赤水曬醋的香氣成分分析研究

唐杰，龍曉琴，何銀，張惟廣

（西南大學食品科學學院，重慶 400715）

赤水曬醋的香氣成分分析研究

唐杰，龍曉琴，何銀，張惟廣*

（西南大學食品科學學院，重慶 400715）

為了解赤水曬醋的香氣成分，利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對曬醋的香氣成分進行鑒定，運用氣相色譜面積歸一化法確定各成分的相對百分含量，并依據(jù)相對香氣活度值法（ROAV）確定其關(guān)鍵風味物質(zhì)。結(jié)果顯示：從曬醋中共鑒出39種主要香氣成分，其中酸類成分有5種（47.72%），乙酸作為醋中酸的主要來源所占比例最高為40.77%，其次為4-酮庚乙酸、2-甲基丁酸、異丁酸、3-甲基丁酸，其他成分：酯類化合物5種（6.08%）、醇類化合物4種（5.39%）、醛酮類化合物8種（18.50%）、萜烯類化合物5種（4.96%）、芳香類化合物2種（0.09%）、其他化合物10種（17.26%）。依據(jù)ROAV值確定乙酸仲丁酯、2-甲基丁醛、壬醛、癸醛、α-紫羅蘭酮、D-檸檬烯、2，4，5-三甲基唑這7種成分為曬醋的關(guān)鍵風味化合物。

曬醋；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)；香氣成分；相對香氣活度值法（ROAV）；風味

食醋是液態(tài)酸性調(diào)味品，主要成分為3%～5%的醋酸及其他，包括有機酸、糖類、氨基酸類及酯類等成分［1，2］，還含有醛酮類、萜烯類、維生素、微量元素等微量成分［3］，具有很高的食用價值，還兼有一定的生理藥用作用。赤水曬醋精選優(yōu)質(zhì)大米及糯米進行蒸煮，以中草藥制曲，麥麩、小麥及醋曲與大米粥拌醅，醋醅室內(nèi)發(fā)酵而后裝壇，進行日曬夜露、淋醋、精釀、滅菌等三十幾道工序，具有很高的食用藥用價值。其香氣濃厚，醋中的醇、醛、酚、酯等是構(gòu)成香氣的物質(zhì)，這些成分的含量高低及相互比例對食醋風味品質(zhì)有很大的影響［4，5］。黃群等［6］對湘西原香醋的香氣成分進行測定，共檢測到15種香氣成分，有利于對香醋的香氣調(diào)控。韓瑨烜等［7］從新疆海棠果果醋中分離鑒定出69種揮發(fā)性香氣成分，其中酸類、醇類及酯類成分均是其香氣的主要來源。

頂空固相微萃取技術(shù)（HS-SPME）結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（GC-MS）對這一高效檢測技術(shù)廣泛應(yīng)用于食品檢驗、大氣分析、生化和醫(yī)學領(lǐng)域［8，9］。此方法無需有機溶劑、成本消耗低、所需樣品量少、靈敏度高、重現(xiàn)性好、操作簡單、方便、快速并能較真實地反映樣品的風味組成［10］，大大加快了分析檢測的速度，也常常用于食醋分析［11－13］。

本實驗采用HS-SPME法提取赤水曬醋中揮發(fā)性香氣成分并結(jié)合GC-MS聯(lián)用儀對得到的香氣組分進行分離、鑒定，根據(jù)相對香氣活度值法（ROAV）確定其關(guān)鍵風味物質(zhì)，以期為曬醋產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)及香氣和品質(zhì)調(diào)控提供理論依據(jù)及科學指導。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

赤水曬醋，取自貴州赤水黔老翁有限公司。

1.2 實驗試劑與設(shè)備

1.2.1 實驗試劑

氯化鈉（分析純） 成都科龍化工試劑廠；正構(gòu)烷烴混合標準品（C3～C9，C10～C25）（色譜純） 百靈威科技有限公司。

1.2.2 實驗設(shè)備

GCMS-QP2010型GC-MS聯(lián)用儀 日本島津公司；手動固相微萃?。⊿PME）進樣器及50／30μm DVB／CAR／PDMS萃取頭 美國Supelco公司；FA2004A型電子天平 上海精天電子儀器有限公司；KQ5200DE型數(shù)控超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司；HWS-28型電熱恒溫水浴鍋 上海齊欣科學儀器有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品制備

頂空固相微萃?。喝? m L醋樣于20 m L頂空瓶中，加入2.5 g NaCl促進香氣揮發(fā)，加蓋密封，于50℃恒溫水浴平衡10 min后，插入萃取頭頂空吸附40 min，GC-MS聯(lián)用儀解吸5 min，同時啟動儀器采集數(shù)據(jù)。

1.3.2 GC-MS分析條件

1.3.2.1 氣相色譜條件

色譜柱：DB-5MS石英毛細管柱（30 m×0.25μm，0.25μm）；進樣口溫度230℃；程序升溫：35℃（保持2 min），以3℃／min升到60℃（保持3 min），以9℃／min升到80℃（保持3 min），以8℃／min升到230℃（保持1 min）；載氣：He（99.999%）；壓力：47.7 kPa；柱流量：0.91 m L／min，不分流進樣。

1.3.2.2 質(zhì)譜條件

電離方式EI；電子能量70 eV；離子源溫度220℃；四級桿溫度150℃；質(zhì)譜掃描范圍35～430 m／z；溶劑延遲3 min。

1.3.3 香氣成分定性

將GC-MS聯(lián)用儀采集到各色譜峰對應(yīng)的質(zhì)譜圖，用NIST08進行譜庫檢索，相似度結(jié)合保留指數(shù)對香氣成分進行定性。

保留指數(shù)RI的計算：將正構(gòu)烷烴標準品（C3～C9，C10～C25）按1.3.2條件進樣，得到正構(gòu)烷烴的保留時間，根據(jù)程序升溫公式計算各組分的保留指數(shù)RI值，與譜庫中各種物質(zhì)的保留指數(shù)對比，結(jié)合相似度定性，確定其化學成分。

式中：tx，tn和tn＋1分別為被分析組分、碳原子數(shù)處于n和n＋1的正構(gòu)烷烴（tn＜tx＜tn＋1）流出峰的保留時間（min）［14］。

1.4 基于ROAV值確定主體風味物質(zhì)

通過采用相對香氣活度值法（ROAV）評價各揮發(fā)性成分對樣品總體香氣的貢獻，確定關(guān)鍵風味化合物。

式中：C%i，Ti分別為各揮發(fā)性物質(zhì)的相對百分含量和相對應(yīng)的感覺閾值；C%max，Tmax各指對樣品總體風味貢獻最大的組分的相對百分含量和相對應(yīng)的感覺閾值。劉登勇等［15］通過對如皋火腿中的揮發(fā)性風味物質(zhì)ROAV值的比對進一步確定火腿中主要的風味物質(zhì)；董琪［16］采用ROAV值確定發(fā)酵牛肉腸中的關(guān)鍵風味化合物（ROAV≥1）和重要修飾作用的化合物（0.1≤ROAV＜1）；黃丹等［17］依據(jù)ROAV法評價各風味成分對四川麩醋總體香氣的貢獻，從而確定其關(guān)鍵主體風味物質(zhì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 組分分離與定性

正構(gòu)烷烴標準品（C3～C9，C10～C25）及曬醋香氣成分總離子流圖分別見圖1～圖3，所確認的赤水黔老翁曬醋香氣成分及各自的相對含量見表1。

圖1 C3～C9標準品總離子流色譜圖Fig.1 Total ion current chromatogram of C3～C9

圖2 C10～C25標準品總離子流色譜圖Fig.2 Total ion current chromatogram of C10～C25

圖3 赤水曬醋香氣成分的總離子流色譜圖Fig.3 Total ion current chromatogram of aroma components in Chishui sun vinegar

表1 赤水曬醋香氣成分鑒定結(jié)果Table 1 Identification results of aroma components in Chishui sun vinegar

續(xù) 表

由表1可知，所鑒定的化合物包括：酸類化合物5種（47.72%）、醇類化合物4種（5.39%）、酯類化合物5種（6.08%）、醛酮類化合物8種（18.50%）、萜烯類化合物5種（4.96%）、芳香類化合物2種（0.09%）、其他化合物10種（17.26%）。其中主要成分為：乙酸40.77%、4-酮庚乙酸5.88%、糠醛15.94%等。

赤水曬醋所含香氣成分及各類香氣成分所占比例見圖4。

圖4 曬醋中各類香氣成分百分含量Fig.4 The percentage composition of all kinds of aroma components in sun vinegar

2.2 呈香成分的呈香特征、分類分析及揮發(fā)性香氣的描述

由表1和圖4可知，酸類、酯類、醇類及醛酮類是黔老翁曬醋風味的主要香氣成分。曬醋中酸類化合物所占比例最高為47.72%，乙酸作為主要的酸性成分，對曬醋酸味所做貢獻最大，其他幾種酸性成分依次為：4-酮庚乙酸占5.88%，2-甲基丁酸占0.63%，異丁酸占0.23%以及3-甲基丁酸占0.21%。其中4-酮庚乙酸和異丁酸均具有刺激性氣味，2-甲基丁酸具有刺鼻辛辣的羊乳干酪氣味，低濃度時呈現(xiàn)愉快的水果香氣。

醇類是發(fā)酵過程中微生物作用或者氨基酸脫羧形成的產(chǎn)物［18］。曬醋中共檢測出4種，分別是2-甲基-3-辛醇、3-甲基-3-庚醇、2，4-二甲基-3-庚醇、2-甲基-2-丙基-1，3-丙二醇。

醛酮類在曬醋中所占比例也較大，共檢測出8種（2-甲基丁醛、糠醛、苯甲醛、香茅醛、可可醛、壬醛、葵醛、α-紫羅蘭酮），2-甲基丁醛具有強烈的窒息性氣味，但稀釋后有獨特的可可和咖啡的香氣；苯甲醛具有花香、甜瓜香、類似杏仁香、覆盆子的香氣［19－21］，糠醛（2-呋喃甲醛）類似異戊醛、麥芽、發(fā)酵香韻，具有巧克力樣的風味，性質(zhì)與醛、醚、二烯烴等化合物相似。香茅醛具有橘子皮的香氣［22］；可可醛具有果香、木香、草香和巧克力香；壬醛有玫瑰花香［23］；紫羅蘭酮具有甜花或松木香，濃度低時類似紫羅蘭香。這些香氣成分的含量較低，但對曬醋的呈香有一定影響。

曬醋中酯類共檢測到5種（碳酸丙烯酯、丁二酸一甲酯、乙酸仲丁酯、2-硝基丙酸乙酯、異丁酰乙酸乙酯），乙酸仲丁酯為羥基類化合物，具有水果香味，酯類成分相對檢出較少或許與曬醋傳統(tǒng)發(fā)酵過程相關(guān)。這些酯類成分相互作用對曬醋的香氣特性產(chǎn)生一定的影響。

此外，在曬醋中還檢測到萜烯類化合物5種（1，3，5，7-環(huán)辛四烯、7-甲基-3-亞甲基-1，6-辛二烯、1-甲基-2-異丙基苯、右旋萜二烯、萜品烯），芳香類化合物2種（1，2-二乙苯、對二乙苯）以及其他類化合物10種（正十五烷、植烷、甲乙酐、二甲基二硫、2，4，5-三甲基唑、鄰甲基間羥基二苯胺、1，3-二噁烷、2，3，5-三甲基吡嗪、2，3，5，6四甲基吡嗪、環(huán)己基乙烯基醚），其中萜品烯的香氣類似柑橘和檸檬；2，3，5-三甲基吡嗪具有烤土豆、炒花生、核桃、堅果、壤香、發(fā)酵霉香的香氣，兼有巧克力、可可風味；2，3，5，6-四甲基吡嗪又名川弓嗪，呈堅果香、可可、花生、咖啡樣香氣［24］，可作為調(diào)香物質(zhì)，可以降低血壓、活血化淤、改善冠心病、溶栓抑栓以及清除自由基等，作為臨床藥物改善微循環(huán)和腦血流，具有一定的藥用價值，該成分也為曬醋提供了其特有的保健價值。這些香味物質(zhì)糅合在一起賦予了赤水曬醋醋香、酯香融合與酸味口感醇厚的品質(zhì)。

2.3 依據(jù)ROAV值確定的特征風味物質(zhì)

表2 曬醋中特征香氣的ROAV值Table 2 The ROAV values of characteristic aroma in sun vinegar

由表2可知，曬醋中的主體香氣成分有7種（ROAV≥1）：乙酸仲丁酯、2-甲基丁醛、壬醛、癸醛、α-紫羅蘭酮、D-檸檬烯、2，4，5-三甲基唑。乙酸、3-甲基丁酸、2-甲基丁酸、糠醛、苯甲醛、香茅醛對曬醋總體風味起重要的修飾作用（0.1≤ROAV＜1）。

3 結(jié)論

本實驗利用頂空固相微萃取（HS-SPME）和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC-MS）對赤水曬醋中的香氣成分進行分離和結(jié)構(gòu)鑒定，并運用氣相色譜面積歸一化法確定各個成分的相對百分含量。從曬醋中鑒定出39種香氣成分，各成分比例相互協(xié)調(diào)，尤其是四甲基吡嗪（川芎嗪，6.00%）在總體香氣成分中的含量較高，賦予了該醋特有的保健價值。

依據(jù)相對香氣活度值法（ROAV）確定了曬醋中的關(guān)鍵風味化合物：乙酸仲丁酯、2-甲基丁醛、壬醛、癸醛、α-紫羅蘭酮、D-檸檬烯、2，4，5-三甲基唑。此外，曬醋中特征風味成分的確定與其含量并不成正比關(guān)系，乙酸的含量高但其香氣閾值遠遠超過其他成分，在曬醋中起重要的修飾作用。

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Analysis of Aroma Components in Chishui Sun Vineger

TANG Jie，LONG Xiao-qin，HE Yin，ZHANG Wei-guang*
（College of Food Science，Southwest University，Chongqing 400715，China）

The aroma components and the relative percentage of each component of Chishui sun vinegar are identified by gas chromatography-mass spectrometry and gas chromatography area normalization method.The key aroma components are determined by relative aroma activity method（ROAV）.The results show that there are 39 major aroma components，including 5 kinds of acids（47.72%）.Acetic acid as the main source in the proportion is 40.77%，followed by 4-ketoacetic acid，2-methylbutanoic acid，isobutyric acid and 3-methylbutanoic acid.Other components are as follows：5 kinds of esters（6.08%），4 kinds of alcohols（5.39%），8 kinds of aldehydes and ketones compounds（18.50%），5 kinds of terpene compounds（4.96%），2 kinds of aromatic compounds（0.09%），and 10 kinds of other compounds（17.26%）.DL-sec-butyl acetate，2-methylbutyraldehyde，nonanal，decanal，α-ionone，D-limonene and 2，4，5-trimethyloxazole are determined as the key flavor compounds based on ROAV value.

sun vinegar；GC-MS technology；aroma components；ROAV；flavor

TS264.22

A

10.3969／j.issn.1000-9973.2017.10.029

1000-9973（2017）10-0135-05

2017－04－23 *通訊作者

唐杰（1990－），女，碩士，研究方向：食品發(fā)酵工程；張惟廣（1963－），男，副教授，研究方向：食品發(fā)酵工程。