顶空固相微萃取和同时蒸馏萃取法分析精武鸭脖的风味物质

孙 彦，刘章武*，邓 莉

（武汉工业学院 食品科学与工程学院，湖北 武汉 430023）

精武鸭脖是武汉名优特色小吃，因起源于汉口的精武路而得名。精武鸭脖以香辣味突出、麻辣鲜香诸味协调等特点而备受人们喜爱，已成为武汉地区知名度最高、深受国内市场欢迎的小吃食品。目前，国外关于鸭肉风味的报道很少[1]，台湾学者有关于鸭肉挥发性化合物的研究[2]。内地学者对鸭肉风味的研究主要集中在南京盐水鸭[3]、板鸭[4]等方面，而对湖北卤制鸭脖的研究尚未见报道。

本实验利用顶空-固相微萃取（HS-SPME）和同时蒸馏萃取（SDE）两种方法对精武鸭脖风味成分进行提取和浓缩，并结合气相色谱-质谱（GC-MS）法进行鉴定。本文全面地分析精武鸭脖的主要风味组成，为进一步改善产品质量及加工工艺提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

精武鸭脖市售；二氯甲烷、乙醚、正己烷均为分析纯。

1.2 仪器与设备

CAR/PDMS、PDMS/DVB、PDMS萃取头各1支（上海安谱科学仪器有限公司）；CP-3800气相色谱-质谱联用仪（VARIAN公司）；20mL顶空瓶；同时蒸馏萃取装置（天长市华玻实验仪器厂）；恒温水浴锅；恒温磁力搅拌器；旋转蒸发仪。

1.3 试验方法

1.3.1 样品制备方法

（1）顶空固相微萃取法：将鸭脖肉切成0.5cm左右的颗粒，取4g放入20mL顶空瓶中，盖上盖子，封口。将样品瓶放入45℃的加热器中平衡5min，取老化好的萃取针头插入样品瓶中于45℃萃取30min，然后将萃取针头插入GC-MS 进样器中于250℃解析2min，抽回纤维头后拔出萃取头，同时启动仪器采集数据[5]。

（2）同时蒸馏萃取法：取100g鸭脖肉加入200mL蒸馏水在均质机中打浆混匀后放入1L样品瓶中，并用300mL蒸馏水分3次洗涤均质机，同时向溶剂瓶中加入80mL无水乙醚作为萃取剂[6]。样品、萃取剂分别以适当的温度加热，带有挥发物组分的水蒸汽和萃取剂蒸汽升腾、会聚后冷凝，两相不相溶，在同时蒸馏萃取装置“U”型管中被分开，分别流回两侧的圆底瓶中，萃取结束后向提取液中加入10g新鲜干燥的无水硫酸钠并放入冰箱中冷冻24h，过滤，滤液采用旋转蒸发仪浓缩至1mL左右，待气质联用分析。

1.3.2 测定方法

色谱条件色谱柱：DB-WAX毛细管柱（30m×0.25mm×0.25μm）；载气：He；流速：1mL/min；进样量1μL；不分流方式进样；进样口温度：250℃。升温程序：起始温度40℃，保持5min，以5℃/min上升到70℃，保持5min；然后以2℃/min上升到90℃，保持3min，再以3℃/min上升到180℃，保持3min；最后以5℃/min上升至240℃，保持10min[7]。

质谱条件离子源温度：230℃；电离方式：EI；电子能量：70eV；扫描质量范围m/z：40-400。

定性：检索谱图库，确定挥发物成分。

定量：相对百分含量按峰面积归一化计算。

2 结果与分析

2.1 萃取条件优化—萃取头的选择

SPME富集样品中挥发性物质时依据的是化合物的“相似相溶”原理，萃取头的有机涂层对分析的挥发性物质有一定的吸附[8]，所以选择合适的萃取头是试验成功的关键。

本研究采用CAR/PDMS、PDMS/DVB、PDMS三种萃取头对精武鸭脖进行HS-SPME-GC-MS分析，得到3个总离子流图，见图1。

图1 不同萃取头分析鸭肉风味成分总离子流图Fig.1 Total ion current of duck flavor components with different extraction fiber

实验采用CAR/PDMS、PDMS/DVB、PDMS三种萃取头对鸭脖风味成分进行捕集，比较总离子流图可以看出，PDMS/DVB萃取时谱图出峰多，出峰较大，捕集效果最好，共鉴定出42种化合物。故检测鸭脖风味物质选择PDMS/DVB萃取头为最佳。

2.2 同时蒸馏萃取条件优化—萃取溶剂的选择

对同时蒸馏萃取而言，萃取剂的选择对实验结果有重要影响，本实验采用乙醚、二氯甲烷、乙醚+正戊烷（体积1:1）3种溶剂萃取精武鸭脖中的风味成分，通过GC-MS分析，得到如下图谱。

图2 不同有机溶剂分析鸭肉风味成分总离子流图Fig.2 Total ion current of duck flavor components with different organic solvents

从图中可以看出，相较于二氯甲烷和乙醚+正戊烷，以乙醚作为溶剂进行萃取时谱图出峰多，出峰较大。且经GC-MS鉴定，二氯甲烷萃取出16种化合物，乙醚鉴定出51种，乙醚+正戊烷鉴定出17种，故选择乙醚做萃取剂。

3 鸭脖挥发性成分的GC-MS分析鉴定

采用HS-SPME和SDE两种方法对精武鸭脖中的风味物质进行提取，经GC-MS综合分析鉴定，鸭脖中的挥发性风味成分及相对含量见附表。

附表 精武鸭脖挥发性风味成分的GC-MS结果分析Attached table Results analysis of volatile flavor compounds in Jingwu duck neck by GC-MS

由附表可知，采用HS-SPME和SDE两种方法提取鸭脖中的风味成分，经GC-MS分析，共检出68种化合物，其中烃类20种、醇类13种、醛类10种、酚类2种、酮类4种、酯类9种、醚类3种、酸类2种、含硫含氮含氧及杂环化合物5种。SPME法检出42种化合物，SDE法检出51种，2种方法检出的相同的化合物有25种，为β-水芹烯、β-蒎烯、异松油烯、D-柠檬烯、α-蒎烯、3-蒈烯、松油烯、2-蒈烯、石竹烯、萜烯醇、愈创木醇、2-甲基-1-十六烷醇、庚醛、苯甲醛、油酸、亚油酸、丁子香酚、L-香芹酮、丁酸芳樟酯、乙酸松油酯、乙酸香叶酯、桉油精、龙蒿脑、茴香脑、巴伦西亚橘烯。这25种化合物的出峰面积相对比例在SPME中占到70.53%，在SDE中占到77.43%。

4 挥发性风味分析

4.1 烃类化合物

在检出的所有风味化合物中，烯烃化合物的种类最多，有20种，主要以萜烯类为主，含量较高的为D-柠檬烯、松油烯、石竹烯，它们是卤制时使用的香辛料八角茴香[9]、肉豆蔻[10]、广藿香[11]等产生的挥发性成分。烃类化合物一般阈值较高（如β-蒎烯140μg/kg），对肉类风味的贡献不明显，但其中D-柠檬烯（10μg/kg）和α-蒎烯（6μg/kg）的阈值相对较低，对风味有较大的影响。

4.2 醇类化合物

醇类化合物共检出13种，其中芳樟醇、松油醇及愈创木醇属不饱和醇，主要来自八角茴香[8]和小茴香[12]。由于不饱和醇的风味阈值一般较低，故对风味的贡献较大[13]，如芳樟醇阈值为6μg/kg，既有紫丁香、铃兰与玫瑰的花香，又有果香气息，对精武鸭脖的风味有重要影响。

4.3 醛类化合物

水煮鸭脖中检出的醛类主要是壬醛。卤制鸭脖中检出包括壬醛等10种醛类化合物，分别占HS-SPME和SDE挥发性化合物含量的0.92%、9.56%，其中2，4-癸二烯醛、庚醛、壬醛和己醛的来源与不饱和脂肪酸氧化有关[14]。醛的阈值一般很低（2，4-癸二烯醛：0.07μg/kg，庚醛：3μg/kg，壬醛：1μg/kg，己醛：4.5μg/kg），具有脂肪香味，是肉品香味的主要构成部分[13]，对精武鸭脖的风味可能起十分重要的作用。

4.4 酚类化合物

卤制鸭脖中检出2种酚类化合物，分别为丁子香酚和3-烯丙基-6-甲氧基苯酚，它们是肉豆蔻和丁香的挥发性成分[15]。其中丁子香酚含量较高，阈值为6μg/kg，应是鸭脖风味的主要贡献物之一。

4.5 酮类化合物

酮类物质一般具有青香气味，或奶油、果香味。水煮鸭脖中没有检出酮类物质，卤制鸭脖中检测出4种，其中L-香芹酮有留兰香香气，存在于姜黄[16]中，含量相对较高，风味阈值为50μg/kg，对鸭脖风味可能有一定影响。

4.6 酯类化合物

在检出的9种酯类物质中，己酸乙酯有强烈的果香和酒香香气；丁酸芳樟酯具有类似香柠檬的香气，稀释后具有类似蜂蜜、柑橘的香气；乙酸松油酯具有甜橙、熏衣草花香及杏仁类似的香味；乙酸香叶酯具有清甜的香柠檬果香。它们天然存在于肉豆蔻、橘皮等调味料中[17]。其中己酸乙酯和乙酸香叶酯的风味阈值相对较低，分别为1μg/kg和9μg/kg，对风味的影响较大。

4.7 醚类化合物

在精武鸭脖挥发性化合物中，醚类物质含量最高，分别占SPME和SDE法总峰面积的36.72%、54.77%，共有3种，分别为龙蒿脑、茴香脑和桉油精，来源于卤制时加入的八角茴香和小茴香。茴香脑的相对含量在所有挥发性风味成分中占绝对优势，相对气味活度（ROAV）最高，可能对产品风味有较大影响。

4.8 其他化合物

共鉴定出4种含硫含氮含氧及杂环化合物，它们含量较低，阈值也很低并有重要的感官特性[18]。其中二甲基三硫阈值为0.005μg/kg，2-戊基呋喃阈值为6μg/kg，具有类似蔬菜的香韵[19]，对精武鸭脖的风味形成有重要作用。

5 结论

1）采用HS-SPME和SDE两种方法提取鸭脖中的风味成分，确定SPME法采用PDMS/DVB萃取头，SDE法采用乙醚为有机溶剂，两种方法共检出68种化合物，其中烃类21种、醇类13种、醛类10种、酚类2种、酮类4种、酯类9种、醚类3种、酸类2种、其他化合物4种。

2）经对精武鸭脖风味物质百分含量和阈值大小的分析，初步确定构成精武鸭脖的主要风味成分是：D-柠檬烯、α-蒎烯、芳樟醇、己醛、庚醛、壬醛、2，4-癸二烯醛、丁子香酚、己酸乙酯、乙酸香叶酯、茴香脑、二甲基三硫、2-戊基呋喃。乙苯、石竹烯、香芹酮对鸭脖的总体风味也有重要贡献。

3）比较两种提取方法，HS-SPME法有利于提取易挥发性化合物，而SDE法经过长时间蒸煮萃取，低沸点的化合物检出较少。因此两种方法相互补充，能更加全面的分析精武鸭脖中的挥发性成分。

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