基于HS-SPME-GC-MS技术分析酿造食醋中的挥发性成分.pdf
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1、第52 卷第2 期2023年6 月基于 HS-SPME-GC-MS 技术分析酿造食醋中的挥发性成分孙鹤,刘晓媛,陈玉婷”,王荣荣,秦勇!(1.信阳农林学院食品学院,河南信阳46 40 0 0;2.浙江绿色智行科创有限公司,浙江宁波3150 0 0)发酵科技通讯Bulletin of Fermentation Science and TechnologyVol.52 No.2Jun.2023摘要:为了对比分析中国四大名醋中8 种酿造食醋挥发性成分的差异,分别以福建永春老醋八年陈酿、福建永春老醋(金奖)、四川保宁国醋、四川保宁醋、山西紫林陈醋、山西四眼井香醋、镇江恒顺陈醋和镇江恒顺香醋为研究对象,
2、利用顶空固相微萃取气质联用技术(HS-SPME-GC-MS)分析8 种酿造食醋挥发性成分的种类和占比。研究结果表明:通过质谱库NIST11.lib相似度检索和化学结构式比对发现酿造食醋中挥发性成分主要包括醇类、酯类、酮类、酸类、醛类和酚类,不同品牌食醋其挥发性成分组成和占比存在差异,检测到永春老醋八年陈酿、永春老醋(金奖)、四川保宁国醋、四川保宁醋、山西紫林陈醋、山西四眼井香醋、镇江恒顺陈醋和镇江恒顺香醋分别包含36,38,38,33,39,42,41,41种化合物。关键词:顶空固相微萃取气质联用技术;四大名醋;挥发性成分中图分类号:TS264.2Analysis of volatile co
3、mponents in brewing vinegar based on HS-SPME-GC-MS文献标志码:A文章编号:16 7 4-2 2 14(2 0 2 3)0 2-0 0 7 6-0 9SUN He,LIU Xiaoyuan,CHEN Yuting,WANG Rongrong,QIN Yong(1.College of Food Science,Xinyang Agriculture and Forestry University,Xinyang 4640o0,China;2.Zhejiang Green Zhixing Scienceand Technology Innovati
4、on Co.,Ltd.,Ningbo 315000,China)Abstract:In order to compare and analyze the difference of volatile components of eight kinds ofbrewing vinegar among the four famous vinegar in China,Fujian Yongchun old vinegar aged foreight years,Fujian Yongchun old vinegar(Gold Award),Sichuan Baoning national vine
5、gar,Sichuan Baoning vinegar,Shanxi Zilin old vinegar,Shanxi siyanjing sweet vinegar,ZhenjiangHengshun old vinegar and Zhenjiang Hengshun sweet vinegar were taken as the research objects.Headspace solid phase microextraction(HS-SPME-GC-MS)was used to analyze the types andcontents of volatile componen
6、ts in eight kinds of fermented vinegar.The results showed that thevolatile components in brewing vinegar mainly included alcohols,esters,ketones,acids,aldehydes and phenols through the similarity retrieval and chemical structure formula comparisonof NIST11.lib in the mass spectrum library.The compos
7、ition and content of volatile componentsin different brands of vinegar were different.Yongchun old vinegar with eight year aging,Yongchun old vinegar(Gold Award),Sichuan Baoning national vinegar,Sichuan Baoningvinegar,Shanxi Zilin old vinegar,Shanxi Siyanjing sweet vinegar,Zhenjiang Hengshun Vinegar
8、and Zhenjiang Hengshun Vinegar contain 36,38,38,33,39,42,41 and 41 compounds respectively.Keywords:HS-SPME-GC-MS;the four famous Chinese vinegar;volatile components收稿日期:2 0 2 2-11-2 2基金项目:河南省自然科学基金资助项目(2 2 2 30 0 42 0 2 7 1);信阳农林学院科技创新团队建设项目(XNKJTD-002);信阳农林学院科研促进教学专项课题(KJ-2021034);信阳农林学院青年基金资助项目(QN
9、2022029)作者简介:孙鹤(19 9 1一),男,河南驻马店人,助教,硕士,研究方向为水产品加工及贮藏工程,E-mail:9 31457 7 8 6 q q.c o m。通信作者:秦勇博士,E-mail:。第2 期食醋是以粮食、水果为原料,经多菌种 1-2 1固态发酵、液态发酵 3-5 酿制而成的酸味调味品,其味酸而醇厚,在人们的日常生活中必不可少。食醋中除了含有氨基酸、糖、钙、磷、铁和维生素等营养成分外,还含有一些功能活性物质,如有机酸、多酚、蛋白黑素和四甲基吡嗪等 6 ,具有一定的降血糖 7、抗癌 8 、抗疲劳 9 和改善血脂 10 等功效。我国食醋酿造历史悠久,国内食醋行业区域性较强
10、,山西老陈醋、镇江香醋、永春老醋和四川保宁醋被誉为“中国四大名醋”,由于酿制条件和原料不同,它们风味各异。食醋中的挥发性成分是反映其品质的重要指标,对食醋的香气和口味有较大的影响,近年来国内外研究人员对不同食醋的挥发性成分开展了大量研究工作,以期发现新的生物学功能,进一步开发相关产品。目前,国内外对顶空固相微萃取气质联用技术(Headspace Solid Phase Micro-extraction GasChromatography Mass Spectrum,HS-SPME-GC-MS)的应用较为普遍 1-13,该技术是检测挥发性风味成分的主要方法,可以实现对复杂混合气体的成分分析、鉴定
11、及定量分析。刘金敏等 14 采用HS-SPME-GC-MS分析了5种姜科香辛料的挥发性成分,发现5种姜科香辛料的成分及占比具有一定的差异性。Cirlini 等 15 用HS-SPME-GC-MS测定意大利香醋的特征挥发性物质,目的在于区分酵藏未成熟和成熟的产品。笔者采用DVB/CAR/PDMS-50/30m萃取纤维头 16 检测中国四大名醋中的8种酿造食醋,即福建永春老醋八年陈酿、福建永春老醋(金奖)、四川保宁国醋、四川特级保宁醋、山西紫林陈醋、山西四眼井香醋、镇江恒顺陈醋和镇江恒顺香醋中的挥发性成分。通过气相色谱-质谱联用仪对比分析8 种酿造食醋挥发性成分组成及其占比的差异,以期为食醋中呈味
12、物质的检测、种类鉴别和评价提供一定的参考。1材料与方法1.1材料与试剂永春老醋八年陈酿,永春县永春老醋有限责任公司;永春老醋(金奖),福建永春老醋醋业有限责任公司;四川保宁国醋、四川保宁醋,四川保宁醋有限公司;山西紫林陈醋,山西紫林醋业股份有限公司;孙鹤,等:基于HS-SPME-GC-MS技术分析酿造食醋中的挥发性成分1.3.2GC-MS 参数设置色谱柱DB-wax(0.25mmX30mX0.25m);GC参数为柱箱温度35,进样口温度2 50,进样方式不分流,载气高纯氮气,柱流量1.4mL/min。柱箱温度程序升温:起始柱温35,保持5min;3/m in 升至10 0,保持2 min;5/
13、m in 升至200,保持2 min;10/m in 升至2 40,保持5min。M S参数:离子源温度2 30,接口温度250;采集方式为Scan模式,质量扫描范围m/z为33 50 0。1.3.3数据处理采用HP化学工作站软件对照质谱库NIST11.lib进行数据收集,由谱库初步鉴定物质成分,结合质谱、保留时间和化学结构式进行定性。选择在匹配度8 5%条件下进行定性分析,以各成分峰面积与总有效峰面积比值表示该香气成分占比,采用峰面积归一法进行定量。将所有峰图进行上述操作,对比选择较优数据进行归纳处理,使用IBMSPSSStatistis26和Origin2019软件进行统计学分析。77山西
14、四眼井香醋,山西四眼井酿造实业有限公司;镇江恒顺陈醋、恒顺香醋,江苏恒顺醋业股份有限公司;氯化钠,国药集团化学试剂有限公司,分析纯。1.2仪器与设备手动SPME进样器、DVB/CAR/PDMS-50/30m萃取纤维头,美国Supelco公司;GCMS-QP2010气相色谱-质谱联用仪,岛津公司;DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器,巩义市予华仪器有限责任公司。1.3 方法1.3.1样品处理方法将固相微萃取DVB/CAR/PDMS-50/30m萃取纤维头在气相色谱进样口老化至无杂峰,老化温度2 50,老化时间50 min。用移液枪移取8 mL醋液于15mL样品瓶中,加人2.5gNaCl,放置于
15、60水浴锅内平衡10 min。将萃取纤维头通过样品瓶盖插人样品瓶内,推出纤维头,使其暴露于样品瓶内醋液面上方1.0 1.5cm,在6 0,2 50 r/min条件下萃取40 min。醋样萃取完成后,缩回纤维头,进行气相色谱仪热解析,解析5min,同时启动气相色谱-质谱联用仪的数据采集。每种醋样重复3次。78:2结果与分析2.1食醋挥发性成分定性分析按照1.3节方法进行实验,对8 种酿造食醋挥发性成分组成进行测定,结果如图1,2 所示。鉴定出永春老醋八年陈酿含有36 种化合物,其中醇类化合物6 种、酯类9 种、酮类2 种、酸类7 种、醛类6种、酚类4种、其他类2 种;永春老醋(金奖)含有38种化
16、合物,其中醇类化合物7 种、酯类10 种、酮类1种、酸类6 种、醛类6 种、酚类3种、其他类5种;四川保宁国醋含有38 种化合物,其中醇类化合物3种、酯类8 种、酮类3种、酸类6 种、醛类9 种、酚类3种、其他类6 种;四川保宁醋含有33种化合物,其中醇类化合物2 种、酯类4种、酮类1种、酸类10 种、醛类9 种、酚类2 种、其他类5种;山西紫林陈醋含有39 种化合物,其中醇类化合物5种、酯类10 种、酸类9 种、醛类9 种、酚类4种、其他类2 种;山西四眼井香醋含有42 种化合物,其中醇类化合物3种、酯类3种、酮类5种、酸类11种、醛类8 种、酚类410r98765432一010987654
17、3210醇类酯类酮类酸类醛类酚类其他成分(c)四川保宁国醋发酵科技通讯种、其他类8 种;镇江恒顺陈醋含有41种化合物,其中醇类化合物3种、酯类9 种、酸类12 种、醛类9种、酚类2 种、其他类6 种;镇江恒顺香醋含有41种化合物,其中醇类化合物5种、酯类9 种、酮类1种、酸类8 种、醛类9 种、酚类3种、其他类6 种。4540353025201510501一永春老醋八年陈酿;2 一永春老醋(金奖);3一四川保宁国醋;4一四川保宁醋;5一山西紫林陈醋;6 一山西四眼井香醋;7一镇江恒顺陈醋;8 一镇江恒顺香醋。图18 种酿造食醋中挥发性成分Fig.1 Volatile components in
18、 eight kinds offermented vinegar1110987654321醇类酯类酮类酸类醛类酚类其他成分(a)永春老醋八年陈酿第52 卷12345成分醇类酯类酮类酸类醛类酚类其他成分(b)永春老醋(金奖)111098765432一06醇类酯类酮类酸类醛类酚类其他成分(d)四川保宁醋78第2 期1110987654320醇类酯类酸类醛类酚类其他成分(e)山西紫林陈醋131211109876543210不同品牌的食醋,其挥发性成分存在差异,该差异可能是由于原料和酿造工艺不同导致 17。山西紫林陈醋和镇江恒顺陈醋未检出酮类化合物,可能与原料中不饱和脂肪酸、氨基酸组成,以及食醋酿造过
19、程中微生物反应有关。吡嗪类化合物广泛存在于天然食品或其发酵产物中 18 ,被认为是形成传统发酵食醋 19 和中国白酒 2 0-2 2 风味的重要化合物,8 种成分种类醇类孙鹤,等:基于HS-SPME-GC-MS技术分析酿造食醋中的挥发性成分成分(f)山西四眼井香醋1098765432一0醇类酯类酸类醛类酚类其他成分(g)镇江恒顺陈醋图2 8 种酿造食醋中挥发性成分种类Fig.2Types of volatile components in eight brewed vinegars酿造食醋的挥发性成分如表1所示。由表1可知:四川保宁国醋、四川保宁醋、山西紫林陈醋、山西四眼井香醋、镇江恒顺陈醋和
20、镇江恒顺香醋均检测出2,3,5,6-四甲基吡嗪。其中,山西紫林陈醋、山西四眼井香醋和镇江恒顺香醋还检测出2,3,5-三甲基吡嗪。吡嗪类化合物是Maillard反应和微生物代谢的重要产物 2 3-2 5,常用于风味、芳香剂和医药中间体 2 6 。表18 种酿造食醋的挥发性成分Table 1Volatile components from eight kinds of brewing vinegar成分名称永春老醋永春老醋四川保 四川保山西紫山西四眼镇江恒恒顺八年陈酿(金奖)宁国醋宁醋林陈醋井香醋顺陈醋香醋二异丁基甲醇1.69乙醇1.16对羟基苯乙醇3-甲硫基丙醇异丁醇3-甲基-2 -丁醇异戊醇4
21、-甲基-2 -戊醇791211109876543210醇类酯类酮类酸类醛类酚类其他醇类酯类酮类酸类醛类酚类其他成分(h)镇江恒顺香醋成分占比/%1.382.600.140.790.254.953.064.910.691.810.861.461.2480成分种类醇类酯类(+/)-3-羟基-丁内酯4-羟基丁酸内酯酯类总计发酵科技通讯表1(续)成分名称永春老醋永春老醋四川保四川保山西紫山西四眼镇江恒恒顺八年陈酿(金奖)宁国醋宁醋林陈醋井香醋顺陈醋香醋正已醇0.301-癸醇0.271,3-丙二醇1.171,3-丁二醇2,3-丁二醇二醇赤藓糖醇丙酮醇糠醇4-甲基苄醇麦芽醇醇类总计乙酸甲酯丁二酸一甲酯丙酮
22、酸甲酯乙酸乙酯乳酸乙酯DL-2-己酸乙酯丁二酸单乙酯苯乙酸乙酯烟酸乙酯乙酸苯乙酯丙酸苯乙酯棕榈酸乙酯丁二酸二乙酯乙酸异丁酯乙酸-2-乙基丁酯亚硝酸丁酯乙酸异戊酯亚硝酸异戊酯1,3-丙二醇二乙酸酯1,6-己二醇二丙烯酸酯2-甲基丁基乙酸酯3-甲硫基丙醇乙酸酯乙酸糠酯乙酸甲氧三甘酯一乙酸甘油酯第52 卷成分占比/%1.832.260.741.200.840.170.078.7110.800.481.640.140.200.361.133.651.100.180.088.483.030.740.562.913.592.891.500.151.192.930.210.240.690.422.710.5
23、40.710.930.070.120.400.295.830.470.274.349.941.640.470.340.850.160.351.521.043.580.340.350.350.260.278.020.391.940.240.870.345.228.920.382.1413.810.730.500.340.360.110.090.152.181.820.440.672.553.140.130.170.251.291.458.020.287.541.318.21第2 期成分种类酮类4-(2-呋喃基)-3-丁烯-2-酮酮类总计苯甲酸乙酸4-酮庚乙酸苯乙酸丙酸乳酸正丁酸异丁酸正戊酸异戊酸
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