靜態(tài)頂空-氣質(zhì)聯(lián)用分析獨山素臭酸中的風味物質(zhì)

李詠梅，龔元

（黔南民族醫(yī)學高等專科學校，貴州都勻 558000）

靜態(tài)頂空-氣質(zhì)聯(lián)用分析獨山素臭酸中的風味物質(zhì)

李詠梅，龔元*

（黔南民族醫(yī)學高等專科學校，貴州都勻 558000）

以獨山素臭酸為分析對象，采用自動化靜態(tài)頂空-氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)對2種獨山素臭酸樣品中的揮發(fā)性成分進行分析鑒定，并用峰面積歸一化法進行定量。從獨山素臭酸2種樣品中共鑒定出54種揮發(fā)性成分，主要包括酯類、萜烯類、有機酸類、醇類、醛類、酚類等，其中共有的揮發(fā)性物質(zhì)31種，相對含量在10%以上的主要揮發(fā)性化合物有丁酸乙酯、已酸乙酯、D-苧烯等成分。研究表明：酯類、萜烯類、酸類是主體揮發(fā)物，對產(chǎn)品風味的形成起重要作用。

素臭酸；風味物質(zhì)；自動化靜態(tài)頂空；氣質(zhì)聯(lián)用

素臭酸產(chǎn)于貴州省黔南布依族苗族自治州的獨山縣，是布依族的一種特色發(fā)酵型食品，以鳳仙花科鳳仙花和十字花科芥菜（青菜）為主要原料，加以木姜子、小麥或竹筍、食用堿等輔料，采用布依族傳統(tǒng)加工工藝精制而成，味臭。在當?shù)兀r(nóng)家、鹽酸菜廠、私人作坊均有生產(chǎn)，它可以直接食用也可以作為一種調(diào)味品來使用，用其制作的菜肴口感豐富獨特，在其制做過程中最具特點的是：自然發(fā)酵、自然殺菌、無任何添加劑，并且在民間還有用它治療拉肚子的偏方。本實驗首次采用靜態(tài)頂空-氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)對2種獨山素臭酸樣品中的揮發(fā)性成分進行分析鑒定，并用峰面積歸一化法進行定量，并對2種樣品進行分析比較，為獨山素臭酸的感官風味評價和生產(chǎn)過程控制提供參考依據(jù)。

1 材料及方法

1.1 實驗材料

樣品1：購買自獨山黃家鹽酸菜廠；樣品2：購買自獨山伍家作坊。2種樣品的生產(chǎn)工藝均為：鳳仙花苗、青菜→洗凈→瀝干→切段→加輔料陶瓷壇密封自然發(fā)酵，區(qū)別在于樣品1中的輔料為小麥、木姜子、食用堿，樣品2中的輔料為竹筍、木姜子、食用堿。

1.2 儀器與設(shè)備

RP5002K型電子臺秤 常州銳品精密儀器有限公司；WP-UP-Ⅱ-20型超純水機 四川沃特爾水處理設(shè)備有限公司；DK-98-Ⅱ-A型水浴鍋 天津市泰斯特儀器有限公司；DRTW-1000型調(diào)溫電熱套 上海雙捷實驗設(shè)備有限公司；Agilent 7890A／5975C氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（配置自動頂空進樣器） Agilent公司。

1.3 儀器條件

1.3.1 色譜條件

色譜柱為VF-5MS（30 m×250μm×0.25μm）毛細管柱，柱溫40℃，保持3 min，以5℃／min升至260℃，以10℃／min升至310℃，保持2 min；進樣口溫度250℃；載氣為高純氦氣；流量1 m L／min。

1.3.2 質(zhì)譜條件

離子源為EI源；離子源溫度230℃；四級桿溫度150℃；電子能量70 e V；溶劑延遲3 min；TIC模式，質(zhì)量范圍30～550 amu。

1.3.3 頂空分析條件

柱箱溫度為80℃，定量管溫度為95℃，傳輸線溫度為110℃，樣品瓶平衡時間為60 min，樣品瓶加壓時間為0.15 min，定量環(huán)填充時間為0.15 min。

1.3.4 頂空分析條件考察

影響自動化靜態(tài)頂空率的因素主要有樣品量、頂空平衡溫度和頂空平衡時間等因素［1］。樣品量的多少會對頂空瓶中的揮發(fā)性成分濃度和檢測效果有影響；過高或過長的平衡溫度和時間則有可能導致一些不穩(wěn)定揮發(fā)性成分發(fā)生分解、氧化等，使分析靈敏度降低。因此，本實驗對這3個主要因素進行了考察：

1.3.4.1 樣品量的影響

稱取4，8，12 g 3種樣品量，分別置于20 m L頂空瓶中，平衡溫度100℃，平衡時間30 min，頂空進樣分析。

1.3.4.2 頂空平衡溫度的影響

將平衡時間固定為30 min，平衡溫度分別設(shè)定為40，60，80，100℃，頂空進樣進行優(yōu)化分析。

1.3.4.3 頂空平衡時間的影響

將平衡溫度固定為80℃，平衡時間分別設(shè)定為30，40，60，80 min，頂空進樣進行最佳條件的優(yōu)化分析。

1.4 定性與定量方法

1.4.1 定性分析方法

稱取獨山素臭酸樣品1和樣品2各4 g，置于80℃水浴中加熱60 min，抽取頂空氣體1 m L進樣。運用GC-MS分析軟件，將總離子流圖中的各色譜峰與NIST11庫中的標準質(zhì)譜圖對照檢索并進行人工解析和定性分析，本研究僅報道匹配度≥80的揮發(fā)性成分。

1.4.2 定量分析方法

用峰面積歸一化法進行定量。

2 結(jié)果與討論

2.1 頂空分析條件的考察結(jié)果

2.1.1 樣品量

頂空進樣分析結(jié)果表明：樣品為4 g時，就可以測到揮發(fā)性成分最大值，所以選擇4 g作為最佳樣品量，將其放在20 m L頂空瓶中進行分析測定。

2.1.2 平衡溫度

頂空進樣分析結(jié)果表明：隨著平衡溫度的升高，樣品中揮發(fā)性成分的數(shù)量和豐度也在增加，但當溫度升高至100℃時，其與80℃時峰的數(shù)量和豐度無明顯差別，因此選擇80℃為最佳頂空平衡溫度。

2.1.3 平衡時間

頂空進樣分析結(jié)果表明：頂空平衡時間越長，樣品中揮發(fā)性成分釋放得越充分，當平衡時間達到60 min以后，揮發(fā)性成分的數(shù)量和豐度均無太大變化，因此選擇60 min為最佳頂空平衡時間。

2.2 揮發(fā)性成分分析

圖1 獨山素臭酸樣品1中揮發(fā)性風味成分的總離子流色譜圖Fig.1 Total ions chromatogram of volatile compounds of smelly pickled greenstuffs in Dushan region from sample 1

圖2 獨山素臭酸樣品2中揮發(fā)性風味成分的總離子流色譜圖Fig.2 Total ions chromatogram of volatile compounds of smelly pickled greenstuffs in Dushan region from sample 2

由圖1和圖2可知，獨山素臭酸樣品1和樣品2中揮發(fā)性成分的出峰時間主要集中在24 min之前，通過軟件對總離子流圖中的各峰經(jīng)質(zhì)譜計算機數(shù)據(jù)系統(tǒng)檢索及NIST11庫中的標準質(zhì)譜圖，用峰面積歸一化法測定了各化學成分的相對質(zhì)量分數(shù)，共鑒定出54種揮發(fā)性成分，結(jié)果見表1。

表1 獨山素臭酸中的揮發(fā)性成分Table 1 Volatile compounds of smelly pickled greenstuffs in Dushan region

續(xù) 表

由表1可知，獨山素臭酸中的揮發(fā)性風味物質(zhì)主要包括有機酸類、酯類、萜烯類、醇類、醛類、酚類、烯類等，其中共有的揮發(fā)性物質(zhì)31種，主要有丁酸乙酯、戊酸乙酯、已酸乙酯、D-苧烯等成分，但2種樣品中主要揮發(fā)性物質(zhì)相對含量的差異性顯著。在樣品1中鑒定出47種揮發(fā)性成分，其相對含量占總揮發(fā)性物質(zhì)的92.63%。主要包括酯類22種、萜烯類8種、有機酸類6種、醛類2種、酚類2種、醇類2種、其他物質(zhì)5種。其中主要揮發(fā)性成分有：丁酸乙酯（28.48%）、已酸乙酯（19.18%）、丙酸乙酯（11.6%）、戊酸乙酯（8.56%）、D-苧烯（6.61%）、4-甲基戊酸乙酯（2.91%）、丁酸（1.64%）、庚酸乙酯（1.21%）、2-甲基丙酸乙酯（0.99%）、2-甲基丁酸乙酯（0.98%）等，它們共同構(gòu)成了樣品1的主體揮發(fā)物。在樣品2中鑒定出38種揮發(fā)性成分，其相對含量占總揮發(fā)性物質(zhì)的90.32%。主要包括酯類18種、萜烯類10種、有機酸類2種、醇類3種、其他物質(zhì)5種。其中主要揮發(fā)性成分有：丁酸乙酯（37.22%）、已酸乙酯（10.46%）、D-苧烯（10.34%）、4-甲基戊酸乙酯（6.95%）、戊酸乙酯（5.27%）、丙酸乙酯（4.63%）、2-甲基丙酸乙酯（2.26%）、α-蒎烯（1.98%）、β-月桂烯（1.87%）、2-甲基丁酸乙酯（1.51%）等，它們共同構(gòu)成了樣品2的主體揮發(fā)物。將2種樣品的主體揮發(fā)物進行比較分析可知，盡管2種樣品中的主體揮發(fā)成分在種類和含量上存在一定差異，但其主要風味物質(zhì)是相似的，并且它們的復合風味均由酯類和萜烯類決定。酯類化合物主要是在發(fā)酵過程中有機酸與醇反應生成，在2種樣品中檢測出的酯類化合物含量均較高，是主要的揮發(fā)性成分，主要有丁酸乙酯、已酸乙酯、丙酸乙酯、戊酸乙酯、4-甲基戊酸乙酯等，這些酯類賦予了獨山素臭酸濃郁、持久的復合風味。萜烯類中D-苧烯在2種樣品中的含量均較高，其呈新鮮橙子香氣。由表1還可知，樣品1與樣品2各自特有的揮發(fā)性化合物，樣品1中特有物質(zhì)前3位戊酸、對甲酚、已酸的檢出率為2.23%，酚類物質(zhì)往往會產(chǎn)生刺激性氣味和一些特殊異味，且閾值較低，可能會對樣品的風味產(chǎn)生影響［2］。樣品2中特有物質(zhì)前3位β-月桂烯、2，6-二甲基-4-辛烯、2-蒈烯的檢出率為2.18%，其中β-月桂烯，又名香葉烯，是一種用途廣泛的香料和化工中間體，具有清淡的香脂香氣，本身具有明顯的祛痰和鎮(zhèn)咳作用［3］。

3 結(jié)論

周曉媛等研究發(fā)現(xiàn)風味物質(zhì)的產(chǎn)生是蔬菜在腌制過程中經(jīng)過理化變化、微生物發(fā)酵作用和生化變化而形成，主要有幾個途徑：芥菜類芥子苷水解產(chǎn)物和一些有機物所形成的風味物質(zhì)；蛋白質(zhì)水解形成的風味物質(zhì)；發(fā)酵作用產(chǎn)生的風味物質(zhì)；各種產(chǎn)物之間反應所形成的風味物質(zhì)；有機酸類、醇類、醛酮類及酯類形成的風味物質(zhì)；含氮含硫類化合物形成的風味物質(zhì)［4］。

本實驗通過對獨山素臭酸2種樣品中揮發(fā)性成分的研究分析，可知它們這種獨特的風味主要是由酯類、萜烯類、有機酸類共同作用而形成，但由于這2種樣品所加輔料有區(qū)別，所以又各自有著自己特有的揮發(fā)性化合物。自動化靜態(tài)頂空-氣質(zhì)聯(lián)用法可以快速、簡便、準確地對獨山素臭酸樣品1和樣品2中揮發(fā)性物質(zhì)進行鑒定及定量，在樣品1中鑒定出47種揮發(fā)性成分，其相對含量占總揮發(fā)性物質(zhì)的92.63%。主要包括酯類22種、萜烯類8種、有機酸類6種、醛類2種、酚類2種，醇類2種、其他物質(zhì)5種。在樣品2中鑒定出38種揮發(fā)性成分，其相對含量占總揮發(fā)性物質(zhì)的90.32%。主要包括酯類18種、萜烯類10種、有機酸類2種、醇類3種、其他物質(zhì)5種。2種樣品中共有的揮發(fā)性成分主要有丁酸乙酯、戊酸乙酯、已酸乙酯、D-苧烯等成分，從結(jié)果來看，主要風味物質(zhì)的相似度較高。本實驗只是對獨山素臭酸中的揮發(fā)性成分進行了初步的鑒定和分析，在一定程度上彌補了現(xiàn)階段對獨山素臭酸揮發(fā)性成分研究的空白，為其質(zhì)量標準的建立提供了參考，但其揮發(fā)性成分中的活性成分還有待進一步的分析和鑒別。

［1］柴川，于生，崔小兵，等.靜態(tài)頂空-氣質(zhì)聯(lián)用分析淡豆豉中揮發(fā)性成分［J］.食品研究與開發(fā)，2013，34（14）：81-85.

［2］鄭炯，宋家芯，陳光靜.頂空-固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用法分析腌制麻竹筍揮發(fā)性成分［J］.食品科學，2013，34（18）：193-196.

［3］程芝.天然樹脂生產(chǎn)工藝學（第2版）［M］.北京：中國林業(yè)出版社，1996：58.

［4］徐俐，焦魯英，何培銀.獨山鹽酸菜風味物質(zhì)的研究［J］.中國蔬菜，2009（4）：40-43.

Analysis of Flavor Substances of Smelly Pickled Greenstuffs in Dushan Region by Automatic Static Headspace and Gas Chromatography-Mass Spectrometry

LI Yong-mei，GONG Yuan*
（Qiannan Medical College for Nationalities，Duyun 558000，China）

Extract and analyze the volatile components in smelly pickled greenstuffs in Dushan region by automatic static headspace and gas chromatography-mass spectrometry and analyze quantitatively by peak area normalization.54 volatile components are identified from 2 different samples of smelly pickled greenstuffs in Dushan region.These volatile components include esters，terpenes，organic acids，ethanols，aldehydes，phenols，etc..They have a total of 31 volatile substances in common，with relative content of more than 10%of main volatile compounds such as ethyl butyrate，ethyl hexylate，d-limonene，etc..The results show that esters，terpenes and acids are the main volatile compounds，which play an important role in flavor formation of smelly pickled greenstuffs in Dushan region.

smelly pickled greenstuffs；flavor substances；automatic static headspace；GC-MS

TS201.1

A

10.3969／j.issn.1000-9973.2017.10.009

1000-9973（2017）10-0041-04

2017－04－15 *通訊作者

黔南民族醫(yī)學高等專科學校科研基金項目（QNYZ201515）

李詠梅（1977－），女，貴州貴定人，副教授，碩士，研究方向：天然有機化學；龔元（1974－），男，四川綿陽人，副教授，碩士，研究方向：藥學。