傳統(tǒng)食品豆腐泡加工前后揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)成分分析及比較

王燕，胡強(qiáng)，王延云，顧欣然

(樂山師范學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，四川 樂山 614004)

豆腐泡，又稱油豆腐，是我國江西、陜西、四川等地有悠久食用歷史且廣泛食用的一種傳統(tǒng)豆腐加工食品。高溫加工后可以使豆制品類原料在成為補(bǔ)充蛋白質(zhì)和微量元素的來源時(shí)表現(xiàn)得更加良好[1-3]，在此基礎(chǔ)上風(fēng)味更是產(chǎn)生了奇特的轉(zhuǎn)變。然而，對(duì)于這樣深受人們喜愛且廣泛流行的傳統(tǒng)食品，針對(duì)其風(fēng)味及加工前后物質(zhì)轉(zhuǎn)變的研究目前卻未見報(bào)道，若能詮釋風(fēng)味的組成，則能給該風(fēng)味的調(diào)味產(chǎn)品開發(fā)提供可能。因此，本研究旨在通過固相微萃取結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(SPME-GC-MS)對(duì)豆腐泡加工前后的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行測(cè)試、分析得出豆腐泡加工前后風(fēng)味物質(zhì)的具體成分及其風(fēng)味組成貢獻(xiàn)，對(duì)比研究加工前后成分的差異，從而在科學(xué)詮釋傳統(tǒng)美食的同時(shí)，給豆腐泡這一類傳統(tǒng)食品風(fēng)味的相關(guān)調(diào)味產(chǎn)品開發(fā)奠定了理論基礎(chǔ)。

1 材料、設(shè)備與方法

1.1 材料

老豆腐及成品豆腐泡：購于樂山市市區(qū)市場(chǎng)豆腐制品店；15 mL頂空萃取瓶、瓶蓋：美國安捷倫公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

DZKU-4電子恒溫水浴鍋 北京中興偉業(yè)儀器有限公司；固相微萃取手動(dòng)進(jìn)樣器、100 μm PDMS紅色平頭萃取頭、75 μm CAR/PDMS黑色平頭萃取頭、65 μm PDMS/DVB藍(lán)色平頭萃取頭 美國Supelco公司；7890B-5977A氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國安捷倫公司；JD200-4電子天平 沈陽龍騰電子有限公司；XY-350高速多功能粉碎機(jī) 浙江省永康市松青五金廠。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 萃取頭老化

在進(jìn)行固相微萃取前，應(yīng)提前將萃取頭老化。老化的目的是排除雜質(zhì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，不同規(guī)格材質(zhì)的萃取頭按以下條件老化至空白對(duì)照色譜圖中不出現(xiàn)干擾峰。

表1 不同型號(hào)萃取頭的參數(shù)表Table 1 The parameters of different types of extraction heads

1.3.2 固相微萃取方法及條件選擇

準(zhǔn)確稱取5.0 g已粉碎的豆腐泡樣品，裝入15 mL頂空萃取瓶中，用聚四氯乙烯隔墊密封，在60 ℃恒溫水浴鍋中預(yù)熱20 min，將針管穿過隔墊，完全伸出萃取頭,使其距離樣品上方約1.0 cm處，萃取30 min后于氣相色譜儀進(jìn)樣口解吸3 min。

將豆腐碾磨均勻后，準(zhǔn)確稱取老豆腐樣品 5.0 g，裝入15 mL頂空萃取瓶中，用聚四氟乙烯隔墊進(jìn)行密封，在60 ℃恒溫水浴鍋中預(yù)熱20 min，將針管穿過隔墊，完全伸出萃取頭使其距液面上方約1.0 cm處，萃取30 min后于氣相色譜儀進(jìn)樣口解吸3 min。

萃取頭的選取：在保持預(yù)熱溫度為60 ℃、預(yù)熱時(shí)間為20 min、萃取溫度為60 ℃、萃取時(shí)間為30 min及其他條件不變的情況下，實(shí)驗(yàn)選取紅色100 μm PDMS、黑色75 μm CAR/PDMS、藍(lán)色65 μm PDMS/DVB 3種萃取頭，每個(gè)條件做3組平行，選取最適宜的萃取頭。

萃取溫度的選取：采用單因素實(shí)驗(yàn)法對(duì)萃取溫度這一因素進(jìn)行優(yōu)化。在保持預(yù)熱溫度為60 ℃、預(yù)熱時(shí)間為20 min、萃取時(shí)間為30 min且其他條件不變的情況下，實(shí)驗(yàn)選擇了40，50，60 ℃對(duì)萃取溫度進(jìn)行優(yōu)化，每個(gè)條件做3組平行，選取最適宜的萃取溫度。

1.3.3 色譜條件

色譜柱：DB-5MS彈性石英毛細(xì)管柱(30 cm×0.25 mm×0.25 μm)；載氣：高純(99.999%)氦氣(He)，氦氣流速1.0 mL/min；進(jìn)樣口溫度250 ℃；不分流進(jìn)樣。程序升溫：柱溫40 ℃，保持1 min，以5 ℃/min升溫至250 ℃，保持2 min。

1.3.4 質(zhì)譜條件

離子源：電子電離源(electronic ionization，EI)，離子源溫度200 ℃；電子能量70 eV；發(fā)射電流150 μA；倍增器電壓1037 V；接口溫度250 ℃；質(zhì)量掃描范圍(m/z)45～500。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀檢測(cè)樣品中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，獲得其總離子流圖后于美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所(National Institute of Standards and Technology，NIST)2014標(biāo)準(zhǔn)譜庫檢索，根據(jù)匹配度定性鑒定成分，采用峰面積歸一法對(duì)成分定量后采用Excel軟件統(tǒng)計(jì)及分析結(jié)果。

2 結(jié)果與分析

2.1 實(shí)驗(yàn)條件的選取結(jié)果

2.1.1 萃取頭的選取

資料顯示，紅色100 μm PDMS萃取頭由聚二甲基硅氧烷構(gòu)成，其吸附對(duì)象主要為小分子類非極性揮發(fā)性物質(zhì)，萃取得到的揮發(fā)性成分集中在醛酮類、酸類以及少量的雜環(huán)類物質(zhì)，成分種類較為單一；黑色75 μm CAR/PDMS萃取頭由碳分子篩和聚二甲基硅氧烷構(gòu)成，其吸附對(duì)象主要為雙極性揮發(fā)性物質(zhì)，萃取得到的揮發(fā)性成分集中在醛酮類、醚類、雜環(huán)類以及少量酸類物質(zhì)[4]；藍(lán)色65 μm PDMS/DVB 萃取頭的材質(zhì)為聚二甲基硅氧烷和聚二乙烯基苯，其吸附對(duì)象主要為中等極性、極性揮發(fā)性物質(zhì)以及醇、胺類，萃取得到的揮發(fā)性成分主要集中在醛酮類、雜環(huán)類、脂肪烴類、醇類以及少量的酸酯類[5]。

圖1 采用紅色100 μm PDMS萃取后的總離子流圖Fig.1 Total ion flow diagram after extraction with red 100 μm PDMS

圖2 采用黑色75 μm CAR/PDMS萃取后的總離子流圖Fig.2 Total ion flow diagram after extraction with black 75 μm CAR/PDMS

圖3 采用藍(lán)色65 μm PDMS/DVB萃取后的總離子流圖Fig.3 Total ion flow diagram after extraction with blue 65 μm PDMS/DVB

由圖1～圖3可知，紅色100 μm PDMS萃取出的揮發(fā)性成分較少，且最高峰出現(xiàn)時(shí)間大概在26 min，出峰時(shí)間較為靠后；黑色75 μm CAR/PDMS萃取出的揮發(fā)性成分較多，出峰時(shí)間主要集中在10～21 min，出峰時(shí)間較為靠前，但圖像的平穩(wěn)性較差；藍(lán)色65 μm PDMS/DVB萃取出的揮發(fā)性成分較多，出峰時(shí)間主要集中在16～21 min，出峰時(shí)間較為均勻，且圖像的平穩(wěn)性優(yōu)于其他兩種萃取頭。同時(shí)結(jié)合所查資料發(fā)現(xiàn)豆制品萃取出的主要揮發(fā)性物質(zhì)為醛酮類和醇類，因此選用藍(lán)色65 μm PDMS/DVB作為最適宜的實(shí)驗(yàn)用萃取頭。

2.1.2 萃取溫度的選取

圖4 萃取溫度為40 ℃的總離子流圖Fig.4 Total ion flow diagram at extraction temperature of 40 ℃

圖5 萃取溫度為50 ℃的總離子流圖Fig.5 Total ion flow diagram at extraction temperature of 50 ℃

圖6 萃取溫度為60 ℃的總離子流圖Fig.6 Total ion flow diagram at extraction temperature of 60 ℃

由圖4～圖6可知，萃取溫度為40 ℃時(shí)，雜峰較多，最高峰的豐度達(dá)到210000，豐度高于100000的有1種物質(zhì)；萃取溫度為50 ℃時(shí)，圖像的平穩(wěn)性較好，最高峰的豐度達(dá)到380000，豐度高于100000的有2種物質(zhì)；萃取溫度為60 ℃時(shí)，雜峰較少且圖像的平穩(wěn)性較好，最高峰豐度達(dá)到1100000，豐度高于100000的物質(zhì)至少有5種。因此，選取60 ℃作為最合適的萃取溫度。

2.2 豆腐泡加工前豆腐原料揮發(fā)性成分GC-MS總離子流圖

60 ℃預(yù)熱20 min后，在萃取溫度為60 ℃的條件下，用65 μm PDMS/DVB萃取頭萃取30 min，經(jīng)過氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀檢測(cè)，得到GC-MS總離子流圖，見圖7。主要的峰有15個(gè)，出峰時(shí)間主要集中在18～27 min。

圖7 加工前豆腐原料GC-MS總離子流圖Fig.7 Total ion flow diagram of beancurd raw material before processing by GC-MS

加工前豆腐原料揮發(fā)性風(fēng)味成分分析結(jié)果見表2。

表2 加工前的豆腐原料揮發(fā)性成分鑒定結(jié)果Table 2 Identification results of the volatile components in beancurd raw material before processing

由表2可知，加工前的豆腐原料中共分離鑒定出15種揮發(fā)性成分，其中，醛類化合物含量最高，有9種，占總含量的53.63%；醇類化合物有3種，占總含量的26.64%；烷烯烴類化合物有2種，占總含量的12.03%；其他化合物有1種，占總含量的7.70%。

加工前的豆腐原料揮發(fā)性成分中相對(duì)含量≥1%的有10種，分別為己醛(14.68%)、正己醇(9.80%)、1-辛烯-3-醇(15.82%)、2-戊基呋喃(7.70%)、(Z)-2-壬烯醛(1.17%)、(E)-2-癸烯醛(1.69%)、2,4-癸二烯醛(3.24%)、(E,E)-2,4-癸二烯醛(31.31%)、(E)-3-(3-甲基-1-丁烯基)-環(huán)己烯(11.51%)和2-(基)-癸醇(1.02%)。另外，相對(duì)含量在0.1%～1%之間的有3種，分別為(E)-2-辛烯醛、2-十一烯醛和6-氨基十一烷；相對(duì)含量≤0.1%的有2種，分別為4-乙烷基-2-乙炔醛和壬醛。

加工前的豆腐原料揮發(fā)性成分相對(duì)含量≥10%的有4種，其中相對(duì)含量最高的是(E,E)-2,4-癸二烯醛，占比31.31%，帶有油脂味[6]，同時(shí)帶有桔子、新鮮甜橙香氣；其次是1-辛烯-3-醇，占比15.82%，具有壤香、蘑菇香[7]，是豆腐中主要的風(fēng)味物質(zhì)；再次是己醛，占比14.68%，呈現(xiàn)出青草味和脂香[8]；最后是(E)-3-(3-甲基-1-丁烯基)-環(huán)己烯，占比11.51%，具有特殊香味，有利于整體風(fēng)味的提升[9]。因?yàn)槿藗儾幌矚g1-辛烯-3-醇和乙醛帶有的蘑菇味、土腥味和生味[10]，這種味道即傳統(tǒng)認(rèn)為的豆腥味。

2.3 豆腐泡加工后揮發(fā)性成分GC-MS總離子流圖

60 ℃預(yù)熱20 min后，在萃取溫度為60 ℃的條件下，用65 μm PDMS/DVB萃取頭萃取30 min，經(jīng)過氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀檢測(cè)，得到GC-MS總離子流圖，見圖8。主要的峰有8個(gè)，出峰時(shí)間主要集中在18～20 min。

圖8 豆腐泡加工后GC-MS總離子流圖Fig.8 Total ion flow diagram of beancurd puffs after processing by GC-MS

豆腐泡加工后揮發(fā)性風(fēng)味成分分析結(jié)果見表3。

表3 豆腐泡加工后揮發(fā)性成分鑒定結(jié)果Table 3 Identification results of the volatile components in beancurd puffs after processing

續(xù) 表

由表3可知，加工后的豆腐泡中共分離鑒定出8種揮發(fā)性成分，其中，醛類化合物含量最高，有6種，占總含量的73.54%；烷烯烴類化合物有1種，占總含量的22.32%；酯類化合物有1種，占總含量的4.14%。

豆腐泡加工后揮發(fā)性成分中相對(duì)含量≥1%的有6種，分別為(Z)-2-壬烯醛(5.79%)、甲酸芳樟酯(4.14%)、(E)-2-癸烯醛(8.05%)、2,4-癸二烯醛(50.58%)、(E,E)-2,4-癸二烯醛(7.86%)和(E)-3-(3-甲基-1-丁烯基)-環(huán)己烯(22.32%)。另外，相對(duì)含量在0.1%～1%之間的有2種，分別為壬醛和2-十一烯醛。

豆腐泡加工后揮發(fā)性成分相對(duì)含量≥10%有2種，其中相對(duì)含量最高的是2,4-癸二烯醛，占比50.58%，具有強(qiáng)烈的雞香和雞油味，是調(diào)配雞肉味香精的重要原料[11]；其次是(E)-3-(3-甲基-1-丁烯基)-環(huán)己烯，占比22.32%，其具有特殊香味，有利于整體風(fēng)味的提升。

2.4 豆腐泡加工前后揮發(fā)性成分GC-MS總離子流圖對(duì)比

豆腐泡加工前后的揮發(fā)性成分總離子流圖見圖9。

表4 豆腐泡加工前后揮發(fā)性成分鑒定結(jié)果Table 4 Identification results of the volatile components in beancurd puffs before and after processing

由表4可知，豆腐泡加工前和豆腐泡加工后都鑒定出的揮發(fā)性組分有7種，分別為壬醛(0.07%、0.31%)、(Z)-2-壬烯醛(1.17%、5.79%)、(E)-2-癸烯醛(1.69%、8.05%)、2,4-癸二烯醛(3.24%、50.58%)、(E,E)-2,4-癸二烯醛(31.31%、7.86%)、2-十一烯醛(0.45%、0.95%)、(E)-3-(3-甲基-1-丁烯基)-環(huán)己烯(11.51%、22.32%)，其中含量和種類最多的是醛類化合物，這說明在豆腐泡的揮發(fā)性組分中以醛類化合物為主。豆腐泡加工前存在的特有揮發(fā)性成分有8種，分別是己醛(14.68%)、4-乙烷基-2-乙炔醛(0.09%)、(E)-2-辛烯醛(0.93%)、正己醇(9.80%)、1-辛烯-3-醇(15.82%)、2-(基)-癸醇(1.02%)、6-氨基十一烷(0.52%)、2-戊基呋喃(7.70%)，占總含量的50.56%；豆腐泡加工后存在的特有揮發(fā)性成分有1種，是甲酸芳樟酯(4.14%)，占總含量的4.14%。

豆腐泡加工前后相對(duì)含量最高的均為醛類化合物，加工前的豆腐原料鑒定出的醛類化合物有9種，占總含量的53.63%，主要是己醛(14.68%)、(Z)-2-壬烯醛(1.17%)、(E)-2-癸烯醛(1.69%)、2,4-癸二烯醛(3.24%)和(E,E)-2,4-癸二烯醛(31.31%)；豆腐泡加工后鑒定出的醛類化合物有6種，占總含量的73.54%，主要是(Z)-2-壬烯醛(5.79%)、(E)-2-癸烯醛(8.05%)、2,4-癸二烯醛(50.58%)、(E,E)-2,4-癸二烯醛(7.86%)。與加工前相比，加工后的豆腐泡中醛類化合物的含量升高了19.91%，由此可見油炸對(duì)于醛類化合物含量的變化影響較大，己醛、4-乙烷基-2-乙炔醛、(E)-2-辛烯醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛經(jīng)過油炸處理后含量降低，而壬醛、(Z)-2-壬烯醛、(E)-2-癸烯醛、2,4-癸二烯醛、2-十一烯醛經(jīng)過油炸處理后含量提高，這說明油炸對(duì)于醛類化合物的轉(zhuǎn)化具有促進(jìn)作用[12]。壬醛是油酸氧化的產(chǎn)物[13]，具有強(qiáng)烈的油脂氣味和甜橙氣息，(Z)-2-壬烯醛擁有水果香，(E)-2-癸烯醛和(E,E)-2,4-癸二烯醛具有油脂味和柑橘味，2,4-癸二烯醛作為調(diào)配雞肉味香精的重要組成，具有濃烈的雞香和雞油味。

加工前的豆腐原料檢測(cè)到部分醇類化合物正己醇、1-辛烯-3-醇和2-(基)-癸醇，而加工后的豆腐泡中并沒有檢測(cè)出醇類化合物。由于醇類屬于極易揮發(fā)的組分，因此油炸將豆腐原本帶有的醇類化合物通過油的熱氧化反應(yīng)，在高溫條件下，大部分醇類化合物會(huì)揮發(fā)到空氣中，剩余部分則因氧化反應(yīng)生成醛類化合物[14]。

環(huán)烯烴類化合物雖然在加工后種類減少，但是總體含量有所上升，從12.03%上升至22.32%。環(huán)烯烴類化合物占總化合物的含量較高，且具有特殊香氣，有利于整體風(fēng)味的提升。

另外，在檢測(cè)加工后豆腐泡的揮發(fā)性成分時(shí)，檢測(cè)出了加工前未檢測(cè)出的揮發(fā)性成分甲酸芳樟酯。甲酸芳樟酯具有水果和玫瑰花的香氣，具有類似香檸檬和馬鞭草的氣味[15]，天然存在于白檸檬、橙葉、桃、薰衣草等中。

3 結(jié)論

加工前的豆腐原料分離鑒定出4類化合物，其主要組成為醛類和醇類，分別占揮發(fā)性總含量的53.63%和26.64%，共占揮發(fā)性總含量的80.27%；加工后的豆腐泡分離鑒定出3類化合物，主要由醛類化合物組成，占揮發(fā)性總含量的73.54%。加工前的豆腐原料分離鑒定出15種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，主要揮發(fā)性成分是(E,E)-2,4-癸二烯醛(31.31%)、1-辛烯-3-醇(15.82%)和己醛(14.68%)；加工后的豆腐泡分離鑒定出8種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，主要揮發(fā)性成分是2,4-癸二烯醛(50.58%)和(E)-3-(3-甲基-1-丁烯基)-環(huán)己烯(22.32%)。加工后豆腐泡中的醛類、環(huán)烯烴類及酯類含量顯著高于加工前豆腐泡，分別增加了19.91%、10.29%及4.14%，而醇類化合物和呋喃類化合物在加工后完全消失。

按照傳統(tǒng)工藝制作完成后的豆腐泡擁有強(qiáng)烈的油脂氣味和甜橙氣味，同時(shí)還具有雞香和雞油味，另外，新生成的風(fēng)味物質(zhì)甲酸芳樟酯則帶有水果和玫瑰花的香氣，具有類似香檸檬和馬鞭草的氣味，同時(shí)由于1-辛烯-3-醇和己醛在加工后完全消失，這也是加工后的豆腐泡豆腥味完全消失的原因。

本文對(duì)豆腐泡的風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行解析，獲得了風(fēng)味來源物質(zhì)組成及風(fēng)味轉(zhuǎn)變的原因，這給以后這道傳統(tǒng)美食風(fēng)味調(diào)味料的開發(fā)提供了基礎(chǔ)和開發(fā)的方向，也可為其他風(fēng)味調(diào)味料的開發(fā)提供了研究思路。