不同萃取方法提取青稞老酵馒头挥发性成分的比较

江竑宇，李 梁*，张文会，罗 章，刘振东

（1.西藏农牧学院 食品科学学院，西藏自治区 林芝 860000；2.西藏自治区农牧科学院 农产品开发与食品科学研究所，西藏自治区 拉萨 850032）

青稞（Hordeum vulgare）是西藏人民对裸大麦的俗称，其属于禾本科（Gramineae），是大麦的变种[1]，主要分布于西藏以及青海、四川、云南、甘肃藏区[2]。相比其他禾谷类作物，青稞具有高蛋白、高纤维素和低脂肪等与现代“三高两低”膳食结构相吻合的特点[3-7]，日益受到营养学家的推崇，各种青稞食品也逐渐面市。

近年来，随着西藏文化与内地文化交流的日益频繁，我国北方传统主食馒头也逐渐融入到藏族人民的饮食中，藏族人民将青稞粉和小麦粉混合作为原料蒸制青稞馒头食用[8-9]，这种馒头因其独特的口感和特殊浓郁香味受到大家的青睐。但对于这种在藏区较为流行的青稞馒头，尚缺乏感官、质构、滋味和风味等馒头基本品质的研究。由于青稞馒头中加入了青稞这种具有独特营养成分的谷物，其势必会影响馒头品质的关键因素风味物质。目前，馒头风味物质的提取方法主要包括顶空固相微萃取（headspacesolid phasemicroextraction，HS-SPME）法、同时蒸馏萃取（simul-taneous distillation extraction，SDE）法等，而不同提取方法适用于不同风味成分的提取，所以传统小麦馒头风味物质的提取方法不一定适用于青稞馒头[10-12]。

因此，本研究采用顶空固相微萃取与同时蒸馏萃取两种方法提取青稞老酵馒头中的挥发性物质，采用气相色谱-质谱（gas chromatgraphy-mass spectrometrometry，GC-MS）法对挥发性风味物质进行检测，比较两种萃取方法[13-14]，同时研究青稞馒头中挥发性风味化合物的组成，为进一步分析青稞馒头特征风味组分建立分析方法，加快青稞馒头的工业化进程。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 材料

得利富强三星馒头粉：五得利面粉集团有限公司；青稞粉：青海青穗生物科技有限公司；老面：林芝巴宜区菜市场。

1.1.2 试剂

二氯甲烷（分析纯）：广州化学试剂厂；C6～C20正构烷烃（色谱纯）：德国Dr.Ehrenstorfer公司；其他试剂均为国产分析纯。

1.2 仪器和设备

TLC2000全智能面包机：广东美的生活电器制造有限公司；STPV-10A醒发箱：佛山市顺德区明盛电器实业有限公司；CPA225D电子天平：德国赛多利斯集团；JK-RCEJ-500B调温电热套：上海精科仪器有限公司；08-2T恒温磁力搅拌器：上海梅颖浦仪器仪表制造有限公司；DLSB-5/10小型冷却循环水机：郑州博科仪器设备有限公司；57330-U固相微萃取装置、50/30μm DVB/CAR/PDMS固相微萃取针：美国supelco公司；7890A-5975C气相色谱-质谱联用仪、DBWAX气相色谱柱（0.25mm×0.25μm×50m）：美国Agilent公司。

1.3 试验方法

1.3.1 青稞老酵馒头的制作

青稞粉→加入小麦粉、老面→和面→醒发→挤压揉搓、成型→蒸熟→冷却→青稞老酵馒头

操作要点：

和面：蒸馏水中加入馒头粉78%、青稞粉20%、老面2%，搅拌均匀，用智能面包机和面30min，转速150 r/min。

醒面：将和好的面团在醒发箱中进行醒发，醒发温度38℃，醒发时间4 h，获得发酵好的面团。

挤压揉搓、成型：将醒发好的面团放入智能面包机中进行挤压揉搓，直至表面光滑后，分割成型（5 cm×3 cm×1.5 cm）。

蒸熟、冷却：将成型的馒头在蒸锅中蒸35min，常温冷却10m in后得青稞老酵馒头成品，待测。

1.3.2 顶空固相微萃取[10]

取5 g样品置于萃取瓶中，80℃条件下萃取30min。使用前，萃取针在气质进样口250℃条件下活化2 h。

1.3.3 同时蒸馏萃取[15]

取100 g样品置于500m L圆底磨口烧瓶中，加入200m L蒸馏水并加入磁力搅拌子，置于装置样品端；另取一干净的500m L圆底磨口烧瓶，加入50m L色谱纯二氯甲烷，接于装置溶剂端。将装置通入冷凝水（4℃），加热蒸馏萃取，样品端控制样品处于微沸状态，搅拌速度500 r/min；溶剂端设定温度为50℃，蒸馏萃取3 h，冷却，取二氯甲烷萃取液，减压旋转浓缩，去二氯甲烷，得到萃取物。

1.3.4 青稞老酵馒头样品中挥发性风味成分的检测

采用GC-MS法检测青稞老酵馒头样品中的挥发性风味成分[15]。

GC条件：进样口温度250℃，气质接口温度250℃，载气为高纯度氦气（He），载气流速1.5m L/min，不分流模式进样；升温程序：初始温度50℃，保持1m in；以5℃/m in升温到100℃，保持5min；以4℃/min升温到140℃，保持10min；以4℃/m in升温到180℃，保持10m in；以4℃/m in升温到240℃，保持10min，以5℃/min升温到250℃，保持10min。

MS条件：离子源温度230℃，四级杆温度250℃，电子电离（electron ionization，EI）源，电子能量70 eV，全扫描模式，扫描范围50～550m/z。

1.3.5 挥发风味成分的定性定量

定性：在美国国家标准与技术研究院（national institute of standards and technology，NIST）11标准谱库进行检索，并结合保留指数进行定性分析。

定量：采用峰面积归一化法[12]进行各种挥发性香气成分相对含量的计算，每个样品重复3次，取平均值。

2 结果与分析

2.1 青稞老酵馒头中挥发性风味物质GC-MS分析结果

采用GC-MS法检测青稞老酵馒头样品中的挥发性风味成分，顶空固相微萃取法及同时蒸馏萃取法提取青稞老酵馒头中挥发性风味物质的GC-MS总离子流色谱图见图1，挥发性风味物质组成及相对含量见表1。

由图1可知，HS-SPME和SDE法提取的青稞老酵馒头样品中的挥发性风味成分有明显差异。由表1可知，HS-SPME和SDE法提取相同的青稞老酵馒头样品，经GC-MS检测出11类91种挥发性风味化合物，其中HS-SPME法提取物中检测出63种挥发性化合物，SDE法提取物中检测出35种挥发性化合物。两者共检测出醇类27种，醛类12种，酮类6种，酯类9种，烯烃类8种，羧酸类、苯类酚类、含硫化合物及醚类、呋喃类、含氮化合物及其他化合物分别为6、6、6、3、3、5种，共同检出的挥发性风味物质仅有己醛、糠醛、乙醇、正己醇、苯乙醇、己酸、丁酸7种。HS-SPME法提取物中检测出青稞老酵馒头的挥发性风味物质的数量高于SDE法，这与胡丽花等[15-16]在小麦老酵馒头中的相关研究结果一致。采用HS-SPME法提取的醇、醛、烯烃类物质种类较多[17-18]，而SDE法对中低沸点物质的提取更有优势，这可能是由于SDE的高温长时处理造成部分热敏性挥发性物质被氧化、分解。

图1 顶空固相微萃取法（a）及同时蒸馏萃取法（b）提取青稞老酵馒头中挥发性风味物质的GC-MS总离子流色谱图Fig.1 GC-MS total ion chromatogram of volatile flavor substances extracted from highland barley flour naturally fermented steamed bread by HS-SPME(a)and SDE(b)

表1 顶空固相微萃取法与同时蒸馏萃取法提取青稞老酵馒头样品中挥发性风味成分的测定结果Table 1 Determ ination results ofvolatile flavor components extracted from highland barley flournaturally fermented steamed bread by HS-SPME and SDE

续表

续表

2.2 两种萃取方法提取青稞老酵馒头挥发性成分的比较

HS-SPME法提取物中共检测出醇类19种，醛类10种，酮类4种，酯类4种，烯烃类7种，羧酸类5种，苯类、酚类5种，含硫化合物及醚类1种，呋喃类3种，含氮化合物1种及其他类化合物4种。SDE法提取物中共检测出醇类11种，醛类4种，酮类2种、酯类5种、羧酸类3种，烯烃类1种，苯类、酚类1种，含硫化合物及醚类5种，含氮化合物2种及其他类化合物1种。HS-SPME法提取的青稞老酵馒头挥发性风味成分中，相对含量较高的是乙醇（17.81%）、2-正戊基呋喃（13.07%）、正己醇（11.28%）、己醛（5.50%）、己酸（4.80%）、庚醛（3.40%）、乙酸乙酯（3.29%）、苯乙烯（2.80%）、3-乙基-2-甲基-1,3-己二烯（2.74%）、1-辛烯-3-醇（2.46%）、α-姜黄烯（2.24%）。SDE法提取的青稞老酵馒头挥发性风味成分中，相对含量较高的是甲醛二乙缩醛（16.46%）、丙二醇二乙酸酯（8.37%）、1-allyloxy-2-propanol（6.61%）、乙醇（5.84%）、丁酸（4.49%）。与我国北方传统小麦老酵馒头相比，青稞老酵馒头挥发性化合物种类基本一致，风味略接近河南南阳麸皮酵子面团蒸制的馒头[19-22]，包含大量的醇、醛、酮、呋喃类物质。与使用安琪酵母作为发酵剂的普通馒头[23]相比，检出的青稞老酵馒头挥发性风味成分更加丰富。

3 结论

采用HS-SPME法和SDE法提取青稞老酵馒头样品中的挥发性风味物质，经GC-MS检测后发现，两种方法共检测出91种挥发性化合物，包括醇类27种，醛类12种，酮类6种，酯类9种，烯烃类8种，羧酸类、苯类酚类、含硫化合物及醚类、呋喃类、含氮化合物及其它类化合物分别为6、6、6、3、3、5种；共同检出的挥发性风味物质仅有己醛、糠醛、乙醇、正己醇、苯乙醇、己酸、丁酸7种。其中，HS-SPME法提取物中共检测出63种挥发性化合物，以醇类、醛类、烯烃类为主，主要成分有乙醇、2-正戊基呋喃、正己醇、己醛、己酸、庚醛、乙酸乙酯、苯乙烯、3-乙基-2-甲基-1，3-己二烯、1-辛烯-3-醇、α-姜黄烯等；SDE法提取物中检测出35种挥发性化合物，以醇类、醛类、酮类、酯类、羧酸类为主，主要成分有甲醛二乙缩醛、丙二醇二乙酸酯、1-allyloxy-2-propanol、乙醇、丁酸等。两种方法所提取的挥发性风味物质差异较大，HS-SPME法提取物中检测出的挥发性风味物质数量高于SDE法。说明HS-SPME法和SDE法应用于青稞馒头挥发性风味物质的提取各具优势，提取得到的挥发性风味物质有一定互补性，只有将两种方法结合使用，才能完整分析青稞老酵馒头中低沸点和高沸点的挥发性风味物质，才能更科学、客观、完整的考察青稞老酵馒头的香气组成。