HS-SPME結合GC-MS法測定2種市售火鍋蘸料香味物質種類和含量

魏俊桃，連夢瑤，張小慧，馬安妮，李歡，張雪梅

內蒙古草原紅太陽食品股份有限公司（呼和浩特 011700）

火鍋蘸料是一種復合調味醬料，它以花生醬、芝麻醬、韭菜花醬等多種原料按照一定比例，經過一定加工工藝制成，以其風味濃郁醇香、食用方便快捷、香氣獨特等特點受到廣大消費者的青睞。近年來，火鍋市場不斷擴增，消費者對于火鍋蘸料的滋味及香氣的要求更高。火鍋蘸料中的花生醬含有豐富的蛋白質、維生素和礦物質，營養豐富、風味獨特，是很好的佐餐和調味品[1-4]。而芝麻醬做工精細、香味濃郁、口感醇香且營養價值豐富，含有大量優質蛋白質、不飽和脂肪酸、木酚素和維生素E，具有抗氧化、增強免疫力、防病抗癌等功效[5]。韭菜花富含蛋白質、脂肪、糖類等營養物質，同時含有礦物質元素和維生素類物質等有益健康的成分，作為一種北方傳統的調味品，韭菜花醬味道更為濃郁，常作為火鍋配料食用[6-7]。此外，火鍋蘸料中的香辛料及油脂也起到調味和提供香氣的作用[8-9]。

近幾年，研究人員利用色譜-質譜連用技術對火鍋底料的成分，尤其是風味物質組成進行了較為深入的研究，分析鑒定出多種火鍋底料中主要的風味物質種類及相對含量[2,8,10]并開發出一些特色火鍋底料[10-12]。相對于火鍋底料，火鍋蘸料的研發較晚[13-14]，風味物質的測定研究也較少。近幾年，于佳琦等[12]以不同溫度下儲藏的內蒙古紅太陽食品有限公司生產的火鍋蘸料為研究對象，證明了在不同貯藏溫度下蘸料風味品質出現不同程度的下降。魏俊桃等[13]測定該公司火鍋蘸料貯藏過程中揮發性成分的變化情況，結果發現在37 ℃貯藏1個月條件下，主體香味物質的相對含量隨著放置時間的延長發生不同的變化，烴類、醇類組分下降，醛類先降后升，而酯類則呈先升后降的趨勢。

火鍋底料或蘸料的風味物質組成分析主要包括2個步驟，即風味物質提取和揮發性成分測定。風味物質提取主要是利用同時蒸餾萃取[2,10]、固相微萃取[8-9,12,16]、水蒸氣蒸餾[11]和溶劑輔助蒸發萃取[9,17]等方法。揮發性成分測定則主要是利用氣相色譜-質譜聯用（GC-MS）[2,8-12]、超高效液相色譜-質譜聯用（UPLC-MS/MS）[18]和氣相色譜-嗅聞-質譜聯用（GCO-MS）[17]。張淼等[2]利用同時蒸餾萃取-GC-MS技術鑒定出上湯三鮮火鍋底料的90種揮發性成分。胡云峰等[10]利用同樣的技術體系測定10種紅油火鍋底料的揮發性物質，結果發現12種共有的揮發性成分。陳艷等[8]開發出一款具有藤椒特殊風味的火鍋底料新品種，并通過水蒸氣蒸餾法-GC-MS定性分析出藤椒火鍋底料的揮發性風味成分35種，為藤椒的開發利用提供一種新途徑。溶劑輔助蒸發萃取法結合GC-MC[9]或GC-O-MS[17]方法近年來被用于牛油火鍋底料風味成分的鑒定，為火鍋底料風味物質的測定提供新技術。固相微萃取（SPME）-GC-MS技術較多地被應用于各類火鍋底料揮發性成分分析[8-9,12]。這一技術在火鍋底料和蘸料香氣檢測中的應用有助于推動火鍋類產品風味物質測定領域取得較大進展。利用SH-SPME-GC-MS技術對市場上占有率較高的2種市售火鍋蘸料的香味物質進行鑒定，旨在獲得其中特征香味物質的化學結構與相對含量，比較差異，為火鍋蘸料的風味研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

品牌1蘸料、品牌2蘸料來源于市場上占有率較高的2家企業。品牌1為車間美味蘸料，品牌2為市場購買某品牌原味袋裝火鍋蘸料。

1.2 儀器與設備

DF-101S恒溫加熱磁力攪拌器（鄭州長城科工貿有限公司）；GCMS-QP2010 SE聯用儀（日本Shimadzu公司）；DB-5MS色譜柱（美國Agilent公司）；SPME手動進樣裝置，包括50/30 μm聚二乙烯苯/碳分子篩/聚二甲基硅氧烷（divinylbenzene/carboxen/polydimethylsiloxane，DVB/CAR/PDMS）萃取頭、SPME萃取手柄，美國supelco公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 頂空揮發性成分風味物質的萃取

采樣前將萃取頭插入GC-MS的進樣口中，于270℃老化并進行空白試驗，直至無色譜峰出現。準確稱取5.0 g樣品于20 mL頂空瓶中，用帶有硅橡膠隔墊的瓶蓋密封。置于60 ℃恒溫加熱磁力攪拌器中預平衡30 min，將50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭插入頂空瓶中，在60 ℃條件下萃取30 min。迅速插入GC進樣口解析5 min后拔出。2個樣品間萃取頭在同樣條件下老化10 min以防止樣品間相互污染[16]。

1.3.2 揮發性成分的鑒定及含量確定

GC條件：DB-5MS毛細管色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；載氣He；進樣口溫度250 ℃；流速1.0 mL/min。升溫程序：初溫30 ℃，保持5 min，以 3 ℃/min升到100 ℃，以 5 ℃/min升到230 ℃，保持7 min。MS條件：采集方式為全掃描，采集質量范圍m/z40～350；電子電離能量70 eV；離子源溫度230 ℃。

1.4 定性與定量分析

揮發性成分的定性分析：將樣品中的揮發性成分經GC分離，用MS進行分析鑒定，根據相似度的高低進行定性。

定量分析：根據被測化合物占所有化合物總色譜峰面積之比，計算各組分的相對含量。

2 結果與分析

2.1 2種火鍋蘸料中香味物質鑒定與含量測定

SH-SPME方法提取的2種火鍋蘸料的揮發性成分，經GC-MS檢測，總離子流隨時間變化的總離子流圖如圖1所示。總粒子信號隨時間變化先后出鋒，表明GC分離度和MS分辨率較高。GC-MS分析顯示，2種蘸料中共檢出香味物質150種。品牌1蘸料檢測出香味物質90種（表1），其中：烴類35種，占總相對含量的35.59%；醇類12種，占總相對含量的28.61%；醚類5種，占總相對含量的3.73%；酮類7種，占總相對含量的1.35%；醛類10種，占總相對含量的11.11%；酸類1種，占總相對含量的0.85%；酯類7種，占總相對含量的8.76%；吡嗪類4種，占總相對含量的3.33%；吡咯類1種，占總相對含量的0.24%；呋喃類3種，占總相對含量的1.51%；其他類5種，占總相對含量的4.54%。

表1 不同品牌火鍋蘸料香味物質的對比分析

圖1 品牌1蘸料與品牌2蘸料香味物質對比的GC-MS總離子流圖

品牌2蘸料共檢測出香味物質85種（表1），其中：烴類33種，占總相對含量的27.83%；醇類18種，占總相對含量的16.25%；醚類3種，占總相對含量的10.29%；酮類1種，占總相對含量的0.25%；醛類4種，占總相對含量的0.64%；酸類1種，占總相對含量的0.19%；酯類8種，占總相對含量的3.06%；吡嗪類5種，占總相對含量的21.99%；吡咯類1種，占總相對含量的0.80%；呋喃類8種，占總相對含量的13.52%；其他類3種，占總相對含量的5.18%。

品牌1蘸料蘸料和品牌2中香味物質種類和相對含量對比分析表明，二者共有香味物質25種（表1），共有的香味物質種類為烴類、醇類、醚類、酮類、醛類、酸類、酯類、吡嗪類、吡咯類、呋喃類和其它類（圖2），共有的香味物質中品牌1蘸料主要香味物質種類為烴類和醇類，品牌2蘸料主要香味物質種類為烴類和吡嗪類（圖3）。

圖2 品牌1蘸料與品牌2蘸料香味物質種數的對比分析

圖3 品牌1蘸料與品牌2蘸料香味物質相對含量的對比分析

3 討論與結論

樣品預處理和目標物質的提取是食品風味物質檢測的關鍵環節，應用于火鍋底料和蘸料風味物質提取的主要是同時蒸餾萃取、水蒸氣蒸餾、溶劑輔助蒸發萃取和固相微萃取等技術。固相微萃取技術是20世紀90年代興起的一種樣品前處理和富集技術，具有操作簡單快速，靈敏度高，樣品和溶劑用量少，可以與氣相或液相色譜儀聯用等優點，近年被廣泛應用于揮發性成分的分析中[8,12,15-17]。頂空固相微萃取是一種簡單、無溶劑的提取和濃縮揮發性化合物的方法，對于一些揮發性組分及半揮發性組分靈敏度較好，對于含量較低或低揮發性組分可以起到富集作用，且集采樣、萃取、濃縮、進樣于一體，大幅加快分析檢測的速度，與氣相色譜-質譜（GC-MS）相結合，適用于揮發性有機物的提取和檢測[16,18,20-21]。HS-SPME-GC-MS技術在食品中的應用，使得更多的揮發性香味物質得以鑒定，Majithia等[19]利用這項技術鑒定甜瓜中的113種香氣成分。利用HS-SPME-GC-MS技術在2種火鍋蘸料中共檢出150種香氣成分，體現較好的敏感性。

烴類、醇類、醚類、酮類、醛類、酸類、酯類、吡嗪類和呋喃類是火鍋蘸料的主體揮發性成分[16]。對試驗所用2種火鍋蘸料的主體香味物質組成中相對含量差異較大的3類物質（醇類、醚類和吡嗪類）進行對比分析發現，醇類化合物中二者共有的組分僅芳樟醇1種，(-)-4-萜品醇和乙基麥芽酚是品牌1蘸料特有的主體香味物質，分別具有胡椒香和水果香特點[20]；檢測出的甲基烯丙基三硫醚和二丁基硫醚分別是品牌1蘸料和品牌2蘸料特有的主體香味物質，具有韭菜香和蔥香品質[22-23]，賦予這2種品牌蘸料特色風味。4-異丙基苯甲醛、苯甲醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛、2-蒈烯-10-醇、乙酸芳樟酯和己酸乙酯是品牌1蘸料特有的主體香味物質，主要貢獻花果芳香、淡的韭菜花辛辣味及堅果烘烤香味；2-甲基吡嗪、2,3,5-三甲基吡嗪和2-乙酰基吡嗪是品牌2蘸料特有的主體香味物質，主要貢獻烘烤味、堅果味和肉香味。

烴類是食品風味物質的重要組成成分。雖然烴類在2種蘸料中的總相對含量差異不大，但是烴類中烯烴類閾值低，對整體風味貢獻較大。二者共有的烯烴類物質為右旋萜二烯，具有令人愉快的柑橘香氣；(-)-異丁香烯、姜烯和3-蒈烯為品牌1蘸料特有的主體香味物質，姜烯具有辛辣刺激味，3-蒈烯具有強烈的松木樣香氣；2-蒎烯是品牌2蘸料特有的主體香味物質，具有松節油的氣味。此外，除提及的幾類風味物質之外的其他類，總相對含量的差異主要體現在閾值低的含硫類化合物上。品牌1蘸料特有的主體香味物質種類為醛類和酯類。醛類物質是脂肪降解的主要產物，具有脂肪香味。在檢測到的醛類物質中，(E,E)-2,4-癸二烯醛是亞油酸氧化的產物，呈現出脂肪氣味，苯甲醛具有令人愉快的杏仁香和水果香，4-異丙基苯甲醛具有青草氣息。酯類化合物是醇類和酸類經酯化反應的產物，乙酸芳樟酯具有令人愉快的花果香，香氣似香檸檬和薰衣草，己酸乙酯則具有曲香和菠蘿香。品牌2蘸料特有的主體香味物質種類為呋喃類，呋喃類香型似吡嗪類化合物，感覺閾值低，貢獻大[24]，主要呈現烘烤味、堅果味和肉香味等風味特征。除糠醇和5-甲基呋喃醛外，糠基甲基硫醚、硫代乙酸糠酯、二糠基硫醚和甲基糠基二硫也屬于含硫類化合物，常在發酵韭菜花和蔥等物質中檢測出，具有一定的辛辣味。體現在綜合品質和風味特點上，品牌1蘸料整體風味為具有較濃花果芳香、淡的韭菜花辛辣味以及堅果烘烤香，品牌2蘸料則顯現較濃堅果烘烤香及韭菜花辛辣味和淡淡花果芳香的整體風味，風味物質的組成特點與各自的風味品質特征體現高度的一致性。

試驗采用的HS-SPME-GC-MS技術適用于火鍋蘸料揮發性香味物質的檢測，具有較好的敏感性和穩定性，品牌1蘸料共檢測出香味物質90種，品牌2蘸料測出85種，二者均含有烴類、醇類、醚類、酮類、醛類、酸類、酯類、吡嗪類、吡咯類、呋喃類和其它類香味物質。共有的香味物質中品牌1蘸料主要為烴類和醇類，品牌2蘸料主要為烴類和吡嗪類。特有的主體香味物質品牌1蘸料為醛類和酯類，品牌2蘸料為呋喃類。綜合分析品牌1蘸料整體風味為具有較濃花果芳香、淡的韭菜花辛辣味以及堅果烘烤香特點，而品牌2蘸料則呈現具有較濃堅果烘烤香及韭菜花辛辣味和淡淡花果芳香特點的正體風味。特色主體香味物質決定2種品牌蘸料的口味特色，揮發性香味物質的組成分析揭示2種品牌蘸料的風味特征本質。