顶空固相微萃取-气质联用分析酵母菌对发酵辣椒汁挥发性成分的影响

顶空固相微萃取-气质联用分析酵母菌对发酵辣椒汁挥发性成分的影响 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 顶空固相微萃取-气质联用分析酵母菌对发酵辣椒汁挥发性 成分的影响 现代食品科技 Modern Food Science and Technology 2013, Vol.29, No.6 顶空固相微萃取-气质联用分析酵母菌对发酵 辣椒汁挥发性成分的影响 唐鑫，夏延斌，吴灿 (湖南农业大学食品科学技术学院，湖南长沙 410128) 摘要:为分析酵母菌对发酵辣椒汁挥发性成分的影响，采用固相 微萃取法(SPME)色谱-质谱联用(GC-MS)乳杆菌发酵组中共鉴定出36 种挥发性有机成分，混合发酵组中共鉴定出57种挥发性有机成分。 关键词:发酵辣椒汁;挥发性成分;固相微萃取;气质联用 文 章篇号:1673-9078(2013)6-1420-1423 TANG Abstract:lactobacillus and yeasts were analyzed by in the fermented hot pepper by lactobacillus and the mixture of lactobacillusKey words: 辣椒(Capsicum annuum)属茄科，丰富的维生素C较丰富的锌、 维生素A15[1~2]会产生许多的香气成分[4]，并且还是集采样、萃取、 [5~6]。如今该技术已经被广泛、食品[8~10]和园艺产品[11~12]的香气 测定。本实验采用顶空固相微萃取(solid phase miacro- extraction, SPME)的预处理方法，结合气相色谱-质谱联用仪(gas chromatography ——————————————————————————————————————————————— --------------------------------------------------------------------------------------------------- and mass spectrometry, GC-MS)，对辣椒盐坯浸出汁分别接种植物乳杆菌和 收稿日期:2013-01-21 作者简介:唐鑫(1989-)，女，硕士在读，研究方向食品化学与营养 通讯作者:夏延斌(1952-)，男，教授，博士生导师 植物乳杆菌与酵母菌混合发酵，并对之间的香气成分影响提供理论基础。 1 材料与方法 1.1 原料 辣椒盐水取于长沙坛坛乡调料食品有限公司剁辣椒盐坯浸出汁，通过浓缩稀释分别加入4%植物乳杆菌作为植物乳杆菌发酵组和总接种量4%，植物乳杆菌:酵母菌=2:1作为混合发酵组，发酵5 d后，进行顶空固相微萃取，分析其挥发性成分。 1.2 仪器与设备 固相微萃取装置SPME进样器，上海安谱科学仪器有限公司;GCMS-QP2010气相色谱-质谱联用仪，日本岛津公司;GL-3520磁力搅拌器，海门市其林贝尔仪器制造有限公司。 1.3 风味成分的提取及鉴定 1.3.1 萃取头老化 首次使用固相微萃取头时，必须老化至无杂峰。将100 μm PDMS萃取头，于气相色谱进样口老化，老化温度270 ?，老化时间30 min。 1420 现代食品科技 Modern Food Science and Technology 2013, Vol.29, No.6 1.3.2 挥发性风味成分的提取 ——————————————————————————————————————————————— --------------------------------------------------------------------------------------------------- 吸取5 mL的发酵辣椒汁于SPME样品瓶中，密封好后置于磁力 搅拌器上，将萃取头插入样品瓶中，推出纤维头使其与液面保持1.5 cm，顶空于70 ?吸附45 min，搅拌速度为900 r/min。然后将萃取 头插入气相色谱仪进样口，250 ?解吸5 min，在拔出萃取头时抽回 纤维头，并启动仪器采集数据。 1.3.3 挥发性风味成分的鉴定方法 管(在酯类化合物中，乙酸乙酯的相对含量有40.12%，是相对 含量最多的物质;醇类化合物7种，占13.83%;烷类化合物8种， 占3.67%;烯类化合物8种，占2.44%;酮类化合物2种，占1.05%; 萘类1种，占0.59%。 表1 植物乳杆菌发酵辣椒汁挥发性化合物的相对含量 Table 1 Volatile compounds in pepper juice fermented by lactobacillus 保留时(2E,6E)-2,6-双(2-甲基亚丙基) 环己酮 2-甲基十五烷 月桂酸乙酯 正十六烷 环戊烷,异戊基 2- 甲基十六烷 正二十一烷 C14H22O 0.84 C16H34 C16H34 C10H20 C17H36 C21H44 0.53 0.92 0.11 0.22 0.29 相对含 图1 植物乳杆菌发酵辣椒汁挥发性风味化合物GC-MS 总离子流 图 Fig.1 GC-MS total ion current chromatogram of volatile compounds in pepper juice fermented by lactobacillus ——————————————————————————————————————————————— --------------------------------------------------------------------------------------------------- 30 16.567 31 17.400 32 17.867 33 17.950 34 18.608 35 18.883 36 19.417 C14H28O2 1.37 由表1可知，植物乳杆菌发酵辣椒汁中所得的挥发性物质中含有 有机物总共为36种，其中酯类为主要成分，共10种，占所有挥发性 风味成分的78.41%， 1421 现代食品科技 Modern Food S cience and Technology 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 12.375 12.875 13.092 13.775 13.900 13.983 14.092 14.117 14.183 14.533 14.575 14.717 14.800 15.200 壬酸乙酯 1,1,4a-三甲基 -3,4,4,5,6,7六氢-2(1H)-萘酮 紫罗烯 (Z)-4-癸烯酸乙酯 2-甲基丙醇辛 酸酯 2013, Vol.29, No.6 C11H22O 2 C13H20O C13H18 C12H22O 2 C12H24O 2 30.18 0.03 0.07 0.58 0.01 0.08 0.15 0.04 0.28 0.26 0.06 28.14 0.24 0.13 2.2 成分 植物乳杆菌和酵母菌混合发酵辣椒汁的挥发性 用顶空固相微萃取气质联用法分析植物乳杆菌发 酵辣椒汁挥发 性风味化合物成分，得到 GC-MS 总离 子流图，如图 2 所示。 2-(乙酰氧基)-1-[(乙酰氧基) C25H44O 6 甲基]-9-十八烯酸(Z)-乙基 酯 癸酸乙酯 长叶蒎烯(+)2-甲基-十三烷 β-大马士酮 9-癸烯酸乙酯 ——————————————————————————————————————————————— --------------------------------------------------------------------------------------------------- 十一烷酸乙酯 正十六烷 α-1,4-二甲基-3环己烯-1-乙醛 1,4a -二甲 基-6-亚甲基-5(3-甲基-2,4-戊二烯基-1萘甲酸甲基酯 异戊基环戊烷 (+)-香橙烯 1,2,3,4,4a,8a-六氢-α,α,4a,8 -四甲基-[2R-(2α,4a.α,α,8a. α)] -2-萘甲醇 β-花柏烯 反式-β-紫罗兰酮 石竹烯 1,2,3,4,4a,5,6,8a-八氢-7-甲基C12H24O 2 C15H24 C14H30 C13H18O C12H22O 2 C13H26O 2 C16H34 C10H16O 图 2 植物乳杆菌和酵母菌混合发酵辣椒汁挥发性风味化合物 GC-MS 总离子流图 Fig.1 GC-MS total ion current chromatogram of volatile compounds in pepper juice fermented by lactobacillus and yeasts 26 27 28 29 30 15.283 15.533 15.733 C21H32O 2 C10H20 C15H24 C15H24O C15H24 C13H20O C15H24 C15H24 C12H22 C15H24 C15H24O C15H24 C18H36O 2 0.07 0.25 0.02 由表 2 可知，植物乳杆菌和酵母菌混合发酵辣椒 汁中挥发性物 质中含有有机物共 57 种， 其中酯类为主 要成分，共 15 种，占所 有挥发性风味成分的 74.41%; 醇类化合物 8 种， 占 21.8%; 烷 类化合物 9 种， 占 1.12%; 烯类化合物 13 种，占 1.67%;酮类 化合物 5 种，占 0.43%;萘类 2 种，占 0. 31%;酸类化合物 1 种， 占 0.01%;醛类化合物 1 种，占 0.13%。 ——————————————————————————————————————————————— --------------------------------------------------------------------------------------------------- 表 2 植物乳杆菌和酵母菌混合发酵辣椒汁挥发性化合物的相 对含量 Table 2 Volatile compounds in pepper juice fermented by lactobacillus and yeasts 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 保留时 间 /min 1.792 3.308 4.508 6.992 8.083 8.392 9.183 9.450 10.592 11.208 11.325 11.383 11.600 化合物名称 乙醇 异戊醇 2,3-丁二醇 β-松油 醇 L-柠檬烯 β-罗勒烯 异松油烯 芳樟醇 5-甲基-2-异丙基环己酮 辛酸乙酯 α-松油醇 2-甲基丁酸己酯 紫罗兰酮 化学式 C2H6O C5H12O C4H10O 2 C10H18O C10H16 C10H16 C10H16 C10H18O C10H18O C10H20O 2 C10H18O C11H22O 2 C13H20O 相对含 量/% 19.05 1.67 0.23 0.27 0.19 0.12 0.24 0.26 0.06 14.19 0.24 10.11 0.04 31 32 33 34 15.958 16.133 16.200 16.258 0.07 0.05 0.04 0.40 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 16.325 16.375 16.425 16.525 16.583 16.967 17.067 17.133 17.208 17.400 17.450 4-亚甲基-1-(1-甲基乙基)(1α,4a.α,8a.α)-萘 十氢-2,2-二甲基-萘 雪松烯 2,6-二叔丁基对甲苯酚 (R) -2,4a,5,6,7,8-六氢-3,5,5,9 -四甲基 -1H-苯并环庚烯 癸酸辛酯 0.28 0.03 0.15 0.05 0.30 0.01 0.01 0.03 0.01 0.01 0.13 0.03 转下页 1422 16.992 3,4-二氢-1,3,3-三甲基异喹啉 C12H15N 氯甲酸正壬基酯 ——————————————————————————————————————————————— --------------------------------------------------------------------------------------------------- 正癸酸正癸酯 2-甲基-3-戊基-环氧乙烷 2-甲基-十五烷 (-)-异丁香烯 C20H40O 2 C8H16O C35H70 C16H34 C15H24 C10H 19ClO2 0.03 17.308 1-(1-四癸基十五烷基)-环己烷 现代食品科技 接上页 48 49 50 51 52 53 17.475 17.508 17.550 17.600 17.792 2-氧代-十四烷酸甲基酯 3-甲基-十五烷 2,2'-亚甲基双-6-叔丁基-4-乙 基苯酚 反式角鲨烯 橙花叔醇 Modern Food Science and Technology 2013, Vol.29, No.6 质中含有多种醇类物质，赋予发酵辣椒汁香气作用较 C15H28O3 C16H34 C25H36O2 C30H50 C15H26O 0.01 0.03 0.01 0.01 0.01 0.01 大。两组中均含有具有苹果白兰地香气和辛辣味的异戊醇，在植 物乳杆菌和植物乳杆菌与酵母菌混合发酵组中分别占8.55%、1.67%; 以及α-松油醇，其具有辛辣味，可能来源于原料辣椒中。属于链状 萜烯醇类的芳樟醇在酵母菌与植物乳杆菌混合发酵辣椒汁的组中相 对含量较高，其具有铃兰香气，为最常用和用量最大的香料。在混合 发酵组中独有的橙花叔醇有甜清 17.692 1-(3-丁氧基苯基)环戊烷羧酸 C16H22O3 [3] 刘嘉,陈杰,孙文彬,等.顶空固相微萃取-气质联用技术分析 发酵辣椒的挥发性成分[J].食品科学,2011,32(24):256-259 [4] 张 祖麟,陈伟琪,洪华生.固相微萃取法的应用及其进展[J]. ——————————————————————————————————————————————— --------------------------------------------------------------------------------------------------- 环境科学进展,1999,7(5):52-59 [5] Florez M J C, Fernandez S M L, Sznchez U J I E, et a1. Static headspace, solid-phase microextraction and headspace solid-phase microextraction for BTEX determination in 草莓、香蕉、薄荷油、白葡萄酒、南美番荔枝、油桃中，具有强 烈的水果青香香气，果香中含有苹果、香蕉及热带水果的香气，底香 中含有蜡香、木香和辛香，口味上具有甜的近似于未成熟的草莓、苹 果、香蕉的果肉香。这些酯类物质是在后阶段酸与醇发生反应后产生 的一些酯香物质，赋予发酵辣椒汁香气。 除酯类化合物外，通过GC-MS检测出挥发性物 1423 现代食品科技 Modern Food Science and Technology 2013, Vol.29, No.6 aqueous samples by gas chromatograph [J]. Analytical Chimica. Acta, 2000, 415(1): 9-20 [6] 谢建春,孙宝国,刘珏,等.固相微革取在食品香味分析应用 [J].食品科学,2003,24(8):229-23 [7] 崔丽静,林家永,周显青,等.顶空固相微萃取与气-质联用法 分析玉米挥发性成分[J].粮食储藏,2011,40(1):36-40 [8] 李祖光,高云芳,刘文涵.黑胡椒风味成分的研究[J].食品科 学,2003,24(10):128-131 [9] 沈海月,范文来,徐岩,等.应用顶空固相微萃取分析四种红 ——————————————————————————————————————————————— --------------------------------------------------------------------------------------------------- 葡萄酒挥发性成分[J].酿酒,2008,35(2):71-74 [10] 钟燕青,夏延斌.顶空固相微萃取-气质联用分析不同菌种发 酵辣椒汁的香气分析[J].食品科技,2012,37(8):271-275 [11] 杨敏,周围, 魏玉梅.桃品种间香气成分的固相微萃取-气质联用分析[J].食品科 学,2008,29(5):389-392 [12] 辛广,张博,李铁纯.固相微革取气质联用分 析圆黄梨和黄金梨香气成分[J].食品科学,2008,29(10):505-507 1424 ———————————————————————————————————————————————