赤水晒醋的香气成分分析研究

唐杰，龙晓琴，何银，张惟广

（西南大学食品科学学院，重庆 400715）

赤水晒醋的香气成分分析研究

唐杰，龙晓琴，何银，张惟广*

（西南大学食品科学学院，重庆 400715）

为了解赤水晒醋的香气成分，利用气相色谱-质谱联用技术对晒醋的香气成分进行鉴定，运用气相色谱面积归一化法确定各成分的相对百分含量，并依据相对香气活度值法（ROAV）确定其关键风味物质。结果显示：从晒醋中共鉴出39种主要香气成分，其中酸类成分有5种（47.72%），乙酸作为醋中酸的主要来源所占比例最高为40.77%，其次为4-酮庚乙酸、2-甲基丁酸、异丁酸、3-甲基丁酸，其他成分：酯类化合物5种（6.08%）、醇类化合物4种（5.39%）、醛酮类化合物8种（18.50%）、萜烯类化合物5种（4.96%）、芳香类化合物2种（0.09%）、其他化合物10种（17.26%）。依据ROAV值确定乙酸仲丁酯、2-甲基丁醛、壬醛、癸醛、α-紫罗兰酮、D-柠檬烯、2，4，5-三甲基唑这7种成分为晒醋的关键风味化合物。

晒醋；气相色谱-质谱联用技术；香气成分；相对香气活度值法（ROAV）；风味

食醋是液态酸性调味品，主要成分为3%～5%的醋酸及其他，包括有机酸、糖类、氨基酸类及酯类等成分［1，2］，还含有醛酮类、萜烯类、维生素、微量元素等微量成分［3］，具有很高的食用价值，还兼有一定的生理药用作用。赤水晒醋精选优质大米及糯米进行蒸煮，以中草药制曲，麦麸、小麦及醋曲与大米粥拌醅，醋醅室内发酵而后装坛，进行日晒夜露、淋醋、精酿、灭菌等三十几道工序，具有很高的食用药用价值。其香气浓厚，醋中的醇、醛、酚、酯等是构成香气的物质，这些成分的含量高低及相互比例对食醋风味品质有很大的影响［4，5］。黄群等［6］对湘西原香醋的香气成分进行测定，共检测到15种香气成分，有利于对香醋的香气调控。韩瑨烜等［7］从新疆海棠果果醋中分离鉴定出69种挥发性香气成分，其中酸类、醇类及酯类成分均是其香气的主要来源。

顶空固相微萃取技术（HS-SPME）结合气相色谱-质谱联用法（GC-MS）对这一高效检测技术广泛应用于食品检验、大气分析、生化和医学领域［8，9］。此方法无需有机溶剂、成本消耗低、所需样品量少、灵敏度高、重现性好、操作简单、方便、快速并能较真实地反映样品的风味组成［10］，大大加快了分析检测的速度，也常常用于食醋分析［11－13］。

本实验采用HS-SPME法提取赤水晒醋中挥发性香气成分并结合GC-MS联用仪对得到的香气组分进行分离、鉴定，根据相对香气活度值法（ROAV）确定其关键风味物质，以期为晒醋产业化生产及香气和品质调控提供理论依据及科学指导。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

赤水晒醋，取自贵州赤水黔老翁有限公司。

1.2 实验试剂与设备

1.2.1 实验试剂

氯化钠（分析纯） 成都科龙化工试剂厂；正构烷烃混合标准品（C3～C9，C10～C25）（色谱纯） 百灵威科技有限公司。

1.2.2 实验设备

GCMS-QP2010型GC-MS联用仪 日本岛津公司；手动固相微萃取（SPME）进样器及50／30μm DVB／CAR／PDMS萃取头 美国Supelco公司；FA2004A型电子天平 上海精天电子仪器有限公司；KQ5200DE型数控超声波清洗器 昆山市超声仪器有限公司；HWS-28型电热恒温水浴锅 上海齐欣科学仪器有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 样品制备

顶空固相微萃取：取8 m L醋样于20 m L顶空瓶中，加入2.5 g NaCl促进香气挥发，加盖密封，于50℃恒温水浴平衡10 min后，插入萃取头顶空吸附40 min，GC-MS联用仪解吸5 min，同时启动仪器采集数据。

1.3.2 GC-MS分析条件

1.3.2.1 气相色谱条件

色谱柱：DB-5MS石英毛细管柱（30 m×0.25μm，0.25μm）；进样口温度230℃；程序升温：35℃（保持2 min），以3℃／min升到60℃（保持3 min），以9℃／min升到80℃（保持3 min），以8℃／min升到230℃（保持1 min）；载气：He（99.999%）；压力：47.7 kPa；柱流量：0.91 m L／min，不分流进样。

1.3.2.2 质谱条件

电离方式EI；电子能量70 eV；离子源温度220℃；四级杆温度150℃；质谱扫描范围35～430 m／z；溶剂延迟3 min。

1.3.3 香气成分定性

将GC-MS联用仪采集到各色谱峰对应的质谱图，用NIST08进行谱库检索，相似度结合保留指数对香气成分进行定性。

保留指数RI的计算：将正构烷烃标准品（C3～C9，C10～C25）按1.3.2条件进样，得到正构烷烃的保留时间，根据程序升温公式计算各组分的保留指数RI值，与谱库中各种物质的保留指数对比，结合相似度定性，确定其化学成分。

式中：tx，tn和tn＋1分别为被分析组分、碳原子数处于n和n＋1的正构烷烃（tn＜tx＜tn＋1）流出峰的保留时间（min）［14］。

1.4 基于ROAV值确定主体风味物质

通过采用相对香气活度值法（ROAV）评价各挥发性成分对样品总体香气的贡献，确定关键风味化合物。

式中：C%i，Ti分别为各挥发性物质的相对百分含量和相对应的感觉阈值；C%max，Tmax各指对样品总体风味贡献最大的组分的相对百分含量和相对应的感觉阈值。刘登勇等［15］通过对如皋火腿中的挥发性风味物质ROAV值的比对进一步确定火腿中主要的风味物质；董琪［16］采用ROAV值确定发酵牛肉肠中的关键风味化合物（ROAV≥1）和重要修饰作用的化合物（0.1≤ROAV＜1）；黄丹等［17］依据ROAV法评价各风味成分对四川麸醋总体香气的贡献，从而确定其关键主体风味物质。

2 结果与分析

2.1 组分分离与定性

正构烷烃标准品（C3～C9，C10～C25）及晒醋香气成分总离子流图分别见图1～图3，所确认的赤水黔老翁晒醋香气成分及各自的相对含量见表1。

图1 C3～C9标准品总离子流色谱图Fig.1 Total ion current chromatogram of C3～C9

图2 C10～C25标准品总离子流色谱图Fig.2 Total ion current chromatogram of C10～C25

图3 赤水晒醋香气成分的总离子流色谱图Fig.3 Total ion current chromatogram of aroma components in Chishui sun vinegar

表1 赤水晒醋香气成分鉴定结果Table 1 Identification results of aroma components in Chishui sun vinegar

续 表

由表1可知，所鉴定的化合物包括：酸类化合物5种（47.72%）、醇类化合物4种（5.39%）、酯类化合物5种（6.08%）、醛酮类化合物8种（18.50%）、萜烯类化合物5种（4.96%）、芳香类化合物2种（0.09%）、其他化合物10种（17.26%）。其中主要成分为：乙酸40.77%、4-酮庚乙酸5.88%、糠醛15.94%等。

赤水晒醋所含香气成分及各类香气成分所占比例见图4。

图4 晒醋中各类香气成分百分含量Fig.4 The percentage composition of all kinds of aroma components in sun vinegar

2.2 呈香成分的呈香特征、分类分析及挥发性香气的描述

由表1和图4可知，酸类、酯类、醇类及醛酮类是黔老翁晒醋风味的主要香气成分。晒醋中酸类化合物所占比例最高为47.72%，乙酸作为主要的酸性成分，对晒醋酸味所做贡献最大，其他几种酸性成分依次为：4-酮庚乙酸占5.88%，2-甲基丁酸占0.63%，异丁酸占0.23%以及3-甲基丁酸占0.21%。其中4-酮庚乙酸和异丁酸均具有刺激性气味，2-甲基丁酸具有刺鼻辛辣的羊乳干酪气味，低浓度时呈现愉快的水果香气。

醇类是发酵过程中微生物作用或者氨基酸脱羧形成的产物［18］。晒醋中共检测出4种，分别是2-甲基-3-辛醇、3-甲基-3-庚醇、2，4-二甲基-3-庚醇、2-甲基-2-丙基-1，3-丙二醇。

醛酮类在晒醋中所占比例也较大，共检测出8种（2-甲基丁醛、糠醛、苯甲醛、香茅醛、可可醛、壬醛、葵醛、α-紫罗兰酮），2-甲基丁醛具有强烈的窒息性气味，但稀释后有独特的可可和咖啡的香气；苯甲醛具有花香、甜瓜香、类似杏仁香、覆盆子的香气［19－21］，糠醛（2-呋喃甲醛）类似异戊醛、麦芽、发酵香韵，具有巧克力样的风味，性质与醛、醚、二烯烃等化合物相似。香茅醛具有橘子皮的香气［22］；可可醛具有果香、木香、草香和巧克力香；壬醛有玫瑰花香［23］；紫罗兰酮具有甜花或松木香，浓度低时类似紫罗兰香。这些香气成分的含量较低，但对晒醋的呈香有一定影响。

晒醋中酯类共检测到5种（碳酸丙烯酯、丁二酸一甲酯、乙酸仲丁酯、2-硝基丙酸乙酯、异丁酰乙酸乙酯），乙酸仲丁酯为羟基类化合物，具有水果香味，酯类成分相对检出较少或许与晒醋传统发酵过程相关。这些酯类成分相互作用对晒醋的香气特性产生一定的影响。

此外，在晒醋中还检测到萜烯类化合物5种（1，3，5，7-环辛四烯、7-甲基-3-亚甲基-1，6-辛二烯、1-甲基-2-异丙基苯、右旋萜二烯、萜品烯），芳香类化合物2种（1，2-二乙苯、对二乙苯）以及其他类化合物10种（正十五烷、植烷、甲乙酐、二甲基二硫、2，4，5-三甲基唑、邻甲基间羟基二苯胺、1，3-二噁烷、2，3，5-三甲基吡嗪、2，3，5，6四甲基吡嗪、环己基乙烯基醚），其中萜品烯的香气类似柑橘和柠檬；2，3，5-三甲基吡嗪具有烤土豆、炒花生、核桃、坚果、壤香、发酵霉香的香气，兼有巧克力、可可风味；2，3，5，6-四甲基吡嗪又名川弓嗪，呈坚果香、可可、花生、咖啡样香气［24］，可作为调香物质，可以降低血压、活血化淤、改善冠心病、溶栓抑栓以及清除自由基等，作为临床药物改善微循环和脑血流，具有一定的药用价值，该成分也为晒醋提供了其特有的保健价值。这些香味物质糅合在一起赋予了赤水晒醋醋香、酯香融合与酸味口感醇厚的品质。

2.3 依据ROAV值确定的特征风味物质

表2 晒醋中特征香气的ROAV值Table 2 The ROAV values of characteristic aroma in sun vinegar

由表2可知，晒醋中的主体香气成分有7种（ROAV≥1）：乙酸仲丁酯、2-甲基丁醛、壬醛、癸醛、α-紫罗兰酮、D-柠檬烯、2，4，5-三甲基唑。乙酸、3-甲基丁酸、2-甲基丁酸、糠醛、苯甲醛、香茅醛对晒醋总体风味起重要的修饰作用（0.1≤ROAV＜1）。

3 结论

本实验利用顶空固相微萃取（HS-SPME）和气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）对赤水晒醋中的香气成分进行分离和结构鉴定，并运用气相色谱面积归一化法确定各个成分的相对百分含量。从晒醋中鉴定出39种香气成分，各成分比例相互协调，尤其是四甲基吡嗪（川芎嗪，6.00%）在总体香气成分中的含量较高，赋予了该醋特有的保健价值。

依据相对香气活度值法（ROAV）确定了晒醋中的关键风味化合物：乙酸仲丁酯、2-甲基丁醛、壬醛、癸醛、α-紫罗兰酮、D-柠檬烯、2，4，5-三甲基唑。此外，晒醋中特征风味成分的确定与其含量并不成正比关系，乙酸的含量高但其香气阈值远远超过其他成分，在晒醋中起重要的修饰作用。

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Analysis of Aroma Components in Chishui Sun Vineger

TANG Jie，LONG Xiao-qin，HE Yin，ZHANG Wei-guang*
（College of Food Science，Southwest University，Chongqing 400715，China）

The aroma components and the relative percentage of each component of Chishui sun vinegar are identified by gas chromatography-mass spectrometry and gas chromatography area normalization method.The key aroma components are determined by relative aroma activity method（ROAV）.The results show that there are 39 major aroma components，including 5 kinds of acids（47.72%）.Acetic acid as the main source in the proportion is 40.77%，followed by 4-ketoacetic acid，2-methylbutanoic acid，isobutyric acid and 3-methylbutanoic acid.Other components are as follows：5 kinds of esters（6.08%），4 kinds of alcohols（5.39%），8 kinds of aldehydes and ketones compounds（18.50%），5 kinds of terpene compounds（4.96%），2 kinds of aromatic compounds（0.09%），and 10 kinds of other compounds（17.26%）.DL-sec-butyl acetate，2-methylbutyraldehyde，nonanal，decanal，α-ionone，D-limonene and 2，4，5-trimethyloxazole are determined as the key flavor compounds based on ROAV value.

sun vinegar；GC-MS technology；aroma components；ROAV；flavor

TS264.22

A

10.3969／j.issn.1000-9973.2017.10.029

1000-9973（2017）10-0135-05

2017－04－23 *通讯作者

唐杰（1990－），女，硕士，研究方向：食品发酵工程；张惟广（1963－），男，副教授，研究方向：食品发酵工程。