热风干燥与冻干对香葱挥发性成分影响研究

张文成， 刘 玲， 王瑞侠， 张海涛

（合肥工业大学 农产品生物化工教育部工程研究中心，安徽 合肥 230009）

目前脱水小香葱的加工方式主要有热风干燥和真空冷冻干燥（简称“冻干”），对小香葱热风干燥和冻干工艺的研究报道较多［1－2］，对小香葱风味成分的产生以及各因素对风味成分的影响的研究也有些成果［3－5］。小香葱在热风干燥高温处理过程中会产生不同于新鲜香葱的焦香气味，在冻干过程中的抽真空处理会导致新鲜葱香味减弱，有关这方面的风味成分分析报道并不多。文献［6］采用顶空固相微萃取气质联用仪分析了生鲜香葱中的风味成分，文献［7］采用固相微萃取法提取4种类型葱中的风味成分，并采用气质法分析了其化学组成。文献［8］采用同时蒸馏－萃取法提取香葱的风味成分。

本文研究了不同脱水加工方式对小香葱挥发成分的影响，研究结果对保留小香葱风味物质的百分含量具有一定的参考价值。

1 材料与方法

1.1 材料

德国全绿鲜葱（合肥周谷堆）。

1.2 仪器与设备

真空冷冻干燥机FD－4（上海博医康实验仪器有限公司）；气质联用仪（GC－MS）（Glarus600美国PE公司）。

1.3 香葱挥发性成分提取流程图

香葱挥发性成分提取流程图如图1所示。

图1 挥发性成分提取流程图

1.4 色谱分析

1.4.1 样品处理

先将萃取头在气相色谱的进样口老化，老化温度为250℃，载气体积流量为0.8mL／min，分流比50∶1，老化时间2h。将香葱葱白和葱叶切成小片，各取1g迅速放入15mL样品瓶中，盖上盖子备用。将固相微萃取器的萃取头插入到样品瓶中，推出纤维头，注意萃取头不要接触香葱。于45℃吸附40min后抽回纤维头，再将萃取头插入气相色谱仪于250℃解吸2min，同时启动仪器采集数据。SPEM示意图如图2所示。

图2 SPEM的示意图

1.4.2 试验条件

色谱条件：HP－5毛细管色谱柱（30m×0.25mm×0.25μm）；氦载气流速1mL／min；不分流，恒压35kPa；起始柱温为40℃，以5℃／min升温至60℃，无保留，再以10 ℃／min升温至100℃，无保留，保持20min，再以20℃／min升温至240℃（6min）。进样口温度与接口温度均为250℃，检测温度为240℃。

质谱条件：离子源温度200℃，电离方式EI，电子能70eV，灯丝电流150μA，扫描质量范围为33～450amu。

1.4.3 定性定量方法

定性：化合物经计算机检索同时与NIST library相匹配；定量：相对百分含量按峰面积归一化法计算。

2 结果与分析

2.1 新鲜、热风和冻干香葱的风味成分

SPME－GC－MS可在常温条件下检测新鲜香葱中的风味成分，真实反映新鲜香葱破碎后的辛辣气味成分，检测结果见表1所列。

表1 SPME－GC－MS测定新鲜、冻干和热风干燥香葱中的风味成分

由表1可知，新鲜香葱中的风味成分共16种，其特征性风味物质主要为二丙基二硫醚（54.79%）、二丙基三硫醚（17.39%）、1，2－二噻吩（12.95%）。

SPME－GC－MS测得热风干燥香葱的风味成分主要为S，S－二氧化－2－乙基噻吩（9.19%）、2，5－二甲基噻吩（14.16%）、甲基－1－丙烯基二硫醚（13.49%）、二烯丙基三硫醚（11.79%），占总成分的48.63%。

根据主要风味成分的百分含量可推出，具有挥发性的硫代亚磺酸酯部分分解成小分子风味物质，部分尚未分解。

SPME－GC－MS测得冻干香葱的含硫风味成分主要为噻烷类、磺酸酯类、硫醚类等化合物，占总成分的56.27%。因冻干过程是在低温条件下进行，部分噻烷类、磺酸酯类等大分子物质尚未完全分解成小分子风味成分。

2.2 香葱主要风味化合物

由表1对比得出，新鲜香葱中环状与链状含硫化合物占总挥发性成分的98.43%，而经过热风干燥、冻干后的香葱与新鲜的挥发性成分相比，链状含硫化合物百分含量降低，环状化合物与不含硫成分百分含量增加了，热风干燥后的香葱的链状化合物成分与新鲜香葱的相似，为硫醚类物质，而冻干后的香葱主要为磺酸类化合物。从理论上来分析，冻干香葱较热风干燥后的香葱将释放出更多的风味物质，气味保持时间更长，同时冻干后香葱的气味浓郁程度可以参考硫代亚磺酸酯的百分含量来衡量。

2.3 香葱处理前后风味成分比较

SDE是在高温条件下提取新鲜香葱中的风味成分，然后采用GC－MS测定，其结果如图3所示。此方法能测定香葱在高温条件下的气味成分，结果见表2所列。

图3 新鲜香葱风味成分GC－MS离子流图

由表2可知，SDE－GC－MS测得新鲜香葱中的风味成分共20种，其特征性风味物质主要为2，6－二叔丁基对甲苯酚（13.37%）、三十一烷（16.79%）、五氟丙酸三十二烷（14.17%）。SDE提取的香葱风味成分与SPME提取的成分相比较，其组成成分中17种成分的碳原子数大于15，且为难挥发性物质。

SDE－GC－MS测得热风干燥香葱其风味成分中非含硫成分百分含量占总成分的96.66%，主要成分为四十三烷 （18.97%）、五十三烷（19.94%）、1，38－二溴四十烷（13.28%）。SDE法测得热风干燥香葱的风味成分中含硫成分极少（3.33%），其原因可能是在蒸馏萃取的过程中含硫成分物质破坏了。

SDE－GC－MS测得冻干香葱的含硫风味成分主要为噻烷类、磺酸酯类等大分子化合物，占总成分的38.45%，相比于热风干燥后的含硫的风味成分，其百分含量约提高了12倍。

表2 新鲜、冻干和热风干燥香葱中的风味成分

2.4 SPME与SDE分析结果比较

由于SPME与SDE提取分别在室温和高温条件下进行，高温使得香葱的挥发性成分转化或分解，同一条件下处理的香葱检测出的成分和百分含量完全不同。SPME检测物质偏于小分子挥发性物质，而SDE则偏向于难挥发性化合物。

3 结 论

SPME－GC－MS测得新鲜香葱特征性风味物质主要为小分子挥发性物质，而采用SDE测得的主要为大分子物质。

SPME－GC－MS测得热风干燥香葱的风味成分主要为S，S－二氧化－2－乙基噻吩、2，5－二甲基噻吩、甲基－1－丙烯基二硫醚、二烯丙基三硫醚，占总成分的48.63%。SDE测得热风干燥香葱的风味成分中非含硫成分百分含量占总成分的96.66%，主要成分为四十三烷、五十三烷、1，38－二溴四十烷，风味成分中含硫成分极少。根据2种检测方法测得的结果可知，热风干燥会大大破坏新鲜香葱特有的风味而产生新的物质，而该物质即是人们所喜爱的焦香味的主要成分。

SDE测得冻干香葱其含硫风味成分主要为噻烷类、磺酸酯类等大分子化合物，占总成分的38.45%，相比于热风干燥后的含硫的风味成分，其百分含量约提高了12倍。因此，冻干比热风干燥更容易保持香葱的原有风味。

SPME－GC－MS测得冻干香葱的含硫风味成分主要为噻烷类、磺酸酯类、硫醚类等化合物，占总成分的56.27%。SDE测得冻干香葱的含硫风味成分主要为噻烷类、磺酸酯类等大分子化合物，占总成分的38.45%。2种检测方法测得的风味物质在组成成分和百分含量上相差很大，若要分析香葱的风味物质，则需综合考虑这2种方法。

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