第25卷第3期2008年3月精细化工FI NE C H E M I CAL SVo.l25,No.3M ar.2008食品与饲料用化学品低盐固态发酵酱油中挥发性风味物质的分析*张艳芳,陶文沂*(江南大学工业生物技术教育部重点实验室,江苏无锡214122)摘要:为促进低盐固态发酵酱油产品风味的提高与改善,运用固相微萃取-气质联用技术对低盐固态发酵酱油的挥发性风味成分进行了分析,共鉴定了55种挥发性风味成分,总相对质量分数为96160%,其中醇类化合物为54186%;苯酚类化合物为4105%;酯类化合物为2178%;醛类化合物为7182%;酮类化合物为1125%;酸类化合物为9190%;胺类化合物为1167%;杂环类化合物为4102%;烃类化合物为10125%。
低盐固态发酵酱油的主体挥发性风味成分为醇酚类、酸类、醛酮、杂环化合物,这为提高和改进低盐固态发酵酱油的风味提供了依据。
酱油风味的形成是多种化合物共同作用的复杂反应。
关键词:低盐固态发酵酱油;挥发性成分;气相色谱-质谱联用;固相微萃取中图分类号:Q815文献标识码:A文章编号:1003-5214(2008)03-0260-04Analysis of Volatile Flavor Co mponents i n Fer m entation Soy SauceZ HANG Y an-fang,TAO W en-y i*(T heK e y Laboratory of Industrial B iotechnology of M inistry of Educati on,J i angnan Uni versity,W ux i214122,J i angsu,Ch i na)Abstract:The vo l a til e flavor co mponents fro m rap i d-fer m entating soy sauce w ere ana lysed by so li d phase m icro-extraction(SP M E)coupled w ith GC-M S.On co m parison w ith m ass spectra database,55 co m ponents w ere identified,coveri n g96160%o f the to tal peak area in the GC-M S to ta l i o n current chro m atogra m.The m a i n co mponents w ere a lcohols(54186%),pheno ls(4105%),esters(2178%),a l d ehydes(7182%),ketones(1125%),ac i d s(9190%),a m ines(1167%),heterocyclics(4102%)and hydrocarbons(10125%).Key words:rapid-fer m enti n g soy sauce(RFS);vo latile constituents;gas chro m atog raphy-m ass spectru m (GC-M S);solid phase m i c ro-extracti o n(SP M E)酱油是我国传统的酿造调味品,早在周朝就已经开始制作并食用[1],至今已有两千多年的历史。
由于其独特的风味、色泽以及丰富的营养价值,酱油已成为我国、日韩、东南亚各国乃至欧美人民饮食生活中不可或缺的调味品。
低盐固态发酵酱油是我国目前消费的主要品种之一。
低盐固态发酵酱油的定义为:以脱脂大豆及麦麸为原料,经蒸煮、曲霉菌制曲后与盐水混合成固态酱醅,再经发酵制成的酱油[2]。
低盐固态发酵酱油发酵温度高,生产周期短,蛋白质利用率较高,但在风味方面,逊于高盐固态发酵酱油[3,4]。
目前国内的研究多集中在提高发酵酱油蛋白质利用率方面,对低盐固态发酵酱油的风味研究较少,了解清楚其风味成分组成,对提高其风味将起到指导作用。
酱油香气成分主要由酱油中的一些挥发性物质组成。
香气成分在酱油中含量极微,成分极为复杂,却十分重要。
常用的酱油香气成分提取分析方法有溶剂萃取法[5]、同时萃取蒸馏法(SDE)[6,7]和固相微萃取法(SP ME)[8,9],其中固相微萃取技术无需有机溶剂,集采样、萃取、浓缩、进样于一体,而且能与气相色谱或液相色谱仪联用,已广为采用。
固相微萃取结合气相色谱质谱联用技术在香精香料和酒类*收稿日期:2007-10-17;定用日期:2007-11-16作者简介:张艳芳(1973-),女,博士研究生,师从陶文沂教授,E-m ai:l jean2008373@。
联系人:陶文沂教授,博士,博士生导师,E-m ai:l w ytao1946@163.co m。
的挥发性成分检测中已经广泛采用[10~12],但用于对低盐固态发酵酱油挥发性风味物质的检测甚少。
本研究以中试规模低盐固态发酵酱油原油为对象,而非以往对商品酱油进行分析,运用固相微萃取-气质联用技术对其香气成分进行分析,通过检索N IST 和W iley 谱图库,对各香气组分进行定性分析。
重点研究了低盐固态发酵酱油中产生的挥发性风味成分,旨在为改善我国低盐固态发酵酱油的风味和提高其质量提供实验依据。
1 实验部分111 仪器与试剂Trace GC -M S 气质联用仪(Finnigan ,U SA),20mL 带聚四氟乙烯瓶盖的样品瓶,Turbo M atrix TD 热脱附进样器(Perkin E l m er ,USA ),85L m PA (聚丙烯酸酯)萃取纤维头。
实验中所用酱油按照低盐固态工艺酿造,原料为麸皮和豆粕,m (麸皮)B m (豆粕)=1B 4,每100g 原料加水60mL ,用市售酿造酱油用曲精制曲发酵,发酵用盐水浓度为216m o l/L ,盐水用量为每100g 原料加盐水150mL ,发酵池体积60L ,发酵时间15d 。
112 固相微萃取方法准确吸取10m L 的样品置于15mL 顶空瓶中,于50e 磁力搅拌下加热平衡15m i n ,将老化好的85L m P A 萃取头插入样品瓶顶空部分,推出纤维头,于50e 顶空吸附40m i n ,吸附后的萃取头取出后插入气相色谱进样口,于250e 解吸3m i n 。
113 条件色谱条件:色谱柱为DB -WAX ,30m @0125mm @0125L m 毛细管柱,载气H e 气,流量018mL /m in ,不分流进样。
程序升温:起始温度40e ,保持4m i n ,以6e /m i n 的速率升至160e ,再以10e /m i n 的速率升至220e ,保持6m i n 。
质谱条件:接口温度250e ,离子源温度200e ,离子化方式:E I ,电子能量70e V,检测电压350V,发射电流200L A 。
114 定性和定量分析采用相同的升温程序以C 5~C 20正构烷烃作为标准,以其保留时间计算样品测试中的化合物的保留指数(Retenti o n I nd ices ,R I),并与文献值相比较,与N I ST 和W iley 图谱库检索结果共同定性[13]。
采用峰面积归一化法相对定量。
2 结果与讨论低盐固态发酵酱油中的挥发性风味物质的总离子流色谱图见图1,SP ME -GC -M S 分离鉴定出的低盐固态发酵酱油中挥发性风味成分及其相对质量分数见表1。
图1 低盐固态发酵酱油挥发性成分总离子流图F i g .1 T otal i on chrom atogra m of vo l atil e co m ponents fro m so lidfer m en tati on soy sauce表1 低盐固态发酵酱油挥发性成分SP M E -GC-M S 分析结果T able 1 Compounds i dentifi ed fro m rap i d -fer m enti ng soy sauce (RFS)i n the SPM E-GC -M S ana l y si s序号保留时间/m i n 挥发性成分匹配度(SI)反匹配度(RSI)相对质量分数/%121362-甲基丙醛2-m ethyl propanal 888904117723101乙酸乙酯et hyl acetat e 8609110133331352-甲基丁醛2-m ethyl butanal 928928214943182乙醇et hano l97197125153561481-O -辛基葡萄糖醇1-O -oct y l gl u ci tol 4074170121671092-甲基-1-丙醇2-m ethy-l 1-p ropan ol 8999351146771363-甲基丁腈3-m ethyl butan enitrile 8689310152871572-辛酮2-octanone6597220117991632-甲基-1-丁醇2-m ethy-l 1-bu tanol 942943718210111611-羟基丙酮1-hydroxyp ropan one 92092001311114187乙酸acetic aci d 961967512012141931-辛烯-3-醇1-octen -3-o l92493711118#261#第3期张艳芳,等:低盐固态发酵酱油中挥发性风味物质的分析续表1序号保留时间/m i n挥发性成分匹配度(SI)反匹配度(RSI)相对质量分数/%14161872,3-丁二醇2,3-bu t aned i ol8778850198 1517116正辛醇1-octano l8139130113 16171352-甲基丙酸2-m ethyl propanoic aci d9169280161 1717156二环氧己酰胺d iepoxyhexana m i de7237810197 18181163,4-二甲基-1,2-戊二醇3,4-d i m et hylpentan e-1,2-d i ol7459130151 1918122(反)2-辛烯醇(E)2-octen-1-ol8228460123 20181332-(2-乙氧基乙氧基)乙醇2-(2-et hoxyethoxy)et hanol7758480127 2118153苯乙醛ph enyl acetal dehyde9619870192 22181824-(苯甲酰氧基)-2H-3-吡喃酮4-(ben z oy l oxy)-2H-pyran-3-one8379990124 2318194糠醇2-f u ranm ethanol9569562127 24191162-甲基丁酸2-m ethyl butano i c aci d8909053142 25191463,5,5-三甲基-2-环己烯-1,4-二酮3,5,5-tri m ethy-l2-cycl ohexene-1,4-d i one7148750128 2619161对艹孟1-烯-8-醇p-m en t h-1-en-8-o l9429430170 27191913-甲硫基丙醇3-m et hy lt h i o-1-propanol9139150138 28201613-苯基丙酸3-ph enyl p ropanoic aci d8299950167 29211891-萘酚1-naphthol9469680190 30221012-甲基苯酚2-m ethyl phenol9459490198 3122127苯甲醇benzyl alcoho l8719570142 32221772-苯基乙醇phenethyl alcohol9539533154 3322193苯乙腈benzyl cyan i de8939550118 34231154-甲基-2-苯基-2-戊烯醛4-m ethy-l2-ph eny-l2-p entenal8618780125 35231575-溴-3-亚甲基-1-乙氧基环己烷5-b ro m o-3-m ethyli den e-1-ethoxy cycl ohexane8929920172 3623198苯酚ph enol9329410128 37241314-异丙基-5-甲基-4-己烯醛4-i sopropeny-l5-m ethy-l4-hexenal8989261186 3824157肉豆蔻酸乙酯ethylm yri state8678820114 39241915-甲基-2-苯基-2-己烯醛5-m ethy-l2-ph eny-l2-h exen al9129220153 40251182,6-二叔丁基-4-羟基-4-甲基-2,5-环己二烯酮2,6-d i(t-bu t y l)-4-hyd roxy-4-m et hy-l2,5-cycl oh exadien-1-on e6508980112 4125146仲班酸paraban i c aci d8349431122 4225152松柏醇ced rol8748860179 4326100丁香酚eugenol8559230118 4426109对乙基苯酚p-et hylph enol8889040127 45261344-乙烯基-2-甲氧基-苯酚4-etheny-l2-m ethoxyphenol9279371126 4626149巨豆三烯酮m egasti ga m atri enone8718980115 4727104棕榈酸乙酯et hyl pal m itate9019070127 482716315-甲基三环[6,5,2(13,14),0,(7,15)]十五碳1,3,5,7,9,11,13-七烯15-m et hy ltri cycl o[6,5,2(13,14),0(7,15)]p entadeca-1,3,5,7,9,11,13-hep taene960960911049291407,8-二甲基苯并环辛四烯7,8-d i m et hy-l b enzocycl ooctene5917390143 5029152(顺)9-十八碳烯酸乙酯ethyl(Z)9-oct ad ecen oate6566900119 5129158二苯甲酮b enzophenon e7137990122 52291687-乙氧基-8-甲氧基-2,2-二甲基-2H-1-苯基吡喃7-ethoxy-8-m et hoxy-2,2-d i m et hy-l2H-1-ben z opyran7689580129 53301029,12-十八碳二烯酸乙酯9,12-octadecad ienoi c aci d et hy l es t er8168800141 5430118异丁基邻苯二甲酸酯isobutyl phthalate9279331144 5530129淡黄木犀草二葡糖苷l u cen i n24894900118用固相微萃取-气相色谱-质谱联用对发酵酱油挥发性风味成分进行提取分离,通过谱库检索,结合有关文献,鉴定出55种成分,其中有醇类化合物16个,总相对质量分数为54186%;7个酚类化合物,总相对质量分数为4105%;6个酯类化合物,总相对质量分数为2178%;6个醛类化合物,总相对质#262#精细化工FI N E CHE M I C ALS第25卷量分数为7182%;酮类化合物6个,总相对质量分数为1125%;4个酸类化合物,总相对质量分数为9190%;胺类化合物3个,总相对质量分数为1167%;杂环类化合物4个,总相对质量分数为4102%;烃类化合物3个,总相对质量分数为10125%。