同时蒸馏萃取-气质联用分析月盛斋酱牛肉的挥发性风味成分

綦艳梅，孙宝国，黄明泉，刘玉平，陈海涛*

(北京工商大学化学与环境工程学院，北京 100048)

同时蒸馏萃取-气质联用分析月盛斋酱牛肉的挥发性风味成分

綦艳梅，孙宝国，黄明泉，刘玉平，陈海涛*

(北京工商大学化学与环境工程学院，北京 100048)

为探究酱牛肉中挥发性风味成分，并分析各个物质对酱牛肉整体风味的贡献大小，采用同时蒸馏萃取(SDE)，结合气质联用技术(GC-MS)分离鉴定北京传统肉食品——月盛斋酱牛肉的挥发性风味成分。结果共鉴定出82种风味化合物，其中烃类17种(相对含量4.365%)、醇类12种(相对含量2.663%)、醛类23种(相对含量21.717%)、酮类7种(相对含量0.912%)、酯类1种(相对含量0.279%)、醚类2种(相对含量15.263%)、酸类4种(相对含量2.601%)、酚类2种(相对含量0.889%)、含氮含硫及杂环化合物14种(相对含量2.085%)。其中醛类、醚类、含氮含硫以及杂环化合物是月盛斋酱牛肉的重要挥发性成分。

月盛斋酱牛肉；挥发性成分；同时蒸馏萃取(SDE)；气质联用(GC-MS)

酱牛肉是我国的传统特色肉制品，其以独特的色、香、味而备受人们喜爱，畅销不衰，至今仍是千家万户餐桌上的美味佳肴[1]，其中，月盛斋酱牛肉是酱牛肉中的典型。月盛斋酱牛肉是北京的名产，已有二百多年的历史，其特点是风味优雅、不腥不膻、后味浓郁，广受人们欢迎[2]。目前，对于酱牛肉的研究主要集中在安全卫生、保鲜及质量控制等方面，关于风味物质的研究较少。研究酱肉风味物质不但可以防止不良风味产生，还对工艺的优化和风味的调配提供理论依据。为更好地继承和发展我国传统的饮食文化，对传统的名特优产品有更好的深入了解，本实验拟对酱牛肉的风味成分进行研究。

同时蒸馏萃取是一种提取、分离和富集试样中挥发性、半挥发性成分的有效方法，目前已广泛地应用于食品、饮料、香精香料和烟草中挥发性和半挥发性组分分析[3]。本研究采用同时蒸馏萃取法萃取(SDE)月盛斋酱牛肉中的挥发性成分，结合气-质联用技术(GC-MS)分析其化学成分，旨在确定其主体香味成分并为改进工艺及提高品质提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

月盛斋酱牛肉 市售。

无水乙醚(分析纯)、无水硫酸钠(分析纯，用前干燥处理)、C8～C30正构烷烃(色谱纯) 北京化学试剂有限公司；氮气(纯度99.9%) 北京氦普北分气体工业有限公司。

1.2 仪器与设备

同时蒸馏萃取装置(定制加工) 北京玻璃仪器厂；6980N-5973i气-质联用机(配有液体自动进样器、吹扫捕集器、热脱附仪、二维气相色谱) 美国Agilent公司。

1.3 方法

1.3.1 纯化乙醚的制备

将分析纯乙醚用Oldershow柱进行蒸馏，去掉前后各30mL，得中间乙醚馏分备用，纯化后的乙醚经检测后无杂质峰出现[4]。

1.3.2SDE法提取挥发性成分

称取酱牛肉100g，加入300mL蒸馏水，打浆均匀后置于1L蒸馏瓶中，并用200mL蒸馏水分3次清洗打浆机，将清洗液倒入蒸馏瓶中，置于同时蒸馏萃取装置一端，用油浴加热，温度为(130±2)℃，磁力搅拌；装置的另一端接盛有50mL乙醚的圆底烧瓶，加入少量沸石，水浴加热(45±2)℃，连续提取4h，萃取液加入适量经新鲜干燥的无水硫酸钠，置于冰箱冷冻脱水24h，过滤，所得滤液用旋转蒸发仪浓缩至6～8mL，用分析纯氮气吹扫至0.5mL左右，得到酱香浓郁的淡黄色油状液体，密封保存于－18℃的冰箱中，待气质联用分析。

1.3.3 色谱条件

色谱柱：DB-WAX毛细管柱(30m×250μm，0.25μm)；进样口温度：240℃；升温程序：起始温度35℃，保持1min，以20℃/min升至50℃，保持2min，再以6℃/min升至200℃，保持15min，最后以15℃/min升至240℃，保持4min；载气(He)流速1.0mL/min，进样量1μL；分流比20:1。

质谱条件：电子轰击(EI)离子源；电子能量70eV；离子源温度230℃；四级杆温度150℃；质量扫描范围20～450u。扫描方式：全扫描；溶剂延迟2min，调谐文件为标准调谐。

1.3.4 数据处理

定性分析：对检测结果的分析以计算机NIST 08谱库检索为主，结合保留指数及有关文献进行人工谱图解析，确定月盛斋酱牛肉的挥发性成分。

恒温保留指数的计算公式[5]：

式中：t(i)′为待测组分的调整保留时间；t(n)′为具有n个碳原子的正构烷烃的调整保留时间；t(n+1)′为具有(n+1)个碳原子的正构烷烃的保留时间。

当为线性程序升温时，可直接用保留时间计算保留指数，计算公式如下[5]：I=100×{n＋[(t(i)－t(n)]÷ [t(n＋1)－t(n)]}。

定量分析：采用面积归一化法进行定量分析，求得各挥发性成分的相对含量。

2 结果与分析

SDE-GC-MS分析月盛斋酱牛肉的总离子流色谱图如图1所示，其挥发性化合物的分析结果如表1所示。

图1 月盛斋酱牛肉挥发性香味成分总离子流图Fig. 1 GC-MS total ion current chromatogram of volatile oil from Yueshengzhai spiced beef

由表1可以看出，以乙醚为溶剂，采用同时蒸馏萃取法从月盛斋酱牛肉中提取挥发性成分，经GC-MS分析，共鉴定出82种挥发性风味成分(相对含量50.774%)、烃类17种(相对含量4.365%)、醇类12种(相对含量2.663%)、醛类23种(相对含量21.717%)、酮类7种(相对含量0.912%)、酯类1种(相对含量0.279%)、醚类2种(相对含量15.263%)、酸类4种(相对含量2.601%)、酚类2种(相对含量0.889%)、含氮含硫及杂环化合物14种(相对含量2.085%)。其中相对含量较大的组分为对甲氧基苯甲醛(1.489%)、(E)-肉桂醛(1.616%)、十六醛(13.313%)、十八醛(1.847%)、茴香脑(14.479%)、月桂酸(1.045%)、对烯丙基苯甲醚(0.784%)、乙醇(0.872%)等。

在检出的月盛斋酱牛肉烃类化合物中，挥发性风味成分主要以萜烯类为主，这可能与月盛斋酱牛肉煮制过程中，加入多种香辛料和中草药有密切联系，是月盛斋酱牛肉具有特征风味的原因。如β-蒎烯存在于柠檬油、肉豆蔻油等精油中，具有松节油、树脂香气；γ-松油烯存在于肉豆蔻油、芹菜叶等天然物质中，味道微苦，有辛香和柑橘样风味[6]。

检出的醛类物质在数量和峰面积上都最多，占挥发性风味成分峰面积的42.771%，肉品挥发性风味成分中的醛来源于脂肪氧化，其中辛醛(油脂-清新气息)和壬醛(脂肪香气)是油酸氧化的产物[7]，己醛(清新香草香气)和

2-壬烯醛(烤肉香气)是亚油酸的主要氧化产物[2]；另外，斯特雷克尔氨基酸反应也是肉品中醛类物质形成的重要来源，2-甲基丁醛(甜味、微带水果味)与苯乙醛(风信子香气)分别来自亮氨酸与苯丙氨酸的斯特雷克尔氨基酸反应[8]，苯甲醛则是苯丙氨酸降解的产物[9]；此外，对甲氧基苯甲醛(山楂香气)存在于八角茴香和小茴香中，桂醛(味甜、辛辣)存在于肉桂、桂皮油等物质中，它们是月盛斋酱牛肉在煮制过程中，为了突出其酱香味，加入的香辛料中含有的物质。与张纯等[2]研究结果相比，检出的醛类物质明显增多，其中检出的桂醛对月盛斋酱牛肉独特风味的形成具有十分重要的作用，醛的阈值一般很低，具有脂肪香味，是肉品香味的主要构成部分，检出的23种醛类物质对月盛斋酱牛肉的风味影响较大。

表1 月盛斋酱牛肉挥发性香味成分的GC-MS分析结果Table 1 GC-MS analytical results of volatile flavor compounds of Yueshengzhai spiced beef

醇类主要来自脂肪氧化，饱和醇由于其风味阈值较高，对酱牛肉整体风味贡献较小，而不饱和醇的风味阈值较低，对风味贡献较大。检出的己醇、α-松油醇、桉叶油醇、糠醇、(-)-薄荷醇等是酱牛肉特征风味的主要醇类贡献化合物。

酮类化合物可以是醇的氧化产物，也可以是酯类分解的产物[10]。检测出的酮类物质以3-羟基-2-丁酮与2,3-戊二酮的含量较多，其中，3-羟基-2-丁酮高度稀释后有令人愉快的奶香气；2,3-戊二酮稀释有奶油气味，酮类物质对肉风味的形成也极为重要。

醚类化合物在风味物质中也相当重要，特别是含有苯环的醚，大多具有强烈而愉快的香气[2]，本实验鉴定出的对丙烯基茴香醚和茴香脑，很可能与所加八角茴香、大茴香等香辛料有关，这与臧明伍等[11]的研究结果一致，说明它们对月盛斋酱牛肉的特征风味的贡献很大，具有一定的代表性。

研究认为酯类尤其是乙酸酯类是酒中最重要的风味物质[12]，检出的乙酸乙酯有清灵、微带果香的酒香，这可能与月盛斋酱牛肉在煮制过程中加入料酒等调味品有关。由于酯类物质的阈值较高，因此它对香味的贡献不大。

检出的2种酚类物质分别是2,6-二叔丁基对甲基苯酚、乙基麦芽酚，其中2,6-二叔丁基对甲基苯酚是食品中常用的抗氧化剂；乙基麦芽酚广泛用于食品中，对酱牛肉香味的改善和增强具有显著效果，且能延长其储存期[13]。

检出的长链脂肪酸类化合物，如月桂酸、十四酸等，可能是在高温蒸煮过程中由相应的醇、醛等化合物氧化而来的，也可能是样品中的油脂被乙醚溶解所得，而低分子质量的酸类物质由于参与了热反应生成其他化合物[4]，因此低相对分子质量的酸未检出。由于酸的香味阈值较大，对牛肉的特征风味贡献不大。

由表1可知，共鉴定出14种含氮含硫及杂环化合物，主要有3-甲硫基丙醇、2-呋喃甲硫醇、2-甲基二氢-3(2H)-呋喃酮、2-乙酰呋喃、2,6-二甲基-4-硫代呋喃酮、2-乙酰基吡嗪等物质，由于阈值较低，是酱牛肉中最重要的风味呈味物质[14]，对酱牛肉独特风味的形成具有十分重要的作用，主要来源于氨基酸和还原糖之间的美拉德反应、氨基酸(如脯氨酸)的热解及硫胺素的热解，还可以由Maillard反应中间产物中的一些二羰基化合物进一步与脂质或硫胺素的降解产物反应[15]，多数具有肉香味。呋喃类物质是最丰富的美拉德反应挥发性产物[16]，其中硫代呋喃化合物阈值较低，对肉香味贡献较大；不含硫的呋喃化合物不具有肉香特征，主要是甜香和坚果香，在酱牛肉风味中起着协调、平衡的作用。噻唑类化合物香势强、阈值低，对肉品风味影响显著；噻吩类化合物的嗅觉阈值较低，风味特征显著，但成分不稳定，所以在加工风味中的重要性可能不会太高[17]。含氮化合物如吡嗪类香气特征较突出，大多数具有咖啡香、巧克力香、坚果香、焙烤焦香样香气，对食品的香味起着十分重要的作用，这些含氮含硫及杂环化合物对月盛斋酱牛肉特征风味的形成贡献较大。

3 结 论

3.1 采用SDE-GC-MS分析月盛斋酱牛肉中的挥发性成分，共鉴定出82种挥发性风味成分(相对含量50.774%)、烃类17种(相对含量4.365%)、醇类12种(相对含量2.663%)、醛类23种(相对含量21.717%)、酮类7种(相对含量0.912%)、酯类1种(相对含量0.279%)、醚类2种(相对含量15.263%)、酸类4种(相对含量2.601%)、酚类2种(相对含量0.889%)、含氮含硫及杂环化合物14种(相对含量2.085%)。其中相对含量较大的组分为对甲氧基苯甲醛(1.489%)、(E)-肉桂醛(1.616%)、十六醛(13.313%)、十八醛(1.847%)、茴香脑(14.479%)、月桂酸(1.045%)、对烯丙基苯甲醚(0.784%)、乙醇(0.872%)等。

3.2 本实验与张纯等[2]用SPME法分析月盛斋酱牛肉的挥发性成分相比，鉴定出的醛类、酮类、醇类、含氮含硫及杂环类等物质明显增多，如2-乙酰呋喃、3-甲硫基丙醇、2-呋喃甲硫醇、2-呋喃甲硫醇、茴香脑、桂醛等物质，对月盛斋酱牛肉的特征风味具有十分重要的作用，因此，SDE-GC-MS更适宜分析酱牛肉中的特征性风味物质。

3.3 同时蒸馏萃取得到的挥发油不需要复杂预处理就能直接进行分析，且提取物气味浓郁、对微量成分得率较高、生产成本较低[18]，但由于经长时间高温蒸煮，沸点低的化合物检出较少，因此，还需与其他方法结合分析酱牛肉中的挥发性成分。

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Analysis of Volatile Compounds in Yueshengzhai Spiced Beef by Simultaneous Distillation Extraction and Gas Chromatography-Mass Spectrometry

QI Yan-mei，SUN Bao-guo，HUANG Ming-quan，LIU Yu-ping，CHEN Hai-tao*
(School of Chemical and Environmental Engineering, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China)

The volatile compounds in Yueshengzhai spiced beef was extracted by simultaneous distillation extraction (SDE) and then analyzed by gas chromatography/mass spectrometry (GC-MS).Totally 82 volatile flavor compounds were identified and they were 17 hydrocarbons, 12 alcohols, 23 aldehydes, 7 ketones, 1 ester, 2 ethers 4 acids, 2 phenols and 14 nitrogen- or sulfurcontaining or heterocyclic compounds, accounting for 4.365%, 2.663%, 21.717%, 0.912%, 0.279%, 15.263%, 2.601%, 0.889% and 2.085% of the total amount of volatile compounds, respectively. Among these compounds, aldehyde, ether, nitrogen- and sulfur-containing and heterocyclic compounds were the important flavor compounds in Yueshengzhai spiced beef.

Yueshengzhai spiced beef；volatile flavor constituents；SDE；GC-MS

TS207.3

A

1002-6630(2010)18-0370-05

2010-07-02

北京市教育委员会科技计划面上项目(KM200910011003)

綦艳梅(1986—)，女，硕士研究生，研究方向为香料香精。E-mail：yilian12345678@126.com

*通信作者：陈海涛(1973—)，男，高级工程师，硕士，研究方向为香料香精。E-mail：chenht@th.btbu.edu.cn