8］ADAMS R P.Identification of essential oil components by gas chromatography mass spectrometry［M］.4th Ed.Carol Stream L：Allured Publishing Corporation，2007：197-199.

［9］STEFANIA V，JOSEP M G，JOSSEP C，et al.Comparative study of different extraction techniques for the analysis of virgin olive oil aroma［J］.Food Chem，2007，105：1171-1178.

［10］NADIA S，VINCENZO M.Volatile compounds in table olives［J］.Food Chem，2008，107：1522-1528.

［11］ZHAO D Y，TANG J，DING X L.Analysis of volatile components during potherb mustard（Brassica juncea，Coss.）pickle fermentation using SPME-GC-MS［J］.LWT-Food Sci Technol，2007，40：439-447.

［12］VANETTEN C H，DAXEENBICHLER M E，Williams P H，etal.Glucosinolates and derived products in Cruciferous vegetables of cabbage［J］.J Agric Food Chem，1976，24：452-455.

［13］肖華志，牛麗影，胡小松.SPME/GC聯用測定芥末油中辛辣物質異硫氰酸烯丙酯的研究［J］.中國糧油學報，2004，19（5）：86-88.

［14］孫靜，黃建.十字花科蔬菜的防癌作用［J］.國外醫學衛生學分冊，2003，30（1）：19-24.

［15］凌關庭，陶民強.食品添加劑手冊［M］.第二版.北京：化學工業出版社，1997：306.

［16］IATROPOULOS M J，JEFFREY A M，Enzmann H G.Assessment of chronic and carcinogenicity in an acclerated cancer bioassay in rats of moxifloxacin，a quinolone antibiotic［J］.Exp Toxicol Pathol，2006，53：345-357.

［17］PECHACEK R，VELISEK J，HRABCOVA H.Decomposition products of allyl isothiocyanate in aqueous solutions［J］.J Agric Food Chem，1997，45：4584-4588.

［18］劉睿，顧謙群，崔承彬，等.密脈鵝掌柴的化學成分及抗腫瘤活性［J］.中草藥，2005，35（3）：328-333.

［19］楊科峰.食品抗氧化劑BHT的安全性研究［J］.同濟大學學報，2001，22（5）：86-89.

［20］宋鋼.微生物代謝與香氣成分［J］.中國釀造，2006（2）：64-68.

Analysis of volatile flavor compounds of pickled mustard tuber

LIU Ming-chun，LI Zheng-guo*，WANG Xin-yu，YANG Ying-wu，WANG Guo-ming，DENG Wei
（Genetic Engineering Research Center，Bio-Engineering College，Chongqing University，Key Lab of Functional Gene and New Regulation Technologies under Chongqing Municipal Education Commission，Chongqing 400044，China）

TS255.1

A

1002-0306（2010）10-0118-04

2009-05-05 *通訊聯系人

劉明春（1982-），男，碩士研究生，主要從事植物化學研究。

重慶市科委自然基金重點項目（2007BA1005）。