固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)分析低鹽固態(tài)發(fā)酵醬油揮發(fā)性風(fēng)味成分

柴油是中國的傳統(tǒng)發(fā)酵味道。由于其獨(dú)特的口感、顏色和豐富的營養(yǎng)價值，它已成為中國、日本、韓國、東南亞乃至歐洲和美國的人民不可或缺的食物。目前,國內(nèi)醬油釀造的工藝主要有兩種,一種是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的低鹽固態(tài)發(fā)酵工藝,其發(fā)酵溫度高,生產(chǎn)周期短,蛋白質(zhì)利用率較高,具工業(yè)生產(chǎn)優(yōu)勢,但在風(fēng)味方面,遜于高鹽固態(tài)發(fā)酵醬油;另一種是高鹽稀態(tài)發(fā)酵工藝,是與傳統(tǒng)工藝較接近的發(fā)酵工藝,生產(chǎn)周期長,但風(fēng)味較優(yōu)。一般認(rèn)為高鹽稀態(tài)醬油具有濃郁的酯香,風(fēng)味較豐滿;低鹽固態(tài)醬油的鮮甜味較突出,酯香則較差,風(fēng)味較單一,但沒有對它們風(fēng)味成分的差別進(jìn)行深入的研究。與國外相比,特別是與日本相比,在風(fēng)味研究上我國還有一定差距。因此,當(dāng)對蛋白質(zhì)和淀粉質(zhì)的利用達(dá)到一定程度后,對風(fēng)味成分進(jìn)行研究是十分必要的。常用的醬油香氣成分提取分析方法有溶劑萃取法、同時萃取蒸餾法(SDE)。固相微萃取技術(shù)無需有機(jī)溶劑,集采樣、萃取、濃縮、進(jìn)樣于一體,而且能與氣相色譜或液相色譜儀聯(lián)用,已廣泛用于醬油揮發(fā)性風(fēng)味成分的分析,用于中國傳統(tǒng)的大豆發(fā)酵食品風(fēng)味分析也取得了較好的結(jié)果,但采用固相微萃取結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜用于對醬油揮發(fā)性風(fēng)味成分的研究尚不多見。本研究以工業(yè)生產(chǎn)中兩種不同工藝發(fā)酵所得醬油原油為對象,運(yùn)用固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)對其香氣成分進(jìn)行了比較分析,通過檢索NIST和Wiley譜圖庫,對各香氣組分進(jìn)行了定性分析,比較了其風(fēng)味成分的差別。旨在為改善我國低鹽固態(tài)發(fā)酵醬油的風(fēng)味提供實(shí)驗(yàn)依據(jù),以提高國產(chǎn)醬油的質(zhì)量,增強(qiáng)國產(chǎn)醬油的國際競爭力。1實(shí)驗(yàn)部分1.1熱脫附進(jìn)樣器perkinelwell,uTraceGC-MS氣質(zhì)聯(lián)用儀(Finnigan,USA);15mL帶聚四氟乙烯瓶蓋的樣品瓶;TurboMatrixTD熱脫附進(jìn)樣器(PerkinElmer,USA);85μmPA(聚丙烯酸酯)萃取纖維頭。1.2各菌種的培養(yǎng)分別按照低鹽固態(tài)和高鹽稀態(tài)工藝釀造。原料分別為麩皮、豆粕、面粉;大豆,炒麥。制曲菌種均為米曲霉。低鹽固態(tài)工藝發(fā)酵周期為20d,高鹽稀態(tài)工藝發(fā)酵周期為180d。1.3纖維頭解吸法分離準(zhǔn)確吸取10mL的醬油樣品置于15mL頂空瓶中,于磁力攪拌器上在50℃加熱平衡15min,將老化好的85μmPA萃取頭插入樣品瓶頂空部分,推出纖維頭,于50℃頂空吸附30min,吸附后的萃取頭取出后插入氣相色譜進(jìn)樣口,于250℃解吸3min。1.4進(jìn)樣密度和質(zhì)譜條件色譜條件:色譜柱為DB-WAX,30m×0.25mm×0.25μm毛細(xì)管柱;載氣,He氣;流量,0.8mL/min,不分流進(jìn)樣。程序升溫:起始溫度40℃,保持4min,以6℃/min的速率升至160℃,再以10℃/min的速率升至220℃,保持6min。質(zhì)譜條件:接口溫度,250℃;離子源溫度,200℃;離子化方式,EI;電子能量,70eV;檢測電壓,350V;發(fā)射電流,:200μA。1.5u3000相對分子的定性和出物是nst-ro實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理由Xcalibur軟件系統(tǒng)完成,未知化合物經(jīng)計算機(jī)檢索,同時與NIST譜庫和Wiley譜庫相匹配進(jìn)行定性。采用峰面積歸一化法進(jìn)行相對定量。2結(jié)果與討論2.1低鹽固體發(fā)酵醬油與高鹽稀態(tài)發(fā)酵醬油的比較對兩種工藝發(fā)酵所得醬油指標(biāo)進(jìn)行了分析,結(jié)果見表1。從表1可以看出,低鹽固態(tài)發(fā)酵醬油各項(xiàng)指標(biāo)與高鹽稀態(tài)發(fā)酵醬油已在同一水平,甚至還優(yōu)于高鹽稀態(tài)發(fā)酵醬油,說明對原料蛋白質(zhì)及淀粉的利用,兩種工藝已達(dá)同一水平。2.2有機(jī)溶劑的成分有發(fā)酵醬油揮發(fā)性風(fēng)味成分的總離子流色譜圖見圖1,SPME-GC-MS分離鑒定出的發(fā)酵醬油中揮發(fā)性風(fēng)味成分及其相對峰面積分?jǐn)?shù)見表2。用固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用對兩種發(fā)酵醬油的揮發(fā)性風(fēng)味成分進(jìn)行了分析,通過譜圖檢索并結(jié)合有關(guān)文獻(xiàn),鑒定出醇、酚、醛酮、酸、酯、雜環(huán)化合物6大類,共52種。乙醇、2-甲基丁醇、2-甲基丙醇、苯乙醇、乙酸、2-甲基丁酸、糠醇為兩種醬油中都存在的主要成分;醇類可以產(chǎn)生使人愉快的氣味,2-甲基丙醇、苯乙醇本身還具有花草和水果的香氣,酸類可以緩和咸味,使口感柔和,糠醇具有焦香味,對醬油的風(fēng)味有貢獻(xiàn)。醇類物質(zhì),低鹽固態(tài)發(fā)酵醬油的含量高于高鹽稀態(tài)發(fā)酵醬油,多數(shù)醇類具有花草的香味,如2-甲基丁醇、苯乙醇揮發(fā)性較強(qiáng);1-辛烯-3-醇具有濃郁的蘑菇香氣,因此,低鹽固態(tài)醬油的頭香較高鹽稀態(tài)醬油濃郁。兩種醬油共同含有的3-甲硫基丙醇含量雖微,但其在濃度較低時即有強(qiáng)烈的肉湯的香味,豐富了醬油的風(fēng)味特征。高鹽稀態(tài)醬油中的含量較大的1,3-丁二醇、2,3-丁二醇,略具甜味,可以與多種酸形成酯類,對醬油中其他成分有調(diào)香作用,在醬油的后加熱中對色澤和風(fēng)味的形成有較大影響。高鹽稀態(tài)醬油中酚類物質(zhì)的含量遠(yuǎn)高于低鹽稀態(tài)醬油,其中檢出含有大量的4-乙基-2-甲氧基苯酚(4-乙基愈創(chuàng)木酚,4-EG),這種成分的香氣特征明顯,香氣活性強(qiáng),對風(fēng)味貢獻(xiàn)大,并對形成醬油豐滿的風(fēng)味有較大貢獻(xiàn),是提高香氣特征的關(guān)鍵。高鹽稀態(tài)發(fā)酵醬油中的酸類物質(zhì)的含量高于低鹽固態(tài)發(fā)酵醬油,酸在醬油風(fēng)味中的作用是緩解咸味,使各種香味柔和。兩種醬油中酯類的組成和含量差別不大,而高鹽稀態(tài)醬油中雜環(huán)化合物的含量要高于低鹽固態(tài)醬油,雜環(huán)化合物的多種香氣成分極大地豐富了醬油風(fēng)味。醛酮本身并不是風(fēng)味物質(zhì),其在醬油風(fēng)味中的作用還有待進(jìn)一步研究。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出,在大量的主體成分一致的基礎(chǔ)上,由于各類風(fēng)味物質(zhì)的組成和含量的不同,形成了醬油的不同風(fēng)味,只有了解了高鹽稀態(tài)醬油和低鹽固態(tài)醬油風(fēng)味成分的異同,才能進(jìn)一步改進(jìn)低鹽固態(tài)醬油的風(fēng)味。3風(fēng)味復(fù)合化合物的組成本研究運(yùn)用固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)對低鹽固態(tài)和高鹽稀態(tài)發(fā)酵醬油的揮發(fā)性風(fēng)味成分進(jìn)行了分析,通過譜圖檢索和有關(guān)文獻(xiàn),共鑒定了醇、酚、醛酮、酸、酯、雜環(huán)化合物6類共52種物質(zhì),26種成分在兩種醬油中同時檢出,17成分為低鹽固態(tài)醬油特有,9