基于电子鼻、GC-MS 和GC-IMS 技术分析老香黄发酵期间的挥发性成分变化

陈小爱，蔡惠钿，刘静宜，汤 酿，陈树喜，周爱梅,,

（1.华农（潮州）食品研究院有限公司，广东潮州 521021；2.华南农业大学食品学院，广东省功能食品活性物重点实验室，广东广州 510642；3.广东展翠食品股份有限公司，广东潮州 515634）

发酵食品是微生物酶作用于加工原料使其发生一系列的生物化学和物理变化后制成的食品，因风味独特而受到广大消费者欢迎[1]。老香黄由芸香科植物佛手（Citrus medicaL.var.sarcodactylis）腌制后经封坛发酵而成。新鲜佛手由于口感苦涩辛辣，难以直接食用。为了保留佛手的药用价值、改善其口感和延长贮藏时间，自明代以来，岭南地区的潮州乡民以佛手为原料，制作老香黄，其中加配多种中药材，经过盐腌、晒干、炊熟、浸糖液、浸中药粉液、晒干等步骤后再封坛发酵，制成色黑如漆、绵软的老香黄[2]。老香黄具有消积祛风、开胃理气、化痰生津等功效，而且久藏不坏。此外，老香黄的发酵时间越长，药效越佳，价值也就越高[3]。因此，老香黄是岭南地区潮汕家庭必备的药用凉果，具有良好的产业化开发潜力。

虽然老香黄在岭南地区已有悠久加工和食用的历史，但其深加工水平较低，市售的老香黄加工品仅有蜜饯和茶袋，产品形式单一。且目前关于老香黄的国内外研究报道不多，主要集中在相关工艺、成分及质量安全等方面的研究，如刘小青等[4]研究老香黄中矿物质含量；王强等[5−6]对比了老香黄真空冷冻、微波干燥和恒温热风干燥工艺，且进一步研究老香黄袋泡茶制备工艺；郭守军等[7]研究了老香黄老药桔混合冲剂的制备工艺；赖宣等[8]研究了市售23 个样品的老香黄亚硝酸盐和微生物菌落数含量；刘志聪等[9]建立了老香黄HPLC 指纹图谱，并测定了橙皮苷和5,7-而甲氧基香豆素的含量；谢璧珠等[10]研究分析了2016 年市售老香黄凉果微生物与食品添加剂的检测结果等；戈子龙等[11]采用高通量测序技术分析了老香黄加工前后样品中细菌菌群的组成，进而挖掘其加工前后微生物组成与老香黄品质之间的联系。老香黄在加工发酵过程中风味发生显著变化，主要体现在其发酵后产生了令人愉悦且持久的香气。但在发酵过程中，老香黄的挥发性成分究竟发生了怎样的变化，目前鲜见相关研究报道。而研究老香黄在发酵过程中挥发性成分的变化，可为老香黄的合理开发利用及其产品控制提供科学依据。

基于此，本研究以不同发酵月份的老香黄为研究对象，结合电子鼻、GC-MS 和GC-IMS 这三种技术在便捷性、质谱定性以及灵敏度等方面的互补优势，分析发酵期间老香黄挥发性成分的变化规律，旨在建立一套监测老香黄挥发性风味成分动态变化的方法，为老香黄在发酵期间挥发性风味物质的变化研究提供技术依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

老香黄 为同一批生产工艺下常温密封依次发酵0、2、4、6、8、12 个月的样品，将其分别命名为0M、2M、4M、6M、8M、12M，广东展翠食品股份有限公司提供。

PEN3 便携式电子鼻，德国Airsense 公司；HP6890-5973 气相色谱-质谱联用仪，美国Aglient公司；Flavour Spec 1H1-00053 型气相离子迁移谱联用仪 配有分析软件包括LAV（Laboratory Analytical Viewer）、Reporter 插件、Gallery Plot 插件、GC×IMS Library Search） 德国G.A.S 公司；固相微萃取手动SPME 进样手柄 美国SUPELCO 公司；75 μm CAR/PDMS 固相微萃取纤维 美国SUPELCO 公司；四氟乙烯橡胶盖顶空瓶 广州市丛源仪器有限公司；AL104 万分之一电子天平 梅特勒-托利多仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品采集及处理 在发酵期间，老香黄的采样方式为每次从罐中随机选取大小相近的果15～20个，取回的样品立即密封置于−20 ℃环境中保藏。测试前，每个实验随机抽取5 个果，切碎并混合，再称取一定的样品量进行充分研磨，立即装入样品瓶中待分析。

1.2.2 电子鼻分析 PEN3 型电子鼻由10 种金属氧化物气体传感器阵列组成，性能描述如表1 所示。分析方法参照陈慧等[12]的方法，并稍作修改。精确称取3.0 g 老香黄于50 mL 橡皮胶垫密封进样瓶中，并在室温下平衡30 min。随后插入电子鼻探头吸取顶端气体，测定香气物质。电子鼻参数：采样时间间隔1 s，传感器清洗时间为120 s，归零时间是10 s，样品准备时间为5 s，传感器和样品流量均为400 mL/min，分析采样时间为120 s，载气为空气，清洗传感器后进样。检测时传感器于110 s 后趋于稳定，选取111 s为信采集时间，每种样品均平行测定3 次。

表1 PEN3 传感器性能描述Table 1 PEN3 sensor performance description

1.2.3 GC-MS 分析

1.2.3.1 顶空固相微萃取方法 在顶空固相微萃取（Headspace solid phase microextraction，HS-SPME）之前，先将固相微萃取纤维安装于手动SPME 进样手柄上，于气相色谱进样口260 ℃老化20 min。通过单因素实验，对HS-SPME 的纤维材料、提取温度、样品量和萃取时间等参数进行优化，确定其最佳提取工艺。然后将老香黄用研磨仪研碎后密封，精确称取6.0 g 样品于30 mL 萃取瓶中，盖上带有四氟乙烯胶垫的瓶盖，固定于70 ℃的恒温磁力搅拌器上，待样品平衡15 min，将已活化后的固相微萃取针管穿过胶垫，伸出吸附纤维，萃取30 min，随后将萃取针插入GC 进样口，加热解析吸附物3 min。

1.2.3.2 GC-MS 分析条件 GC 条件：色谱柱为DBWAX 毛细管色谱柱（60 m×0.25 mm×0.25 μm）；升温程序：初始温度为70 ℃，保持2 min，然后以3 ℃/min的速率升高到120 ℃，最后以4 ℃/min 的速率升高到230 ℃，保持5 min；载气（He）流速1 mL/min，进样口温度为260 ℃，不分流进样。

MS 条件：电子轰击离子源；电子能量70 eV；传输线温度280 ℃；离子源温度230 ℃；四极杆温度150 ℃；扫描模式为全扫描；质量扫描范围m/z 35～600。

1.2.4 GC-IMS 分析 顶空进样条件：将2 g 细磨样品移入20 mL 顶空玻璃取样瓶中；顶空孵化温度60 ℃，孵化时间15 min，孵化转速 500 r/min，进样体积500 μL，进样针温度：65 ℃。

GC 条件：色谱柱（FS-SE-54-CB-1 15 m×0.53 mm,1 μm），色谱柱温60 ℃，运行时间30 min，载气为高纯N2（纯度≥99.999%）；载气流速：起始2.00 mL/min保持 2 min，在2～20 min 线性增至100.00 mL/min，后保持10 min。

IMS 条件：离子源为氚源（6.5 KeV），正离子模式，漂移管长度9.8 cm，管内线性电压500 V/cm，漂移气流速150 mL/min（高纯氮气，纯度≥99.999%），漂移管温度45 ℃。以n-酮C4～C9 为外标，计算各化合物的保留指数（RI）。

1.3 ROAV 计算

根据刘登勇等[13]报道，气味活度值的计算可以引进一个参数ROAV，该参数设定对样品风味贡献最大成分：ROAVstan=100，其他成分的气味活度值（A）：

式中：C%A、TA 为各风味组分的相对百分含量和对应的感觉阈值；C%stan、Tstan 分别为对样品风味贡献最大组分的相对百分含量和感觉阈值。当物质的ROAV>1 时，该物质对于挥发性风味的贡献大，为主要香气成分，ROAV 越大，对风味的贡献就越大；当0.1

1.4 数据处理

应用GC-MS 内置的NIST08.L 化学工作站标准谱库对检测到的挥发性成分进行鉴定，用峰面积归一化法确定各种成分的相对含量。采用GC-IMS 设备自带仪器分析软件，包括LAV 和插件（Reporter、Gallery plot）对样品的挥发性成分进行采集和分析，通过保留指数（RI）和漂移时间与GC-IMS 文库以及峰面积归一化处理进行化合物定性定量分析。使用TB tools 软件绘制聚类热图。使用SPSS 23.0 软件进行主成分分析（PCA），统计学处理采用t检验进行组间差异显著性分析，P<0.05 为差异显著。

2 结果与分析

2.1 基于电子鼻分析不同发酵时间老香黄的挥发性组分

PEN3 电子鼻系统对测量范围内的样品气味和挥发性化合物非常敏感，微小的变化会导致传感器响应值的差异[14]。由图1 香气分布雷达图可以看出，对不同发酵月份老香黄样品响应强度均较大的传感器有W2W、W2S、W1W、W1S，它们分别对芳香成分、醇类、醛酮类、甲基类化合物和有机硫化物灵敏。不同发酵月份样品差异较明显的体现在W2W、W2S、W1W 上，说明发酵对老香黄中的芳香成分、醇类和醛酮类有较大影响。

图1 不同发酵月份的老香黄挥发性成分的电子鼻传感器响应强度雷达图Fig.1 Radar map of aroma components distribution of Laoxianghuang in different fermentation months

在荷载分析图中，各传感器的坐标可以精准地反映其对样品挥发性气味贡献率的大小；离原点越远，传感器对主成分的贡献越大，反之则越小[15]。由图2 可知，W2W、W2S、W1S 和W1W（分别对芳香成分、醇类、醛酮类、甲基类化合物和有机硫化物灵敏）离中心原点较远，W1C、W3C、W3S 和W5C（分别对苯类、氨类、长链烷烃、短链烷烃灵敏）次之，距离最近的是W6S 和W5S（分别对氢化物和氮氧化合物灵敏）。结合香气分布雷达图说明,芳香成分、醇类、醛酮类、甲基类化合物和有机硫化物对老香黄样品香气贡献率最大，而苯类、氨类、长链烷烃、短链烷烃次之，贡献率最小的是氢化物和氮氧化合物。

图2 不同发酵月份的老香黄PEN3 传感器载荷图Fig.2 PEN3 load diagram of sensor of Laoxianghuang in different fermentation months

由PCA 图（图3）可知，总贡献率为88.4%（PC1和PC2 分别为46.8%和41.6%），说明不同发酵月份的老香黄样品间风味相互独立，整体区分度较好，PCA 方法适用于老香黄发酵期间的挥发性成分分析。发酵0、2、4 个月样品在主成分2 上较为接近，但它们与发酵6、8、12 个月样品差异较大，且发酵6、8、12 个月的样品在主成分1 上均有较明显的差异，说明总体上发酵0～4 个月的老香黄挥发性组分差异小，而发酵6～12 个月样品的挥发性组分差异大。由此可见，发酵6 个月后老香黄的挥发性组分开始发生较大的变化。

图3 不同发酵月份的老香黄PCA 图Fig.3 PCA diagram of Laoxianghuang in different fermentation months

2.2 基于GC-MS 分析不同发酵时间的老香黄挥发性成分

2.2.1 发酵期间老香黄挥发性香气成分的鉴定 不同发酵时间的老香黄挥发性成分的总离子流图（TIC）如图4 所示，老香黄在不同发酵阶段共鉴定出46 种挥发性物质，包括萜烯类、醇类、醛类、酚类、酯类、醚类、杂环化合物和其它共8 个种类，具体挥发性成分种类和相对含量见图5 和表2。其中，α-蒎烯（3.87%）、β-蒎烯（2.89%）、月桂烯（3.73%）、萜品油烯（3.75%）、柠檬烯（28.87%）、异松油烯（16.21%）、1-石竹烯（1.66%）、巴伦西亚橘烯（1.11%）、芳樟醇（7.65%）、α-松油醇（1.83%）、糠醛（1.92%）、麦芽酚（7.22%）、茴香脑（1.90%）和2,4-二甲基苯乙烯（1.25%）是不同发酵时间的样品中平均含量较高且相对稳定的14 个共有成分。基于此，这些成分可以作为老香黄发酵期间的目标参考化合物。

表2 GC-MS 鉴定不同发酵时间老香黄的挥发性成分Table 2 Identification of volatile compounds in Laoxianghuang by GC-MS

续表 2

图4 不同发酵月份的老香黄TIC 图Fig.4 TIC diagram of Laoxianghuang in different fermentation months

由图5 和表2 可知，萜烯类物质是老香黄挥发性成分中含量最丰富的，六个发酵阶段样品的萜烯类物质的含量分别为68.44%、70.58%、69.92%、67.26%、60.07%和59.8%，且多为单萜烯类化合物；萜烯类化合物具有柠檬香气、柑橘香、药草香、木香、青香、花香、甜香等香气[16,17]。醇类化合物在不同发酵阶段老香黄样品中的百分含量为15.57%、11.45%、11.96%、13.55%、11.24%、11.06%，醇类物质具有木青气息、花香、薄荷香气柑橘香、柚香等气味，（−）-4-萜品醇是在老香黄发酵期间含量较低但具有不良气味的物质[18,19]。醛类化合物在不同发酵阶段的老香黄样品中分别占3.29%、2.91%、4.73%、4.33%、8.22%、7.39，具有焦甜和清新气味，其中糠醛为主要成分，具有焦香气味。除此之外，醛类物质还具有桂皮、桂肉等芳香[20]。酚类化合物在不同发酵阶段的老香黄样品中分别占7.71%、6.68%、8.85%、7.84%、10.52%、11.54%，其中麦芽酚为主要成分，具有焦甜香。除此之外，酚类物质还具有丁香、辛香和麝香气味[21,22]。六个不同发酵阶段老香黄样品中的酯类物质百分含量为0、1.53%、0.67%、2.17%、0.99%、0.8%。该类物质有2-糠酸甲酯、3-呋喃甲酸甲酯、肉豆蔻酸异丙酯三种，其中3-呋喃甲酸甲酯具有焦糖香。醚类物质是化合物数量最少的一类，只有茴香脑一种，在发酵期间的百分含量依次为2.24%、2.82%、2.11%、1.55%、1.05%、1.65%，具有甘草、茴香气味[23]。六个发酵阶段老香黄样品中的杂环化合物的百分含量分别为1.45%、2.08%、0.63%、1.13%、1.75%、0%，其中2,5-二甲酰基呋喃具有坚果香、甜香气味，2-（羟基乙酰基）呋喃具有可可、巧克力香。其它类化合物的百分含量在发酵期间的含量分别为1.3%、1.95%、1.13%、2.17%、6.16%、7.76%，其中桉叶油醇具有薄荷香[24]。综上所述，萜烯类、醇类、醛类和酚类是老香黄中含量比较丰富的物质，其中含量变化最为显著的是萜烯类、醛类、酚类（P<0.05）。

图5 不同发酵月份的老香黄挥发性成分种类含量图Fig.5 Proportion of volatile components in Laoxianghuang in different fermentation months

2.2.2 不同发酵时间老香黄挥发性组分变化分析 为了更直观地对比不同发酵时间老香黄挥发性成分的差异，采用TB tool 软件进行热图聚类分析。如图6所示，随着欧氏距离的平方的增加，六个发酵时间段的样品可分为3 类：0M 和2M、4M 和6M、8M 和12M。结合图6 和表2 来看，发酵0M、2M、4M、6M、8M、12M 六个样品的挥发性成分数量分别为27、29、34、37、38、30，呈先上升后下降的趋势，其中以发酵6 个月和8 个月时最为丰富。从挥发性成分的含量来看，随着发酵过程的进行，醛类和酚类物质总体增加，萜烯类和醇类物质逐渐减少，而酯类物质从无到有，与黄六斌等[25]研究柑橘酒发酵过程中挥发性成分的变化趋势相似。

分别对不同发酵时间老香黄中的共有化合物进行分析。由图6 和表2 可知，α-蒎烯含量变化呈降-升-降趋势，未发酵的样品中含量最高（4.42%），发酵12 个月降至最低值（3.09%），据Vespermann[26]等研究报道，α-蒎烯在微生物酶的作用下可转化为（−）-4-萜品醇，由此可推测发酵期间（−）-4-萜品醇含量的上升可能原因是α-蒎烯的生物转化。β-蒎烯变化呈先下降后上升趋势，在发酵12 个月时达到最大值，为3.64%。月桂烯含量波动不大，变化没有呈现出规律性。萜品油烯变化呈先下降后上升的趋势，其在未发酵样品中的含量最高，在发酵4 个月时含量达到最低值（2.79%）。柠檬烯为老香黄中含量最高的成分，其在发酵过程的变化最为显著（P<0.01），发酵2 个月时柠檬烯含量为34.72%，过了2 个月后，柠檬烯开始呈下降趋势，发酵12 个月样品中呈现最低值，为22.16%，柠檬烯的微生物转化产物主要有1、2、3、6、8 位环氧化产物，其中6 位环氧化产物香芹酚在发酵6 个月时含量从无至有，而8 位环氧化产物α-松油醇含量在发酵前6 个月呈上升趋势，由此推测柠檬烯在发酵期间可能在微生物的作用下发生了氧化反应[27,28]。异松油烯是老香黄挥发性成分中含量第二高的成分，其变化规律呈先上升后下降的趋势，在发酵4 个月时含量最高，为18.56%，8 个月时含量最低（14.03%）。1-石竹烯在未发酵的样品中含量很低，但在发酵2 个月后含量突然上升，为1.25%，发酵12 个月时则达到最高值3.75%。巴伦西亚橘烯含量变化没有呈现出规律性，其在未发酵样品中的含量最高（2.27%）。芳樟醇的含量较为稳定，但未呈现出规律性。糠醛为多糖的次级代谢产物[29]，佛手中富含多糖类物质[30]，在发酵8 个月之前，糠醛含量随着发酵时间的增加而增加，在发酵8 个月时达到了峰值（2.87%），8 个月后其含量开始下降，发酵12 个月时含量低至0.9%。麦芽酚在发酵4 个月时含量最高，为8.32%。茴香脑呈升-降-升趋势，发酵2 个月时含量最高（2.82%）。2,4-二甲基苯乙烯含量变化没有呈现规律，但在发酵2 个月时含量为最高，为1.9%。总体而言，α-蒎烯、月桂烯、萜品油烯和巴伦西亚橘烯在老香黄原料中含量最高；β-蒎烯和1-石竹烯在发酵12 个月样品中含量最高；柠檬烯、茴香脑和2,4-二甲基苯乙烯在老香黄发酵2 个月时含量达到最高；异松油烯、麦芽酚和芳樟醇在样品发酵4 个月时含量最高；α-松油醇和糠醛分别在发酵6 个月和8 个月时含量为最高。

图6 不同发酵月份的老香黄挥发性组分聚类分析热图Fig.6 Cluster analysis heat map of volatile components in Laoxianghuang in different fermentation months

2.3 基于GC-IMS 分析不同发酵时间老香黄的挥发性成分

2.3.1 发酵期间老香黄的GC-IMS 二维谱图分析 采用GC-IMS 技术分析发酵期间的老香黄挥发性成分，图7 为不同发酵月份样品GC-IMS 二维谱图，纵坐标表示GC 保留时间，横坐标代表反应离子峰迁移时间，横坐标1.0 处竖线为RIP 峰（反应离子峰，经归一化处理）。RIP 峰右侧每一个亮点代表一种挥发性物质，由于单体离子和中性分子可能在漂移区形成附属物，因此一种化合物可能会产生多个信号或点（单体和二聚体，在文中分别以M 和D 表示）[31]。颜色代表物质的浓度，颜色越深表示浓度越大。从图7可以看出，不同发酵时间的老香黄挥发性成分可通过GC-IMS 很好地分离出来，红框区域的挥发性成分在发酵0 个月的样品中含量最低，随着发酵时间的延长，其含量逐渐增加。从黄框区域的挥发性成分来看，2M、4M 两个样品最相似，6M、8M、12M 样品存在一定差异。

图7 不同发酵月份的老香黄挥发性组分GC-IMS 二维谱图Fig.7 GC-IMS two-dimensional spectra of volatile components in Laoxianghuang in different fermentation months

根据保留指数（RI）和漂移时间与GC-IMS 文库以及峰面积归一化处理进行化合物定性定量分析（表3），定性出38 种已知挥发性组分，包括萜烯类8种、醇类5 种、醛类9 种、酯类4 种、酮类4 种、酚类1 种、酸类2 种、杂环类4 种、其它1 种。定性检出的38 种已知挥发性组分，大部分是佛手中常见的香味成分，其中，反式-橙花叔醇、庚醛、糠醛、己醛、异戊醛、3-羟基-2-丁酮、2-乙基呋喃、呋喃甲醇、2-乙酰基呋喃等挥发性成分，目前在佛手的挥发性组分研究中鲜有报道，这可能是发酵过程中产生的。根据文献报道，这些物质一般都具有特殊的香味，比如反式-橙花叔醇具有柑橘、木兰香气的气味；庚醛具有脂肪、柑橘香；糠醛呈焦甜香气；异戊醛伴有果香；己醛具有类似青草、脂肪气味；3-羟基-2-丁酮具有黄油、奶油香；2-乙基呋喃伴有坚果、脂香等。因此，这些成分构成了老香黄特有的气味（详情见表3）。

2.3.2 不同发酵时间老香黄挥发性成分离子迁移指纹图谱分析 为进一步比较不同发酵时间老香黄挥发性成分的差异，采用GC-IMS 仪器自带软件生成离子迁移指纹图谱（图8）。横轴为样品中检测出的所有挥发性成分，纵轴为不同发酵月份的老香黄样品。将指纹谱图分为A、B、C、D、E 共5 个特征峰区域和F、G 共同区域。A 区为发酵0 个月样品的特征峰区域，包括的挥发性组分为戊酸乙酯、乙酸丁酯、异戊醛、糠醛。B 区为发酵4 个月样品的特征峰区域，包括的挥发性组分为莰烯、2-丁酮、正丁醛、异戊酸。C 区为发酵6 个月样品的特征峰区域，包括的挥发性组分为己醛、3-羟基-2-丁酮、戊醛、异戊醇、2-乙基呋喃、2-乙酰基呋喃。D 区是发酵8 个月样品的特征峰区域，主要包括反式-橙花叔醇、桉叶油醇、庚醛、乙酸乙酯、2-乙基呋喃、柠檬烯、α-松油醇共8 种挥发性组分。E 区为发酵12 个月样品的特征峰区域，包括的挥发性组分为β-蒎烯、2,3-丁二酮、4-甲基愈创木酚、壬醛、丙酸。G 区为发酵0 个月和2 个月的共同区域，已知的挥发性组分包括呋喃甲醇、乙醇、反式-β-罗勒烯；F 区为发酵8 个月和12 个月的共同区域，包括乙醇、反式-β-罗勒烯、3-蒈烯、α-蒎烯、月桂烯、萜品油烯共6 种挥发性组分。结合表3 可知，发酵前期，呋喃甲醇、乙醇、反式-β-罗勒烯均为最高值；随着发酵时间的延长，三者含量均呈稳定的下降趋势；而3-蒈烯、α-蒎烯、月桂烯、萜品油烯含量在发酵前期显著增加，之后下降，并在发酵8 个月后再次升高。2-乙基呋喃、2-乙酰基呋喃、反式-橙花叔醇随着发酵时间的延长含量逐渐增多。这些挥发性成分的生成可能是由于美拉德反应和氨基酸与脂质的相互作用有关[32]。

续表 3

图8 不同发酵月份的老香黄挥发性组分GC-IMS 指纹图谱Fig.8 GC-IMS fingerprint of volatile components in Laoxianghuang in different fermentation months

2.4 老香黄挥发性成分的主要香味贡献成分

综合定性结果，对每个阶段均检测出的化合物香味阈值进行查询并计算。本研究中检测到芳樟醇物质，虽然含量较低，但根据佛手挥发性风味的相关文献[16]报道，柠檬烯、异松油烯等萜烯化合物和芳樟醇是佛手的重要香气物质。这类物质的风味阈值低，清香味强烈。故定义芳樟醇的ROAV 为100，其他风味成分的ROAV 由式（1）计算得出。选择其中ROAV>0.1 的成分列出，如表4 所示。

由表4 可知，ROAV>0.1 有19 种挥发性成分，对老香黄的香味有贡献作用。有12 种物质ROAV大于1，这些物质分别是芳樟醇、异松油烯、反式-β-罗勒烯、柠檬烯、β-蒎烯、α-蒎烯、茴香脑、香茅醛、壬醛、己醛-M、己醛-D、3-羟基-2-丁酮、呋喃甲醇，被认为是老香黄香气的关键组分。其中对老香黄风味贡献程度最大的5 个物质分别是香茅醛、壬醛、异松油烯、反式-β-罗勒烯和柠檬烯。关键组分的香气特征可分为3 大类，第一类是以异松油烯、柠檬烯、茴香脑、香茅醛为代表的，具有明显柠檬特征的果香和青香；第二类是以壬醛、己醛-M、己醛-D、3-羟基-2-丁酮、呋喃甲醇为代表的，为美拉德反应产物特有的脂香和焦甜香；第三类是以芳樟醇、反式-β-罗勒烯、β-蒎烯、α-蒎烯为代表的，具有强烈萜类物质特征的木青气息、花香和药草香气。综上可知，老香黄的主体香气为柑橘香、木青气息、药草香和焦甜香。

表4 老香黄挥发性风味成分的相对风味活度值Table 4 Relative flavor activity values of volatile flavor components in Laoxianghuang

3 讨论与结论

本文采用电子鼻、GC-MS 和GC-IMS 三种技术对老香黄发酵过程中的挥发性成分变化进行了分析，并结合相对风味活度值ROAV 评价老香黄挥发性成分对气味的贡献率。电子鼻分析结果表明，PCA 可有效区分不同发酵时间的老香黄，发酵0～4 个月的老香黄挥发性组分差异小，而发酵6～12 个月的挥发性组分差异大，说明在发酵6 个月后老香黄挥发性组分开始发生较大的变化。GC-MS 共鉴定出46 种挥发性物质，包括萜烯类14 种、醇类9 种、醛类6 种、酚类4 种、酯类3 种、醚类1 种、杂环化合物3 种、其它6 种。α-蒎烯、β-蒎烯、月桂烯、萜品油烯、柠檬烯、异松油烯、1-石竹烯、巴伦西亚橘烯、芳樟醇、α-松油醇、糠醛、麦芽酚、茴香脑、2,4-二甲基苯乙烯是发酵期间含量较高且相对稳定的14 个共有成分，这些成分可以作为老香黄发酵期间的目标参考化合物。GC-IMS 定性检出38 种已知挥发性组分，包括萜烯类8 种、醇类5 种、醛类9 种、酯类4 种、酮类4 种、酚类1 种、酸类2 种、杂环类4 种、其它1 种。聚类分析和离子迁移指纹图谱直观显示了老香黄的挥发性成分在发酵期间发生了变化，伴有部分物质的消失和新物质的形成。相对风味活度评价结果表明，老香黄的主体香气为柑橘香、木青气息、药草香和焦甜香，对老香黄风味贡献程度最大的5 个物质分别是香茅醛、壬醛、异松油烯、反式-β-罗勒烯和柠檬烯。研究发现，反式-橙花叔醇、庚醛、糠醛、己醛、异戊醛、3-羟基-2-丁酮、2-乙基呋喃、呋喃甲醇、2-乙酰基呋喃等挥发性组分是发酵过程中产生的挥发性物质。这些物质成分构成了老香黄特有的气味。