基于HS-SPME-GC/MS和感官分析沙拉醬對青椒風味的影響

牛琛,奚印慈,Takuya Yanagisawa,張彩霞,王錫昌*

基于HS-SPME-GC/MS和感官分析沙拉醬對青椒風味的影響

牛琛1,奚印慈1,Takuya Yanagisawa2,張彩霞1,王錫昌1*

1. 上海海洋大學 食品學院, 上海 201306 2. 日本丘比株式會社, 日本 東京 1500002

本文分別采用頂空固相微萃取-氣質聯用(Headspace solid phase microextraction-mass spectrometry, HS-SPME-GC/MS)、人工感官（Sensory Evaluation）以及電子鼻(E-Nose)技術對添加過沙拉醬的螺絲椒、羊角椒、甜椒的氣味成分進行分析檢測。結果表明：三種青椒揮發性氣味物質共檢測出6大類物質（共61種），其中醇類（14種），醛類（9種），烴類（23種），酮類（6種），酯類（5種），其他（4種）。三種青椒共同含有的特征性氣味物質有11種。添加沙拉醬后，人工感官結果顯示三種青椒刺激性氣味均降低；電子鼻PCA圖譜區分指數達83，可明顯區分是否添加沙拉醬；經GC-MS檢測結果顯示，螺絲椒、羊角椒、甜椒的共有特征性氣味物質在添加過沙拉醬后分別能檢測出3種、2種及3種。添加沙拉醬可以改善青椒的刺激性氣味,對螺絲椒改善效果最明顯。

氣質聯用; 感官分析; 青椒; 沙拉醬

隨著我國居民對健康越來越重視，消費者尤其是在企業白領，傾向于選擇少油少鹽的食品，對蔬菜沙拉的喜愛增加。青椒是一種營養物質較為豐富，維生素C含量較高的蔬菜，將其在蔬菜沙拉中起到調味及增強營養的作用[1]。沙拉醬作為蔬菜沙拉中不可或缺的調料，其主要成分為大豆油，蛋清和醋，精制加工成為一種由乳化作用而形成的調味品[2]。但由于青椒具有特殊的刺激性氣味，大眾消費者對這種刺激性氣味的敏感程度不同，含青椒的沙拉接受度受到影響，從而影響銷量。氣味作為風味品質的重要指標，是消費者評價蔬菜沙拉時考慮的重要因素。目前對于新鮮青椒的研究較少，據陳翰等人文章報道新鮮洛椒6號青椒的特征性氣味成分為辛酸己酯、(E,E)-2,4-癸二烯醛和3-辛酮[3]。本試驗旨分析青椒特征性揮發性風味成分的基礎上，比較添加沙拉醬后這些特征性風味成分的改變，從而判斷添加沙拉醬是否能改善青椒的刺激性氣味。

本文主要運用人工感官、智能感官以及HS-SPME-GC/MS來分析揮發性風味物質。人工感官可以直觀的感受揮發性風味，是氣味研究的技術，通過人工感官初步確定添加沙拉醬后，青椒刺激性氣味存在變化。電子鼻可以通過傳感器對氣味進行識別，但僅能用作定性分析，本實驗采用智能感官配合人工感官的方式，進一步確認添加沙拉醬后青椒刺激性氣味變化這一現象的存在。GC/MS可以對揮發性成分進行定性定量分析且結果較為準確，運用GC/MS驗證青椒的特征性揮發性風味成分在添加沙拉醬發生改變。本文人工感官結合智能感官以及定性分析結合定量分析的方式來充分驗證實驗目的，為青椒揮發性風味研究打下基礎，并結合青椒的商業用途作出了進一步分析，提供了可靠依據。

1 材料與方法

1.1 原料與儀器

本試驗采用的青椒有螺絲椒、羊角椒及甜椒。分別選取大小基本一致，表面無損傷，蒂呈青綠色的螺絲椒、羊角椒、甜椒；香甜味沙拉醬，均購自臨港農工商超市。

Fox 4000電子鼻Alpha MOS公司；6890-5975B氣相色譜-質譜聯用儀Agilent公司；手動進樣手柄、萃取頭(PDMS/DVB，涂層厚度65 μm)Supelco公司；5 mL電子鼻進樣瓶、15 mL棕色頂空萃取瓶；2,4,6-三甲基吡啶（Trimethyl pyride, TMP，純度>98.0%）上海安譜實驗科技股份有限公司。

1.2 樣品前處理

螺絲椒空白樣品：取五個螺絲椒，清洗后去除蒂及籽，并將其切成5 mm×5 mm的小塊，稱取螺絲椒小塊，加入蒸餾水，料液比為9:1，在冰浴中用攪拌機均質，制成均勻液體，標記為L-C。添加沙拉醬的螺絲椒實驗樣品：稱取螺絲椒小塊，加入甜味沙拉醬，料液比為9:1，在冰浴中用攪拌機混勻，制成均勻液體，標記為L-M。同樣處理得到羊角椒空白樣品Y-C，添加沙拉醬的羊角椒實驗樣品Y-M；甜椒空白樣品T-C，添加沙拉醬的甜椒實驗樣品T-M。精確稱取2.00±0.01 g青椒分別裝入電子鼻進樣瓶，分別稱取5.00±0.01 g青椒、0.20 g沙拉醬裝入頂空瓶中備用。

1.3 人工感官評定

首先需對感官員進行感官培訓，將梯度稀釋的青椒液進行亂序，請感官員以青椒氣味強弱順序排序，以此篩選感官員。分別稱取2.0±0.01 g樣品至15 mL棕色瓶中，以防感官員通過色澤分辨是否添加沙拉醬，在室溫20 ℃中保持10 min。選取12名經培訓的感官員（6男6女，上海海洋大學食品學院）對樣品氣味進行嗅聞打分。評分方法采用5分值：1-氣味很弱，2-氣味較弱，3-氣味適中，4-氣味較強，5-氣味很強。分值越低青椒刺激性氣味越弱。

1.4 電子鼻分析

電子鼻進樣參考莊柯瑾[4]等人方法。采用電子鼻對添加沙拉醬前后的青椒的整體氣味輪廓進行區分，本實驗作采用的儀器配有18根傳感器。

1.5 GC-MS分析

將含有樣品的進樣瓶中加入2 μL、1×10-5 mg/mL TMP，并顧賽麒[5]等人的方法稍作改動。HS-SPME條件：樣品萃取溫度模擬口腔溫度，40 ℃萃取50 min。GC-MS檢測：梯度升溫，柱初溫35 ℃，保持2 min，以4 ℃/min升至160 ℃，而后以10 ℃/min升至250 ℃，保持5 min。

1.6 實驗數據處理

所有數據重復三次，人工感官評定和GC-MS經SPSS 19分析；電子鼻結果由電子鼻自帶軟件Alpha soft 14.0完成。

2 結果與分析

2.1 人工感官評定香氣輪廓

人工感官結果顯示羊角椒與螺絲椒刺激性程度較高，分別4.5±0.34、4.44±0.28，甜椒刺激性氣味較弱，為3.11±0.30。添加了沙拉醬的羊角椒、螺絲椒及甜椒人工感官刺激性程度分別為3.28±0.29、2.06±0.47、2.11±0.39。從圖1可以看出，添加沙拉醬對青椒刺激性氣味的強弱均有影響，呈現了羊角椒、螺絲椒及甜椒分別下降了27.1%、58.6%、32.2%。沙拉醬對三種青椒都呈現了顯著差異，顯著水平為＜0.01，其中對螺絲椒刺激性氣味影響最強。

2.2 電子鼻分析

電子鼻主成分分析圖(PCA)結果由圖1可見，橫坐標表示PCA圖第一主成分，其貢獻度為85.889%，縱坐標表示PCA圖第二主成分，其貢獻度為6.841%，兩者之和為92.730%，大于90%，表明6種樣品間的揮發性風味成分存在差異。電子鼻區分指數越大說明樣品之間差異越大。本實驗PCA圖區分指數為83，所以三種空白對照品L-C、Y-C及T-C與L-M、Y-M及T-M氣味之間無重疊，區分度較好[6]。

圖 1 電子鼻數據PCA分析圖

進一步分析圖1，不添加沙拉醬的青椒氣味主要分布在電子鼻PCA分析圖右側，添加沙拉醬的青椒主要分布在電子鼻PCA分析圖左側。可看出沙拉醬對羊角椒氣味影響較弱，而對螺絲椒氣味影響較強。這與人工感官結果相接近。

2.3 原料（青椒及沙拉醬）揮發性風味物質的鑒定

由表1可知，3種青椒揮發物質共有61種，包含14種醇類，9種醛類，23種烴類，6種酮類，5種酯類，4種雜環等物質。螺絲椒，甜椒，羊角椒分別檢出44,36,21種物質，共同含有有11種揮發物，分別正戊醇，正己醇，1-辛烯-3-醇、正己醛，壬醛，-環檸檬醛、右旋萜二烯，羅勒烯、乙位紫羅蘭酮、水楊酸甲酯、2-甲氧基-3-異丁基吡嗪。不同辣椒的揮發性成分差異較大，將這11種揮發物作為特征性氣味物質，其中正戊醇曾被報道具有雜醇氣息和辣的味道；正己醇具有淡青嫩葉氣息特征；正己醇曾被報道具有青香、果香；正己醛被報道具有青香、葉香；壬醛被報道具有柑橘香、花香[7]。香甜味沙拉醬可測得的揮發性風味物質共五種，分別為乙酸、異硫氰酸烯丙酯、壬醛、苯乙醛及癸醛，占揮發性風味物質總含量分別為90.47%、8.80%、0.29%、0.22%、0.22%。

表 1 螺絲椒、羊角椒及甜椒中揮發性成分的GC/MS鑒定（μg/kg，n=3）

注：ND表示未檢出。*表示3種青椒共有的11種揮發性風味物質。

Note：ND means not detected. * indicates 11 volatile flavor substances common to the three green peppers.

2.4 添加沙拉醬后對螺絲椒揮發性風味的影響

由人工感官與電子鼻數據分析可得出螺絲椒在添加沙拉醬前后區分度最明顯，故針對螺絲椒進行揮發性成分分析。圖2表示添加沙拉醬前后螺絲椒的風味香氣輪廓的傳感器響應雷達圖。由圖可知，在T30/1,LY2/GH,LY2/AA,LY2/G,P30/2,P30/1,PA/2和T70/2傳感器響應值差異較大。根據Yu HZ, Chen SS[12]分析得出這8根傳感器敏感物質類型包括碳氧化合物、碳氫化合物、胺類、氨類等物質。由此可見，添加沙拉醬引起的螺絲椒整體香氣輪廓的差異可能是由這幾大類物質導致的。由表2可見，添加沙拉醬后，螺絲椒可檢測出的揮發成分僅有5種，分別為2-庚烯醛、異硫氰酸烯丙酯、正己醛、羅勒烯及2-甲氧基-3-異丁基吡嗪。11種特征性氣味僅正己醛含量增加；其余特征性揮發性風味物質無法測得。加入沙拉醬后，螺絲椒揮發性氣味物質醛類物質及酯類物質相對含量顯著增加，醛類物質相對含量從6.73%上升至72.04%，酯類相對含量從2.62%上升至26.79%，主要為正己醛，2-庚烯醛，硝酸戊酯。醇類物質，烴類物質，酮類物質及其他類物質相對含量顯著下降。加入沙拉醬后，螺絲椒揮發成分總含量增加42.76%。

圖 2 沙拉醬對螺絲椒氣味影響的電子鼻數據雷達分析

螺絲椒特征性揮發性氣味物質顯著減少，有可能是由于沙拉醬是乳化作用形成的乳化物，沙拉醬可一定程度的將青椒的揮發性氣味物質進行包埋，從而降低青椒的特殊氣味，這與人工感官結果及電子鼻結果相似。添加沙拉醬后，螺絲椒的刺激性氣味得到了改善。

表 2 添加沙拉醬后螺絲椒GC-MS結果/μg/kg，n=3

3 結論

人工感官結果表明螺絲椒在添加沙拉醬后，刺激性氣味被掩蓋的程度較強。電子鼻可以區分青椒是否添加沙拉醬，并推測螺絲椒添加沙拉醬前后區分程度較明顯。通過18根傳感器數據顯示，螺絲椒在T30/1、LY2/GH、LY2/AA、LY2/G、P30/2、P30/1、PA/2和T70/2這八根傳感器響應值差異較大。螺絲椒，甜椒，羊角椒揮發性氣味物質分別檢出44，36，21種物質。青椒的揮發性物質成分種類較多的主要是醇類，烴類，酯類和其他類物質，三種青椒共同揮發性氣味物質有11種，為正戊醇，正己醇，1-辛烯-3-醇，正己醛，壬醛，β-環檸檬醛，右旋萜二烯，羅勒烯，乙位紫羅蘭酮，水楊酸甲酯，2-甲氧基-3-異丁基吡嗪。通過比較分析可以發現，加入沙拉醬后，對青椒刺激性風味有改善，添加沙拉醬對螺絲椒氣味改善最明顯。

[1] 金龍飛.食品與營養學[M].北京:中國輕工業出版社,1999:47

[2] 陳翰,羅安偉,陳旭蕊,等.青椒新鮮度與其揮發性氣味成分的關系[J].食品科學,2016,37(7):66-71

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Effect of Sweet Mayonnaise on the Flavor of Green Peppers by HS-SPME-GC/MS and Sensory Evaluation

NIU Chen1, XI Yin-ci1, TAKUYA Yanagisawa2, ZHANG Cai-xia1, WANG Xi-chang1*

1.201306,2.1500002,

Sensory evaluation, electronic nose (E-Nose) and headspace solid phase microextraction-mass spectrometry (HS-SPME-GC/MS) were used to analyze the odor components of screw pepper, capsicum, sweet pepper with sweet mayonnaise respectively. The results showed that six kinds of volatile odors were detected in three kinds of green peppers, including 14 kinds of alcohols, 9 kinds of aldehydes, 23 kinds of hydrocarbons, 6 kinds of ketones, 5 kinds of esters, and others. There were 11 characteristic odor compounds in three kinds of green peppers totally. After adding mayonnaise, the artificial sensory results showed that the irritating odor of green pepper decreased; the PCA fingerprint discrimination index of electronic nose reached 83, which could clearly be distinguished whether mayonnaise was added or not; the GC-MS results showed that the 11 kinds of common characteristic odors in three peppers with mayonnaise could only detect three, two and three kinds respectively. Mayonnaise could improve the irritating smell of green pepper.

Gas chromatography-mass spectrometry; sensory evaluation; green peppers; sweet mayonnaise; flavor

TS207.3

A

1000-2324(2019)04-0692-05

2018-03-24

2018-05-07

牛琛(1995-),女,碩士研究生,研究方向為食品營養與風味. E-mail:jess0107@126.com

Author for correspondence. E-mail:xcwang@shou.edu.cn