不同色變泡蘿卜中揮發(fā)性成分的比較研究

湯艷燕，龍謀，黃盛藍，周先容，于麗紅，杜木英,2*

(1.西南大學 食品科學學院，重慶 400715；2.西南大學 中匈食品科學合作研究中心，重慶 400715)

泡菜是我國傳統(tǒng)特色發(fā)酵食品的典型代表之一，歷史悠久，文化深厚，具有“新鮮、清香、嫩脆、味美”等特點[1]。泡菜是以白菜、蘿卜、仔姜和辣椒等新鮮蔬菜為原料，經(jīng)處理后浸漬在5%～8%的鹽水中， 然后進行6～10天自然發(fā)酵的蔬菜制品[2]。泡菜中富含以乳酸菌為主的益生菌群，具有促進消化、抑菌、減肥、預防心血管疾病、抗癌、抗衰老等多種功效[3-8]。

蔬菜腌制品的色澤和風味是感官質(zhì)量的重要指標，且會影響消費者的接受度和滿意度，而腌制品的色澤在生產(chǎn)過程中容易發(fā)生變化。日本學者研究發(fā)現(xiàn)腌制蘿卜的黃變是由于蘿卜中硫甙的降解產(chǎn)物4-甲硫基-3-叔丁烯基異硫氰酸酯(4-MTBI)與L-色氨酸生成的黃色素導致的。Kalyanaraman等研究表明酸菜的變紅主要是由于乳酸菌生長不良，引起紅酵母大量生成導致的[9-12]。不同色變的泡蘿卜其揮發(fā)性成分可能不同，因此，有必要比較研究不同色變泡蘿卜揮發(fā)性成分的差異，以進一步全面地了解泡蘿卜的揮發(fā)性成分。

目前，國內(nèi)外學者對泡菜的揮發(fā)性成分已進行了一定的研究。相關學者用固相微萃取與氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(SPME-GC/MS)分析韓國泡菜的風味，研究表明含硫化合物(如二甲基二硫)是韓國泡菜的主要風味物質(zhì)[13，14]。陳功等用SPME-MS/GC分析四川泡菜中的揮發(fā)性成分，結(jié)果表明影響泡菜的主體風味物質(zhì)為二甲基硫化物、烯類和醛類，而酯類物質(zhì)對四川泡菜的風味成分影響不大[15]。徐丹萍等對不同原料泡菜的揮發(fā)性成分進行了測定，研究發(fā)現(xiàn)酯類是泡蘿卜、泡芥菜和泡甘藍中的特征揮發(fā)性成分，醛類、萜類分別是泡黃瓜和泡芹菜的特征揮發(fā)性成分，異硫氰酸戊酯、異硫氰酸苯乙酯、苯甲醛、壬醛、癸醛、右旋萜二烯和萘對泡菜風味的形成具有重要的作用[16]。但不同色變泡蘿卜的揮發(fā)性成分的比較研究還未見報道。因此，本研究擬用頂空-固相微萃取結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術對正常泡蘿卜和不同色變泡蘿卜的揮發(fā)性成分進行了鑒定分析，并比較它們之間的差異，旨在進一步了解不同色變泡蘿卜的揮發(fā)性成分，以期為泡蘿卜中風味成分的進一步研究及提高泡蘿卜的質(zhì)量提供一定的基礎實驗數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

泡蘿卜：放置室溫正常發(fā)酵5個月的成熟泡蘿卜及同一批次發(fā)黃和發(fā)紅的泡蘿卜，樣品取自重慶市某泡菜廠。

1.2 儀器與設備

QP 2010型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 日本島津公司；固相微萃取裝置(配有100 μm PDMS萃取頭) 美國Supelco公司；HHS型電熱恒溫水浴鍋 上海博迅實業(yè)有限公司。

1.3 方法

1.3.1 采樣及樣品前處理

選擇在長、寬、高為6 m×6 m×4 m的泡菜池中同一批次成熟泡菜，在其上、中、下3層的位置進行取樣混合，然后將混合后的樣品勻漿備用。

1.3.2 HS-SPME

準確稱取 5 g勻漿后的樣品放入20 mL頂空進樣瓶中，在40 ℃恒溫水浴預處理 30 min后，將老化后的萃取頭(100 μm PDMS)插入頂空進樣瓶中，頂空吸附30 min，然后將萃取頭插入GC-MS進樣器中解吸5 min，同時啟動儀器進行數(shù)據(jù)采集。

1.3.3 GC/MS 分析[17]

GC：色譜柱：DB-5MS石英毛細管柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；升溫程序：36 ℃保持3 min，先以5 ℃/min升至65 ℃，然后以2 ℃/min升至110 ℃，再以3 ℃/min升至155 ℃，最后以20 ℃/min升至200 ℃，保持3 min。進樣口溫度250 ℃；進樣量1 μL；不分流進樣；柱流量1 mL/min；線速度 36.3 cm/s；載氣壓力50.5 kPa。

MS：離子源溫度230 ℃；接口溫度280 ℃；質(zhì)量掃描范圍50～550 m/z;電離方式：EI，70 eV，標準譜庫：NIST05 和 NIST05s。

定性定量：化合物經(jīng)計算機檢索與標準譜庫相匹配，選取匹配度≥80 的組分，采用峰面積歸一化法計算化學組分相對含量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

實驗數(shù)據(jù)采用Excel 2010，SPSS 18.0等軟件進行圖表繪制和相關數(shù)據(jù)分析處理。

2 結(jié)果與分析

圖1 正常(A)、發(fā)黃(B)和發(fā)紅(C)泡蘿卜揮發(fā)性成分的GC-MS圖譜Fig.1 GC-MS chromatograms of volatile compounds in normal (A), yellow (B) and red (C) pickled radishes

序號化合物名稱相對含量(%)正常發(fā)黃發(fā)黑酯類40.54 29.0016.351乳酸乙酯8.16 --2異硫代氰酸己酯0.47 --3辛酸乙酯3.67 --4硫代乙酸甲酯16.82 15.3110.405硫酸二丁酯0.03 --6丁酸乙酯0.62 0.261.237乙酸異戊酯1.69 5.971.368正己酸乙酯0.44 1.500.759硫代丁酸甲酯0.89 -0.67

續(xù) 表

續(xù) 表

注：“-”表示未檢出。

由圖1和表1可知，從4種泡蘿卜中共鑒定出75種揮發(fā)性成分，其中酯類26種、烷烴類15種、烯烴類9種、醇類和醛類各5種、芳烴類化合物4種、酮類3種、硫類、酸類、酚類和醚類各2種。

表2 正常、發(fā)黃和發(fā)紅泡蘿卜中各類揮發(fā)性成分的數(shù)量Table 2 The number of volatile components in normal, yellowand red pickled radishes

表3 正常、發(fā)黃和發(fā)紅泡蘿卜中各揮發(fā)性成分的相對含量Table 3 The relative content of volatile components in normal, yellow and red pickled radishes

由表2和表3可知，正常泡蘿卜中檢測出化合物共39種，其中酯類18種、烷烴類7種、醛類4種、醇類3種、芳烴類2種、硫類、烯烴類、酮類、酚類、醚類各1種。二甲基二硫(44.81%)相對含量最高，閾值為0.16 μg/kg，具有刺激性的洋蔥味，是泡蘿卜中的重要風味物質(zhì)[18]，類似的報道也出現(xiàn)在韓國泡菜和人工發(fā)酵泡菜中[19，20]。酯類(40.54%)相對含量也較高，其中乳酸乙酯、辛酸乙酯、硫代乙酸甲酯、乙酸異戊酯、三硫代碳酸二甲酯相對含量在1%以上，可能是泡蘿卜中重要的風味物質(zhì)。

發(fā)黃泡蘿卜中共檢測出47種化合物，其中酯類14種、烷烴類9種、醇類和烯烴類各4種、醛類、酮類和芳烴類各3種、硫類、酸類、酚類各2種、醚類1種。酯類(29%)相對含量最高，但較正常泡蘿卜含量降低，可能是由于其中的某些硫甙物質(zhì)被降解生成黃色素，從而導致泡蘿卜變黃[21]。其次是硫類(25.25%)，其中二甲基二硫和二甲基三硫含量分別為15.95%和9.29%，二甲基硫化物具有蔥香、蔬菜香，且兩者香氣閾值極低，香味濃，是泡蘿卜中重要的風味成分。發(fā)黃泡蘿卜中醇類物質(zhì)的相對含量也最高，達到12.32%，這可能是由于其中酵母菌的增殖導致醇類物質(zhì)的增加，有研究表明酵母菌在無氧環(huán)境中產(chǎn)生酒精使蘿卜具有醇香氣味[22]。

發(fā)紅泡蘿卜中共檢測出32種揮發(fā)性化合物，其中酯類11種、烯烴類6種、醛類4種、烷烴類3種、硫類和醇類各2種、酸類、酮類、醚類和芳烴類各1種。其中硫類(56.9%)相對含量最高，二甲基二硫和二甲基三硫的相對含量分別為31.02%和25.88%，這可能是由于其中的微生物使蘿卜中的硫甙被降解，導致硫類化合物含量的增加。

對正常、發(fā)黃和發(fā)紅泡蘿卜中揮發(fā)性物質(zhì)相對含量進行比較，正常泡蘿卜中酯類相對含量最高，高達40.54%，而硫類物質(zhì)的相對含量雖然不是最高，但達到了44.81%，且二者的總和超過85%，是泡蘿卜中的主體風味成分。發(fā)黃泡蘿卜中醇類、烷烴類、酸類、酮類、酚類和芳烴類化合物相對含量最高，分別為12.32%，9.71%，3.40%，1.05%，10.54%，1.34%。而泡蘿卜中的主體風味物質(zhì)酯類和硫類相對含量降低，其他種類的化合物相對含量增加，說明泡蘿卜的發(fā)黃對其風味有所影響；發(fā)紅泡蘿卜中硫類、醛類、烯烴類和醚類相對含量最高，分別為56.90%，6.76%，13.41%，1.30%。而其中的酯類相對含量最低，低至16.35%，表明泡蘿卜的發(fā)紅也對風味有影響。

正常、發(fā)黃和發(fā)紅泡蘿卜中共有揮發(fā)性成分有10種，分別為硫代乙酸甲酯、丁酸乙酯、乙酸異戊酯、正己酸乙酯、乙酸苯乙酯、二甲基二硫、芳樟醇、辛醛、癸醛和2,2,3,4-四甲基戊烷，上述10種化合物除2,2,3,4-四甲基戊烷外都是合成香精或香料的成分，說明這9種揮發(fā)性成分可能是泡蘿卜的特征風味物質(zhì)。亞硝酸正戊酯、2-甲基丙酸-3,7-二甲基-2,6-辛二醇酯、辛酸、3-甲基丁酯、油酸甲酯、二十酸乙酯、2,3-二羥基-1,4-二氧雜環(huán)己烷、1,1,2-三甲氧基乙烷、3,3-二甲基辛烷、1-碘壬烷、萘嵌戊烷、十四烷、十五烷、 4-甲基壬烷、(-)-檸檬烯 5-甲基-1-己烯、辛酸、2-庚酮、4-乙基-2-甲氧基苯酚、十八烷基乙烯基醚和2-甲基萘等物質(zhì)只在發(fā)黃泡蘿卜中檢測到。其中亞硝酸正戊酯、2-甲基丙酸-3,7-二甲基-2,6-辛二醇酯、油酸甲酯、松油醇、檸檬烯、辛酸、2-庚酮、4-乙基-2-甲氧基苯酚和2-甲基萘等都是有香氣或是香精香料的成分，這9種物質(zhì)可能是泡蘿卜黃變所產(chǎn)生的特有揮發(fā)性成分。在發(fā)紅的泡蘿卜中檢測到3,7-二甲基-1,3,7-辛三烯、右旋萜二烯、羅勒烯、萜品油烯、間異丙基甲苯等特有的揮發(fā)性成分，這5種化合物可能是泡蘿卜在發(fā)紅過程中產(chǎn)生的特有風味物質(zhì)。

3 結(jié)論

本實驗通過頂空固相微萃取結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術，分析測定正常、發(fā)黃和發(fā)紅3種泡蘿卜中揮發(fā)性成分，共得到75種揮發(fā)性成分，其中正常、發(fā)黃、發(fā)紅泡蘿卜中分別檢測出39，47，32種揮發(fā)性成分。正常、發(fā)黃和發(fā)紅泡蘿卜中共有的揮發(fā)性成分有10種，分別為硫代乙酸甲酯、丁酸乙酯、乙酸異戊酯、正己酸乙酯、乙酸苯乙酯、二甲基二硫、芳樟醇、辛醛、癸醛和2,2,3,4-四甲基戊烷。發(fā)黃泡蘿卜中酯類和硫類相對含量降低，醇類、烷烴類和酚類含量增加，且黃變后產(chǎn)生了亞硝酸正戊酯、2-甲基丙酸-3,7-二甲基-2,6-辛二醇酯、油酸甲酯、松油醇、檸檬烯、辛酸、2-庚酮、4-乙基-2-甲氧基苯酚和2-甲基萘9種特有風味物質(zhì)。發(fā)紅泡蘿卜中硫類和烯類相對含量增加，而酯類含量降低，泡蘿卜變紅后產(chǎn)生了3,7-二甲基-1,3,7-辛三烯、右旋萜二烯、羅勒烯、萜品油烯、間異丙基甲苯5種特殊風味成分。

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