顶空固相微萃取法对两种毛霉型豆豉风味分析

邹强，危梦，张孝琴，邵良伟，刘达玉，文永平

（成都大学肉类加工重点实验室，四川成都610106）

豆豉作为我国传统的发酵豆制品，历史悠久，其主要是以大豆和黑豆为原料，经过浸泡、蒸煮、制曲、后发酵等工序加工而成[1]。豆豉因为具有很高的食用和药用价值，深受广大消费者的喜爱。毛霉型豆豉的生产往往受季节、温度、湿度等因素的限制，导致其工业化生产进展较慢[2]。近几年来，国内毛霉型豆豉的研究主要在豆豉的品质研究、微生物菌种的筛选及鉴定、酶类物质及成分的变化、豆豉生产工艺等方面[3-5]。

豆豉的风味主要是受发酵过程中蛋白质等水解产生的氨基酸、活性肽等物质影响，而豆豉的后发酵过程对豆豉中的有机酸、醇类、酯类、醛类等化合物的形成又有很大的影响[6-7]。所以豆豉的风味形成与豆豉的后发酵过程关系密切。本试验选用经过优化的后发酵工艺豆豉为试验组（发酵条件：食盐添加量9.00%、发酵温度36 ℃、乳酸菌和酵母菌接种比例1∶1、发酵时间60 d，此时测得产品氨基酸态氮含量为0.95 g/100 g，总酸含量为2.02 g/100 g），选用市售传统发酵工艺得到的毛霉型豆豉作为对照组。采用顶空固相微萃取气相色谱-质谱联用仪分析风味成分，并测定其氨基酸含量，对经优化后的毛霉型豆豉和传统自然发酵的潼川毛霉型豆豉产品进行分析比较。旨在通过风味分析比较，研制出一种生产周期短，产品的品质和稳定性都能有所提升的毛霉型豆豉，能够为今后毛霉型豆豉的后发酵工艺及风味分析提供一定理论基础[8-10]。

本文通过气相色谱-质谱联用（gas chromatography-mass spectrometer，GC-MS）仪和氨基酸自动分析仪对自制优化后的毛霉型豆豉和市售传统毛霉型豆豉的风味成分和氨基酸组成进行了比较研究，初步了解毛霉型豆豉的主要风味物质和香味成分；为毛霉型豆豉生产工艺的优化和产品质量提高提供有益的参考，并为毛霉型豆豉的进一步研究提供一定的理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验组：自制改良型毛霉型豆豉。

自制改良型毛霉型豆豉的生产工艺流程：成熟豉曲（菌粉接种量0.21%、制曲温度为17 ℃、发酵时间为6 d、制曲相对湿度为86%）→拌料（盐、白酒、醪糟）→装坛→接种乳酸菌→间隔30 d 接种酵母菌→密封保温发酵。

对照组：市售传统毛霉型豆豉，采购于成都市十陵镇好乐购超市。

1.2 仪器与设备

HP 6890 型色谱-质谱联用仪：美国安捷伦公司；L-8900 氨基酸自动分析仪：日本日立公司；JA3103N电子分析天平：上海民桥精密仪器科学有限公司。

1.3 方法

1.3.1 样品前处理

豆豉样品前处理：称取5.00 g 豆豉样品于40 mL顶空瓶中，置于电热套中在50 ℃下平衡10 min，插入CAR/DVB/PDMS 纤维头顶空吸附，50 ℃吸附30 min，GC 解析5 min，待挥发性物质热解析后再进行GC-MS分析。

1.3.2 仪器条件

1.3.2.1 GC-MS 豆豉挥发性成分的测定

GC-MS 条件：HP-5MS 色谱柱，He 为载气，体积流量为1.0 mL/min，进样口温度为230 ℃，起始温度40 ℃保持2min 后，以8 ℃/min 的升温速度升至230 ℃，并保持5 min。

质谱条件：EI 为离子化方式；检测器电压830 eV；离子源温度230 ℃；接口温度230 ℃；扫描方式：扫描速度769 amu/s；扫描范围为全扫描。

1.3.2.2 氨基酸含量测定

色谱柱：阳离子交换柱60 mm×4.6 mm，3 μm，柱温57 ℃；流动相：柠檬酸钠缓冲液0.4 mL/min+0.35 mL/min茚三酮溶液；135 ℃柱后衍生；检测波长：脯氨酸440 nm，其他氨基酸570 nm。

1.3.3 定性与定量方法

定性：对化合物进行分析时，对测得的物质峰经计算机图谱库NIST14.L 谱库中进行检索和匹配，与标准质谱图对照，选择匹配度高于80%的物质。

定量：对总离子流量色谱图用峰面积归一化法进行相对定量，得出各组分的相对含量。

2 结果与分析

2.1 固相微萃取GC-MS 对毛霉型豆豉风味的测定

通过色谱-质谱联用仪测定的挥发性香味物质，挥发性风味成分的总离子流程图如图1、图2 所示，GC-MS 分析结果如表1 所示。

图1 试验组毛霉型豆豉中挥发性风味成分的总离子流程图Fig.1 The total ion flow chart of the volatile flavor components in the experimental group Mucor-type douchi

通过对风味物质的GC-MS 检测分析可以发现，试验组毛霉型豆豉检测出63 种挥发性香味物质，其中31 种酯类物质，3 种醇类物质，5 种醛类物质，4 种酸类物质，3 种酮类物质，1 种酚类物质，16 种其他类物质；对照组传统工艺生产的毛霉型豆豉检测出了50 种挥发性香味物质，其中酯类22 种，醇类4 种，醛类5 种，酸类4 种，酮类1 种，酚类2 种，其他类12 种。

图2 对照组豆豉中挥发性风味成分的总离子流程图Fig.2 Total ion flow chart of volatile flavor components in the control group Mucor-type douchi

表1 毛霉型豆豉中挥发性香味物质的GC-MS 分析结果Table 1 Volatile flavor substances in Mucor-type douchi by GC-MS

续表1 毛霉型豆豉中挥发性香味物质的GC-MS 分析结果Continue Table 1 Volatile flavor substances in Mucor-type douchi by GC-MS

2.2 两种毛霉型豆豉风味对比分析

两种毛霉型豆豉各类挥发性物质的相对含量如图3 所示。

图3 两组毛霉型豆豉样品中挥发性成分比较Fig.3 Comparison of volatile components in two Mucor-type douchi

由图3 可知，两种毛霉型豆豉中组成香气成分的主要物质为酯类、醇类、醛类和酸类以及其他类物质。两组毛霉型豆豉的挥发性香气成分种类大体相似，且均酯类物质为最多，其中试验组酯类物质峰面积占比49.21%，对照组占比为44.00%；其次是醛类物质，试验组和对照含量均在8.00%左右，再次为酸类和醇类物质，最少的为酮酚类物质[11-12]。通过对比两种毛霉型豆豉样品中的挥发性成分，两组豆豉含有共同的挥发性成分为28 种，其中拥有共同的酯类挥发性物质17 种，拥有共同的醛类挥发性物质3 种，拥有共同的醇类挥发性物质1 种，拥有共同的酸类挥发性物质3 种，拥有共同的酚类挥发性物质1 种，有共同的其他类挥发性物质3 种。试验组毛霉型豆豉主体香气成分为：亚油酸乙酯（19.01%）、棕榈酸乙酯（11.14%）、油酸乙酯（10.22%）、苯乙酸乙酯（4.45%）、乙酸（6.96%）、5-甲基-2-苯基-2-己烯醛（4.45%）苯甲醛（3.39%）。对照组传统毛霉型豆豉主体香气成分为：亚油酸乙酯（27.61%）、棕榈酸乙酯（13.23%）、油酸乙酯（12.01%）、2，4-二叔丁基苯酚（9.24%）、乙酸（6.84%）、苯乙醇（3.12%）。

根据两组毛霉型豆豉主体香气成分物质峰面积占比情况，可以看出试验组和对照组豆豉中各类主体香气成分物质基本接近，均是酯类和酸类物质在挥发性风味物质中占主要部分，醛类、醇类次之[13-15]。试验组检测出风味物质的种类明显多于对照组，且试验组检测出的酯类物质种类更多、峰值更大，说明本次试验组制成的毛霉型豆豉不仅在风味上达到了传统毛霉型豆豉的标准，而且比传统毛霉型豆豉香气成分更突出。

2.3 两种毛霉型豆豉氨基酸组成对比分析

利用氨基酸自动分析仪对两组毛霉型豆豉的氨基酸含量进行检测，检测方法参照GB 5009.124—2016《食品安全国家标准食品中氨基酸的测定》，试验组毛霉型豆豉和对照组毛霉型豆豉的氨基酸结果如表2所示。

表2 两组毛霉型豆豉氨基酸含量比较Table 2 Comparison of amino acid contents of two Mucor-type douchi

由表2 可以看出，试验组毛霉型豆豉氨基酸总量比对照组传统毛霉型豆豉的氨基酸总量要高，且不同氨基酸在两组豆豉中的含量差异明显，试验组和对照组均是谷氨酸所占比例最大，其中试验组谷氨酸占比20.29%，对照组谷氨酸占比21.32%；蛋氨酸的含量最低，试验组和对照组分别占比1.14%和0.99%。试验组的16 种氨基酸总量略高于对照组，分别为16.71 g/100 g和16.04 g/100 g，两组毛霉型豆豉氨基酸总量均高于周芳等[16]测量的永川毛霉型豆豉的氨基酸含量。

为了更好比较试验组和对照组毛霉型豆豉的氨基酸的呈味组成情况，参考索化夷等[17]在研究永川毛霉型豆豉时对呈味氨基酸的描述方法，可以将氨基酸分为鲜味（天门冬氨酸、谷氨酸）、甜味（苏氨酸、丝氨酸、甘氨酸、丙氨酸）、苦味（缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、精氨酸、脯氨酸）、无味（赖氨酸）4 类，结果如图4 所示。

图4 两组毛霉型豆豉样品中呈味氨基酸组成Fig.4 Composition of flavored amino acids in two groups of Mucor-type douchi

由图4 可知，4 种呈味氨基酸含量在两组毛霉型豆豉中的比例相似，其中苦味氨基酸的含量最高，分别为42.13%、42.02%；鲜味氨基酸的含量次之，分别为33.39%、33.98%；甜味氨基酸含量分别为19.75%和19.39%；最少的是无味氨基酸，其含量分别为4.73%和4.61%。试验组所得的毛霉型豆豉和传统毛霉型豆豉的呈味氨基酸组成情况基本一致。另外，虽然试验组和对照组中苦味氨基酸含量较高，但是在平时食用豆豉的过程中，并没有感到有明显的苦味，主要是由于豆豉中的鲜味氨基酸中谷氨酸的含量较高，鲜味特征最为明显，同时其还可在酸性条件下与Na+结合生产谷氨酸钠，鲜味特征更为明显，从而达到掩盖苦味的效果[18-19]。豆豉中还含有甜味氨基酸，它与豆豉中的还原糖等共同形成了后味回甜的滋味特点，从而形成了毛霉型豆豉独有的清香鲜美、后味咸鲜回甜特色[20]。

3 结论

通过利用固相微萃取GC-MS 和氨基酸自动分析仪对优化后的毛霉型豆豉和传统毛霉型豆豉的风味和氨基酸组成进行对比试验，结果表明：经优化后的毛霉型豆豉共检测出63 种香味挥发性物质，而传统毛霉型豆豉共检测出50 种香味挥发性物质，试验组检测出风味物质的种类明显多于对照组，且试验组检测出的酯类物质种类更多、峰值更大，说明本次试验组制成的毛霉型豆豉不仅在风味上达到了传统毛霉型豆豉的标准，而且比传统毛霉型豆豉香气成分更突出。试验组毛霉型豆豉氨基酸含量为16.71g/100 g，相比较对照组传统毛霉型豆豉氨基酸含量高出0.67 g/100 g，且两组毛霉型豆豉之间的呈味氨基酸组成情况相似，均为苦味氨基酸＞鲜味氨基酸＞甜味氨基酸＞无味氨基酸。

通过对优化后的成品豆豉进行质量指标的检测，证明试验工艺条件下生产的毛霉型豆豉不仅符合豆豉调味品的行业标准，还优于传统毛霉型豆豉。本试验为毛霉型豆豉生产工艺的优化和产品质量提高提供有益的参考，并为毛霉型豆豉的进一步研究提供一定的理论基础。