SDE-GS/MS聯用分析貴州獨山蝦酸中的風味物質

楊 艷，李晨昕，熊光艷，賀銀菊，周 健

(1.黔南民族師范學院 化學化工學院，貴州 都勻 558000；2.黔南布依族苗族自治州檢驗檢測院，貴州 都勻 558000)

獨山蝦酸與鹽酸菜、雅酸(臭酸)并稱為獨山三酸。獨山蝦酸已有五百余年歷史。蝦中含有豐富的碘質和蛋白質等，食用蝦對人類的健康有裨益[1]。而蝦酸是用活鮮小河蝦為原料，洗凈晾干后打成茸，拌以辣椒、鮮姜、大蒜、食鹽和適量黃酒等料酒，倒進有圍盤的土瓷壇中圍水隔絕空氣，腌制2至3個月即可開壇食用。獨山蝦酸具有獨特的醬香，用其烹制的蝦酸牛肉肥腸、蝦酸雞、蝦酸排骨火鍋等醬香濃郁，味道鮮美而可口，食之還可以幫助消化，增加食欲。其中，備受人們喜愛的是用蝦酸干燒的牛肉，成菜酸香濃郁，回味悠長。

近年來，同時蒸餾萃取(simultaneousdistillation extraction，SDE) 和固相微萃取(solidphase micro extraction，SPME) 結合氣相色譜-質譜聯用(gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS) 等方法被認為是常用于提取分析食品中風味物質的主要手段[2]。SDE法能將水蒸氣蒸餾與溶劑萃取合二為一，獲得的是揮發性成分在有機溶劑中的溶液，這樣既可以可以避免轉移微量組分時造成的損失，又有效地避免風味物質吸附在器壁上，實現了實驗的有效和高效性[3]。獨山蝦酸作為貴州省的特色食品之一，其中的風味物質還研究甚少，鮮有報道。為探究獨山蝦酸的風味物質，本文采取不同的萃取劑用SDE法進行實驗，并聯合氣相色譜-質譜對比分析，研究其中的風味物質。

1 材料與方法

1.1 材料

獨山蝦酸(貴州獨山天元食品有限公司，獨山縣麻萬工業園區生產，有效期：2018年4月16日至2019年4月16日)，購買后置于25℃以下避光保存；無水乙醚(AR)；二氯甲烷(AR)；無水硫酸鈉(AR)。

1.2 設備儀器與設備

SDE裝置，氣質聯用儀scion436-GC/TQ(美國Bruker公司)； 旋轉蒸發儀(上海亞榮生化儀器廠)等。

1.3 樣品制備方法

1.3.1 風味物質提取方法

準確稱取100.00 g市售蝦酸，將其置于1000 mL圓底燒瓶中，按照料液比：即每克樣品加入蒸餾水的體積(1∶3) mL，加入300 mL蒸餾水，攪拌均勻，置于同時蒸餾裝置的一端(即物料瓶)，用可控溫電熱套進行加熱，溫度調為100℃；分別采用二氯甲烷和乙醚作為萃取劑，量取100 mL萃取劑于另一端1000 mL圓底燒瓶(溶劑瓶)中，加入少量沸石，用可控溫電熱套加熱，溫度控制在55℃。待兩端開始回流時開始計時，同時蒸餾萃取3 h。向所得的濾液中加入適量無水硫酸鈉進行吸水干燥，并放入-4℃的冰箱中靜止12 h。所得濾液用旋轉蒸發儀濃縮至2 mL，后用于氣-質聯機分析。

1.3.2.1 氣相色譜條件

色譜柱：BR-5 ms；毛細管柱：30 m*0.25 mm，0.25 μm；升溫程序：其實溫度35℃，保持2 min，以5℃/min升溫到220℃，保持10 min，再以20℃/min升溫到280℃，保持10 min；進樣口溫度250℃；載氣He,流速1.0 mL/min；進樣量1.0 μL，不分流進樣。

1.3.2.2 質譜條件

燈絲電流80 μA，離子源溫度200℃，電子能量70 eV，傳輸線溫度2701℃，電離方式電子電離，掃描質量范圍30～500 u。

1.3.3 譜圖分析方法

按峰面積歸一化法進行計算，求得各化學成分在揮發成分中的相對含量，結合檢測譜庫，NIST08進行定性鑒定。

2 結果與分析

2.1 不同萃取劑提取的風味物質的總離子流色譜

從圖1可知，用乙醚和二氯甲烷兩種萃取劑所分離出來的風味物質均較多，說明獨山蝦酸的風味成分較多較為復雜，并且不盡相同，詳情見表1。

a為乙醚萃取，b為二氯甲烷萃取圖1 獨山蝦酸中的風味物質總離子流色譜圖Fig.1 Total ion chromatogram

表1 獨山蝦酸中的風味物質種類Table 1 Flavor components in Dushan shrimp acid

2.2 不同萃取劑提取的風味物質種類的比較

表1數據表明，兩種萃取劑提取出的風味物質均較為豐富，類型和數目相差不大，但是兩種萃取劑分離鑒定出的成分中，相同風味物質共僅有29個(僅占總數量的15.68%)。出現差異性的原因可能是由于兩者的的性質不同而造成的影響。由于二氯甲烷的揮發性弱于乙醚，因此，在操作提取過程中可能會使萃取劑的損失程度不同而出現差異；另一方面，采用SDE法萃取獨山蝦酸風味物質時，若加熱時間短，則其中的風味物質提取不充分；而加熱時間過長，則會導致某些成分分解或者轉變成衍生物[4]。

在反滲透凈水器產品中，普遍使用壓力桶來實現增壓加快流速的目的，而壓力桶不僅占地面積大，影響了廚下的使用空間，且流速并沒有得到較好的改善，即使是現有的大通量凈水機，雖然比小通量的制水速度快了一點，但是出水速度依然還是很小。例如500G大通量1分鐘出水速度只有1.3L，接滿一個1.5L的燒水壺需要70秒。

2.2.1 烷烴類化合物的分析

用乙醚和二氯甲烷兩種萃取劑分離出的物質中，烷烴的含量都為最高。李潔等研究表明[5]，在煮熟的小龍蝦和魚肉等海鮮中存在一些正構烷烴和支鏈烷烴，而檢測出的烷烴類化合物，可能正是來源于制作蝦酸原料中的小河蝦。據敖平等研究[6]，檢測出的對傘花烴等化合物存在于胡椒中，應來源于制作蝦酸時加入的胡椒等原料。檢測出的芳烴中有極少量的1,3-二甲基苯和2-甲基萘等化合物，這些化合物可能是從環境污染轉移到它們的體內[5]。

2.2.2 烯烴化合物的分析

烯烴類化物主要來源于酯肪氧化或氨基酸的氧化。其中含量較高的有4-甲基-1-(1-甲基乙基)- 環己烯等化合物。而李祖光[7]等研究證明，檢測出的2-蒈烯、3-蒈烯等蒈烯類風味物存在于黑胡椒中，其中3-蒈烯具有辛辣味，是黑胡椒的主要風味物質之一。此類化合物可能來源于制作蝦酸時加入的黑胡椒等配料。

2.2.3 酯類化合物的分析

酯類被認為是發酵或脂后代謝牛成的羧酸和醇的酯化作用的產物。已被證明大量存在于生的、烤的和發酵的食品的揮發物中，并且存在于甲殼類魚肉等海鮮中[8]。酯類化合物是非常重要的一種呈香物質，賦予食品甜香、奶油香、水果香、花香和特殊的肉香等氣味。其中含量較高的有苯丙酸乙酯，2-甲基丁酸-3-甲基丁基酯等。檢測出的棕櫚酸乙酯和異己酸乙酯等多種酯類在白酒和黃酒的香味成分中都能檢測到，也是重要的酒用香精配料成分[5]。蝦富含蛋白質和非揮發性的游離氨基酸、核苷酸等，經Maillard反應產生可產生酯類。這些酯類為獨山蝦酸的獨特風味提供了重要的支持。

2.2.4 醇類化合物的分析

醇類多是酯質氧化降解的產物，直鏈飽和醇的閾值較高，而不飽和醇類物質閾值較低,醇類化合物具有酒香和辛辣氣息。其中含量較高的有磷烷2,3二醇和桉葉醇等。其中香葉醇，桉葉油素、龍腦等化合物是姜油的主要成分[8]，具有辛辣氣味，來源于制作獨山蝦酸時加入的鮮姜等配料。

2.2.5 酸類化合物的分析

酸類化合物主要是由乳酸菌、酵母菌及醋酸菌等發酵產生的，其不僅提供酸味,同時還提供香氣。其中，含量較高的有順式-13-十八碳烯酸，戊酸，6-氧雜-3-硫雜辛酸和丁酸等。而獨山蝦酸中一些分子量很低的酸如戊酸、丁酸等一方面可能來自于微生物的作用，另一方面可能來源于制作蝦酸時所加入的料酒[9]。

2.2.6 酮類化合物的分析

檢測出的酮類較少，其中含量較高的有1-[4-(1-羥基-1-甲基乙基)苯基]-乙酮；6-甲基-5-庚烯-2-酮等。雖然檢測出的蝦酸中酮類物質的種類不多，含量也不高，但酮類物質的閾值一般高于同分異構體的醛。多數的酮還賦予甲殼魚肉類等海鮮花香，清香和果香，且在加熱期間會產生烯酮類化合物，是脂質氧化的產物，具有很濃的玫瑰香。同時酮類化合物還具有穩定的性質，香味優異持久等特點[10]。而檢出成分中的6-甲基-5-庚烯-2-酮正是番茄香精的主要香味成分之一[8]，可能來自于制作蝦酸時加入的番茄。

2.2.7 醛類化合物的分析

醛類化合物主要源于不飽和酯肪酸的氧化反應；此外，斯特雷克爾氨基酸反應及糖類降解也可以形成部分醛類化合物。兩種不同的萃取劑中，只有乙醚萃取劑檢測出一種醛，即檸檬醛，含量僅為0.179%。雖然醛類化合物閾值很低，但是有很強的風味效應，且具有酯肪類香氣，主要構成了肉香味。醛類物質一般為不飽和酯肪酸中碳碳雙鍵氧化后產生氫過氧化物的降解產物，具有奶油、酯肪、草香以及清香等氣味[11]，因此檸檬醛含量雖少但對蝦酸風味應有著不可忽視的貢獻。

2.2.8 其他化合物

檢測出的酚類化合物極少，僅有3種，但酚類具有木香、辛香和藥香[12]，能構成食品的特殊香味。其中，含量較高的有2,4-二-(1,1-二甲基乙基)- 酚(0.43%)，可能對獨山蝦酸風味有一定貢獻。

醚類化合物對風味影響很大，尤其是具有強烈而愉快的氣味的苯環醚類化合物，能給食物帶來濃郁的特征風味。兩種萃取劑所分離的風味物而質中，只有二氯甲烷萃取劑檢測出了一種醚，即茴香腦(0.279%)，又名茴香醚。茴香腦在八角茴香中的含量高達70%～96%，是八角茴香(大料)的主要成分，也是在烹調魚、蝦等海鮮肉食品時常加入的重要香辛料，有去除腥味、增添香味的效果。此外，八角茴香及其精油還常用于食品工業中的調味品、肉制品、軟飲料、糖果及口香糖等的加香[8]。因此推測獨山蝦酸所檢測出的茴香腦，可能源于炒制蝦酸時加入的八角等配料。

在獨山蝦酸風味物質中，兩種萃取劑共檢測出含硫、含氮及噻吩，吡嗪等雜環化合物15種。據研究，雜環類化合物主要是來源于氨基酸的熱解和硫胺素的降解及還原糖和氨基酸間的Maillard 反應，多具有硫樣和洋蔥及肉香的香氣。一般來說，各類化合物中，含硫化合物的閾值是最低的一類[13]，在低濃度下可以產生令人愉快的食品香味，它們對食品的特征香味有很大的影響。如其中的二烯丙基二硫化物存在于大蒜中，是制作蝦酸的配料，對其風味有一定的作用。此外，雜環含硫化合物在各肉類的肉香中發揮著很重要的作用，且被認為是甲殼類魚肉等海鮮的重要風味物質，可能來源于制作蝦酸的原料小河蝦。而吡嗪類化合物是Maillard反應的產物[14]，它們一般是產生于食品的烹飪過程中。雖然檢測出的吡嗪類化合物種類少含量也不高，但此類化合物如三甲基吡嗪等具有濃郁持久的烤香、堅果氣息和烘焙香；此外含硫化合物和烷基吡嗪類化合物對甲殼魚肉等海鮮的風味有著重大的貢獻[5]。含硫、含氮及雜環化合物可能是影響獨山蝦酸風味的重要成分。

3 結論

不同的萃取劑分離出來的風味物質有著較大的差異，說明萃取劑的選擇，操作條件的改變可能會風味物質的提取產生較大的影響。對比二氯甲烷和乙醚兩種萃取劑的提取效果發現，二氯甲烷所提取的風味物質在數量上比乙醚多，但乙醚所提取出的風味物質的類型卻要比二氯甲烷更為豐，若結合二者則提取的效果會更佳。

此外，此研究表明，蝦酸風味物質中的酯類、酸類、醇類化合物種類較為豐富，而醛類、醚類及雜環化合物雖然種類不多含量也較低，但其閾值較低，香味獨特，它們共同為構建獨山蝦酸的獨特風味提供了重要的支持，若要深入研究其中的關鍵性風味物質，還需要進一步深入研究。