靜態頂空-氣相色譜-質譜聯用技術測定辣椒食品中揮發性物質成分

白露露，胡文忠，姜　波，姜愛麗，劉程惠，劉易偉

（大連民族學院生命科學學院，遼寧大連116600）

靜態頂空-氣相色譜-質譜聯用技術測定辣椒食品中揮發性物質成分

白露露，胡文忠*，姜波，姜愛麗，劉程惠，劉易偉

（大連民族學院生命科學學院，遼寧大連116600）

采用靜態頂空法提取干辣椒等原料以及辣椒食品-牛肉香辣醬、豬肉香辣醬、海鮮香辣醬、鮮食辣椒醬的揮發性氣體成分，通過氣相色譜-質譜聯用技術，定性分析辣椒及辣椒食品中的揮發性物質成分。結果表明，辣椒及辣椒食品樣品中共檢出74種揮發性成分，其中酯類20種，酮類17種，羧酸類9種，胺類6種，烷烴類6種，醛類4種，醇類3種，烯烴類3種，吡咯類2種，咪唑類1種，酚類1種，醚類1種，其他類1種。辣椒及辣椒食品共有5種揮發性物質成分，分別為己醛、六氫-3-（2-甲基丙基）-吡咯并[1，2a]吡嗪-1，4-二酮、己內酰胺、六氫-3-苯甲基-吡咯并[1，2，-a]吡嗪-1，4-二酮、2-氨基-N-乙基酰胺。研究可知此法可快速有效地初步判斷辣椒醬中揮發性物質成分。

辣椒，辣椒食品，靜態頂空法，揮發性成分

辣椒是一種藥食同源的蔬菜，廣泛用于辣味的調味品[1]。辣椒富含多種水溶性維生素，如VC、B2、B6、B9等，其中VC的含量最高[2]。辣椒具有健胃、助消化、暖胃驅寒等食補功效[3]。因其豐富的營養成分及保健功能[4]，而有著巨大的消費市場。辣椒制品中的揮發性成分構成了辣椒食品的主要風味，是評定其品質的重要因素之一。目前，我國關于辣椒制品的揮發性成分的測定主要集中在干辣椒[5]、辣椒粉[6]、辣椒油[7]、發酵辣椒[8]等方面，尚未有辣椒食品的揮發性成分的測定方面的研究報道。目前采用固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用技術（SPME-GC-MS）對辣椒中揮發性成分的研究較多[9]，但未見關于靜態頂空法萃取，結合氣相色譜-質譜聯用技術對其進行分析。揮發性成分中含有大量的醇、醛、酮、酸、酯等各種含氧類高的極性化合物，靜態頂空法操作簡便，無有機溶劑殘留，是一種常用的揮發性物質分析的萃取技術[10]，GC-MS方法可以很好進行揮發性成分的定性分析，在風味成分的分析檢測中具有極其重要的作用[11]。本實驗采用靜態頂空-氣相色譜-質譜聯用技術對辣椒原料及辣椒食品中的揮發性物質成分進行分析測定，旨在為相關研究提供參考。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

去籽干辣椒、辣椒籽吉塔牌，產地吉林省洮南市；吉塔牌牛肉香辣醬、豬肉香辣醬、海鮮（蝦皮）香辣醬、鮮食辣椒醬吉林省金塔實業（集團）股份有限公司。

GCMS-QP2010型氣相色譜－質譜聯用儀日本島津公司；電子分析天平上海奧豪斯公司；CNMMST-1型多功能微量化樣品處理儀長沙中迅電子工程研究所。

1.2實驗方法

1.2.1辣椒食品基本加工工藝牛肉、豬肉、海鮮（蝦皮）香辣醬的加工工藝[12-13]：完整去籽干辣椒→挑選無病蟲害的辣椒→破碎，過50目篩→拌料（牛肉/豬肉/蝦皮、姜、蒜、洋蔥、味精、食鹽、白砂糖、料酒、植物油、黃豆醬、花生等），炒制（炒制溫度為100～140℃）→灌裝→封口→殺菌（80℃）→檢驗→貼標→成品。

鮮食辣椒醬的加工工藝：完整無病蟲害速凍鮮辣椒→清洗→挑選→破碎打漿→發酵→拌料（姜、蒜、洋蔥、黃豆醬、胡蘿卜、味精、食鹽、白砂糖、料酒、植物油、黃豆醬等）炒制（炒制溫度為100～140℃）→灌裝→封口→殺菌（80℃）→檢驗→貼標→成品。

1.2.2靜態頂空法萃取將裝有5.0g辣椒及辣椒食品（樣品精準稱量至0.0002g）的頂空瓶置于多功能微量化樣品處理儀中，80℃保溫30m in，分別取1m L揮發性氣體進樣分析。

1.2.3實驗條件

1.2.3.1色譜條件色譜柱：DB-1毛細管色譜柱（30m×0.25mm×0.25μm）；氣化室溫度為240℃，柱溫為180℃；載氣（He）流速0.8m L/min，進樣量1.0μL；分流比50∶1。

1.2.3.2質譜條件電子轟擊（EI）離子源；電子能量70eV；傳輸線溫度275℃；離子源溫度230℃；倍增器電壓0.9V；質量掃描范圍40～600amu。

1.4數據分析

利用隨機Xcalibu.工作站NIST2002標準譜庫自動檢索各組分質譜數據，參照文獻[7-8，14-15]對機檢結果進行核對和確認。

2　結果與分析

2.1辣椒及辣椒食品中揮發成分的總離子圖

辣椒及辣椒食品揮發性物質成分經靜態頂空法萃取，GC-MS分離鑒定，總離子流色譜圖見圖1。由圖1可知，干辣椒中的揮發性物質成分檢出最多，檢出種類豐富。辣椒食品中的揮發性物質成分的出峰時間大部分集中在20～40m in，其中豬肉香辣醬揮發性物質的檢出最為明顯。

圖1　干辣椒揮發性物質的GC-MS的總離子流色譜圖Fig.1　Total ion chromatogram of GC-MS from volatile flavor components in dried chili

圖2　辣椒籽揮發性物質的GC-MS的總離子流色譜圖Fig.2　Total ion chromatogram of GC-MS from volatile flavor components in chiliseed

圖3　牛肉香辣醬揮發性物質的GC-MS的總離子流色譜圖Fig.3　Total ion chromatogram of GC-MS from volatile flavor components in savoury beef sauce

圖4　豬肉香辣醬揮發性物質的GC-MS的總離子流色譜圖Fig.4　Total ion chromatogram of GC-MS from volatile flavor components in savoury pork sauce

圖5　海鮮香辣醬揮發性物質的GC-MS的總離子流色譜圖Fig.5　Total ion chromatogram of GC-MS from volatile flavor components in savoury seafood sauce

2.2辣椒及辣椒食品中揮發成分

辣椒及辣椒食品中的揮發性物質成分經GC-MS分離和鑒定，各組分質譜經計算機譜庫檢索分析以及對比相關資料和其他實驗數據，進行核實確定，結果如表1所示。

表1　辣椒及辣椒食品揮發性成分的GC-MS分析結果Table 1　The result of GC-MSanalysis of volatiles from chiliand chili food

續表

固相微萃?。⊿PEM）具有集采樣、提取、濃縮于一體的特點，在辣椒揮發性氣體成分檢測中廣泛應用，但測定過程中需要考慮萃取頭選擇的問題，萃取頭種類很多，對樣品成分的萃取吸附具有很強的選擇性[16]。劉軍鴿等[17]選用4種不同涂層的SPEM進行測定干辣椒中香氣組分的比較研究。而本研究采用靜態頂空萃取法在辣椒食品揮發性物質成分測定方面得到了很好的效果，較通用的固相微萃取法等處理方法，操作更簡便、快速。如表1所示，辣椒及辣椒食品樣品中共檢出74種揮發性成分，其中酯類20種，酮類17種，羧酸類9種，胺類6種，烷烴類6種，醛類4種，醇類3種，烯烴類3種，吡咯類2種，咪唑類1種，酚類1種，醚類1種，其他類1種。干辣椒中共檢出48種揮發性成分，其中酯類14種，酮類14種，羧酸類6種，胺類4種，醇類2種，吡咯類2種，醛類1種，咪唑類1種，烯烴類1種，酚類1種，其他類1種。高瑞萍等[15]采用HSSPME-GC-MS方法對遵義朝天紅干辣椒揮發性風味化合物進行提取，共檢出8類39種成分。靜態頂空法減少了對干辣椒揮發性物質成分的損失。

圖6　鮮食辣椒醬揮發性物質的GC-MS的總離子流色譜圖Fig.6　Total ion chromatogram of GC-MS from volatile flavor components in fresh chili sauce

辣椒籽中共檢出18種揮發性成分，其中酯類4種，酮類4種，羧酸類2種，胺類2種，醇類2種，烷烴類2種，醛類1種，烯烴類1種。牛肉香辣醬中共檢出14中揮發性成分，其中酯類4種，酮類2種，羧酸類2種，胺類3種，烷烴類1種，醛類1種，烯烴類1種；豬肉香辣醬中共檢出13種揮發性成分，其中酯類4種，酮類5種，胺類2種，醛類1種，烯烴類1種；海鮮香辣醬中共檢出19種揮發性成分，其中酯類5種，酮類4種，胺類3種，醇類1種，烷烴類4種，醛類1種，烯烴類1種；鮮食辣椒醬中共檢出16種揮發性成分，其中酯類3種，酮類3種，羧酸類1種，胺類4種，烷烴類1種，醛類4種。熊學斌等[6]對不同品種辣椒粉揮發性成分的GC-MS分析，結果表明，4種辣椒粉共檢出94種揮發性成分，其中燈籠椒、紅干椒、越野椒、野山椒分別為24種、30種、43種、58種。本實驗相比其他相關文獻檢出數量比較少，因條件限制以及加工工藝的不同，一些未知物未被檢出。辣椒及辣椒食品中的揮發性成分最多種類的是酯類，酯類物質是在酸與醇酯化后的主要反應，并且能產生一些酯香物質，賦予了辣椒食品特有香氣[18]。樣品共有的揮發性成分共有5種，分別是2-氨基-N-乙基酰胺、己醛、己內酰胺、六氫-3-（2-甲基丙基）-吡咯并[1，2a]吡嗪-1，4-二酮、六氫-3-苯甲基-吡咯并[1，2，-a]吡嗪-1，4-二酮。己醛是辣椒香氣成分中典型的化合物[19]，呈現油脂和青草氣及蘋果香味[20]，加工處理并未損害這種物質。

辣椒食品與辣椒原料相比，揮發性氣體物質成分有所減少，如丁二醇、癸酸、乳酸、鄰苯二甲酸二丁酯等。產生這種現象的原因，一方面由于辣椒醬制作過程中，需將原料放入油中進行高溫炒制（100～ 140℃），因酯類等為熱穩定性差較易揮發的風味組分，炒制過程中導致部分易揮發的氣體成分的損失；另一方面由于辣椒醬制作后，需進行灌裝、殺菌等操作步驟，造成在最終測定揮發性氣體成分的減少。同時，由于辣椒醬制備中經過添加香辛料、添加輔料（豬肉、牛肉、蝦皮）、油炸等過程，又增添了許多新的揮發性成分。如牛肉香辣醬中新增了乙醛酸、棕櫚酸、1，2-鄰苯二甲酸丁基-辛基酯等。棕櫚酸可以提供柔和的果香味。田文廣等[21]采用氣質聯用技術分析復合佐餐調味料（辣椒、大蒜、姜、檸檬草）的香氣變化的實驗中檢測出棕櫚酸，在整個香氣成分中占1.21%，豐富了產品的風味。由于采用靜態頂空法對辣椒醬的揮發性物質成分進行測定鮮少報道，本實驗初次采用，旨在定性的對成品辣椒醬進行揮發性物質的初步探測，在定量的分析上仍存在局限，有待進一步的研究探討。

鮮食辣椒是鮮辣椒經過發酵加工處理，再進行炒制而得到的辣椒加工食品。和其他辣椒制品相比，新增的是丙酮、N，N’-雙乙酰-亞甲基二胺、異丁醛、3-甲基-丁醛、2-甲基-丁醛、2-乙氧基丙烷、苯二甲酸二異辛酯7種風味物質。韓江雪等[22]在發酵辣椒中也檢出2-甲基-丁醛，該物質具有果香、巧克力、堅果香、青香氣味。Saskia等[5]研究認為2-甲基-丁醛、3-甲基-丁醛是比較活躍的香味成分，對辣椒風味的形成起重要的作用，3-甲基-丁醛呈巧克力風味。鮮食辣椒食品風味物質的增多可能與微生物的發酵作用有關。歐陽晶等[23]研究發現，辣椒隨著發酵的進行，一些酸類、雜環化合物的含量會有所減少，而在各類化合物的成分種類上會有所增加，逐漸形成發酵辣椒的獨特風味。不同的萃取方法對辣椒果實風味物質的提取效果會有所不同[24]。

3　結論

辣椒及辣椒食品的揮發性物質成分中種類較多的主要是酯類物質。通過比較分析可以發現，在辣椒及辣椒食品中共有2-氨基-N-乙基酰胺、六氫-3-（2 -甲基丙基）-吡咯并[1，2a]吡嗪-1，4-二酮、六氫-3-苯甲基-吡咯并[1，2，-a]吡嗪-1，4-二酮己內酰胺、己醛5種物質。辣椒及辣椒食品中的揮發性成分的種類的多少依次為辣椒粉＞海鮮（蝦皮）香辣醬＞辣椒籽＞鮮食辣椒醬＞牛肉香辣醬＞豬肉香辣醬。加工過程以及香辛料、輔料的添加對辣椒食品的揮發性物質成分均有一定的影響。

本研究選用的靜態頂空-氣相色譜-質譜聯用技術有效的對辣椒食品中的揮發性物質成分進行了分離測定。因其操作簡便，無需考慮萃取頭選取問題，能直接得到所提取的揮發性物質，在揮發性成分的分析方面具有獨特的意義和價值，具有其他方法無法比擬的優勢。靜態頂空法對辣椒醬揮發性物質成分的測定仍屬于方法上的初次探索，填補了關于成品辣椒醬揮發性物質成分測定方面的空白，但還需進行大量相關實驗，進一步對揮發性成分進行定量分析。

目前，隨著辛辣飲食文化的不斷傳播，人們開始不斷的追求健康營養、美味宜人的辣椒食品。因此對于各揮發性物質成分對辣椒加工食品的風味影響情況的研究具有重要的意義。

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Static headspace-gas chromatography-mass spectrometric analysis of volatile com ponents in chili food

BAILu-lu，HUW en-zhong*，JIANG Bo，JIANG Ai-li，LIU Cheng-hui，LIU Yi-wei
（College of Life Science，Dalian Nationalities University，Dalian 116600，China）

Volatile com ponents from d ried chiliand chilifood that inc lude savoury beef sauce，savoury pork sauce，savoury seafood sauce，fresh chili sauce were extracted by static headspace method and analyzed by gas chromatog raphy-mass spectrometry（GC-MS）.A total of 74 volatile components which were mainly made up of esters，w ith 20 species of esters，17 species of ketones，9 species of carboxylic acids，6 species of am ines，6 species of alkanes，4 species of aldehydes，3 species of alcohols，3 species of alkenes，2 species of azoles，1 species of im idazole，1 species of phenols and 1 species of ethers and 1 species of others.Chiliand chili food had 5 common com ponents that were identified，inc lud ing hexanal，hexahyd ro-3-（2-methylp ropyl）-Pyrrolo[1，2-a]pyrazine-1，4-d ione，cap rolactam，hexahyd ro-3-（phenylmethyl）-pyrrolo[1，2-a]pyrazine-1，4-d ione，2-Am ino-N-ethylp ropanam ide.The study showed that the method could quickly and efficiently judge the volatile material com position in chillisauce.

chili；chili food；static headspace；volatile com ponents

TS255.53

A

1002-0306（2014）18-0049-06

10.13386/j.issn1002-0306.2014.18.001

2013－12－31*通訊聯系人

白露露（1989-），女，在讀碩士研究生，研究方向：食品科學與質量安全。

國家自然科學基金項目（31172009）；國家科技支撐計劃項目（2012BAD38B05）；大連科技計劃項目（2012E13SF106）。