基于SPME/GC-MS对清油麻辣火锅底料挥发性风味成分分析

杨瑞香，马丽娅，王宇，宁静，任志敏，吕南*

内蒙古红太阳食品有限公司（呼和浩特 010000）

随着我国都市化、城市化进程的不断发展，食品的社会化已是必然趋势，对食品风味化的追求已经进入了一个全新的领域与高度。而在整个食品风味中，香辛料堪称其灵魂，通过加热使调味品中香辛料的各种特性充分发挥出来。火锅好吃与否，关键在其锅底。只有调好火锅汤卤的味，充分运用调味品受热时的脂溶性和水溶性，才能达到“五味和谐”。火锅底料作为火锅口味和品质的基础，对火锅口感具有重大的影响。目前传统火锅底料使用牛油作为主要油脂，而牛油价格偏高，且其饱和脂肪酸及胆固醇含量高，大量食用不利于人体健康[1-2]。因此，出于对人体健康和原料成本的考虑，现已有清油火锅底料的生产，但是清油火锅底料的油脂中不饱和脂肪酸居多，其品质易受贮藏温度和时间的影响。为了探明清油火锅底料在香味物质的变化趋势，试验采用固相微萃取（Solid phase micro-extraction，SPME）与气相色谱-质谱联用仪（Gas chromatography-mass spectrum，GC-MS）对麻辣清油辣汤样品中的香味物质进行了鉴定，以期为企业对麻辣清油辣汤质量控制及货架期的预测提供依据。

固相微萃取（Solid-phase microextraction，SPME）是在固相萃取的基础上发展而来的一种新型样品前处理技术，由加拿大Pawliszyn研究小组于1989年首先提出。SPME 技术集采样、萃取、浓缩、进样于一体，操作快捷简便，样品和溶剂用量少，易于实现自动化，与当今国际上提倡的绿色环境友好型样品前处理要求相符[3]，目前被广泛应用于油脂挥发性风味成分的分析[4-5]。张丽珠等[6]同时运用蒸馏萃取法和固相微萃取法对棕榈油与菜籽油复合火锅底料中的挥发性风味物质进行提取，此两种方法共鉴定出82种化合物；刘洋回等[7]采用SDE方法测定某品牌火锅底料中的挥发性风味物质，运用该方法鉴定出某品牌火锅底料90种香气成分。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

“红太阳”清油麻辣底料，内蒙古红太阳食品有限公司；气质联用仪，岛津GCMS-QP 2010 Plus；同时蒸馏萃取装置，安徽东冠器械设备有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 预处理

准确称取5.0 g样品于20 mL顶空瓶中，用PTFE/S瓶盖密封。置于50 ℃恒温水浴锅中预平衡30 min，插入DVB/CAR/PDMS 萃取头（按建议温度提前在GC进样口老化1 h）在50 ℃条件下萃取30 min。萃取结束后在GC进样口解析5 min，两个样品间萃取头在同样条件下老化10 min以防止样品间相互污染。

1.2.2 香味物质的鉴定

1) 气相色谱（GC）条件：采用DB-5MS毛细管色谱柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm），用氦气作载气，流速为1.0 mL/min。升温程序：色谱柱起始柱温40℃，保持3 min，再以3 ℃/min升到150 ℃，随后以6 ℃/min升到240 ℃，然后在240 ℃下保持6 min。

2) 质谱（MS）条件：采集方式，全扫描；采集质量范围，m/z40～350；电离方式，电子轰击（EI）；发射能量，70 eV；离子源温度，250 ℃；进样口温度，250 ℃。

3) 香味化合物的定性分析：将所测香味物质的质谱信息与数据库中已知挥发性化合物的质谱信息进行比对，结合人工解析和相关文献报道鉴定化合物，根据相似度的高低进行定性。

4) 定量分析：根据被测化合物占所有化合物总色谱峰面积之比，来计算被测组分的相对含量。

2 结果与分析

按上述SPME和GC-MS条件对清油麻辣成分进行萃取并分析，得到了它的总离子流色谱图，如图1所示。由质谱图可见，麻辣清油的挥发性成分较多，应用计算机质谱数据检索（筛选匹配度大于85%的化合物），鉴定出了55种清油麻辣成分，并确定了它们的相对百分含量，如表1所示。

图1 麻辣清油挥发性风味成分总离子流图

表1 麻辣清油挥发性风味成分的GC-MS分析结果

接表1

由图1可知，SPME可以很好地吸附麻辣清油的挥发性风味成分，通过GC-MS的分析检测，可以得到良好的总离子图，整个GC-MS分析过程大约需要41 min。从表1中可以看出，麻辣清油火锅底料共鉴定出55种挥发性风味成分，其中烃类21种、醇类10种、醚类3种、酮类3种、醛类6种、酸类2种、酯类4种、其他类6种。构成麻辣清油火锅底料的挥发性成分的物质主要为醇类（56.91%）、烃类（29.42%）、醚类（5.29%）、酯类（2.42%）、其他类（2.14%）和酸类（2.07%），其中多数挥发性化合物有其自身的特征香气。因此，麻辣清油的香味并不是由一种或几种的化合物来体现，而是多种成分协同作用。

在烃类物质中，柠檬烯（11.69%）、桧烯（6.08%）、月桂烯（3.7%）、2, 3, 5-三甲基己烷（0.98%）、十三烷（0.96%）、β-倍半水芹烯（0.94%）等的相对含量较高。以上化合物主要源自于脂肪酸烷氧自由基的断裂[8]。烯烃类化合物其阕值较低，对风味具有一定的贡献。另外，月桂烯具有膏香、木香气味；罗勒烯有草药、辛香气味；γ-萜品烯具有柑橘和柠檬香气。α-蒎烯具有草药气味；莰烯具有樟脑的气味[9-10]。醇类是火锅底料中重要的挥发性化合物之一，其主要来自于火锅底料每种成分中脂肪的氧化和分解[11]。在检测出的醇类物质中，芳樟醇的含量高达55.08%。在清油麻辣火锅底料中，花椒是不可或缺的主要成分之一[12]。而花椒的主体特征性成分主要是芳樟醇，由此可见芳樟醇含量高的主要原因之一是由花椒提供的[5]。醚类化合物相对含量虽然较低，但其对香味成分的贡献较大。在检出的醚类物质中，茴香脑占了绝大比例，其具有茴香的特殊香味，广泛存在于八角、小茴香等一些天然香辛料中[13-14]。在检出的酸类物质中，乙酸是低分子质量的酸类物质，而其中的山梨酸是国际粮农组织和卫生组织推荐的高效安全的防腐保鲜剂，目前运用于食品、饮料、烟草、农药、化妆品等多个行业。它作为不饱和酸，也被广泛用于树脂、香料和橡胶工业中[7]。在其他类风味物质中，二烯丙基二硫又名大蒜素，它是一种有机硫化合物，是葱属科植物的主要组成成分[15]。

3 结论

采用SPME法对清油麻辣火锅底料中的挥发性风味物质进行提取，SPME对清油麻辣的主要挥发性物质可以很好地进行吸附，该法与传统的香气成分的收集和分离手段相比，其具有快速、简便、灵敏、不需溶剂等优点[14]。

SPME与GC-MS联用对提取物的挥发性风味成分进行了有效的分离和检测。结果表明：清油麻辣底料中检测出了55种化合物，其中烃类21种、醇类10种、醚类3种、酮类3种、醛类6种、酸类2种、酯类4种、其他类6种。其主要的挥发性风味成分有芳樟醇和柠檬烯，二者合计占66.77%，其中芳樟醇和柠檬烯分别占比为55.08%和11.69%。另外对香味贡献较大的还有桧烯、4-烯丙基苯甲醚、月桂烯、乙酸、乙酸芳樟酯等。具体每种原料对清油麻辣火锅底料风味的影响程度，有待于做进一步的研究。