豆瓣酱在不同油温下挥发性成分分析

赵驰，李治华，董玲，赵正，何春华

(1.四川省农业科学院农产品加工研究所，成都 610066；2.四川省农业科学院，成都 610066)

郫县豆瓣起源于四川省成都市郫都区民间，距今已经有300多年的历史，由于其独特的制作工艺已于2008年入选我国非物质文化遗产[1]。郫县豆瓣主要原材料为蚕豆、二荆条红辣椒、小麦粉，通过制曲、发酵、酿晒、后熟等过程制作而成，其具有酱香浓厚、味辣香醇、瓣粒酥脆等特点，深受消费者喜爱，是川菜制作中必不可少的调味料，被誉为“川菜之魂”[2]。

顶空固相微萃取-气相色谱-质谱(headspace solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry, HS-SPME-GC-MS)利用特殊材料进行吸附和解吸以富集样品中的挥发性成分，其操作简单，重复性强，准确度高，已经广泛应用于食品领域中[3-5]。在对豆瓣酱风味解析方面，前人的研究主要集中在对市售豆瓣酱风味物质解析和鉴定；对不同后熟时间豆瓣酱中风味物质差异比较；采用全二维气相色谱-飞行时间质谱(GC×GC-TOF MS)通过柱前衍生法对豆瓣酱中非挥发性成分进行鉴定；以及对郫县豆瓣整个制作过程中挥发性成分的追踪，探究其风味形成机制[6-9]。但是郫县豆瓣作为初级加工食品，其附加值较低，导致企业利润空间小，进而多数企业开始对其进行炒制再加工，例如特色火锅料，下饭菜等[10]。本研究拟通过气相色谱-质谱联用技术，对100,140,180 ℃油温下豆瓣酱挥发性成分进行解析，为豆瓣酱进行炒制深加工提供数据理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

豆瓣酱：丹丹郫县豆瓣；大豆油：金龙鱼精炼一级；东美 DT-530手持式红外线测温仪；控温电磁炉 锐椒电器有限公司；分析天平 Ohaus Corporation；固相微萃取头(75 μm) 上海安谱实验科技有限公司；Intuvo 9000 GC System-5977B MSD气相色谱-质谱联用仪、色谱柱(DB-WAX UI，30 m×0.25 mm×0.25 μm) 美国安捷伦公司。

1.2 样品制作

准确量取100 mL调和油于电磁炉铁锅中，加热4 min至温度稳定在实验温度附近，再将事先用天平称取的30 g豆瓣酱倒入其中，持续翻炒5 min，随后关闭电磁炉，自然冷却，此过程翻炒不停止，直至温度趋于室温。

1.3 挥发性成分分析

在20 mL顶空瓶内加入10 g炒制豆瓣酱，将顶空瓶在70 ℃条件下平衡5 min，插入顶空瓶中于70 ℃萃取60 min后拔出，插入230 ℃气相色谱仪进样口解吸5 min。

1.3.1 GC-MS条件

载气(He)流速1 mL/min；自动无分流进样；柱温箱起始温度为40 ℃，维持5 min，升温速度为5 ℃/min提升至60 ℃，然后以2 ℃/min提升至120 ℃，最后以10 ℃/min提高至250 ℃，维持3 min；电离方式为EI(electron ionization)；电子能量70 eV；离子源温度230 ℃；接口温度280 ℃；扫描质量：20～480 u。

1.3.2 定性定量分析

对GC-MS得到的各温度处理豆瓣酱质谱数据与NIST 11标准谱库进行检索；采用面积归一法确定各挥发性物质的相对含量。

2 结果与分析

利用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术 (HS-SPME-GC-MS)对常温以及经过100,140,180 ℃油温处理的4组豆瓣酱进行挥发性成分分析，GC-MS总离子色谱图见图1。

图1 不同油温处理的豆瓣酱挥发性成分的 GC-MS总离子流图Fig.1 Total ion current chromatograms of volatile components of Pixian broad bean paste treated at different oil temperatures analyzed by GC-MS

注：(1)为常温豆瓣酱；(2)为100 ℃油温处理豆瓣酱；(3)为140 ℃油温处理豆瓣酱；(4)为180 ℃油温处理豆瓣酱。

通过NIST 11标准谱库对各温度处理豆瓣经挥发性物质进行检索，结果见表1。

表1 HS-SPME-GC-MS分析不同油温处理的 豆瓣酱挥发性成分结果Table 1 Analysis of volatile component of Pixian broad bean paste at different oil temperatures by HS-SPME-GC-MS

续 表

注：“-”表示未检出。

由表1可知，在常温下豆瓣酱中共检出物质29种，其中醇类物质7种(34.59%)、醛类物质6种(13.20%)、酯类物质5种(5.27%)、酮类物质3种(0.66%)、烃类物质1种(0.27%)、酸类物质3种(11.65%)、吡嗪类物质4种(3.86%)，其中主要成分是乙醇(27.82%)、异戊醇(2.52%)、2,3-丁二醇(1.33%)、糠醛(4.21%)、3-羟基-2-丁酮(0.27%)、3-甲基癸烷(0.27%)、醋酸(9.63%)、山梨酸(1.66%)、2,3,5,6-四甲基吡嗪(3.28%)、2,6-二甲基吡嗪(0.29%)。

在100 ℃油温处理的豆瓣酱中共检出物质14种，其中醇类物质4种(11.79%)、醛类物质4种(1.30%)、酯类物质1种(0.45%)、酮类物质1种(0.50%)、酸类物质2种(28.95%)、吡嗪类物质1种(0.65%)、其他1种(3.64%)，其中2,3-丁二醇(5.71%)、(2R,3R)-(-)-2,3-丁二醇(3.94%)、苯甲醛(0.50%)、苯乙醛(0.43%)、山梨酸乙酯(0.45%)、3-羟基-2-丁酮(0.50%)、2-乙氧丙烷(3.64%)、醋酸(28.31%)、丙酸(0.64%)、2,3,5,6-四甲基吡嗪(0.65%)。

在140 ℃油温处理的豆瓣酱中共检出物质20种，其中醇类物质2种(9.66%)、醛类物质6种(26.21%)、酯类物质1种(0.26%)、酮类物质3种(7.50%)、烃类物质2种(0.37%)、酸类物质2种(25.24%)、呋喃类物质1种(0.23%)、吡嗪类物质3种(0.90%)，其中2,3-丁二醇(7.31%)、糠醇(2.35%)、异戊醇(13.81%)、糠醛(7.81%)、山梨酸乙酯(0.26%)、4-羟基-5-甲基-3-丙基-2-己酮(6.31%)、顺式 1-乙基-2-甲基-环丙烷(0.32%)、2-正戊基呋喃(0.23%)、醋酸(24.87%)、丙酸(0.37%)、2,6-二甲基吡嗪(0.38%)、2,3,5,6-四甲基吡嗪(0.30%)。

在180 ℃油温处理的豆瓣酱中共检出物质39种，其中醇类物质2种(1.15%)、醛类物质17种(27.81%)、酯类物质1种(0.92%)、酮类物质3种(2.27%)、醚类物质2种(0.24%)、烃类物质3种(5.40%)、酸类物质2种(14.20%)、呋喃类物质2种(1.40%)、吡嗪类物质7种(2.75%)，其中1-戊醇(0.99%)、2-甲基丁醛(10.96%)、异丁醛(4.80%)、γ-丁内酯(0.92%)、羟基丙酮(0.97%)、4-环戊烯-1,3-二酮(0.97%)、二甲基三硫醚(0.14%)、顺式 1-乙基-2-甲基-环丙烷(3.80%)、2-正戊基呋喃(0.79%)、醋酸(13.74%)、2,6-二甲基吡嗪(0.87%)、2,3,5-三甲基吡嗪(0.47%)。

从4种不同油温处理的豆瓣酱中共检测出64种挥发性物质，其中常温、100 ℃、140 ℃、180 ℃的油温处理共有挥发性物质5种，主要为糠醇、苯甲醛、苯乙醛、丙酸和醋酸。其中苯甲醛在室温下为无色液体，具有特殊的杏仁气味[11]。苯乙醛为无色或淡黄色液体，具有类似风信子的香气，稀释后具有水果的甜香气[12]。丙酸是无色油状液体，有刺激性气味，主要用作食品防腐剂和防霉剂[13]。乙酸为无色液体，有刺鼻的醋酸味[14]。

在常温油温处理的豆瓣酱中，独有物质10种，占总检出物的15.63%，主要为醇类物质和酯类物质，可知其在挥发性成分上具有独特的特点。其中的乙醇是一种无色透明液体，具有特殊香味，并略带刺激[15]。正己醇常温常压下为无色透明液体，具有特殊香味[16]。辛酸乙酯是一种无色液体，具有白兰地酒香味，还可用于调味品、香料的制造[17]。苯乙酸乙酯有浓烈而甜的蜂蜜香气[18]。水杨酸甲酯有强烈的冬青油香气，常使用在食用香精和日用香精的生产过程中[19]。正是这些独有的物质，让豆瓣酱在常温下风味十足。

在100 ℃和140 ℃油温处理的豆瓣酱中，独有物质均各有2种，占总检出物质的3.13%，分别是100 ℃的3-羟基-2-丁酮和2-乙氧丙烷以及140 ℃的4-羟基-5-甲基-3-丙基-2-己酮和3-甲基-1,4-庚二烯。其中3-羟基-2-丁酮具有强烈的奶油、脂肪香气，高度稀释后有令人愉快的奶香气[20]。

在180 ℃油温处理的豆瓣酱中，独有物质26种，占总检出物的40.63%，其中以醛类物质，酮类物质和吡嗪类物质为主。其中的壬醛具有玫瑰、柑橘等香气，有强的油脂气味[21]。

γ-丁内酯有独特的芳香气味，可作为食用香料[22]。异丁醛有刺激性气味，常用于合成香精香料等[23]。

各挥发性物质在不同油温处理下其相对含量有一定的差异，如乙醇、异丁醇等部分醇类，在常温下存在于挥发性物质中，当油温升高后，乙醇等物质就不再检出，而部分醛类如2-甲基丁醛、异戊醛、糠醛，在常温和100 ℃油温中并未检出，而当油温上升至140 ℃和180 ℃时，才检出这些物质，原因可能是在高温条件下，这些物质发生氧化分解反应，形成新的醛类、酮类[24]。而部分杂环类物质香味成分是食品香味中的主要呈味物质，大多源自于糖和氨基酸之间的非酶褐变反应，主要形成呋喃酮、吡嗪等[25]。在180 ℃时油温处理的豆瓣酱中，生成了大量的吡嗪和呋喃酮，它们中的大部分都具有坚果、焙烤的香气。其中的2-乙基吡嗪是一种具有坚果香、土豆、烤香、肉香、鱼香、可可香气的独特化学物质[26]。2-乙酰基呋喃具有甜的、杏仁、坚果、烤香、烟熏香，存在于咖啡、烤牛肉、烤猪肉等的挥发性香气成分中[27]。

3 结论

通过利用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术(HS-SPME-GC-MS)对常温和经过100,140,180 ℃油处理的郫县豆瓣中的挥发性成分进行分析。发现5种成分在4种油温处理的挥发性成分中共有，并且与100 ℃和140 ℃相比，常温和180 ℃下的豆瓣酱中挥发性成分更丰富，且独有的挥发性成分比例也高，这说明此两个油温下的豆瓣酱更具有独特风味。