自然发酵剁椒的可挥发性物质分析

罗凤莲，夏延斌*，欧阳建勋

(1.湖南农业大学食品科学技术学院，湖南 长沙410128； 2.国家蔬菜加工技术研发分中心，湖南 长沙 410128；3.食品科学与生物技术湖南省重点实验室，湖南 长沙 410128； 4. 湖南省粮食局，湖南 长沙 410008)

自然发酵剁椒的可挥发性物质分析

罗凤莲1,2,3，夏延斌1,2,3*，欧阳建勋4

(1.湖南农业大学食品科学技术学院，湖南 长沙410128； 2.国家蔬菜加工技术研发分中心，湖南 长沙 410128；3.食品科学与生物技术湖南省重点实验室，湖南 长沙 410128； 4. 湖南省粮食局，湖南 长沙 410008)

采用固相微萃取–气质联用法(SPME–GC–MS)对自然发酵剁辣椒的挥发性成分进行分析。结果表明：从3种剁辣椒(食盐添加比率为10%的朝天椒、食盐添加比率为8%的朝天椒、食盐添加比率为10%的线椒，分别记为剁椒A、剁椒B、剁椒C)中共检测出了93种成分，其中24种为3种剁辣椒共有； 剁椒A、剁椒B、剁椒C中的挥发性物质分别为74、53、36种；剁椒A中的主要香气成分是烯烃类、酯类、醛类，剁椒C中的主要香气成分是醇类、烯烃类、酮类、酯类；剁辣椒中挥发性成分的化合物数量、相对含量与辣椒品种有关；同一原料不同食盐添加比率制作的剁辣椒，其挥发性成分的化合物数量与相对含量也不尽相同。

剁辣椒；挥发性成分；食盐添加比率；固相微萃取–气质联用法

1 材料与方法

1.1 材 料

朝天椒又称大冲辣椒，来自湖南省郴州市临武县金江镇大冲乡，水分含量71%。红线椒购买于湖南农业大学东之源超市，水分含量86%。

1.2 主要仪器及气相色谱条件和质谱分析条件

主要仪器：50/30 µm DVB/CARon PDMS 萃取头(上海安谱科学仪器有限公司产品)；GCMS–QP2010气相色谱质谱联用仪(日本岛津公司产品)；GL.3250磁力搅拌器(海门市其林贝尔仪器制造有限公司产品)。

气相色谱条件：DB–5MS毛细管柱(30.0 m× 0.25 mm，0.25 µm)；程序升温，40 ℃初温保持3 min后以5 /min℃ 升至150 ℃，再以10 /min℃ 升至250 ℃，保持10 min，再以20 /min℃ 升至270 ℃，保持 1 min；进样口温度 250 ℃；不分流；载气(He)流量为1.0 mL/min。

质谱分析条件：离子源温度 200 ℃ ；电离方式EI；电子能量70 eV；灯丝电流150 µA；扫描质量范围45～500 m/z。

1.3 方 法

1.3.1 剁辣椒制作方法

剁辣椒的制作：将辣椒进行整理、清洗、晾干、剁碎、加盐拌匀、装瓶密封、自然发酵，得剁辣椒。

以朝天椒为原料，分别以辣椒质量的10%和8%加盐，按照生产工艺自然发酵 4周，分别编号为剁椒 A、剁椒 B。以线椒质量的 10%加盐，用同样的方法制作剁椒C(对照)。

1.3.2 样品处理

将约200 g剁辣椒用打浆机打成匀浆。称取3 g匀浆剁辣椒，加水2 mL，混匀，置于15 mL样品瓶中，于磁力搅拌器上 70 ℃加热平衡，插入萃取头萃取40 min(萃取头事先经270 ℃老化60 min)，进行GC–MS分析。

1.3.3 定性及定量分析方法

定性分析方法：将检测信息用 Nist 2008和WILEY275谱库检索，查询文献资料，对剁辣椒中各挥发性物质进行核对和确认(SI≥80)。

定量分析方法：采用峰面积归一化法求各成分的相对含量。

2 结果与分析

2.1 剁辣椒中的挥发性成分

由图1可知，风味物质的出峰时间大多在30 min之前，各样品的最大丰度值有差异。剁椒A、剁椒B和剁椒C的最大丰度约为1 750 000、500 000 和1 100 000。剁椒A、剁椒B、剁椒C中的挥发性成分的化合物数量依次减少，朝天椒剁椒挥发性成分的化合物数量比线椒剁椒的多。

图1 剁辣椒的GC–MS总离子流图Fig.1 Total ions chromatography of 3 kinds of chopped chilli by GC–MS

由表1可知，从3种剁辣椒中共鉴定出93种挥发性成分，其中剁椒A有74种，剁椒B有53种，剁椒C有36种。这进一步证实朝天椒剁椒的挥发性成分化合物数量比线椒剁椒的多。在鉴定出的93种挥发性成分中，3种剁辣椒中共有的有24种，剁椒A和剁椒B共有的有42种。对于朝天椒，10%加盐剁辣椒检测出的挥发性成分化合物数量明显高于8%食盐添加比率剁辣椒。在3种剁辣椒的共有挥发性成分中，对风味影响较大的香气成分有苯甲醛、芳樟醇、2–异丁基–3–甲氧基吡嗪、水杨酸甲酯、异戊酸己酯、己酸己酯、反式–4–癸烯酸乙酯、癸酸乙酯、石竹烯等。与线椒剁椒相比，朝天椒剁椒中的特征风味物质主要有愈创木酚、肉豆蔻醛和反–2–辛烯醛。

表1 剁辣椒挥发性成分的SPME–GC–MS分析结果Table 1 Results of volatile compounds in 3 chopped chilli by SPME–GC–MS

续 表

2.2 剁辣椒挥发性成分的分类

由图2、图3可知，在剁椒A中，挥发性成分相对含量最高的是烯烃类，其次分别为烷烃类、酯类、醛类。因烷烃类物质香气比较弱，风味特征不明显，所以其主要风味成分是烯烃类、酯类、醛类。烯烃类主要是萜烯烃类，如石竹烯产生的花香，并且烯烃类的阈值较低，因而是辣椒中的主要香气物质。酯类物质有异戊酸己酯、己酸己酯、反式–4–癸烯酸乙酯、癸酸乙酯等。酯类化合物气味浓郁，香气持久，一般具有芳香气味或特定水果香味，是自然发酵朝天椒剁椒的主要香气成分。剁椒C中挥发性成分相对含量最高的是醇类，其次分别为烷烃类、烯烃类、酮类、酯类。剔除对风味贡献较小的烷烃类物质，主要风味成分是醇类、烯烃类、酮类、酯类。3种剁辣椒的主要香气成分中，酯类、醛类在剁椒A中的相对含量最高；烯烃类在剁椒B中的相对含量最高；醇类在剁椒C中的相对含量最高。主要香气成分中，酯类、烯烃类、醛类物质均在剁椒A中的数量最多。

图2 不同种类剁辣椒挥发性成分的相对含量Fig.2 Relative content of different types volatile compounds in different chopped chillis

图3 不同种类剁辣椒挥发性成分的组成物数Fig.3 Numbers of different types volatile compounds in chopped chillis

3 结论与讨论

本研究结果表明：

a. 从3种剁辣椒中共检测出了93种成分，其中24种为3种剁辣椒共有，剁椒A、剁椒B、剁椒C中的挥发性物质分别为74、53、36种。

b. 剁椒A中的主要香气成分是烯烃类、酯类、醛类；剁椒C中的主要香气成分是醇类、烯烃类、酮类、酯类。朝天椒剁椒中的特征风味物质主要有愈创木酚、肉豆蔻醛、反–2–辛烯醛。

c. 对于朝天椒，食盐添加比率10%剁椒中检测出的挥发性成分化合物数量明显高于食盐添加比率8%剁椒。在剁椒发酵过程中，食盐添加比率大对乳酸菌发酵有一定的抑制作用，但剁辣椒风味成分中的化合物数量不会因此而减少，因为剁辣椒的风味成分不是由某一种或某一类化合物单独形成的，在自然发酵剁辣椒中还存在其他微生物的作用，所以，即使是同一种辣椒，其剁辣椒挥发性成分的化合物数量仍然有差别。朝天椒剁椒挥发性成分的化合物数量均比线椒剁椒的多，这与朝天椒原料的品种、产地等有关。剁辣椒中挥发性成分的化合物种类、相对含量与辣椒品种有关。对于同一辣椒，不同食盐添加比率制作的剁椒的挥发性成分化合物种类与相对含量不尽相同。

d. 剁椒 C中的醇类物质相对含量最高，其醇类物质主要是芳樟醇和乙醇。芳樟醇是有着强烈铃兰香气的风味物质[14]，而乙醇是在自然发酵中酵母菌发酵糖类产生的。醇类物质，特别是乙醇的减少，有利于降低辣椒中的生涩酒味[15]。酸和醇反应生成酯类物质可降低乙醇的含量，因此，风味较好剁椒的酯类物质相对含量要高。剁辣椒香气除了与挥发性成分的化合物种类、数量及相对含量相关外，还与各种化合物的含量是否平衡有关。与刘嘉等[1]、周晓媛等[3]的试验结果相比较，本试验中朝天椒自然发酵剁椒的挥发性成分的化合物数量更多，醛类物质的相对含量更高，但酯类物质的相对含量偏低，这可能与试验原料、发酵工艺、GC–MS测定方法等有关。

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责任编辑：王赛群

英文编辑：王 库

Analysis of volatile compounds in chopped chilli at natural fermentation process

LUO Feng-lian1,2,3， XIA Yan-bin1,2,3*，OUYANG Jian-xun4
(1.College of Food Science and Technology, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China; 2. National R＆D Center for Vegetable Processing, Changsha 410128, China; 3.Hunan Provincial Key Laboratory of Food Science and Biotechnology, Changsha 410128, China; 4.Grain Bureau of Hunan Province, Changsha 410008, China)

The volatile compounds in chopped chilli at natural fermentation process were analyzed by solid phase microextraction (SPME) and gas chromatography-mass spectrometry (GC−MS) approach. A total of 93 volatile compounds were detected in 3 kinds of chopped chilli, they were 10% NaCl chopped Chaotian chilli, 8% NaCl chopped Chaotian chilli and 10% NaCl chopped line chilli, which were assigned the name chopped chilli A, B and C respectively in the follows. Chopped chilli A, B and C contained 74, 53 and 36 volatile compounds respectively, and 24 volatile compounds out of them were the same. Olefines, esters, and aldehydes were the main aroma compounds in chopped chilli A, while alcohols, olefins, ketones and esters were the main aroma compounds in chopped chilli C. The number and relative content of volatile compounds were related to chilli varieties, while the number and relative content of volatile compounds in the same chilli variety was different from NaCl content.

chopped chilli; volatile compounds; salt content; SPME–GC–MS

10.13331/j.cnki.jhau.2014.01.021

时间：2014– – 00:00

网络出版地址：

TS207.3

A

1007−1032(2014)01−0103−07

固相微萃取法(SPME)集采样、萃取、浓缩、进样于一体，是一种较为理想的样品预处理技术[1–3]。对挥发性风味物质进行分离鉴定时应用最广泛的是气相色谱–质谱联用法(GC–MS)。GC–MS可实现多组分混合物的定性、定量分析，在风味研究中表现出独特的优势[4]。利用气–质连用顶空分析法，V. R. Saskia等[5]研究了土耳其干红辣椒风味物质；M. M. Mazidaa等[6]研究了青辣椒成熟过程中的风味物质。B. J. Stanislau等[7]选用5种萃取纤维头萃取辣椒中的风味成分结果表明，DVB/ CAR/PDS–50/30 μm纤维头萃取的风味成分最多。A Luning Pieternel等[8]，K. Nandor等[9]，G. Arthur 等[10]亦采用GC–MS方法对辣椒中的风味成分进行了测定。此外，熊学斌等[11–12]、杨咏鹃等[13]对干辣椒中的挥发性香味物质进行了研究；周晓媛等[3]对传统发酵辣椒挥发性成分进行了分离鉴定。笔者采用SPME–GC–MS，以购买于市场的红线椒为对照，分析用湖南郴州临武朝天椒红辣椒制作的剁辣椒的挥发性物质成分，探索辣椒发酵过程中香气物质的形成与变化，探索辣椒风味与原料品种、微生物发酵控制等之间的关系，旨在为发酵辣椒的生产工艺优化和风味调控提供参考。

2013–07–20

农业部“948”专项经费资助项目(2003T18)

罗凤莲(1973—)，女，湖南邵阳人，博士研究生，主要从事食品分析与营养研究，1351600014@qq.com；*通信作者，xy520523@aliyun.com