固相微萃取-气质联用法分析辣椒骨挥发性成分

陈庆金，麦馨允，蒋平香，黄娇丽

(1.百色学院 农业与食品工程学院，广西 百色 533000；2.桂林市粮油质量监督检验中心，广西 桂林 541002)

辣椒骨是桂西高原山区苗家的风味特产，是将带肉或不带肉的猪、牛或其他野兽的骨头舂烂，加上辣椒粉、生姜、花椒、酒、盐等配料拌匀，置于坛内密封半个月制成。在“三林”的少数民族农家，煮菜仍不习惯放盐巴，把辣椒骨当作佐膳的味碟蘸料，或作为调味品放入菜肴，是苗族同胞居家和外出时必备的佳品。它香气馥郁、辣而不烈、鲜美可口、油而不腻，常吃不仅有助于血液循环，还有驱寒解表、增进食欲、帮助消化的功效，已成为桂西地区备受青睐的送礼佳品[1]。而目前有关辣椒骨的研究报道较少。

在辣椒骨的加工过程中合理利用禽畜骨头副产物，骨头中含有蛋白质、脂肪以及多种矿物质，还可以从骨头中提取骨素，骨素的衍生物骨油可以制作红烧排骨酱包和烤肉汁等调味品[2]。刘春娟等[3]利用猪骨白汤和蛤蜊提取物生产了一种速食海鲜豚骨汤调味包。赵健等[4]分析了猪脊骨炖煮可产生127种挥发性化合物。赵静等[5]从4种猪骨汤中均分离出17种游离氨基酸，其中有7种为必需氨基酸，谷氨酸对猪骨汤的呈味贡献最大。杜喜玲[6]从发酵猪肉中鉴定出41种物质，主要风味物质有醛、醇、酮、酯、酸等。王蒙等[7]采用溶剂辅助蒸发提取、气相色谱-质谱分析清炖猪肉汤香气物质，鉴定出24种香气活性物质。本研究以桂西德峨高原地区苗族、汉族农家自制辣椒骨为研究对象，采用固相微萃取-气质联用法分析辣椒骨挥发性成分，以期为辣椒骨的风味物质研究提供基础理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

辣椒骨：百色市隆林德峨乡；H-1、H-2：取自汉族农家；M-1、M-2、M-3、M-4：取自苗族农家。

1.2 仪器与设备

SCION SQ 456气相色谱-质谱联用仪 美国Bruker公司；DB-WAX色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm) 美国Agilent公司；固相微萃取手柄、50/30 μm CAR/PDMS/DVB萃取头 美国Sigma公司。

1.3 方法

1.3.1 样品处理

辣椒骨挥发性成分的提取和检测条件参照蒋丽等[8]的方法并进行优化改进：取5 g样品置于20 mL顶空瓶中，将老化后的50/30 μm CAR/PDMS/DVB萃取头插入样品瓶顶空部分，于45 ℃吸附30 min，吸附后的萃取头取出后插入气相色谱进样口，于250 ℃解吸3 min，同时启动仪器采集数据。

1.3.2 色谱条件

GC 条件：色谱柱为DB-WAX(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；初始温度40 ℃保持3 min，先以5 ℃/min升到90 ℃，再以10 ℃/min升到230 ℃，保持7 min；进样温度250 ℃，载气He，流速0.80 mL/min，不分流进样。

MS 条件：电子源为EI源；电子能量70 eV；离子源温度200 ℃；接口温度250 ℃；检测器电压1000 V；扫描范围30～500 m/z 。

1.3.3 定性与定量

由GC-MS得到的谱图,在检索数据库NIST 2014和Wiley 8.0进行匹配，对匹配度大于800(最大值为1000)的挥发性化合物进行定性分析，采用面积归一化法确定挥发性物质的相对含量。

2 结果与分析

2.1 GC-MS色谱图

采用SPME-GC-MS 分析6种辣椒骨挥发性成分，总离子色谱图见图1。H-1、M-1、M-4辣椒骨样品挥发性成分集中出峰时间为10～20 min，其他样品的集中出峰时间在10～25 min，不同样品之间挥发性成分存在差异。

2.2 辣椒骨中挥发性成分分析

采用SPME-GC-MS分析6种不同辣椒骨挥发性成分的定性定量，结果见表1。

表1 辣椒骨挥发性成分定性定量分析结果Table 1 Qualitative and quantitative analysis results of volatile component in Lajiaogu

续 表

续 表

续 表

续 表

续 表

续 表

续 表

通过SPME提取，GC-MS分析6种辣椒骨得到挥发性成分共197种，其中酯类56种，醇类28种，烯炔类51种，烷烃9种，苯环类12种，醛酮类29种，酸类7种，含氮化合物3种，呋喃类2种，共有成分14种。其中取自苗族的辣椒骨 M-1、M-2、M-3、M-4检出的挥发性成分分别为76，74，72，68种，均比取自汉族的辣椒骨H-1(67种)、H-2(68种)检出的挥发性成分种类多。

由表1可知，酯、烯烃、醇三类挥发性成分占总化合物种类和含量的65%和85%以上，是腌制辣椒骨香气特征的最主要挥发性成分。取自苗族M-3的酯类和苯环类化合物种类最多，分别为35种和9种，M-2所含的挥发性成分烯烃类可达27种，醇类中取自汉族的H-1样品检测出最多，为15种，其他类别挥发性成分种类相差不大。

2.3 辣椒骨挥发性成分分类分析

2.3.1 酯类

酯类主要来自脂质氧化，一般具有特殊香气，可以赋予辣椒骨酯香。除了M-2样品，其他5个样品中酯类检出种类均比其他挥发性成分多，其中H-2、M-2中酯类相对含量超过40%，6个样品中酯类相对含量为：H-2(40.96%)>M-2(40.72%)>H-1(32.04%)>M-3(30.19%)>M-4(21.60%)>M-1(14.14%)，共有酯类成分7种，相对含量分别为癸酸乙酯(16.68%)>乙酸乙酯(13.46%)>辛酸乙酯(9.36%)>异戊酸乙酯(6.11%)>反油酸乙酯(5.67%)>月桂酸乙酯(5.47%)>2-甲基丁酸乙酯(3.65%)。各个样品中癸酸乙酯相对含量相差较大，其中H-2中相对含量可达10%，癸酸乙酯具有椰子香气，赋予了辣椒骨特有的酯香味，而周才琼等[9]对四川、贵州苗汉杂居地区的传统酸肉的挥发性香气成分检测中，同样检测出癸酸乙酯，并被认为是酸肉的主要风味物质；乙酸乙酯具有水果香味，M-3中相对含量可达6.20%；辛酸乙酯具有白兰地酒香味，可用于调味品和香料制造，但各个样品中相对含量在1%左右，相对含量较低；异戊酸乙酯具有香蕉味，甜果香；月桂酸乙酯具有果香，花香，肥皂味。除样品M-3外，其他样品均含有乙酸芳樟酯，相对含量较高，分别为16.94%、9.71%、1.66% 、5.06%、13.73%，主要来源可能为辣椒骨中的辣椒[10]。

2.3.2 醛类和酮类

醛酮类物质主要是脂肪氧化的产物，阈值低，对辣椒骨香气贡献较大[11,12]，此外，酮类化合物还可以由酯类分解或醇类氧化生成[13]。6种辣椒骨共检测出醛类物质14种、酮类物质15种，醛酮类物质相对含量为H-2(3.95%)>H-1(2.58%)>M-1(1.44%)>M-2(1.41%)>M-4(1.21%)>M-3(0.76%)，除了M-1样品，其他样品均检出壬醛，给人脂肪和植物气息的生理印象[14]。H-1检测出醛类3种、酮类5种，H-2检出醛类7种、酮类2种,M-4检出醛类6种、酮类3种，M-1检出醛类7种、酮类2种，M-2检出醛类4种、酮类3种，M-3检出醛类1种、酮类4种。

2.3.3 烯炔类

烯炔类具有特殊香气，阈值较低，样品中相对含量高，对辣椒骨香气贡献较大，6个样品共检测出烯炔类51种，相对含量大小顺序依次为M-1(53.398%)> M-4(45.562%)>M-2(35.651%)>M-3(27.831%)>H-1(27.232%)>H-2(19.573%)，其中M-2检出27种，M-4检出18种，M-1检出17种，H-2检出16种，M-3检出8种。3,7-二甲基-1,3,6-辛三烯和1-柠檬烯为共有挥发性成分，后者在样品中的相对含量均较高，M-1中含量高达30.642%，具有果香、甜香、青香、醛香气息。

2.3.4 醇类和酸类

2.3.4.1 醇类

GC-MS分析检测出6种辣椒骨样品中醇类28种，相对含量均超过20%，各样品相对含量大小顺序依次为H-2(33.94%)>H-1(31.69%)>M-1(28.21%)>M-3(27.53%)>M-4(26.20%)>M-2(20.68%)，H-1检出醇类14种，M-1、M-4均检出14种，M-3检出11种，M-2检出10种，H-2检出8种，醇类物质可由羰基化合物还原或脂肪氧化分解形成[15]。乙醇、3-甲基-1-丁醇、芳樟醇、苯乙醇在6个样品中均检出，乙醇、芳樟醇在样品中检出均较高，其中乙醇在H-2样品中相对含量高达17.71%，这可能与辣椒骨制作过程中添加调味酒或生物发酵产生酒精有关，芳樟醇在H-1样品中相对含量达到22%，对辣椒骨香气形成具有重要贡献，可产生薰衣草香气，除此之外，苯乙醇还具有玫瑰香气，被认为是葡萄酒的特征香气成分[16]。

2.3.4.2 酸类

酸类成分可以赋予酸味口感，还可以与醇类物质发生酯化反应生成酯类，使辣椒骨风味物质多样化。所有样品中检出酸类物质7种，己酸为共有香气成分，具有干酪油脂腥味、辛辣的味道，相对含量较少，对辣椒骨的香气成分影响不大。

2.3.5 其他物质

所有样品中烷烃检出9种，苯环类12种，含氮类3种，呋喃类2种；烷烃相对含量较低，阈值较高，香气作用较小；苯环类物质一般均具有特殊香气，阈值较低，M-1、M-3均检出精萘，具有香樟木香气；呋喃类检出2种，其中M-3样品中2-正戊基呋喃成分具有豆香、果香气味。

3 结论与展望

本研究通过SPME-GC/MS分析辣椒骨的挥发性成分，共鉴定出197种挥发性成分，主要包括56种酯类，28种醇类，51种烯炔类，9种烷烃，12种苯环类，29种醛酮类，7种酸类，3种含氮化合物，2种呋喃类，酯、烯烃、醇三类挥发性成分占总化合物种类和含量的65%和85%以上，是腌制辣椒骨香气特征的最主要挥发性成分。不同辣椒骨挥发性成分种类和相对含量有较大差异。其中取自苗族的辣椒骨 M-1、M-2、M-3、M-4检出的挥发性成分分别为76，74，72，68种，均比取自汉族的辣椒骨H-1(67种)、H-2(68种)检出的挥发性成分种类多。这可能是苗家辣椒骨制作过程中添加的特有的香精香料和环境中微生物种类与数量的不同影响导致。目前辣椒骨的研究报道较少，本研究团队将分析腌制之前和腌制过程中的辣椒骨挥发性成分，解释挥发性成分变化过程，并对辣椒骨风味的形成机理进行探讨。