传统四川泡菜中挥发性成分分析*

徐丹萍，蒲彪，陈安均，卓志航，杨岚清，张楠

1(四川农业大学食品学院，四川雅安，625014) 2(四川农业大学林学院，四川雅安，625014)

传统泡菜在中国历史悠久，人均消费量大，风味独特，挥发性成分多样，其种类及含量除了受到微生物种类和数量、发酵时间、发酵温度、发酵方式等因素的影响［1-2］，与泡菜原料种类关系密切。目前，对自然发酵泡菜、纯种发酵泡菜的挥发性成分种类及差异研究相对较多［3-4］，而对四川传统老泡菜水发酵泡菜研究相对欠缺。研究不同原料泡菜中挥发性成分种类及差异，对于四川泡菜风味的后续深入研究具有一定意义。

本实验采用顶空固相微萃取(HS-SPME)结合气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术对不同原料的传统四川泡菜中挥发性成分进行检测，并采用主成分分析法(PCA)对挥发性成分的差异性进行分析。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

萝卜(A)、芥菜(B)、甘蓝(C)、黄瓜(D)、芹菜(E)，均购于当地农贸市场。选择新鲜、色泽正、无虫害、无腐烂的蔬菜作为原料。

老泡菜水，来自于本实验室，已培养2年、各指标相对稳定。

1.2 仪器与设备

Agilent 7890A-5975C气相色谱-质谱联用仪［配有HP-5MS弹性石英毛细管柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)］，美国安捷伦公司;Supleco固相微萃取装置(65 μm DVB/PDMS)，美国 Supelco 公司。

1.3 方法

1.3.1 样品处理

蔬菜原料经整理、清洗、沥干、切分、杀菌之后装入5 L陶土坛，蔬菜和老泡菜水以1∶3的质量比加入老泡菜水，密封发酵。

当泡菜酸度达到0.5%后，取出，进行感官评价及挥发性成分检测。

1.3.2 感官评价

10名经过感官品评培训和训练的感官评价人员从视觉、嗅觉、味觉和口感4个方面对不同原料的泡菜进行感官评分。感官评价标准如表1。

1.3.3 挥发性物质检测

取切碎后的样品5g于15 mL顶空进样瓶中，密封。43℃水浴加热30 min后，将萃取头插入到顶空进样瓶中吸附30 min。拔出萃取头插入到GC-MS仪气相色谱进样口，250℃条件下解析5 min。

1.3.4 GC-MS分析条件

色谱条件:色谱柱为HP-5MS(30 m×0.25 mm，0.25 μm)弹性石英毛细管柱;柱温程序升温参考Tripathi［5］等的方法并作优化:初始温度36℃，保持3 min，15℃/min升至190℃，保持1 min，5℃/min升至230℃，保持5 min;不分流。

表1 泡菜感官评价标准Table 1 Sensory evaluation standards of Paocai

质谱条件:电子轰击离子源(EI)，电子能量70 eV，离子源温度230℃，接口温度280℃，质量扫描范围:m/z 50～550 amu。

1.3.5 数据处理

定性:检测的未知化合物与NIST.11 library相匹配，对匹配度大于800(最大值为1 000)的鉴定结果予以确认;利用C7～C30作为混标计算各化合物的保留指数(retention index，RI)，结合文献报道对化合物进行定性。

定量:以峰面积归一化法确定不同原料中各化合物的相对含量。

对得到的挥发性成分采用SPSS统计软件进行主成分分析(principal component analysis，PCA)［6］，通过综合分值的高低对不同原料泡菜挥发性物质差异进行分析。

2 结果与分析

2.1 泡菜感官评价结果

对不同原料的泡菜进行感官评价，评分结果如表2。

表2 泡菜感官评分结果Table 2 Sensory evaluation of Paocai

从表2中可以看出样品的感官评分结果从大到小依次是:C、B、A、D、E，即以甘蓝、芥菜和萝卜为原料的泡菜风味相对较好。

2.2 不同原料泡菜挥发性成分检测结果

不同原料泡菜中挥发性物质种类及相对含量检测结果见表2。

表3 不同原料泡菜中挥发性成分及相对含量测定结果Table 3 Volatile components and their relative contents in Paocai of different raw materials

注:“-”表示未检出，“MS”表示利用数据库比对鉴定，“RI”表示通过计算化合物保留指数与文献报道比对鉴定。

5种原料泡菜中共检出化合物80种，其中酯类14种、醛类17种、酮类4种、醇类10种、烷烃类5种、萜类16种、芳香族化合物8种、含硫化合物2种、杂环化合物4种。

泡萝卜中检出化合物共38种，其中酯类9种、萜烯类8种、醛类6种、芳香族化合物5种、醇类4种、烷烃类3种、含硫化合物2种、杂环化合物1种，未检出酮类物质。酯类(69.572%)相对含量最高，其中1-异硫代氰酸丁酯、异硫氰酸乙酯的相对含量在10%以上，可能对泡萝卜风味具有重要影响。张冬梅［7］研究对泡萝卜中挥发性成分进行检测分析，得到了酯类成分含量最高的结论。

泡芥菜中检出化合物共23种，其中醛类7种、酯类6种、醇类4种，萜类、芳香族化合物各2种，酮类、杂环化合物各1种，未检出烷烃类化合物。酯类(90.208%)相对含量最高，其中异硫氰酸烯丙酯、异硫氰酸苯乙酯的相对在10%以上。徐俐［8］等对高盐腌制芥菜挥发性成分分析，发现硫甙降解产物是主要的挥发性成分，其中异硫氰酸烯丙酯相对含量最高，与本试验得到的结果相似。

泡甘蓝中检测出化合物共24种，其中醇类6种、酯类5种、醛类4种、芳香族化合物3种、酮类2种，烷烃类、萜类、含硫化合物和杂环化合物个1种。酯类(65.769%)相对含量最高，是十字花科植物的主要挥发性成分［9］，相对含量在10%以上的物质是异硫氰酸烯丙酯和异硫氰酸苯乙酯。

泡黄瓜中检测出化合物共22种，其中醛类11种，醇类、烷烃类、萜类、芳香族化合物各2种，酯类、酮类、杂环化合物各1种。醛类(91.638%)相对含量最高，其中反式-2，6-壬二醛的相对含量达到83.370%，这种物质也是黄瓜的特征性风味物质［10］。

泡芹菜中检测出化合物共24种，其中萜类12种、芳香族化合物5种，醛类、酮类、杂环化合物各2种，醇类1种，未检出酯类、烷烃类及含硫化合物。萜类(89.139%)化合物相对含量最高，右旋萜二烯、γ-萜品烯相对含量大于10%。杨敏［11］对芹菜原料进行SPME-GC/MS研究发现，芹菜中含有较多的烯烃成分(尤其是萜烯类)。泡芹菜中的萜烯类可能主要来源于芹菜原料。

对5种不同原料的泡菜中挥发性物质相对含量进行比较，泡芥菜中酯类成分相对含量最高，达到90.208%;泡黄瓜中醛类、杂环化合物相对含量最高，达到91.638%、0.713%;泡甘蓝中酮类、醇类、芳香族化合物相对含量最高，为 2.768%、7.405%和11.255%;泡萝卜中烷烃类、含硫化合物相对含量最高，为1.877%、5.740%;泡芹菜种萜类相对含量最高，达到89.139%。

5种原料的泡菜中检测出的酯类化合物主要为异硫氰酸酯，异硫氰酸酯具有辛辣味味，阈值低。萝卜、芥菜、甘蓝泡菜中的部分硫氰酸酯类成分来自于蔬菜原料［9］，部分来自于微生物及酶类作用。5种不同原料泡菜种检测出酯类成分差异巨大，说明泡菜原料种类对风味影响较大;醛类分为饱和和不饱和醛，一般烯醛有奶酪香、果香味，饱和醛味道辛辣刺激［13］。醛类的微量存在即对风味具有重要影响，因此醛类是构成泡菜独特风味的重要成分;酮类具有甘草气息，2-壬酮等酮类成分能够赋予泡菜清香气味［14］;醇类具有香甜花香味，虽然阈值高，然而醇类的存在对酯类、醛类等成分的生产不可或缺;烷烃类一般阈值高、对风味贡献小，不是泡菜主体风味成分;萜类广泛存在于植物体内，阈值低，具有特殊气味，被用于香料合成等方面［15］。泡萝卜和泡芹菜中检出的4-萜烯醇、α-松油醇、芳樟醇等萜醇类物质呈现独特的香味，对泡菜风味贡献大［16］;分子中含有苯环的化合物一般具有芳香气味。本实验中检出的含有苯环的芳香族化合物数量最多，说明其对泡菜风味的形成具有重要影响。苯甲醛、苯乙醛等具有玫瑰花香、蜂蜜香，可能来源于泡菜乳酸菌对氨基酸的代谢［17］。含硫化合物中二甲基二硫和二甲基三硫阈值低，是泡菜的主体风味之一［18］;杂环化合物也具有较低的阈值，其中吡嗪、呋喃等具有坚果香等温和的香味，杂环化合物的存在对泡菜整体风味的形成具有协同作用［19］。

甘蓝、芥菜、萝卜是四川地区常用的泡菜原料，以这三种蔬菜作为原料的泡菜感官评分相对较高。异硫氰酸戊酯、异硫氰酸苯乙酯、苯甲醛、壬醛、癸醛、右旋萜二烯、萘是泡甘蓝、泡芥菜和泡萝卜的共有成分，说明这7种挥发性物质是形成泡菜独特风味的重要物质。

3 结论

HS-SPME结合GC-MS能够较好地对四川泡菜中挥发性成分进行检测。本实验通过对5种不同原料的泡菜挥发性成分进行检出分析，共得到挥发性成分80种，不同原料泡菜之间挥发性成分差异较大。酯类、醛类、酮类、醇类、萜类、芳香族化合物、含硫化合物及杂环化合物对泡菜风味形成具有重要影响。其中酯类是泡萝卜、泡芥菜和泡甘蓝中的特征性挥发性成分，醛类、萜烯类分别是泡黄瓜、泡芹菜的特征性挥发性成分。异硫氰酸戊酯、异硫氰酸苯乙酯、苯甲醛、壬醛、癸醛、右旋萜二烯和萘是形成四川泡菜独特风味的重要挥发性物质。

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