不同產(chǎn)地番茄醬中揮發(fā)性風(fēng)味成分比較分析

李青卓，王嘉瑞，孫莉，胡文康，汪超，徐寧

(湖北工業(yè)大學(xué) 生物工程與食品學(xué)院 湖北省食品發(fā)酵工程技術(shù)研究中心，武漢 430068)

番茄(LycopersiconesculentumMill.)是茄科番茄屬1年生或多年生草本植物，別名西紅柿、洋柿子[1]。隨著現(xiàn)代化栽培與加工技術(shù)的發(fā)展，番茄的風(fēng)味品質(zhì)越來越受到人們的關(guān)注，番茄及其制品已經(jīng)成為世界各國(guó)必不可少的重要食品[2]。同時(shí)，隨著人們生活水平的提高，番茄制品的種類也日益豐富，如番茄粉、番茄干、番茄醬，而番茄醬的研制最為廣泛。番茄醬是由成熟番茄經(jīng)破碎、打漿、去除皮和籽等粗硬物質(zhì)后，經(jīng)濃縮、裝罐、殺菌等主要工序制得的一種調(diào)味制品。它不僅具有酸甜的口感，而且富含可溶性糖、有機(jī)酸、維生素C、胡蘿卜素等多種營(yíng)養(yǎng)成分[3]，深受人們喜愛。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)番茄醬及其制品的研究主要集中在營(yíng)養(yǎng)、色澤、滋味和黏度等方面[4，5]，王念等[6]使用色度儀和質(zhì)構(gòu)儀對(duì)市售番茄調(diào)味醬的色澤和質(zhì)構(gòu)進(jìn)行了評(píng)價(jià)分析。李文欣等[7]基于電子舌對(duì)不同品種番茄醬進(jìn)行了滋味品質(zhì)的分析。然而對(duì)其風(fēng)味品質(zhì)的研究較少。風(fēng)味是決定番茄醬等醬類調(diào)味品品質(zhì)的重要因子，明確番茄醬中風(fēng)味物質(zhì)的組成是風(fēng)味調(diào)控與保持的基礎(chǔ)。

本文以澳大利亞、美國(guó)、泰國(guó)、意大利、中國(guó)的廣東和山東6個(gè)不同產(chǎn)地的番茄醬為研究對(duì)象，采用同時(shí)蒸餾萃取和頂空固相微萃取與GC-MS聯(lián)用技術(shù)分析其揮發(fā)性成分的種類及相對(duì)含量，探索不同產(chǎn)地番茄醬風(fēng)味成分的差異及特點(diǎn)，為番茄醬風(fēng)味物質(zhì)的研究提供了參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

番茄醬：購(gòu)自超市，具體信息見表1。氯化鈉、二氯甲烷：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

表1 番茄醬的產(chǎn)地Table 1 The places of origin of ketchup

1.1.2 儀器

SPME手動(dòng)進(jìn)樣手柄及萃取頭(CAR/PDMS) 美國(guó)Supelco公司；Agilent GC-MS 7890B-5977B氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國(guó)安捷倫公司；HH-8CJ數(shù)顯磁力攪拌恒溫水浴鍋 常州市金壇友聯(lián)儀器研究所。

1.2 番茄醬揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)萃取方法

1.2.1 同時(shí)蒸餾萃取法

取50 g 番茄醬和200 mL 去離子水加入到SDE裝置500 mL圓底燒瓶中，用電熱套加熱燒瓶，保持溶液沸騰；另外在100 mL圓底燒瓶中加入50 mL 二氯甲烷萃取溶劑，置于40 ℃恒溫水浴鍋中，連續(xù)蒸餾2 h，收集萃取液置于-20 ℃冰箱冷藏24 h。再經(jīng)韋氏分餾柱蒸餾和氮吹濃縮至1 mL，0.22 μm有機(jī)膜過濾后進(jìn)行GC-MS 檢測(cè)。

1.2.2 頂空固相微萃法

準(zhǔn)確稱取5.0 g 番茄醬樣品于頂空瓶中，加入5 mL去離子水和磁力攪拌子，壓緊瓶蓋后于55 ℃磁力攪拌水浴鍋中加熱平衡30 min，用已活化好的萃取頭頂空萃取30 min，然后將萃取頭插入GC 進(jìn)樣口，于250 ℃解吸3 min。

1.3 GC-MS檢測(cè)條件

1.3.1 色譜條件

色譜柱：Agilent HP-5MS(30 m×250 μm × 0.25 μm)；程序升溫：初溫40 ℃ 以2.5 ℃/min的速率升溫到130 ℃，保持1 min，再以8 ℃/min的速率升溫到250 ℃，保持1 min；進(jìn)樣口溫度250 ℃，溶劑延遲4 min，不分流；載氣為氦氣；體積流量為1.0 mL/min。

1.3.2 質(zhì)譜條件

電離方式：EI；電子能量：70 eV；掃描質(zhì)量：35～400 amu；化合物定性方法：經(jīng)NIST 14數(shù)據(jù)庫(kù)檢索定性；化合物定量方法：采用峰面積歸一化法對(duì)樣品中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的相對(duì)含量進(jìn)行計(jì)算。

2 結(jié)果與分析

2.1 SDE和HS-SPME萃取番茄醬揮發(fā)性物質(zhì)的比較

表2 HS-SPME法檢測(cè)的揮發(fā)性成分 及其組分峰面積相對(duì)含量Table 2 The volatile components and relative content of their peak areas detected by HS-SPME method

續(xù) 表

表3 SDE法檢測(cè)的揮發(fā)性成分及其組分峰面積相對(duì)含量Table 3 The volatile components and relative content of their peak areas detected by SDE method

續(xù) 表

由表2和表3可知，6種番茄醬樣品采用兩種方法共鑒定出109種揮發(fā)性成分。HS-SPME法所鑒定出的揮發(fā)性成分有72種且酮類化合物、醇類化合物只在HS-SPME法中出現(xiàn)。SDE法鑒定到的揮發(fā)性成分有60種，且有30多種成分只在SDE 法中出現(xiàn)，多為烷烴類化合物。HS-SPME和SDE 法提取到的共同物質(zhì)有24種，主要為酚類、酯類、醚類、醛類和烴類化合物，分別為丁香酚、2,6-二叔丁基對(duì)甲酚、2,5-二叔丁基酚、2,4-二叔丁基苯酚、棕櫚酸乙酯、硬脂酸乙酯、雙十二烷基乙醚、糠醛、正十二烷、正十四烷、正十五烷、正十六烷、正十七烷、正十八烷、2-甲基十七烷、正二十七烷、1-氯代二十碳烷、正十九烷、二十二烷、正二十四烷、正二十烷、二十八烷、3-甲基十七烷、3-甲基十八烷。

圖1 SDE法提取不同產(chǎn)地番茄醬中揮發(fā)性成分相對(duì)含量Fig.1 The relative content of volatile components in ketchup from different producing areas extracted by SDE method

圖2 HS-SPME法提取不同產(chǎn)地番茄醬中 揮發(fā)性成分相對(duì)含量Fig.2 Extraction of relative content of volatile components in ketchup from different areas by HS-SPME method

由圖1和圖2可知,這兩種方法對(duì)于不同的揮發(fā)性成分的提取各有優(yōu)劣。其中SDE 法鑒定出7類揮發(fā)性物質(zhì)，分別為烴類41種、酚類4種、酯類4種、酸類2種、醚類3種、醛類2種和其他化合物4種，含量最高是烴類，其次是酚類、酸類等；HS-SPME法鑒定出9類揮發(fā)性物質(zhì)，分別為烴類28種、酚類4種、酯類10種、酸類4種、醚類3種、醛類7種、醇類8種、酮類4種和其他化合物4種，含量最高是酚類，其次是酸類、烴類、酯類等。由此可見，SDE 法為含烴類成分較多的樣品分析提供了參考依據(jù)[8]，而HS-SPME 法為含酚類和酸類成分較多的樣品分析提供了參考依據(jù)。

2.2 不同產(chǎn)地番茄醬中主要揮發(fā)性物質(zhì)分析

6種不同產(chǎn)地番茄醬經(jīng)GC-MS 分析，揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)組成及其相對(duì)含量見表2和表3。6種番茄醬(a～f)檢出的風(fēng)味物質(zhì)分別為58種、50種、68種、58種、52種、56種，主要包括酚、酸、酯、醇、烴和醛酮類化合物等。不同產(chǎn)地番茄醬中風(fēng)味成分種類和相對(duì)含量均有一定的差異，主要的共性成分有丁香酚、醋酸、正十五烷、正十六烷、正二十烷、茴香腦、正十四烷、正十七烷、2-溴十二烷、9-甲基十九烷、正二十一烷、二十八烷、三十一烷、正二十六烷、正十九烷、正十八烷、二十二烷、正二十四烷、2,4-二叔丁基苯酚。番茄醬a，b，c和f中相對(duì)含量最高的揮發(fā)性成分均為丁香酚，而番茄醬d中相對(duì)含量最高的揮發(fā)性成分是醋酸，番茄醬e中相對(duì)含量最高的揮發(fā)性成分是三醋酸甘油酯。

酸類化合物對(duì)番茄醬的風(fēng)味具有重要影響，檢測(cè)出的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)中，醋酸含量均較高，與劉夢(mèng)婷等[9]的研究一致。番茄醬(a～f)的醋酸相對(duì)含量分別為3.39%、29.98%、23.78%、35.34%、12.36%、9.33%。這可能是番茄醬在制作過程中會(huì)適當(dāng)添加一定量的醋酸以增加番茄醬酸甜的風(fēng)味，導(dǎo)致番茄醬中醋酸含量較高。

檢測(cè)出的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)中，烴類的含量相對(duì)較高。烷烴類化合物由于閾值較高，對(duì)番茄醬的風(fēng)味貢獻(xiàn)較小，而類烯烴化合物閾值較低，對(duì)番茄醬風(fēng)味的貢獻(xiàn)相對(duì)較大。在番茄醬b中檢出的烯烴類種類最多，含量也最高(12.91%)，而其他5種番茄醬中檢出的很少。番茄醬b中檸檬烯、β-石竹烯、α芹子烯的相對(duì)含量分別為9.34%、1.82%、1.26%。檸檬烯有檸檬香氣，是存在于多種水果、蔬菜及香料中的天然成分[10]。β-石竹烯具有淡淡的丁香味，存在于丁香油、丁香莖油、薰衣草油等精油中[11]。

醇類主要是由脂肪酸氧化酶作用于多不飽和脂肪酸衍生而來的[12]。6種番茄醬共檢測(cè)到8種醇類化合物，其中番茄醬c中檢出的醇類種類最多，相對(duì)含量也最大，占總揮發(fā)性成分的2.94%。芳樟醇具有百合花或者鈴蘭花的香氣[13]，僅在番茄醬a，d，f中檢出。α-松油醇在番茄醬b，c，f中檢出，具有紫丁香的香氣，且相對(duì)含量較低。

雖然，醛酮類化合物檢出的相對(duì)含量比較低，但其對(duì)番茄醬香味成分的貢獻(xiàn)不容忽略。共檢測(cè)到11種醛酮類化合物，主要有甲基庚烯酮、香葉基丙酮、β-紫羅蘭酮、苯甲醛和檸檬醛等，其中甲基庚烯酮在番茄醬a，b，d和e中均有檢出，具有檸檬草的香氣，舒娜等[14]曾在市售番茄醬中檢測(cè)到。

酯類化合物是指酸(羧酸或無(wú)機(jī)含氧酸)與醇反應(yīng)生成的一類有機(jī)化合物[15]，具有一定的芳香味。番茄醬c和d中均檢測(cè)出較高含量的棕櫚酸乙酯。而其他4種番茄醬中檢出的很少，且番茄醬f中未檢測(cè)出。

酚類化合物是一類具有大而復(fù)雜基因的化合物，具有特殊的芳香氣味[16]。番茄醬中共檢測(cè)到4種酚類化合物，其中番茄醬a中相對(duì)含量最大(89.96%)，其次是番茄醬b(51.52%)。丁香酚是檢測(cè)到含量最高的酚類物質(zhì)且有強(qiáng)烈的丁香香氣，在番茄醬a中相對(duì)含量高達(dá)87.76%，在番茄醬b，c，d，e和f中含量分別為51.28%、43.73%、16.56%、0.2%、49.97%。

3 結(jié)論

HS-SPME法所萃取到的物質(zhì)主要是沸點(diǎn)較低、分子較小的化合物，而且HS-SPME技術(shù)具有操作簡(jiǎn)便、提取效果好、分析時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)[17]，但是HS-SPME法測(cè)定固體樣品時(shí)不便于加入內(nèi)標(biāo)定量，且萃取頭的選擇對(duì)分析結(jié)果影響很大， 因此采用此法不能完全反映出番茄醬中揮發(fā)性化合物的真實(shí)組成及比例。而SDE法的優(yōu)點(diǎn)為將水蒸氣蒸餾和餾分的溶劑萃取兩步過程合二為一, 減少了試驗(yàn)步驟，節(jié)省了萃取試劑用量[18]，但由于長(zhǎng)時(shí)間高溫蒸煮可能會(huì)導(dǎo)致風(fēng)味物質(zhì)的降解，生成新的揮發(fā)性化合物[19]。由此可見, 這兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，因此只有將兩種方法結(jié)合起來, 才能對(duì)產(chǎn)品的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

采用同時(shí)蒸餾和固相微萃取法并結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)不同產(chǎn)地番茄醬的風(fēng)味特征進(jìn)行分析，共檢測(cè)出109種揮發(fā)性風(fēng)味成分，其中酚類、酸類、酯類、烴類等物質(zhì)含量較高。雖然各個(gè)產(chǎn)地的番茄醬主體風(fēng)味一致，但每個(gè)產(chǎn)地的番茄醬風(fēng)味成分又有差別。番茄醬b中含有多種特有組分：檸檬烯、β-石竹烯、α-芹子烯、松油烯、α-松油醇等，所以番茄醬b的風(fēng)味更加豐富。番茄醬e中含特有組分三醋酸甘油酯、β-紫羅蘭酮、香葉基丙酮。番茄醬a中丁香酚含量遠(yuǎn)高于其他番茄醬，使其植物香感要強(qiáng)于其他產(chǎn)地的番茄醬。番茄醬c中揮發(fā)性物質(zhì)以酚類、酸類和酯類化合物為主，特征風(fēng)味物質(zhì)主要是棕櫚酸乙酯、亞油酸乙酯、茴香腦等。不同產(chǎn)地番茄醬中揮發(fā)性物質(zhì)組成的差異使其形成了各自的風(fēng)味特征，可為番茄醬產(chǎn)地鑒別、品質(zhì)評(píng)價(jià)和控制提供一定的科學(xué)依據(jù)。