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。
赤水曬醋,取自貴州赤水黔老翁有限公司。
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。
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。
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)。
1.3.2.1 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。
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]。
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)。
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
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)。
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)。
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。