北京產干黃醬中揮發性風味成分分析

苗志偉，柳金龍，官 偉，劉玉平*

(北京工商大學食品學院，食品風味化學北京市重點實驗室，北京 100048)

北京產干黃醬中揮發性風味成分分析

苗志偉，柳金龍，官 偉，劉玉平*

(北京工商大學食品學院，食品風味化學北京市重點實驗室，北京 100048)

以北京地區5種知名品牌的干黃醬為原料，采用同時蒸餾萃取法提取并結合氣相色譜-質譜聯用技術 (gas chromatography-mass spectrometer，GC-MS)對其揮發性風味成分進行分析。結果共鑒定出69種物質，其主要是酸類(9種)、酯類(22種)、醛類(8種)、酮類(4種)、酚類(3種)、雜環化合物(13種)、含硫化合物(3種)和其他化合物(7種)等；5種干黃醬中共有的成分是乙酸乙酯、棕櫚酸乙酯、十八烯酸乙酯、亞油酸乙酯、亞麻酸乙酯、異戊醛、苯乙醛、4-乙烯基愈創木酚、糠醛、2-乙酰基吡咯、3-甲硫基丙醛等，這些物質共同形成了該5種干黃醬的相同風味，而其中不同的成分又使得該5種干黃醬香氣各有特色。

干黃醬；同時蒸餾萃取；氣相色譜-質譜聯用；風味

北京產干黃醬主要是以大豆、小麥粉、食鹽等為原料經磨碎釀制而成，有濃郁的醬香和酯香，咸甜適口，是我國的傳統調味品。它不但以色、香、味、形著稱，而且具有預防肝癌、降低膽固醇和降血壓等醫用功效[1]。隨著人民生活水平的提高和復合調味品的發展，消費者對可以作為基礎原料醬的干黃醬的品質要求越來越高，而風味又是反映干黃醬品質的重要指標。因此，提取和分析干黃醬中的揮發性風味成分，可給干黃醬的生產工藝和風味調控提供有價值的信息。

同時蒸餾萃取技術(simultaneous distillation and solvent extraction，SDE)集蒸餾與萃取于一體，是一種提取、分離和富集試樣中揮發性和半揮發性成分的有效方法，現在已廣泛應用于食品、芳香植物和煙草等[2-3]。

目前，有關豆醬香氣分析方面的研究很多[4-8]，而針對北京干黃醬的揮發性香氣分析鮮有報道，石華治等[9]曾對六必居干黃醬做了簡單分析。為更全面地分析干黃醬的風味成分，本實驗采用同時蒸餾萃取法(SDE)對北京地區生產的5種知名品牌的干黃醬中揮發性成分進行提取與分析，對比該5種干黃醬中揮發性香成分的異同，以期能為干黃醬行業的完善和發展提供相關依據。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

所選5種品牌干黃醬的基本信息見表1。二氯甲烷、乙醚、正戊烷、無水硫酸鈉均為AR級；正構烷烴(色譜純) 美國Supelco公司。

表1 干黃醬的品牌、廠家及生產日期Table 1 Brands, manufacturers and production date of dry yellow soybean sauces

6890N/5973I氣相色譜-質譜聯用儀 美國Agilent公司；同時蒸餾萃取裝置 肯堡博美(北京)實驗器皿有限公司；DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器 河南省予華儀器有限公司；N-Evap系列氮吹儀 上海思伯明儀器設備有限公司。

1.2 方法

1.2.1 同時蒸餾萃取制備樣品

稱取100g干黃醬，放入500mL圓底燒瓶中，再加入300mL去離子水和適量沸石，置于同時蒸餾裝置的一端，油浴加熱，溫度控制在(125±1)℃。另取50mL重蒸乙醚溶劑置于100mL圓底燒瓶中，加入沸石，再置于同時蒸餾裝置的另一端，恒溫水浴加熱，溫度控制在(45 ±1)℃。連續蒸餾提取4h。提取結束，將萃取液用無水硫酸鈉干燥，過濾后在45℃水浴條件下用Vigreux柱濃縮至約5mL，再用氮吹儀進一步濃縮至約1mL。

1.2.2 GC-MS分析條件

色譜條件：色譜柱為DB-17ms(30.0m×250μm，0.25μm)；色譜柱起始溫度35℃，保持1min，以4℃/ min的速度升至120℃，保持2min后，再以6℃/min速度升至220℃，保持10min；氣化室溫度230℃，傳輸線溫度230℃，進樣量1.0μL，載氣He，載氣流量1.0ml/min，分流比40:1。

質譜檢測條件：EI源，電子能量70eV，離子源溫度230℃，四極桿溫度150℃，溶劑延遲2.2min，掃描模式Scan，掃描質量范圍為33～300u。

1.2.3 定性定量方法

對檢測出的成分采用質譜、保留指數和標準品進行定性，采用面積歸一化法對檢測出的成分進行簡單定量。

2 結果與分析

分別取5種品牌干黃醬中揮發性成分的濃縮液1μL，經GC-MS分析，總離子流圖見圖1，然后通過NIST 08譜庫檢索、計算保留指數和標準樣品定性3種鑒定方法共同確定，共鑒定出69種物質，詳細情況見表2，圖2可直觀反映5種品牌干黃醬分析出的物質的數量和含量的對比情況。

圖1 5種品牌干黃醬揮發性成分總離子流圖Fig.1 Total ion chromatogram of volatiles in five dry yellow soybean sauces

表2 5種品牌干黃醬中揮發性成分GC-MS分析結果Table 2 GC-MS analysis of volatiles in five dry yellow soybean sauces

續表1

圖2 2種品牌干黃醬揮發性成分對比Fig.2 Comparison of volatiles in five dry yellow soybean sauces

2.1 檢出成分的化學種類和數量對比

由表1可知，本實驗從5種品牌干黃醬中共鑒定出69種化合物，其中天源醬園48種、王致和49種、老才臣22種、金獅牌34種、寬牌30種，鑒定出的組分占各自總揮發性成分的比例分別為87.72%、90.55%、99.39%、98.05%、96.92。主要包括酸類9種、酯類2 2種、醛類8種、酮類4種、酚類3種、雜環化合物13種、含硫化合物3種和其他類7種；其中相同成分19種，分別是乙酸乙酯、棕櫚酸甲酯、棕櫚酸乙酯、油酸甲酯、亞油酸甲酯、亞麻酸甲酯、十八烯酸乙酯、亞油酸乙酯、亞麻酸乙酯、異戊醛、苯乙醛、2,3-戊二酮、2-環戊烯-1,4-二酮、4-乙烯基愈創木酚、2-甲基四氫呋喃-3-酮、糠醛、5-甲基糠醛、3-甲硫基丙醛、2-乙酰基吡咯。

從圖2可知，在數量方面，各品牌干黃醬中各種化合物的數量多少趨勢相似，酯類化合物是干黃醬中數量占絕對優勢的組分，數量都在9種以上(其中王致和中酯類物質高達21種)，其次是雜環類化合物，數量范圍為4～12種，其他種類化合物數量都較少，在5種以下。不同的是，王致和中醛類物質數量多于雜環化合物，老才臣中沒有鑒定出酸類和烴類化合物，而比其他品牌多出了1種酰胺類化合物。在含量方面，各品牌干黃醬中各類物質的含量高低趨勢也相似，在天源醬園、老才臣、金獅和寬牌4個品牌中含量最高的成分是醛類化合物，含量都在30%以上(其中金獅牌中高達63.13%)，其次是雜環化合物(12.87%～23.08%)和酯類化合物(12.87%～18.04%)，其余的化合物含量大都在5%以下，其中僅在老才臣中檢測出的芥酸酰胺(8.56%)；而在王致和干黃醬中檢出的酯類化合物含量(67.01%)遠高于醛類化合物(14.19%)，雜環化合物含量僅占5.11%，其余物質含量都在2%以下。化合物在數量和含量方面的相似趨勢，使得5種干黃醬具有相同的醬香基調，而在數量和含量上的具體差異則形成了5種干黃醬不同的香氣風格。

2.2 檢出成分的來源和香氣特征對比

酸類化合物在發酵食品中一般是由乳酸菌產生的，它們的適當增加可抑制病原菌和刺激酵母發酵[10]，對發酵食品的風味和品質具有重要的作用。本實驗檢出的酸類物質可分兩類，一類是低級脂肪酸，含量較多且從3種品牌中共同檢測到的有2-甲基丙酸(奶香、甜香和果香)、異戊酸(干酪香、奶香和果香)和2-甲基丁酸(酸奶香氣和果香)，這類酸可提高干黃醬香氣的格調，使醬香透發飄逸；另一類是高級脂肪酸，這類酸僅在天源醬園品牌中檢測出，如十四酸(巧克力、可可和復合果香)、十六酸和亞油酸，它們對干黃醬的香氣具有一定的定香作用。另外，山梨酸在金獅牌和寬牌干黃醬中分析出來，可能是由于生產中加入了防腐劑的緣故。

酯類化合物是干黃醬香氣的主體成分，可能的形成途徑有兩條，一是在發酵過程中由酵母催化生成；二是由有機酸和醇通過非酶催化的酯化反應生成[11]。5種品牌干黃醬中共有且相對含量大于1%的酯類物質除乙酸乙酯(菠蘿、葡萄果香和酒香)外，大都是高級脂肪酸酯類，如棕櫚酸乙酯(果香和牛奶香氣)、亞油酸甲酯、十八烯酸乙酯、亞油酸乙酯和亞麻酸乙酯等；另外，還有具有果香和奶香的內酯類(如γ-壬內酯)和少量具有花果香氣和奶香的低級脂肪酸酯類(辛酸乙酯和乳酸乙酯)，它們都對干黃醬的整體香氣起了一定的協調作用。

醛類化合物在干黃醬中的含量較高，且該類物質閾值較低[10]，對干黃醬的整體風味貢獻較大。這些醛類有可能是由干黃醬中的醇類物質經加熱或者是化學反應生成的。本實驗共鑒定出9種醛類化合物，其中含量較高且多數品牌中共有異戊醛(稀釋后具有愉快的水果香氣)、2-甲基丁醛(果香、霉香和青香)、苯甲醛(苦杏仁、櫻桃及堅果香氣)、苯乙醛(風信子香氣)和可卡醛(咖啡、可可和果香香氣)。這類化合物賦予了干黃醬青香、果香和堅果香氣。

酮類化合物是一類重要的香料化合物，一般認為是由干黃醬中不飽和脂肪酸的碳鏈的β-氧化和隨后的脫羧基作用生成的[12]，本實驗共鑒定出4種酮類化合物，其中3種從多數干黃醬中都分析出來，它們是2,3-戊二酮(奶油和焦糖香氣)、羥基丙酮和2-環戊烯-1,4-二酮，而大馬士酮(水果香氣)僅從天源醬園中分析出來。這類香料化合物對干黃醬的香氣起到了柔和作用。

酚類化合物是由小麥中的配糖體、木質素等為前體物經微生物發酵作用生成[4]。5種干黃醬中共鑒定出3種物質，它們是愈創木酚(甜香和微弱的酚氣息)、4-乙烯基愈創木酚(焙烤和堅果香氣)和3-烯丙基-6-甲氧基苯酚，這類物質賦予了干黃醬熏烤和堅果香氣。

雜環類化合物主要是由干黃醬發酵過程中的蛋白質或氨基酸的Stretcher反應、糖與蛋白質或氨基酸的Maillard反應形成的[13]，它們是構成干黃醬焙烤香味的主體成分。從表2可以看出，糠醛是干黃醬中含量最多的雜環化合物，它具有甜香、木香、面包香、焦糖香，并帶有烘烤食品的氣味[14]。除了糠醛之外，還有2-乙酰基吡咯(核桃和烤面包的香氣)、5-甲基糠醛(甜香和辛香)、2-甲基四氫呋喃-3-酮(甜香、堅果香、奶油香)三類物質共存于五種干黃醬中，對干黃醬的特征香氣起到了重要作用。

含硫化合物主要是由干黃醬發酵過程中的硫胺素降解或者是含硫氨基酸的分解而形成的[15]。這類香料化合物一般閾值較低，對食品的特征風味影響很大。本實驗僅鑒定出芐基甲基硫醚、3-甲硫基丙醛(具有醇厚的醬香、洋蔥香和紅燒肉香)和二甲基二硫(具有洋蔥、甘藍和蔬菜香氣)三種組分，這些香料化合物對干黃醬的醬香具有一定的作用。

綜上所述，5種干黃醬中的揮發性風味成分既有相同，也有差異，直觀的反映出這5個品牌風味同中存異的特點，風味相同的原因有可能是這五種干黃醬的生產原料相同，存在差異的原因可能與各廠家所用的發酵菌種和微生物發酵過程中釋放的復雜酶系有關[16]。微生物發酵產物是香氣成分的主要來源，所以控制和優化發酵工藝對干黃醬的香氣品質有著重要意義。

3 結 論

3.1 本實驗采用同時蒸餾萃取和氣質聯用對5種品牌干黃醬中揮發性風味成分進行提取與分析，共鑒定出69種物質，主要是酸類(9種)、酯類(22種)、醛類(8種)、酮類(4種)、酚類(3種)、雜環化合物(13種)、含硫化合物(3種)和其他化合物(7種)等，其中相同的成分是乙酸乙酯、棕櫚酸甲酯、棕櫚酸乙酯、油酸甲酯、亞油酸甲酯、亞麻酸甲酯、十八烯酸乙酯、亞油酸乙酯、亞麻酸乙酯、異戊醛、苯乙醛、2,3-戊二酮、2-環戊烯-1,4-二酮、4-乙烯基愈創木酚、2-甲基四氫呋喃-3-酮、糠醛、5-甲基糠醛、3-甲硫基丙醛、2-乙酰基吡咯。

3.2 鑒定出的香料化合物的香氣特征可知，鑒定出的各類物質中，酯類化合物構成了干黃醬的主體香氣，醛類賦予了干黃醬青香和果香香氣，雜環化合物對干黃醬的特征香氣起到了重要作用，酮類和酸類可提高和柔和干黃醬的香氣，酚類提供了干黃醬醬熏烤和堅果香氣，而含硫化合物可突出醬香，這些化合物共同作用才構成了干黃醬獨特的香氣。

[1] 黃持都, 魯緋, 張建. 豆醬研究進展[J]. 中國釀造, 2010(6): 4-6.

[2] 田紅玉, 孫寶國, 張慧麗. 香成分分析中的樣品制備技術[J]. 北京工商大學學報: 自然科學版, 2006, 24(5): 1-5.

[3] CHAINTREAU A. Simultaneous distillation-extraction: from birth to maturity: review[J]. Flavour and Fragrance Journal, 2001, 16(2):136-148.

[4] 喬鑫, 付雯, 喬宇, 等. 豆醬揮發性風味物質的分析[J]. 食品科學, 2011, 32(2): 222-226.

[5] LEE S J. Headspace-solid phase microextraction (HS-SPME) analysis of Korean fermented soybean pastes[J]. Food science and Biotechnology, 2009, 18(3): 700-705.

[6] 喬鑫, 黃紅霞, 喬宇, 等. 響應面分析法優化HS-SPME萃取黃豆醬揮發性成分工藝研究[J]. 食品科學, 2010, 31(22): 69-74.

[7] 黃明泉, 韓書斌, 孫寶國, 等. 同時蒸餾萃取/氣質聯機分析郫縣豆瓣醬風味成分的研究[J]. 食品工業科技, 2009(4): 136-139.

[8] 黃明泉, 韓書斌, 孫寶國, 等. 固相微萃取/氣質聯機分析郫縣豆瓣醬揮發性香成分的研究[J]. 食品與發酵工業, 2009, 35(4): 147-152.

[9] 石華治, 劉玉平, 孫寶國, 等. 同時蒸餾萃取/GC-MS分析干黃醬的揮發性成分[J]. 食品與發酵工業, 2006, 32(7): 95-97.

[10] 趙建新, 戴小軍, 田豐偉, 等. 氣相-嗅聞法分析傳統豆醬風味活性物質[J]. 食品科學, 2009, 30(20): 394-397.

[11] 趙建新, 顧小紅, 劉楊岷, 等. 傳統豆醬揮發性風味化合物的研究[J].食品科學, 2006, 27(12): 684-687.

[12] 孫玉亮, 王頡. HS-SPME/GC-MS分析發酵前后扇貝豆醬中的香氣成分[J]. 中國釀造, 2010(11): 156-159.

[13] 徐琳娜, 王璋, 許時嬰. 固相微萃取技術在豆瓣風味物質分析中的應用[J]. 食品與發酵工業, 2006, 32(5): 113-116.

[14] 苗志偉, 劉玉平, 李建華, 等. 酸棗粉中揮發性香氣成分的提取與分析[J]. 精細化工, 2010, 27(11): 1086-1093.

[15] 孫寶國. 含硫香料化學[M]. 北京: 科學出版社, 2007: 1-13.

[16] 金華勇, 曾燦偉, 康旭. 頂空固相微萃取-氣/質聯用技術分析傳統甜面醬中揮發性風味成分[J]. 中國釀造, 2009(5): 152-154.

Analysis of Volatile Flavor Compounds of Dry Yellow Soybean Sauce Made in Beijing

MIAO Zhi-wei，LIU Jin-long，GUAN Wei，LIU Yu-ping*
(Beijing Key Laboratory of Flavor Chemistry, School of Food and Chemical Engineering, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China)

The volatile flavor compounds of 5 different brands of commercial dry yellow soybean sauces in Beijing were extracted by simultaneous distillation-extraction (SDE) method and analyzed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). Totally 69 volatile compounds were identified, including 9 acids, 22 esters, 8 aldehydes, 4 ketones, 3 phenols, 13 herterocylic compounds and 3 sulfur-containing compounds. The common compounds appeared in all five dry yellow soybean sauces were ethyl acetate, ethyl hexadecanoate, ethyl 9-octadecenate, ethyl 9,12-octadecadienoate, ethyl (Z,Z,Z)-9,12,15- octadecatrienoate, 3-methyl butanal, benzeneacetaldehyde, 2-methoxy-4-vinylphenol, 3-(methylthio)-propanal, and furfural,1-(1H-pyrrol-2-yl)-ethanone. These compounds constituted the basic flavor of the five dry yellow soybean sauces, while other flavor compounds were responsible for the unique part of their flavor.

dry yellow soybean sauce；simultaneous distillation-extraction；gas chromatography-mass spectrometer (GC-MS)；flavor

TS207.3

：A

1002-6630(2011)20-0151-06

2011-04-06

北京市教育委員會科技計劃面上項目(KM200910011003)

苗志偉(1986—)，男，碩士研究生，研究方向為香料香精。E-mail：mzwtyytc625@163.com

*通信作者：劉玉平(1969—)，男，副教授，博士，研究方向為香料化學。E-mail：liuyp@th.btbu.edu.cn