蔡玥，賈利蓉，杜玫，郭洪英

(四川大學(xué) 輕工科學(xué)與工程學(xué)院，成都 610065)

廣西的亞熱帶季風(fēng)氣候及獨(dú)特的巖溶地貌造就了酸食的盛行[1]。酸筍是一種以鮮竹筍為原料，經(jīng)自然發(fā)酵而成的特色食品。柳州加工酸筍的歷史長達(dá)百年，作為螺螄粉重要的配料而受到全國人民的喜愛。酸筍腌制的工藝流程較為簡單，將新鮮的竹筍清洗切割后，加入香料用鹽水浸泡，經(jīng)過1個(gè)月左右的時(shí)間即可開壇得到成品[2]。酸筍富含有機(jī)酸、礦物質(zhì)[3]和膳食纖維等，具有清熱消暑和維持腸道健康的功能[4]。揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)是研究酸筍獨(dú)特風(fēng)味的主要內(nèi)容之一。目前國內(nèi)研究者對(duì)發(fā)酵竹筍的風(fēng)味已進(jìn)行了相關(guān)研究，如竹筍發(fā)酵過程中風(fēng)味物質(zhì)的變化規(guī)律[5]，麻竹筍加工過程中風(fēng)味物質(zhì)的變化等[6]。上述研究的樣品均是實(shí)驗(yàn)室自發(fā)酵竹筍，對(duì)于市售不同品牌的廣西特色酸筍揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的研究尚無相關(guān)報(bào)道。本文主要采用頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用法(HS-SPME-GC-MS)對(duì)不同品牌的廣西特色酸筍中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行分析，旨在探究造成其特殊風(fēng)味的主要物質(zhì)成分，為提升產(chǎn)品質(zhì)量和促進(jìn)特色酸筍工業(yè)化發(fā)展提供了理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

廣西陳香居酸筍(樣品1)、廣西阿亮酸筍(樣品2)、韓太螺螄粉酸筍包(樣品3)：市售。

1.2 主要儀器與設(shè)備

GC-2010 Plus GC-MS聯(lián)用儀、DB-5MS彈性石英毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm) 日本島津公司；SPME裝置、50/30 μm DVB/CAR/PDMS固相微萃取頭及配套手柄 美國Supelco 公司；JYL-C16V 食品研磨機(jī) 山東九陽股份有限公司；PHS-3C pH計(jì) 上海雷磁儀電科學(xué)儀器股份有限公司；Kuihuap A級(jí)白色聚四氟酸堿通用滴定管50 mL 成都市科隆化學(xué)品有限公司；15 mL氣相色譜進(jìn)樣瓶 上海雷布斯網(wǎng)絡(luò)科技有限公司；HH-ZK1單孔恒溫水浴鍋 上海一科儀器有限公司；FA1004 型電子天平 上海良平儀器儀表有限公司。

1.3 材料處理

用食品研磨機(jī)將酸筍樣品攪碎，稱取3 g置于15 mL頂空瓶中，在水浴40 ℃中平衡，預(yù)熱30 min，插入萃取頭萃取30 min(萃取纖維頭事先于270 ℃老化60 min)，上機(jī)進(jìn)行GC-MS分析。

1.4 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)測定方法

1.4.1 色譜條件

DB-5MS 石英毛細(xì)管色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；載氣為高純(99.999%)氦氣(He)，氦氣的流速控制在1.0 mL/min；進(jìn)樣口溫度為250 ℃；不分流進(jìn)樣。初始柱溫40 ℃，保持5 min，以8 ℃/min升溫至80 ℃，以1 ℃/min升到90 ℃，再以5 ℃/min升到160 ℃，保持1 min，最后以20 ℃/min升到250 ℃。

1.4.2 質(zhì)譜條件

離子源為電子電離(electron ionization，EI)源，離子源溫度250 ℃；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 ℃；掃描模式Scan；質(zhì)量掃描范圍45～500 m/z。

1.4.3 數(shù)據(jù)處理

將質(zhì)譜儀所得的揮發(fā)性風(fēng)味成分與標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜庫NIST 11 Library進(jìn)行對(duì)比，篩選相似度大于90的物質(zhì)分析定性。各揮發(fā)性成分的相對(duì)百分含量使用峰面積歸一化計(jì)算。采用OriginPro 2018、SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 酸筍揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析

采用頂空固相微萃取的方法萃取3種市售酸筍樣品中的揮發(fā)性風(fēng)味成分并通過氣質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)行分析鑒定，得到GC-MS色譜的總離子流圖，見圖1～圖3，檢測到的物質(zhì)及其相對(duì)含量見表1。

圖1 樣品1揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的GC/MS離子圖譜Fig.1 GC/MS ion chromatogram of volatile flavor components in sample 1

圖2 樣品2揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的GC/MS離子圖譜Fig.2 GC/MS ion chromatogram of volatile flavor components in sample 2

圖3 樣品3揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的GC/MS離子圖譜Fig.3 GC/MS ion chromatogram of volatile flavor components in sample 3

表1 3種市售酸筍揮發(fā)性成分種類及相對(duì)含量Table 1 The types and relative content of volatile components in three commercially available sour bamboo shoots

由表1可知，不同品牌的酸筍共檢測到29種化合物，主要為醇類、酸類、酯類、醛類、酚類、烷烴類和萜烯類等。樣品1檢測到13種風(fēng)味成分，樣品2檢測到8種，樣品3檢測到17種。3種酸筍的揮發(fā)性風(fēng)味成分的種類數(shù)目相差較大，可能是由于工藝不同造成的。自然發(fā)酵過程中微生物種類較多，不易控制，與環(huán)境、氣候、水質(zhì)和竹筍種類有著密切的關(guān)系。樣品1中相對(duì)含量較高的物質(zhì)主要有對(duì)甲酚、山梨酸、乙酸和乙醇等；樣品2中相對(duì)含量較高的物質(zhì)主要有對(duì)甲酚、乙酸、乙醇和丙醇等；樣品3中相對(duì)含量較高的物質(zhì)主要有對(duì)甲酚、乙酸、(E)-3-己烯酸和乙酸丙酯。

2.2 酸筍揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)主要種類及數(shù)量

廣西酸筍的特殊風(fēng)味成分主要來源于原料和發(fā)酵過程中產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)。與米酒米醋、豆醬[7]和泡菜[8]等發(fā)酵食品相比，廣西酸筍的風(fēng)味物質(zhì)較少，原因可能是原料比較單一，只有竹筍，且發(fā)酵時(shí)間短。3種市售酸筍揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的種類及數(shù)量和相對(duì)含量分別見表2和圖4。

表2 3種市售酸筍揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)主要種類及數(shù)量Table 2 The main types and quantities of volatile flavor components in three commercially available sour bamboo shoots

圖4 3種市售酸筍揮發(fā)性風(fēng)味成分的相對(duì)含量對(duì)比Fig.4 Comparison of relative content of volatile flavor components in three kinds of commercially available sour bamboo shoots

由表2和圖4可知，3種市售酸筍的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)種類和含量存在顯著差異。在檢測到的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)中酚類物質(zhì)種類不多但相對(duì)含量最高，酸類物質(zhì)種類最多、相對(duì)含量次高，其次是醇類和酯類物質(zhì)。這4種物質(zhì)在揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)中占主導(dǎo)地位，其相對(duì)含量占98%以上。

樣品1的揮發(fā)性風(fēng)味成分主要包括4種酸類(山梨酸、乙酸、油酸和硬脂酸)、3種酚類(對(duì)甲酚、苯酚和特丁基對(duì)苯二酚)、2種醇類(乙醇和2,3-丁二醇)和1種酯類(乙酸乙酯)。樣品2的揮發(fā)性風(fēng)味成分主要包括3種酸類(乙酸、油酸和硬脂酸)、2種酚類(對(duì)甲酚和4-甲基愈創(chuàng)木酚)、2種醇類(乙醇和丙醇)和1種酯類(乙酸丙酯)。樣品3的揮發(fā)性風(fēng)味成分主要包括4種酸類(乙酸、丙酸、(E)-3-己烯酸和脫氫醋酸)、2種酯類(乙酸丙酯和癸酸正丙酯)、1種醇類(己基癸醇)和1種酚類(對(duì)甲酚)。除此之外，樣品3的風(fēng)味成分中還含有其他兩種樣品沒有的烷烴類和醚類物質(zhì)。

3種樣品共同含有的物質(zhì)為乙酸和對(duì)甲酚，而且這兩種物質(zhì)的相對(duì)含量均較高，乙酸分別為15.89%、5.94%和10.26%；對(duì)甲酚分別為62.52%、91.02%和82.00%。此結(jié)果與Fu等[9]測定酸筍樣品中最大峰面積為對(duì)甲酚以及郭榮燦等[10]用優(yōu)化的提取方法測定的最大峰面積為對(duì)甲酚(62.19%)的結(jié)果相一致。酸筍中對(duì)甲酚和乙酸的相對(duì)含量均較高，可能以協(xié)同方式增強(qiáng)了兩種組分的氣味強(qiáng)度[11]，形成了廣西酸筍獨(dú)特的酸臭味。

2.3 酸筍揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的代表性成分分析

2.3.1 酚類

酸筍中酚類的含量最高，3種樣品分別占總揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的62.93%、91.08%和82.00%。酚類中對(duì)甲酚的含量(相對(duì)峰面積)最高，是廣西酸筍獨(dú)特酸臭味的主要形成原因，3種樣品中均檢出較高含量的對(duì)甲酚，對(duì)甲苯酚的閾值較低，只有55 μg/kg，對(duì)最終風(fēng)味有決定性影響。但根據(jù)疾病預(yù)防控制中心(CDC)的數(shù)據(jù)，對(duì)甲酚對(duì)眼睛、皮膚和呼吸道具有腐蝕性；若食入體內(nèi)會(huì)對(duì)器官和活生物體的中樞神經(jīng)系統(tǒng)有不良影響[12]。目前國內(nèi)外研究較為認(rèn)可對(duì)甲酚是酸筍臭味的最主要呈味物質(zhì)。對(duì)甲酚具有一些刺激性氣味、焦皮臭、動(dòng)物臭[13]，與其他風(fēng)味物質(zhì)共同作用，呈現(xiàn)出發(fā)酵酸筍強(qiáng)烈的刺激性氣味。對(duì)甲酚是竹筍中游離氨基酸-酪氨酸的主要發(fā)酵副產(chǎn)物，朱照華[14]研究表明，竹筍原材料中含有大量的酪氨酸，在發(fā)酵過程中酪氨酸大量降解，酪氨酸有極大可能性轉(zhuǎn)化為對(duì)甲酚，成為影響酸筍風(fēng)味的重要揮發(fā)性物質(zhì)。

2.3.2 酸類

酸類物質(zhì)是酸筍中第二大類風(fēng)味物質(zhì)，共檢測出7種酸，3種樣品中分別占總揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的34.05%、6.05%和15.36%，對(duì)酸筍的呈味和呈香體有一定的影響。在檢測出的酸類物質(zhì)中，樣品1中山梨酸相對(duì)含量最高，乙酸次之；其他兩個(gè)樣品中乙酸的相對(duì)含量最高。乙酸的揮發(fā)性較強(qiáng)，對(duì)酸筍酸味的貢獻(xiàn)較大。乳酸菌利用六碳糖、五碳糖，經(jīng)分解代謝產(chǎn)生乙酸、丙酸等有機(jī)酸，成為風(fēng)味物質(zhì)或是重要風(fēng)味物質(zhì)的前體[15]。山梨酸是一種高效安全的食品保鮮劑，樣品1中很可能是添加了這類防腐劑。酸類除了本身作為呈味物質(zhì)以外，還能與醇類反應(yīng)生成酯類，同時(shí)賦予酸筍一些營養(yǎng)保健功能，如促進(jìn)消化、維持腸道健康等。

2.3.3 醇類

醇類物質(zhì)本身具有香味，但因其閾值較高，對(duì)酸筍的整體氣味影響不明顯。在食品發(fā)酵過程中，乳酸菌異型發(fā)酵代謝產(chǎn)生乙醇及二氧化碳等發(fā)酵產(chǎn)物。沈月新[16]研究發(fā)現(xiàn)醇類物質(zhì)主要來源于兩種情況：原料自身攜帶以及發(fā)酵過程中經(jīng)微生物活動(dòng)降解氨基酸產(chǎn)生。3種酸筍樣品中醇類物質(zhì)的含量均較低，乙醇存在于樣品1和樣品2中，含量(相對(duì)峰面積)分別為2.27%和1.48%，是主要的醇類物質(zhì)；樣品1中的2,3-丁二醇具有醇香和令人愉快的香氣[17]，但含量極低(0.20%)。樣品2中的丙醇具有水果和新鮮草木的風(fēng)味[18]，是酒中的重要風(fēng)味物質(zhì)。樣品3中醇類的含量極低，只有0.04%，對(duì)酸筍的風(fēng)味影響甚微。

2.3.4 酯類

酯類物質(zhì)是發(fā)酵食品具有香味的特征性風(fēng)味成分之一。3種酸筍樣品中樣品1和樣品2中酯類物質(zhì)均只有1種且相對(duì)含量較少，分別為乙酸乙酯(0.31%)和乙酸丙酯(0.28%)，樣品3的種類因其整體風(fēng)味物質(zhì)種類較多而較多，分別為乙酸丙酯和癸酸正丙酯，含量(相對(duì)峰面積)也不高(0.96%)，對(duì)酸筍本身呈現(xiàn)的刺激性氣味影響較小。

2.3.5 其他物質(zhì)

醛類物質(zhì)的氣味閾值均較低，對(duì)酸筍風(fēng)味的形成具有較為重要的影響。僅樣品1中檢測到苯甲醛(0.06%)和(E)-2-辛烯醛(0.05%)，苯甲醛具有特殊的杏仁堅(jiān)果香氣量極低[19]，對(duì)風(fēng)味的影響不夠顯著。右旋萜二烯有似鮮花的清淡香氣[20]，含量較低(0.12%)，但閾值也較低(41 μg/kg)，對(duì)風(fēng)味有補(bǔ)充作用。飽和烷烴類的香氣閾值較高，賦予產(chǎn)品的風(fēng)味作用較小。

3 結(jié)論

本研究以廣西地區(qū)較為出名的3種酸筍為研究對(duì)象，采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀測定其揮發(fā)性成分，其中，廣西陳香居酸筍中共檢測出13種，廣西阿亮酸筍共8種，韓太螺螄粉酸筍包共17種。其中對(duì)酸筍的特征風(fēng)味貢獻(xiàn)較大的是一些揮發(fā)性的酚類和酸類。3種市售酸筍的風(fēng)味物質(zhì)中對(duì)甲苯酚含量最高，分別為62.52%、91.02%和82.00%，是酸筍獨(dú)特酸臭味的主要形成因素，與乙酸的協(xié)同作用可能加劇了臭味的生成。本研究明確了酸筍獨(dú)特風(fēng)味的具體物質(zhì)，為廣西地區(qū)酸筍的脫除異味研究提供了一定的理論依據(jù)。