HS—SPME分析醬鹵鴨脖鹵湯揮發性成分

丁安子++喬宇++汪蘭++吳文錦++廖李++王俊++施紅

摘要：對醬鹵鴨脖鹵湯的頂空固相微萃?。℉S-SPME）分析方法進行優化，得到最佳萃取條件為30 mL頂空瓶中放入1.0 g鹵湯，選用DVB/CAR/PDMS萃取頭于50 ℃萃取40 min。最佳條件下，鑒定出35種化合物，烯烴類、醚類、醇類和酯類是構成醬鹵鴨脖鹵湯揮發性成分的主體成分。其中源于香辛料的揮發性成分依次為茴香腦（17.98%）、芳樟醇（8.49%）、乙酸芳樟酯（6.29%）、D-檸檬烯（5.76%）、β-石竹烯（5.55%）等。

關鍵詞：醬鹵鴨脖鹵湯；頂空固相微萃??；揮發性成分

中圖分類號：O657.63；O657.7+1 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）05-0919-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.05.032

Analysis on Volatile Components of Sauced Marinade of Duck Neck by HS-SPME

DING An-zi1，QIAO Yu1，WANG Lan1，WU Wen-jin1，LIAO Li1，WANG Jun1，SHI Hong2

（1.Institute of Agricultural Products Processing and Nuclear-agricultural Technology， Hubei Academy of Agricultural Sciences/Hubei Innovation Center of Agriculture Science and Technology， Wuhan 430064， China；2.College of Chemical and Pharmaceutical Engineering，Jingchu University of Technology， Jinmen 448000，Hubei，China）

Abstract：Optimization analysis method by headspace solid-phase microextraction（HS-SPME） for sauced marinade of duck neck. Optimum adsorption was achieved using DVB/CAR/PDMS fiber for adsorption at 50 ℃ for 40 min，in the 30 mL bottle contained 1.0 g marinade. 35 volatile components from marinade were determined using the optimized conditions. Olefin， ethers， alcohols and esters are the main volatile components of sauced marinade of duck neck. Which derived from the volatile components of spices were anethole（17.98%）、Linalool（8.49%）、Linalyl acetate（6.29%）、D-limonene（5.76%）、β-Caryophyllene（5.55%），etc.

Key words：sauced marinade of duck neck；headspace solid-phase microextraction；volatile components

隨著人民生活水平的提高，肉類消費已由白條肉、冷鮮肉、凍肉向熟肉制品過渡。熟肉制品中醬鹵肉作為一種傳統肉制品加工方式，距今已有3 000多年歷史[1]。由于其醬香濃郁、鹵香純正、肉味醇厚，近年來更是風靡全國，培育出煌上煌、周黑鴨、絕味等多個醬鹵類中國馳名品牌。

醬鹵肉制品中獨特風味的產生主要來源于鹵制工序，鹵湯中多種香辛料溶出的風味物質通過吸附、滲透、擴散進入肉中，與蛋白質發生可逆結合或物理吸附[2]。因此，鹵湯的風味決定了產品的風味。由于醬鹵工藝中鹵湯循環利用的特殊性，醬鹵制品風味的穩定性取決于鹵湯風味能否保持一致。張李陽等[3]對桂花鴨鹵汁進行分析，主要為3-甲基戊烷、癸烷、3-甲基十一烷、十四烷等物質。孫彥[4]對湖北精武鴨脖鹵水進行分析，主要為茴香腦（50.10%）、芳樟醇（9.24%）、丁酸芳樟酯（8.46%）、D-檸檬烯（6.15%）等物質。楊松等[5]、唐春紅等[6]對鹵湯中游離氨基酸等營養物質進行研究。目前，針對由多種香辛料制得醬鹵鹵湯的分析方法研究，系統性不強且不夠全面。本研究以湖北風味食品有限公司提供的醬鹵鴨脖鹵湯為研究對象，分析鹵湯中主要揮發性成分的組成，為實現醬鹵工藝標準化、醬鹵制品生產工業化提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試驗分析用鹵湯由湖北風味食品有限公司提供，鹵湯配料為生姜150 g、八角50 g、桂皮50 g、草果50 g、香草50 g、白芷50 g、小茴香50 g、甘草50 g、香果50 g、良姜40 g、千里香35 g、白果35 g、山奈35 g、孜然30 g、砂仁30 g、香葉30 g、積殼30 g、陳皮25 g、枸杞25 g、山楂25 g、靈香草25 g、白胡椒粒20 g、黑胡椒粒20 g、丁香20 g、肉蔻20 g、草蔻20 g。

NaCl（AR級）購于國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

固相微萃?。⊿PME）裝置57330U、萃取頭（57318、57300-U、57310-U、57348-U），SUPELCO公司；7890A/5975C型氣質聯用儀，Agilent公司；HH-6型數顯恒溫水浴鍋，國華電器有限公司；DF-101S型集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，鄭州長城科工貿有限公司。

1.3 方法

1.3.1 色譜條件 色譜柱：Agilent DB-5弱極性毛細管柱（60 m×0.25 mm，0.25 μm）；程序升溫為初始溫度40 ℃，保持4 min，以8 ℃/min升至100 ℃，再以15 ℃/min升至230 ℃，保持7 min；進樣口溫度250 ℃；載氣（He）流量1 mL/min，不分流進樣。

參照李陽等[7]的試驗方法，略作改動。取1 g鹵湯樣品放入30 mL頂空瓶中，置于帶磁力攪拌的水浴鍋中，50 ℃恒溫水浴攪拌30 min至達到平衡，將SPME萃取頭插入頂空瓶中萃取40 min。萃取結束后，插入氣相色譜中解吸附5 min。

1.3.2 質譜條件 EI離子源溫度230 ℃；EI電子能量70 eV；質量掃描范圍35～395 amu；四級桿溫度150 ℃，傳輸線溫度280 ℃。

1.3.3 揮發性成分的定性定量分析 根據各色譜峰的質譜信息，對比NST08標準質譜庫及對照已發表的香辛料質譜資料[8-13]確定各色譜峰對應的物質結構。各色譜峰的峰面積與總峰面積之比為各揮發性成分的相對含量。

2 結果與分析

2.1 萃取頭的選擇

SPME主要依據相似相溶原理，利用萃取頭表面固定相的吸收/吸附作用，實現對樣品中待測物質的萃取富集。當萃取完成達到吸附平衡時，萃取頭表面固定相吸附的物質質量為Wf=K×Vf×C[14]。其中，K為分配系數，Vf為萃取頭固定相液膜的體積，兩者均由萃取頭種類決定；C為萃取前物質的濃度，即水浴平衡后頂空瓶中揮發性成分濃度。因此，依據樣品的極性、沸點選擇合適的萃取頭種類，可顯著影響樣品中揮發性成分富集效果，進而影響樣品檢出物質種類。李為爭等[15]對肉桂揮發性成分的SPME萃取條件優化也證實了這個觀點，不同萃取條件影響因子順序依次為萃取頭類型>萃取溫度>萃取時間。

對比4種不同涂層材料萃取頭對鹵湯中揮發性成分的萃取效果，結果如表1、圖1所示。4種萃取頭共檢測出揮發性成分34種，不同涂層材料萃取頭對烯類、酯類、醛類和酚類的萃取效果存在較大差異。其中PDMS萃取頭檢測出的主要揮發性成分為C10～C15的高沸點物質，如4-松油醇，分子式C10H18O，沸點220 ℃；茴香腦，分子式C10H12O，沸點234～237 ℃；β-欖香烯，分子式C15H24，沸點252 ℃；α-石竹烯，分子式C15H24，沸點266 ℃等。這是因為PDMS萃取頭涂層材料采用厚度100 μm的聚二甲基硅氧烷，適用于非極性易揮發類物質[16，17]，且厚膜可有效吸附高沸點組分，與劉源等[18]研究結果一致。PDMS/DVB萃取頭檢測出的主要揮發性成分為C10～C15的中、高沸點物質，較PDMS萃取頭多出D-檸檬烯、芳樟醇、乙酸芳樟酯、丁香酚、α-姜黃烯、姜烯等。這是因為PDMS/DVB萃取頭涂層材料采用厚度65 μm的聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯，為中等極性混合型涂層。隨著萃取頭極性的增強，涂層材料厚度的降低，依據相似相溶原理，更易于萃取富集芳樟醇、乙酸芳樟酯、丁香酚等物質。CAR/PDMS萃取頭檢測出的主要揮發性成分也為C10～C15的中、高沸點物質，但與PDMS/DVB萃取頭不同，與PDMS萃取頭相比，多出α-蒎烯、檜烯、β-蒎烯、羅勒烯、異松油烯等。這是因為CAR/PDMS萃取頭涂層材料采用厚度75 μm的碳分子篩/聚二甲基硅氧烷，該混合型涂層中的碳分子篩材料萃取機理不同于PDMS的吸收萃取，這種多孔顆粒涂層通過吸附萃取實現富集。因而對小分子化合物具有較好的萃取效果，從而萃取出更多C10類揮發性成分。DVB/CAR/PDMS萃取頭檢測出的主要揮發性成分為C7～C15的低、中、高沸點物質，如薄荷酮、水芹醛、乙酸橙花酯等，在4種萃取頭檢出物中檢出種類最多。這是因為DVB/CAR/PDMS萃取頭兼具以上3種萃取頭的優點，萃取頭極性適于非極性或弱極性類物質；萃取頭中CAR層可通過吸附作用對小分子質量揮發性成分進行富集；萃取頭涂層厚度為較薄的50/30 μm，適于半揮發及不揮發成分。鹵湯中揮發性成分來源于不同原料香辛料，其分析也多采用DVB/CAR/PDMS萃取頭[19-23]。以分析得到的揮發性成分數量為考察指標，最終選擇DVB/CAR/PDMS萃取頭作為后期分析用萃取頭。

2.2 鹵湯樣品量

研究表明，固定相吸附的物質質量和萃取速度均與萃取物的濃度成正比[14，24]。水浴平衡后頂空瓶中揮發性成分濃度取決于鹵湯樣品量及頂空瓶容積大小。當頂空瓶大小固定時，則頂空瓶中揮發性成分濃度正比于樣品量。30 mL頂空瓶中分別放入0.1、0.5、1.0、5.0、10.0 g鹵湯樣品50 ℃平衡30 min后萃取40 min，比較DVB/CAR/PDMS萃取頭萃取鹵湯中揮發性成分的效果，選取具有代表性的烯烴類、醇類、酯類、烷烴類、酚類物質進行分析，結果如圖2所示。

由圖2可知，鹵湯樣品量為0.1～1.0 g時，各揮發性成分萃取量（峰面積）均隨鹵湯樣品量的增加而增大；當鹵湯樣品量增至5.0 g，除D-檸檬烯、茴香腦萃取量緩慢增加外，其余化合物萃取量均不同程度降低；當鹵湯樣品量繼續增至10.0 g，所有化合物萃取量均明顯降低。這可能是因為茴香腦（相對峰面積16.24%）、D-檸檬烯（相對峰面積3.21%）具有較大分配系數。當鹵湯樣品質量少時，頂空瓶中各揮發性組分濃度較低，萃取頭未吸附至飽和；當鹵湯樣品質量過多時，頂空瓶中各揮發性組分濃度隨之增大，因茴香腦、D-檸檬烯等具有較大分配系數，優先萃取大量吸附，占據涂層材料內部空間，對其他揮發性成分的萃取造成阻礙。綜合以上分析，選用30 mL頂空瓶時，取1.0 g鹵湯樣品量可使萃取頭吸附飽和，且各揮發性成分均達到最佳萃取效果。

2.3 萃取溫度

萃取溫度對萃取效果有兩方面影響，一方面隨著溫度升高，水溶液中氫鍵作用力減弱，飽和蒸氣壓增大，揮發性成分易于從水相中釋放進入頂空瓶上部氣相中，從而提高揮發性成分濃度，進而提高萃取速度，增加萃取的物質質量；另一方面，隨著溫度的繼續升高，固定相中已吸附揮發性成分的解吸附速度也逐漸加快，固定相中萃取的物質質量反而減少[25，26]。試驗以 30 mL頂空瓶中放入1.0 g鹵湯，于30、40、50、60、70 ℃條件下平衡30 min后萃取40 min，比較DVB/CAR/PDMS萃取頭萃取鹵湯中揮發性成分的效果，結果如圖3所示。

由圖3可知，當溫度由30 ℃升至50 ℃時，各揮發性成分萃取量逐漸增加；當溫度由60 ℃升至70 ℃，除正十五烷、丁香酚萃取量緩慢增加外，其余化合物萃取量均逐漸下降。即50 ℃為最適萃取溫度，各揮發性成分達到最佳萃取效果。

2.4 萃取時間

萃取時間為萃取達到或接近吸附-解吸附平衡所需要的時間。此后，若增加萃取時間，萃取的物質質量不再增加或增加幅度不大。試驗以30 mL頂空瓶中放入1.0 g鹵湯，于50 ℃條件下平衡30 min后，分別萃取10、20、30、40、50、60 min，比較DVB/CAR/PDMS萃取頭萃取鹵湯中揮發性成分的效果，結果如圖4所示。

由圖4可知，在40 min前，隨著萃取時間的延長，各揮發性成分的萃取量均隨時間的延長而增加；50 min時，D-檸檬烯、茴香腦、正十五烷萃取量少量增加，β-石竹烯、乙酸芳樟酯萃取量變化不大，芳樟醇、丁香酚萃取量減少；60 min時，各揮發性成分萃取量均減少。這說明在40 min時，各揮發性成分均接近或達到吸附-解吸附動態平衡。因此，選擇40 min為最佳萃取時間。

2.5 NaCl含量

當水溶液中加入NaCl等無機鹽時，可產生鹽析效應，降低極性有機化合物的溶解度，從而提高固定相對揮發性成分的萃取效果。因生產用鹵湯中NaCl含量約7%，故試驗以30 mL頂空瓶中放入1.0 g鹵湯，調整NaCl含量分別為7%、21%、35%，于50 ℃條件下平衡30 min后萃取40 min，比較DVB/CAR/PDMS萃取頭萃取鹵湯中揮發性成分的效果，結果如圖5所示。

由圖5可知，所選取的7種揮發性成分中，除正十五烷變化不大外，其余化合物的萃取效果均隨著NaCl含量的增加而降低，D-檸檬烯、芳樟醇、丁香酚降低顯著。結果表明，添加NaCl增加離子強度對于湖北醬鹵鴨脖鹵湯的萃取效果起反作用。因此，采用鹵湯樣品原始NaCl含量即可。

2.6 湖北醬鹵鴨脖鹵湯揮發性成分組成

以優化后HS-SPME萃取條件對湖北醬鹵鴨脖鹵湯揮發性成分進行分析，結果如表2所示。鹵湯中共確定揮發性成分35種：烯烴類24種、醇類3種、酯類2種、醚類1種、烷烴類1種、酮類2種、醛類1種、酚類1種。除去人工添加用于增香的食品添加劑乙基麥芽酚（19.06%），由香辛料溶出帶來的各揮發性成分相對含量從大至小依次為茴香腦（17.98%）、芳樟醇（8.49%）、乙酸芳樟酯（6.29%）、D-檸檬烯（5.76%）、β-石竹烯（5.55%）、4-松油醇（2.66%）、4-蒈烯（2.48%）、正十五烷（2.34%）、月桂烯（2.27%）、松油醇（2.07%）、可巴烯（1.99%）、松油烯（1.37%）、薄荷酮（1.29%）、δ-杜松烯（1.22%）、β-欖香烯（1.10%）、α-石竹烯（0.98%）等。由此可見，烯烴類、醚類、醇類和酯類構成鴨脖鹵湯揮發性的主體成分。

結合鴨脖鹵湯配料表，參考相關文獻中青花椒[27]、紅花椒[28]、八角[29]、桂皮[30]等香辛料的主體揮發性成分，分析可得茴香腦主要源于八角（71.74%～73.70%）、小茴香[31]（65.40%～83.57%）；芳樟醇主要源于青花椒[27]（29.92%～40.99%）、紅花椒[28]（17.18%），具有鈴蘭香氣；乙酸芳樟酯主要源于紅花椒[28]（27.16%），具有令人愉悅的花香和果香；D-檸檬烯主要源于積殼[32]（86.50%）、陳皮[33]（53.43%）、紅花椒[28]（29.42%）、青花椒[27]（12.23%～24.67%）、黑胡椒[34，35]（19.34%）、白胡椒[36]（14.36%～16.74%）、肉豆蔻[37]（17.1%），具有新鮮橙子及檸檬香氣；β-石竹烯主要源于白胡椒[36]（22.49%）、黑胡椒[34，35]（22.08%），具有淡的丁香味。

3 小結

對醬鹵鴨脖鹵湯HS-SPME萃取條件進行優化，得最佳萃取條件：選用DVB/CAR/PDMS萃取頭，在30 mL頂空瓶中放入1.0 g鹵湯，于50 ℃恒溫水浴攪拌30 min至平衡，然后萃取40 min。最佳條件下，初步鑒定出35種化合物，烯烴類（24種，31.16%）、醚類（1種，17.98%）、醇類（3種，13.22%）和酯類（2種，6.87%）是構成醬鹵鴨脖鹵湯揮發性成分的主體成分。其中源于香辛料的揮發性成分依次為茴香腦（17.98%）、芳樟醇（8.49%）、乙酸芳樟酯（6.29%）、D-檸檬烯（5.76%）、β-石竹烯（5.55%）等。

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