静态顶空-气质联用分析独山素臭酸中的风味物质

李咏梅，龚元

（黔南民族医学高等专科学校，贵州都匀 558000）

静态顶空-气质联用分析独山素臭酸中的风味物质

李咏梅，龚元*

（黔南民族医学高等专科学校，贵州都匀 558000）

以独山素臭酸为分析对象，采用自动化静态顶空-气质联用技术对2种独山素臭酸样品中的挥发性成分进行分析鉴定，并用峰面积归一化法进行定量。从独山素臭酸2种样品中共鉴定出54种挥发性成分，主要包括酯类、萜烯类、有机酸类、醇类、醛类、酚类等，其中共有的挥发性物质31种，相对含量在10%以上的主要挥发性化合物有丁酸乙酯、已酸乙酯、D-苧烯等成分。研究表明：酯类、萜烯类、酸类是主体挥发物，对产品风味的形成起重要作用。

素臭酸；风味物质；自动化静态顶空；气质联用

素臭酸产于贵州省黔南布依族苗族自治州的独山县，是布依族的一种特色发酵型食品，以凤仙花科凤仙花和十字花科芥菜（青菜）为主要原料，加以木姜子、小麦或竹笋、食用碱等辅料，采用布依族传统加工工艺精制而成，味臭。在当地，农家、盐酸菜厂、私人作坊均有生产，它可以直接食用也可以作为一种调味品来使用，用其制作的菜肴口感丰富独特，在其制做过程中最具特点的是：自然发酵、自然杀菌、无任何添加剂，并且在民间还有用它治疗拉肚子的偏方。本实验首次采用静态顶空-气质联用技术对2种独山素臭酸样品中的挥发性成分进行分析鉴定，并用峰面积归一化法进行定量，并对2种样品进行分析比较，为独山素臭酸的感官风味评价和生产过程控制提供参考依据。

1 材料及方法

1.1 实验材料

样品1：购买自独山黄家盐酸菜厂；样品2：购买自独山伍家作坊。2种样品的生产工艺均为：凤仙花苗、青菜→洗净→沥干→切段→加辅料陶瓷坛密封自然发酵，区别在于样品1中的辅料为小麦、木姜子、食用碱，样品2中的辅料为竹笋、木姜子、食用碱。

1.2 仪器与设备

RP5002K型电子台秤 常州锐品精密仪器有限公司；WP-UP-Ⅱ-20型超纯水机 四川沃特尔水处理设备有限公司；DK-98-Ⅱ-A型水浴锅 天津市泰斯特仪器有限公司；DRTW-1000型调温电热套 上海双捷实验设备有限公司；Agilent 7890A／5975C气相色谱质谱联用仪（配置自动顶空进样器） Agilent公司。

1.3 仪器条件

1.3.1 色谱条件

色谱柱为VF-5MS（30 m×250μm×0.25μm）毛细管柱，柱温40℃，保持3 min，以5℃／min升至260℃，以10℃／min升至310℃，保持2 min；进样口温度250℃；载气为高纯氦气；流量1 m L／min。

1.3.2 质谱条件

离子源为EI源；离子源温度230℃；四级杆温度150℃；电子能量70 e V；溶剂延迟3 min；TIC模式，质量范围30～550 amu。

1.3.3 顶空分析条件

柱箱温度为80℃，定量管温度为95℃，传输线温度为110℃，样品瓶平衡时间为60 min，样品瓶加压时间为0.15 min，定量环填充时间为0.15 min。

1.3.4 顶空分析条件考察

影响自动化静态顶空率的因素主要有样品量、顶空平衡温度和顶空平衡时间等因素［1］。样品量的多少会对顶空瓶中的挥发性成分浓度和检测效果有影响；过高或过长的平衡温度和时间则有可能导致一些不稳定挥发性成分发生分解、氧化等，使分析灵敏度降低。因此，本实验对这3个主要因素进行了考察：

1.3.4.1 样品量的影响

称取4，8，12 g 3种样品量，分别置于20 m L顶空瓶中，平衡温度100℃，平衡时间30 min，顶空进样分析。

1.3.4.2 顶空平衡温度的影响

将平衡时间固定为30 min，平衡温度分别设定为40，60，80，100℃，顶空进样进行优化分析。

1.3.4.3 顶空平衡时间的影响

将平衡温度固定为80℃，平衡时间分别设定为30，40，60，80 min，顶空进样进行最佳条件的优化分析。

1.4 定性与定量方法

1.4.1 定性分析方法

称取独山素臭酸样品1和样品2各4 g，置于80℃水浴中加热60 min，抽取顶空气体1 m L进样。运用GC-MS分析软件，将总离子流图中的各色谱峰与NIST11库中的标准质谱图对照检索并进行人工解析和定性分析，本研究仅报道匹配度≥80的挥发性成分。

1.4.2 定量分析方法

用峰面积归一化法进行定量。

2 结果与讨论

2.1 顶空分析条件的考察结果

2.1.1 样品量

顶空进样分析结果表明：样品为4 g时，就可以测到挥发性成分最大值，所以选择4 g作为最佳样品量，将其放在20 m L顶空瓶中进行分析测定。

2.1.2 平衡温度

顶空进样分析结果表明：随着平衡温度的升高，样品中挥发性成分的数量和丰度也在增加，但当温度升高至100℃时，其与80℃时峰的数量和丰度无明显差别，因此选择80℃为最佳顶空平衡温度。

2.1.3 平衡时间

顶空进样分析结果表明：顶空平衡时间越长，样品中挥发性成分释放得越充分，当平衡时间达到60 min以后，挥发性成分的数量和丰度均无太大变化，因此选择60 min为最佳顶空平衡时间。

2.2 挥发性成分分析

图1 独山素臭酸样品1中挥发性风味成分的总离子流色谱图Fig.1 Total ions chromatogram of volatile compounds of smelly pickled greenstuffs in Dushan region from sample 1

图2 独山素臭酸样品2中挥发性风味成分的总离子流色谱图Fig.2 Total ions chromatogram of volatile compounds of smelly pickled greenstuffs in Dushan region from sample 2

由图1和图2可知，独山素臭酸样品1和样品2中挥发性成分的出峰时间主要集中在24 min之前，通过软件对总离子流图中的各峰经质谱计算机数据系统检索及NIST11库中的标准质谱图，用峰面积归一化法测定了各化学成分的相对质量分数，共鉴定出54种挥发性成分，结果见表1。

表1 独山素臭酸中的挥发性成分Table 1 Volatile compounds of smelly pickled greenstuffs in Dushan region

续 表

由表1可知，独山素臭酸中的挥发性风味物质主要包括有机酸类、酯类、萜烯类、醇类、醛类、酚类、烯类等，其中共有的挥发性物质31种，主要有丁酸乙酯、戊酸乙酯、已酸乙酯、D-苧烯等成分，但2种样品中主要挥发性物质相对含量的差异性显著。在样品1中鉴定出47种挥发性成分，其相对含量占总挥发性物质的92.63%。主要包括酯类22种、萜烯类8种、有机酸类6种、醛类2种、酚类2种、醇类2种、其他物质5种。其中主要挥发性成分有：丁酸乙酯（28.48%）、已酸乙酯（19.18%）、丙酸乙酯（11.6%）、戊酸乙酯（8.56%）、D-苧烯（6.61%）、4-甲基戊酸乙酯（2.91%）、丁酸（1.64%）、庚酸乙酯（1.21%）、2-甲基丙酸乙酯（0.99%）、2-甲基丁酸乙酯（0.98%）等，它们共同构成了样品1的主体挥发物。在样品2中鉴定出38种挥发性成分，其相对含量占总挥发性物质的90.32%。主要包括酯类18种、萜烯类10种、有机酸类2种、醇类3种、其他物质5种。其中主要挥发性成分有：丁酸乙酯（37.22%）、已酸乙酯（10.46%）、D-苧烯（10.34%）、4-甲基戊酸乙酯（6.95%）、戊酸乙酯（5.27%）、丙酸乙酯（4.63%）、2-甲基丙酸乙酯（2.26%）、α-蒎烯（1.98%）、β-月桂烯（1.87%）、2-甲基丁酸乙酯（1.51%）等，它们共同构成了样品2的主体挥发物。将2种样品的主体挥发物进行比较分析可知，尽管2种样品中的主体挥发成分在种类和含量上存在一定差异，但其主要风味物质是相似的，并且它们的复合风味均由酯类和萜烯类决定。酯类化合物主要是在发酵过程中有机酸与醇反应生成，在2种样品中检测出的酯类化合物含量均较高，是主要的挥发性成分，主要有丁酸乙酯、已酸乙酯、丙酸乙酯、戊酸乙酯、4-甲基戊酸乙酯等，这些酯类赋予了独山素臭酸浓郁、持久的复合风味。萜烯类中D-苧烯在2种样品中的含量均较高，其呈新鲜橙子香气。由表1还可知，样品1与样品2各自特有的挥发性化合物，样品1中特有物质前3位戊酸、对甲酚、已酸的检出率为2.23%，酚类物质往往会产生刺激性气味和一些特殊异味，且阈值较低，可能会对样品的风味产生影响［2］。样品2中特有物质前3位β-月桂烯、2，6-二甲基-4-辛烯、2-蒈烯的检出率为2.18%，其中β-月桂烯，又名香叶烯，是一种用途广泛的香料和化工中间体，具有清淡的香脂香气，本身具有明显的祛痰和镇咳作用［3］。

3 结论

周晓媛等研究发现风味物质的产生是蔬菜在腌制过程中经过理化变化、微生物发酵作用和生化变化而形成，主要有几个途径：芥菜类芥子苷水解产物和一些有机物所形成的风味物质；蛋白质水解形成的风味物质；发酵作用产生的风味物质；各种产物之间反应所形成的风味物质；有机酸类、醇类、醛酮类及酯类形成的风味物质；含氮含硫类化合物形成的风味物质［4］。

本实验通过对独山素臭酸2种样品中挥发性成分的研究分析，可知它们这种独特的风味主要是由酯类、萜烯类、有机酸类共同作用而形成，但由于这2种样品所加辅料有区别，所以又各自有着自己特有的挥发性化合物。自动化静态顶空-气质联用法可以快速、简便、准确地对独山素臭酸样品1和样品2中挥发性物质进行鉴定及定量，在样品1中鉴定出47种挥发性成分，其相对含量占总挥发性物质的92.63%。主要包括酯类22种、萜烯类8种、有机酸类6种、醛类2种、酚类2种，醇类2种、其他物质5种。在样品2中鉴定出38种挥发性成分，其相对含量占总挥发性物质的90.32%。主要包括酯类18种、萜烯类10种、有机酸类2种、醇类3种、其他物质5种。2种样品中共有的挥发性成分主要有丁酸乙酯、戊酸乙酯、已酸乙酯、D-苧烯等成分，从结果来看，主要风味物质的相似度较高。本实验只是对独山素臭酸中的挥发性成分进行了初步的鉴定和分析，在一定程度上弥补了现阶段对独山素臭酸挥发性成分研究的空白，为其质量标准的建立提供了参考，但其挥发性成分中的活性成分还有待进一步的分析和鉴别。

［1］柴川，于生，崔小兵，等.静态顶空-气质联用分析淡豆豉中挥发性成分［J］.食品研究与开发，2013，34（14）：81-85.

［2］郑炯，宋家芯，陈光静.顶空-固相微萃取-气质联用法分析腌制麻竹笋挥发性成分［J］.食品科学，2013，34（18）：193-196.

［3］程芝.天然树脂生产工艺学（第2版）［M］.北京：中国林业出版社，1996：58.

［4］徐俐，焦鲁英，何培银.独山盐酸菜风味物质的研究［J］.中国蔬菜，2009（4）：40-43.

Analysis of Flavor Substances of Smelly Pickled Greenstuffs in Dushan Region by Automatic Static Headspace and Gas Chromatography-Mass Spectrometry

LI Yong-mei，GONG Yuan*
（Qiannan Medical College for Nationalities，Duyun 558000，China）

Extract and analyze the volatile components in smelly pickled greenstuffs in Dushan region by automatic static headspace and gas chromatography-mass spectrometry and analyze quantitatively by peak area normalization.54 volatile components are identified from 2 different samples of smelly pickled greenstuffs in Dushan region.These volatile components include esters，terpenes，organic acids，ethanols，aldehydes，phenols，etc..They have a total of 31 volatile substances in common，with relative content of more than 10%of main volatile compounds such as ethyl butyrate，ethyl hexylate，d-limonene，etc..The results show that esters，terpenes and acids are the main volatile compounds，which play an important role in flavor formation of smelly pickled greenstuffs in Dushan region.

smelly pickled greenstuffs；flavor substances；automatic static headspace；GC-MS

TS201.1

A

10.3969／j.issn.1000-9973.2017.10.009

1000-9973（2017）10-0041-04

2017－04－15 *通讯作者

黔南民族医学高等专科学校科研基金项目（QNYZ201515）

李咏梅（1977－），女，贵州贵定人，副教授，硕士，研究方向：天然有机化学；龚元（1974－），男，四川绵阳人，副教授，硕士，研究方向：药学。