SDE和HS-SPME法与GC-MSO联用分析阳江豆豉的香气活性化合物化合物

SDE 和HS-SPME 法与GC-MS/O 联用分析阳江豆豉的香气活性化合物赵谋明，曹永，蔡宇，苏国万，冯云子（华南理工大学轻工与食品学院，广东广州 510640）摘要：采用同时蒸馏萃取法（SDE ）和顶空-固相微萃取法（HS-SPME ）结合气相色谱-质谱/嗅闻检测技术（GC-MS/O ）深入研究阳江豆豉的香气成分，共鉴定出挥发性化合物174种。

SDE 法对高分子量、低挥发性物质，如呋喃酮、吡喃酮等，有良好的萃取效果；而HS-SPME 法能萃取更多的高挥发性化合物，如小分子的酸和酯类。

通过GC-O 技术在两种方法的萃取物中共嗅闻到46个香气活性区域。

其中9种共有化合物（2/3-甲基丁醛、2/3-甲基丁酸、3-甲硫基丙醛、苯乙醛、愈创木酚、3-羟基-2-甲基-4H-吡喃-4-酮和苯乙醇），以及香气强度较高（评分大于2.5分）的单方法检出化合物：SDE 法4种（3-羟基-4,5-二甲基-2(5H)-呋喃酮、2-乙酰基-1-吡咯啉、2-丙烯基-3-甲基吡嗪和4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮）、SPME 法1种（1-辛烯-3-醇），是阳江豆豉中的关键香气活性物质，对麦芽香、酸奶酪香、烤土豆香、花香、烟熏香、焦糖香和烤香等有贡献。

关键词：阳江豆豉；香气活性物质；同时蒸馏萃取；顶空-固相微萃取；气相色谱-嗅闻检测技术文章篇号：1673-9078(2016)5-264-275 DOI: 10.13982/j.mfst.1673-9078.2016.5.040Identification of Aroma-active Compounds from Y ang jiang Douchiby SDE and HS-SPME Combined with GC-MS/OZHAO Mou-ming, CAO Y ong, CAI Yu, SU Guo-wan, FENG Yun-zi(College of Light Industry and Food Sciences, South China University of Technology, Guangzhou 510641, China)Abstract: The aroma profiles of Y ang jiang douchi were studied by simultaneous distillation extraction (SDE) and head space-solid phase microextraction (HS-SPME) combined with gas chromatography-mass spectrometry/olfactometry, and a total of 174 volatile compounds were identified. SDE is suitable for extraction of high-molecular weight and low-volatile substances such as furanones and pyrones, while SPME is effective for extracting high-volatile compounds such as small-molecule acids and esters. Using gas chromatography-olfactometry, 46 aroma-active regions were detected in the extracts by SDE and SPME. Among them, nine compounds [2/3-methylbutanal, 2/3-methylbutanoic acid, 3-(methylthio)propanal, phenylacetaldehyde, 2-methoxyphenol, 3-hydroxy-2-methyl-4H-pyran-4-one, and phenethyl alcohol] were identified in the extracts by both methods. Four compounds [sotolone, 2-acetyl-1-pyrroline, 2-allyl-3-methylpyrazine, and 4-hydroxy- 2,5-dimethyl-3(2H)-furanone] and one compound (1-octen-3-ol) with high aroma intensity were identified only by SDE and SPME, respectively. These compounds are key aroma-active substances that contribute to the malty, cheese-like, cooked potato-like, floral, smoky, caramel-like, and roasted-like smells of Y ang jiang douchi.Key words: Y ang jiang douchi; aroma-active compounds; simultaneous distillation and extraction; headspace–solid phase microextraction; gas chromatography-olfactometry豆豉原名“幽菽”，起源于中国，至今已有两千多年历史，与酱油、腐乳和豆酱并列为我国四大传统发酵豆制品。

豆豉以黄豆或黑豆为原料，接种微生物后，264收稿日期：2015-06-04基金项目：广东省科技计划（2011A020102001）；“十二五”国家科技支撑计划项目（2013AA102106-02；2012BAD34B03-3）作者简介：赵谋明（1964-），男，教授，博士生导师，研究方向为食品生物技术通讯作者：冯云子（1987-），女，博士，研究方向为食品生物技术经前酵制曲、后酵调味制得[1]，可分为曲霉型、根霉型、毛霉型和细菌型，其风味可口且药食同源，广受消费者喜爱。

广东阳江豆豉作为曲霉型豆豉的典型代表，以其质感松化、风味鲜美而负有百年盛名，畅销海内外30多个国家及地区[2]。

在众多香气萃取方法中选择有效、合适的萃取方法是分析挥发性化合物的关键。

目前，豆豉香气研究主要采用的萃取方法为SDE [3~4]和HS-SPME [4~7]法。

Wang 等[3]采用SDE-GC-MS 从三种商业豆豉中分离鉴定出131种挥发性化合物，以酯类、酸类和醇类为主，而李婷婷等[5]通过HS-SPME与GC-MS联用研究永川豆豉香气发现酸类、醛类和吡嗪类为其中主要挥发性组分。

此外，GC-MS检出的挥发性化合物中仅有小部分对食品风味有贡献，即香气活性物质。

气相色谱-嗅觉检测技术（GC-O）是近年来兴起的一种以人的鼻子为检测器，检测食品风味活性物质的方法[8]，在食品香气分析中应用广泛。

研究人员对发酵豆制品（如酱油[9~10]、腐乳[11~12]、豆酱[13~14]）的香气活性物质已有一定的研究，Chen等通过SPME-GC-MS/O联用发现2-甲基丁醛、2,6-二甲基吡嗪、1-辛烯-3-醇、苯乙醇和丁酸苯乙酯等10种化合物是浏阳豆豉中的关键香气活性物质 [4]。

Jelen´等[15]在天培中嗅闻检测到21种香气活性物质，其中2-乙酰基-1-吡咯啉、2-乙基-3,5-二甲基吡嗪、二甲基三硫、3-甲硫基丙醛等物质的香气活性值（OA V）较大。

然而，现阶段关于阳江豆豉的香气研究仍是采用单一萃取方法与GC-MS联用为主，其香气活性物质的研究更是鲜见报道。

因此，本实验结合HS-SPME和SDE两种萃取方法，剖析阳江豆豉的挥发性香气成分组成，并进一步通过与GC-O技术的联用，鉴定阳江豆豉中的关键性香气活性化合物，旨在对比萃取方法的同时全面分析阳江豆豉的香气，为后续研究提供参考。

1 材料与方法1.1 原料阳江豆豉（广东阳江豆豉有限公司生产），原料为黑豆、水、食用盐，购于广州超市，存于4 ℃待用。

1.2 仪器气相色谱-质谱联用仪（DSQ II，美国Thermo公司），ODO II嗅闻仪（澳大利亚SGE公司），固相微萃取头（75 μm CAR/PDMS），三合一自动进样器，同时蒸馏萃取装置（广州精科玻璃仪器厂），TC-15恒温电热套（海宁市华星仪器厂），HHW-21CO-6W型电热恒温水浴锅（上海福玛实验设备有限公司），韦氏分馏装置（广州精科玻璃仪器厂），QSC-12T型水浴式氮吹仪（上海泉岛公司）。

1.3 试剂二氯甲烷、氯化钠均为分析纯，购于国药集团化学试剂有限公司。

无水硫酸钠，分析纯，购于江苏强盛功能化学股份有限公司。

C6-C33正构烷烃，色谱纯，购于Sigma公司。

1.4 实验方法1.4.1 固相微萃取法（SPME）于20 mL顶空进样瓶中加入3 g豆豉样品。

在60 ℃保温平衡20 min后，插入75 μm CAR/PDMS 萃取头在60 ℃萃取40 min，待萃取结束后，萃取头于GC进样口（250 ℃）解析3 min。

每次做样后，将萃取头在270 ℃老化10 min。

1.4.2 同时蒸馏萃取法（SDE）在500 mL圆底烧瓶中加入40 g豆豉，200 mL蒸馏水（含40 g 氯化钠），加入磁力搅拌子，装上SDE 装置，右边100 mL圆底烧瓶，以50 mL二氯甲烷作为萃取溶剂。

左边样品采用恒温电热套加热至120±2 ℃保持料液微沸，右边用水浴锅加热二氯甲烷，保持在55±2 ℃，连续提取2 h后冷却至室温，收集萃取溶剂。

取适量无水硫酸钠加入萃取液中除水，用保鲜膜密封于-20 ℃冰箱冷冻3 h以上。

快速过滤置于100 mL梨形瓶中，用韦氏蒸馏柱加热浓缩（60 ℃）至1.5~2 mL，将滤液用0.22有机膜过滤后置于GC-MS分析瓶（2 mL）中，氮吹至1 mL刻度线，进行GC-MS分析。

1.4.3 GC-MS测定方法本实验选用TR-5ms弹性石英毛细色谱柱（60 m×0.25 mm×0.25 μm）进行分离；载气为高纯氦气（1.0 mL/min）；质谱条件为电子轰击电离（EI）离子源，电子能量70 eV，电子倍增器电压350 V，传输线温度250 ℃，离子源温度 250 ℃，扫描速度3.00 scans/s，质量范围33~350 m/z。