不同萃取方法提取青稞老酵饅頭揮發性成分的比較

江竑宇，李 梁*，張文會，羅 章，劉振東

（1.西藏農牧學院 食品科學學院，西藏自治區 林芝 860000；2.西藏自治區農牧科學院 農產品開發與食品科學研究所，西藏自治區 拉薩 850032）

青稞（Hordeum vulgare）是西藏人民對裸大麥的俗稱，其屬于禾本科（Gramineae），是大麥的變種[1]，主要分布于西藏以及青海、四川、云南、甘肅藏區[2]。相比其他禾谷類作物，青稞具有高蛋白、高纖維素和低脂肪等與現代“三高兩低”膳食結構相吻合的特點[3-7]，日益受到營養學家的推崇，各種青稞食品也逐漸面市。

近年來，隨著西藏文化與內地文化交流的日益頻繁，我國北方傳統主食饅頭也逐漸融入到藏族人民的飲食中，藏族人民將青稞粉和小麥粉混合作為原料蒸制青稞饅頭食用[8-9]，這種饅頭因其獨特的口感和特殊濃郁香味受到大家的青睞。但對于這種在藏區較為流行的青稞饅頭，尚缺乏感官、質構、滋味和風味等饅頭基本品質的研究。由于青稞饅頭中加入了青稞這種具有獨特營養成分的谷物，其勢必會影響饅頭品質的關鍵因素風味物質。目前，饅頭風味物質的提取方法主要包括頂空固相微萃?。╤eadspacesolid phasemicroextraction，HS-SPME）法、同時蒸餾萃?。╯imul-taneous distillation extraction，SDE）法等，而不同提取方法適用于不同風味成分的提取，所以傳統小麥饅頭風味物質的提取方法不一定適用于青稞饅頭[10-12]。

因此，本研究采用頂空固相微萃取與同時蒸餾萃取兩種方法提取青稞老酵饅頭中的揮發性物質，采用氣相色譜-質譜（gas chromatgraphy-mass spectrometrometry，GC-MS）法對揮發性風味物質進行檢測，比較兩種萃取方法[13-14]，同時研究青稞饅頭中揮發性風味化合物的組成，為進一步分析青稞饅頭特征風味組分建立分析方法，加快青稞饅頭的工業化進程。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 材料

得利富強三星饅頭粉：五得利面粉集團有限公司；青稞粉：青海青穗生物科技有限公司；老面：林芝巴宜區菜市場。

1.1.2 試劑

二氯甲烷（分析純）：廣州化學試劑廠；C6～C20正構烷烴（色譜純）：德國Dr.Ehrenstorfer公司；其他試劑均為國產分析純。

1.2 儀器和設備

TLC2000全智能面包機：廣東美的生活電器制造有限公司；STPV-10A醒發箱：佛山市順德區明盛電器實業有限公司；CPA225D電子天平：德國賽多利斯集團；JK-RCEJ-500B調溫電熱套：上海精科儀器有限公司；08-2T恒溫磁力攪拌器：上海梅穎浦儀器儀表制造有限公司；DLSB-5/10小型冷卻循環水機：鄭州博科儀器設備有限公司；57330-U固相微萃取裝置、50/30μm DVB/CAR/PDMS固相微萃取針：美國supelco公司；7890A-5975C氣相色譜-質譜聯用儀、DBWAX氣相色譜柱（0.25mm×0.25μm×50m）：美國Agilent公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 青稞老酵饅頭的制作

青稞粉→加入小麥粉、老面→和面→醒發→擠壓揉搓、成型→蒸熟→冷卻→青稞老酵饅頭

操作要點：

和面：蒸餾水中加入饅頭粉78%、青稞粉20%、老面2%，攪拌均勻，用智能面包機和面30min，轉速150 r/min。

醒面：將和好的面團在醒發箱中進行醒發，醒發溫度38℃，醒發時間4 h，獲得發酵好的面團。

擠壓揉搓、成型：將醒發好的面團放入智能面包機中進行擠壓揉搓，直至表面光滑后，分割成型（5 cm×3 cm×1.5 cm）。

蒸熟、冷卻：將成型的饅頭在蒸鍋中蒸35min，常溫冷卻10m in后得青稞老酵饅頭成品，待測。

1.3.2 頂空固相微萃取[10]

取5 g樣品置于萃取瓶中，80℃條件下萃取30min。使用前，萃取針在氣質進樣口250℃條件下活化2 h。

1.3.3 同時蒸餾萃取[15]

取100 g樣品置于500m L圓底磨口燒瓶中，加入200m L蒸餾水并加入磁力攪拌子，置于裝置樣品端；另取一干凈的500m L圓底磨口燒瓶，加入50m L色譜純二氯甲烷，接于裝置溶劑端。將裝置通入冷凝水（4℃），加熱蒸餾萃取，樣品端控制樣品處于微沸狀態，攪拌速度500 r/min；溶劑端設定溫度為50℃，蒸餾萃取3 h，冷卻，取二氯甲烷萃取液，減壓旋轉濃縮，去二氯甲烷，得到萃取物。

1.3.4 青稞老酵饅頭樣品中揮發性風味成分的檢測

采用GC-MS法檢測青稞老酵饅頭樣品中的揮發性風味成分[15]。

GC條件：進樣口溫度250℃，氣質接口溫度250℃，載氣為高純度氦氣（He），載氣流速1.5m L/min，不分流模式進樣；升溫程序：初始溫度50℃，保持1m in；以5℃/m in升溫到100℃，保持5min；以4℃/min升溫到140℃，保持10min；以4℃/m in升溫到180℃，保持10m in；以4℃/m in升溫到240℃，保持10min，以5℃/min升溫到250℃，保持10min。

MS條件：離子源溫度230℃，四級桿溫度250℃，電子電離（electron ionization，EI）源，電子能量70 eV，全掃描模式，掃描范圍50～550m/z。

1.3.5 揮發風味成分的定性定量

定性：在美國國家標準與技術研究院（national institute of standards and technology，NIST）11標準譜庫進行檢索，并結合保留指數進行定性分析。

定量：采用峰面積歸一化法[12]進行各種揮發性香氣成分相對含量的計算，每個樣品重復3次，取平均值。

2 結果與分析

2.1 青稞老酵饅頭中揮發性風味物質GC-MS分析結果

采用GC-MS法檢測青稞老酵饅頭樣品中的揮發性風味成分，頂空固相微萃取法及同時蒸餾萃取法提取青稞老酵饅頭中揮發性風味物質的GC-MS總離子流色譜圖見圖1，揮發性風味物質組成及相對含量見表1。

由圖1可知，HS-SPME和SDE法提取的青稞老酵饅頭樣品中的揮發性風味成分有明顯差異。由表1可知，HS-SPME和SDE法提取相同的青稞老酵饅頭樣品，經GC-MS檢測出11類91種揮發性風味化合物，其中HS-SPME法提取物中檢測出63種揮發性化合物，SDE法提取物中檢測出35種揮發性化合物。兩者共檢測出醇類27種，醛類12種，酮類6種，酯類9種，烯烴類8種，羧酸類、苯類酚類、含硫化合物及醚類、呋喃類、含氮化合物及其他化合物分別為6、6、6、3、3、5種，共同檢出的揮發性風味物質僅有己醛、糠醛、乙醇、正己醇、苯乙醇、己酸、丁酸7種。HS-SPME法提取物中檢測出青稞老酵饅頭的揮發性風味物質的數量高于SDE法，這與胡麗花等[15-16]在小麥老酵饅頭中的相關研究結果一致。采用HS-SPME法提取的醇、醛、烯烴類物質種類較多[17-18]，而SDE法對中低沸點物質的提取更有優勢，這可能是由于SDE的高溫長時處理造成部分熱敏性揮發性物質被氧化、分解。

圖1 頂空固相微萃取法（a）及同時蒸餾萃取法（b）提取青稞老酵饅頭中揮發性風味物質的GC-MS總離子流色譜圖Fig.1 GC-MS total ion chromatogram of volatile flavor substances extracted from highland barley flour naturally fermented steamed bread by HS-SPME(a)and SDE(b)

表1 頂空固相微萃取法與同時蒸餾萃取法提取青稞老酵饅頭樣品中揮發性風味成分的測定結果Table 1 Determ ination results ofvolatile flavor components extracted from highland barley flournaturally fermented steamed bread by HS-SPME and SDE

續表

續表

2.2 兩種萃取方法提取青稞老酵饅頭揮發性成分的比較

HS-SPME法提取物中共檢測出醇類19種，醛類10種，酮類4種，酯類4種，烯烴類7種，羧酸類5種，苯類、酚類5種，含硫化合物及醚類1種，呋喃類3種，含氮化合物1種及其他類化合物4種。SDE法提取物中共檢測出醇類11種，醛類4種，酮類2種、酯類5種、羧酸類3種，烯烴類1種，苯類、酚類1種，含硫化合物及醚類5種，含氮化合物2種及其他類化合物1種。HS-SPME法提取的青稞老酵饅頭揮發性風味成分中，相對含量較高的是乙醇（17.81%）、2-正戊基呋喃（13.07%）、正己醇（11.28%）、己醛（5.50%）、己酸（4.80%）、庚醛（3.40%）、乙酸乙酯（3.29%）、苯乙烯（2.80%）、3-乙基-2-甲基-1,3-己二烯（2.74%）、1-辛烯-3-醇（2.46%）、α-姜黃烯（2.24%）。SDE法提取的青稞老酵饅頭揮發性風味成分中，相對含量較高的是甲醛二乙縮醛（16.46%）、丙二醇二乙酸酯（8.37%）、1-allyloxy-2-propanol（6.61%）、乙醇（5.84%）、丁酸（4.49%）。與我國北方傳統小麥老酵饅頭相比，青稞老酵饅頭揮發性化合物種類基本一致，風味略接近河南南陽麩皮酵子面團蒸制的饅頭[19-22]，包含大量的醇、醛、酮、呋喃類物質。與使用安琪酵母作為發酵劑的普通饅頭[23]相比，檢出的青稞老酵饅頭揮發性風味成分更加豐富。

3 結論

采用HS-SPME法和SDE法提取青稞老酵饅頭樣品中的揮發性風味物質，經GC-MS檢測后發現，兩種方法共檢測出91種揮發性化合物，包括醇類27種，醛類12種，酮類6種，酯類9種，烯烴類8種，羧酸類、苯類酚類、含硫化合物及醚類、呋喃類、含氮化合物及其它類化合物分別為6、6、6、3、3、5種；共同檢出的揮發性風味物質僅有己醛、糠醛、乙醇、正己醇、苯乙醇、己酸、丁酸7種。其中，HS-SPME法提取物中共檢測出63種揮發性化合物，以醇類、醛類、烯烴類為主，主要成分有乙醇、2-正戊基呋喃、正己醇、己醛、己酸、庚醛、乙酸乙酯、苯乙烯、3-乙基-2-甲基-1，3-己二烯、1-辛烯-3-醇、α-姜黃烯等；SDE法提取物中檢測出35種揮發性化合物，以醇類、醛類、酮類、酯類、羧酸類為主，主要成分有甲醛二乙縮醛、丙二醇二乙酸酯、1-allyloxy-2-propanol、乙醇、丁酸等。兩種方法所提取的揮發性風味物質差異較大，HS-SPME法提取物中檢測出的揮發性風味物質數量高于SDE法。說明HS-SPME法和SDE法應用于青稞饅頭揮發性風味物質的提取各具優勢，提取得到的揮發性風味物質有一定互補性，只有將兩種方法結合使用，才能完整分析青稞老酵饅頭中低沸點和高沸點的揮發性風味物質，才能更科學、客觀、完整的考察青稞老酵饅頭的香氣組成。