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        頂空-固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用法分析腌制麻竹筍揮發(fā)性成分

        2013-03-06 02:31:56宋家芯陳光靜闞建全
        食品科學(xué) 2013年18期
        關(guān)鍵詞:酸類芳香烴頂空

        鄭 炯,宋家芯,陳光靜,林 茂,闞建全,*

        (1.西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院,重慶 400715;2.農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮質(zhì)量安全風(fēng)險評估實驗室(重慶),重慶 400715)

        頂空-固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用法分析腌制麻竹筍揮發(fā)性成分

        鄭 炯1,2,宋家芯1,陳光靜1,林 茂1,闞建全1,2,*

        (1.西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院,重慶 400715;2.農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮質(zhì)量安全風(fēng)險評估實驗室(重慶),重慶 400715)

        采用頂空-固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用法對腌制麻竹筍的揮發(fā)性成分進(jìn)行分析,并比較了50/30μm DVB/CAR/ PDMS萃取頭和75μm CAR/PDMS萃取頭對腌制麻竹筍的揮發(fā)性成分的萃取差異。結(jié)果表明:從腌制麻竹筍中共鑒定出57種揮發(fā)性物質(zhì),主要包括20種醛類、5種酮類、11種醇類、3種酸類、4種酯類、2種酚類、6種芳香烴類、6種其他類,其中主要的揮發(fā)性成分有4-甲基-苯酚、苯酚、苯甲醛、己醛、壬醛、2-庚烯醛、2,3-丁二醇、1-辛烯-3-醇、芳樟醇、乙酸、檸檬烯、環(huán)庚烷腈等。50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取頭比75μm CAR/PDMS萃取頭多鑒定出12種揮發(fā)性成分,包括醛類2種、酮類1種、酸類2種、酯類3種、芳香烴類4種。

        腌制麻竹筍;頂空-固相微萃取;氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用;揮發(fā)性成分

        竹筍(bamboo shoot),別名筍或閩筍,是禾本科(Poaceae)竹亞科(Bambusoideae)植物的新生芽?,F(xiàn)代營養(yǎng)學(xué)研究表明,竹筍中富含蛋白質(zhì)、18種氨基酸、多種維生素及鐵、磷、鎂等無機鹽。竹筍中脂肪、淀粉含量少,膳食纖維含量豐富,膳食纖維在腸內(nèi)可以減少人體對脂肪的吸收,增加腸蠕動,促進(jìn)糞便排出,減少與高血脂有關(guān)疾病的發(fā)病率[1]。此外,還有研究表明竹筍具有抗菌[2]、抗氧化以及降血壓[3]等生物活性功能。近年來,竹筍作為一種低脂肪、低糖、低熱量的天然保健食品,在日本及歐美等一些發(fā)達(dá)國家的需求量與日俱增。

        竹筍常見的加工方法有腌制、干制、罐裝等[4],其中腌制是竹筍一種重要的加工方式,腌制不僅是一種保藏新鮮竹筍的方法,也是一種改善竹筍制品風(fēng)味的方式。蔬菜通過腌制將形成多種風(fēng)味化合物,從而具有特殊的風(fēng)味和營養(yǎng)價值。因此,國內(nèi)外許多學(xué)者對腌制蔬菜的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行了研究[5-10]。雖然關(guān)于腌制蔬菜中風(fēng)味物質(zhì)的研究較多,但是目前關(guān)于腌制竹筍中風(fēng)味物質(zhì)的研究還鮮有報道。因此,本實驗擬以頂空-固相微萃取(headspace-solid phase microextraction,HS-SPME)結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)技術(shù)對腌制麻竹筍的揮發(fā)性成分進(jìn)行分析,并對兩種在蔬菜揮發(fā)性成分研究中的常用萃取頭(50/30μm DVB/CAR/PDMS和75μm CAR/PDMS)的鑒定結(jié)果進(jìn)行比較,旨在進(jìn)一步了解腌制麻竹筍的揮發(fā)性成分,并為腌制麻竹筍風(fēng)味成分的研究和評價提供一定的參考。

        1 材料與方法

        1.1 材料與試劑

        大葉麻竹筍采自重慶市北碚區(qū)施家梁鎮(zhèn)大葉麻竹筍種植基地;葵酸乙酯標(biāo)準(zhǔn)品(純度≥98%) 美國Sigma公司。

        1.2 儀器與設(shè)備

        GC-MS 2010氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(配有電子電離(electron ionization,EI)源及GC-MS solution 2.50工作站)日本島津公司;固相微萃取裝置(配有50/30μm DVB/CAR/ PDMS和75μm CAR/PDMS萃取頭) 美國Supelco公司。

        1.3 方法

        1.3.1 麻竹筍的腌制工藝

        鮮筍→切分(4cm×3cm×0.3cm)→沸水漂燙至煮透→瀝干→冷卻→采用干腌法分3次加鹽(鹽與筍質(zhì)量比為1:5)→榨干→密封保存

        1.3.2 頂空-固相微萃取

        取5.0g粉碎樣品置于25mL SPME專用樣品瓶中,加入10μL葵酸乙酯(50μg/mL)作為內(nèi)標(biāo)物,用聚四氟乙烯隔墊密封,在60℃水浴中平衡5min,分別將50/30μm DVB/ CAR/PDMS和75μm CAR/PDMS萃取頭通過聚四氟乙烯隔墊插入樣品瓶中,頂空吸附30min,縮回纖維頭后從樣品瓶中拔出萃取頭,將萃取頭插入GC-MS進(jìn)樣口,250℃解吸5min,同時啟動儀器采集數(shù)據(jù)。

        1.3.3 GC-MS分析

        色譜條件:D B-5 M S石英毛細(xì)色譜柱(30m×0.25mm,0.25?m);升溫程序:50℃保持3min,以5℃/min升至120℃,以10℃/min升至230℃,保持5min;進(jìn)樣口溫度:250℃;進(jìn)樣方式:不分流進(jìn)樣;載氣:高純He(99.999%);流速:1.0mL/min。

        質(zhì)譜條件:電子電離源;檢測器電壓:830eV;離子源溫度:230℃;接口溫度:230℃;ACQ方式:Scan;掃描速率:769u/s;質(zhì)量掃描范圍m/z:40~400。

        1.3.4 揮發(fā)性成分的定性與定量分析

        通過儀器所配置的NIST 08.LIB 和NIST 08s.LIB譜庫進(jìn)行自動檢索,結(jié)合相似度并參考有關(guān)文獻(xiàn)色譜保留指數(shù),進(jìn)行定性,采用內(nèi)標(biāo)法半定量計算各揮發(fā)性成分的含量(相對峰面積表示)[11]。

        式中:A1為各組分峰面積;A2為內(nèi)標(biāo)物質(zhì)的峰面積。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 腌制麻竹筍的揮發(fā)性成分分析

        圖1 腌制麻竹筍揮發(fā)性成分的GC-MS色譜圖Fig.1 GC-MS chromatogram of volatile compounds in pickled Ma bamboo shoots

        表1 腌制麻竹筍中揮發(fā)性成分的鑒定結(jié)果Table1 Identified volatile compounds in pickled Ma bamboo shoots

        續(xù)表1

        由表1可知,兩種樣品共鑒定出57種揮發(fā)性成分,其中50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取頭鑒定出51種,75μm CAR/PDMS鑒定出39種,這些成分主要包括20種醛類、5種酮類、11種醇類、3種酸類、4種酯類、2種酚類、6種芳香烴類、6種其他類。通過對腌制麻竹筍揮發(fā)性成分的綜合分析,其主要揮發(fā)性成分包括4-甲基-苯酚、苯酚、苯甲醛、己醛、壬醛、2-庚烯醛、2,3-丁二醇、1-辛烯-3-醇、芳樟醇、乙酸、檸檬烯、環(huán)庚烷腈等。

        酚類是腌制麻竹筍的揮發(fā)性成分中檢測到的含量最高的一類物質(zhì),主要包括苯酚和4-甲基-苯酚。酚類物質(zhì)常常會產(chǎn)生刺激性氣味和一些特殊異味,且閾值較低,所以可能對腌制麻竹筍的風(fēng)味產(chǎn)生重要的影響。兩種不同萃取頭的檢測結(jié)果都是4-甲基-苯酚的含量最高,這與Fu等[12]的研究結(jié)果比較一致,他們對發(fā)酵毛竹筍中的活性風(fēng)味成分進(jìn)行研究,結(jié)果也檢測到較高含量的4-甲基-苯酚。4-甲基-苯酚具有一定的類似藥味和刺激性氣味,并且具有較低的閾值,以及在樣品中具有較高的含量,說明其可能為腌制麻竹筍的主要風(fēng)味成分。Selmer等[13]報道4-甲基-苯酚是酪氨酸的發(fā)酵副產(chǎn)物,而酪氨酸是竹筍中的主要游離氨基酸[14],表明麻竹筍中酪氨酸可能是產(chǎn)生4-甲基-苯酚的前體物質(zhì)。

        醛類是腌制麻竹筍中含量最豐富的揮發(fā)性物質(zhì),由于醛類物質(zhì)的閾值較低,其對腌制麻竹筍的風(fēng)味具有重要貢獻(xiàn)。在檢測出的醛類物質(zhì)中,含量最高的為苯甲醛,其次分別是己醛、壬醛、2-庚烯醛。苯甲醛廣泛存在水果和蔬菜中[15],主要以苷的形式存在于植物的莖皮、葉或種子中,具有苦杏仁味[16],可能對腌制麻竹筍的風(fēng)味也具有重要貢獻(xiàn)。己醛具有生的油脂、青草及蘋果香味,天然存在于許多水果和蔬菜中[17],由于己醛具有較低的閾值,可能也是腌制麻竹筍的主要風(fēng)味成分之一。

        醇類物質(zhì)的數(shù)量是腌制麻竹筍中僅次于醛類的揮發(fā)性物質(zhì),醇類具有令人愉快的香味和芬芳的氣味[18],可能對腌制竹筍的風(fēng)味也起著重要作用。2,3-丁二醇、1-辛烯-3-醇、芳樟醇是腌制麻竹筍中的主要醇類物質(zhì),其中,75μm CAR/PDMS萃取頭提取到的2,3-丁二醇的含量較高。2,3-丁二醇具有令人愉快的香氣,趙大云等[19]在雪里蕻腌菜中也檢測到較高含量的2,3-丁二醇,并分析其可能是腌制過程中乳酸菌代謝產(chǎn)生。1-辛烯-3-醇具有蘑菇風(fēng)味,在發(fā)酵毛竹筍中也被檢測到[12]。Marsili等[20]在發(fā)酵黃瓜的揮發(fā)性成分中也鑒定出了β-芳樟醇。

        在腌制麻竹筍中檢測到的酸類較少,只有乙酸、丁酸和己酸,這可能是因為采用的非發(fā)酵性腌制方式對麻竹筍進(jìn)行的腌制,高鹽濃度抑制了微生物的發(fā)酵產(chǎn)酸。此外,在腌制麻竹筍中還檢測到一些烯烴類和腈類化合物,其中含量較高的有檸檬烯和環(huán)庚烷腈,這些化合物大多具有芳香味,存在于多種植物精油中,對腌制蔬菜的風(fēng)味也有一定的影響。檸檬烯具有類似檸檬的味道,是許多水果(主要為柑橘類)、蔬菜及香料中存在的天然成分[21]。

        2.2 不同萃取頭對腌制麻竹筍揮發(fā)性成分提取的比較

        圖2 不同萃取頭提取的揮發(fā)性成分組成Fig.2 Compositions of volatile compounds extracted by the two different fibers

        由圖2可知,50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取頭從腌制麻竹筍樣品中鑒定出51種揮發(fā)性成分,其中包括18種醛類、4種酮類、9種醇類、3種酸類、4種酯類、2種酚類、6種芳香烴類、5種其他類;而75μm CAR/PDMS萃取頭鑒定出39種揮發(fā)性成分,其中包括16種醛類、3種酮類、9種醇類、1種酸類、1種酯類、2種酚類、2種芳香烴類、5種其他類。50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取頭比70μm CAR/PDMS萃取頭多檢測出12種揮發(fā)性成分,包括醛類2種、酮類1種、酸類2種、酯類3種、芳香烴類4種。其主要區(qū)別在于75μm CAR/PDMS較適合萃取揮發(fā)性的小分子質(zhì)量化合物(如醛類、醇類、烯烴類等),而50/30μm DVB/CAR/PDMS除了可以萃取到一些揮發(fā)性的小分子質(zhì)量化合物,對一些半揮發(fā)性的大分子質(zhì)量化合物(如酸類、酯類、芳香烴類等)也有較好的萃取效果。所以,采用50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取頭能更加全面的萃取到腌制麻竹筍的揮發(fā)性成分。因此,對腌制麻竹筍的揮發(fā)性成分進(jìn)行頂空-固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用分析時,更適合采用50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取頭。

        3 結(jié) 論

        通過頂空-固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用分析對腌制麻竹筍的主要揮發(fā)性成分進(jìn)行分析,共鑒定出57種揮發(fā)性物質(zhì),主要包括20種醛類、5種酮類、11種醇類、3種酸類、4種酯類、2種酚類、6種芳香烴類、6種其他類,其中主要的揮發(fā)性成分有4-甲基-苯酚、苯酚、苯甲醛、己醛、壬醛、2-庚烯醛、2,3-丁二醇、1-辛烯-3-醇、芳樟醇、乙酸、檸檬烯、環(huán)庚烷腈等。

        50/30μm DVB/CAR/PDMS和75μm CAR/PDMS兩種萃取頭對腌制麻竹筍揮發(fā)性成分的檢測結(jié)果存在較大差別,50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取頭比75μm CAR/ PDMS萃取頭多鑒定出12種揮發(fā)性成分,包括醛類2種、酮類1種、酸類2種、酯類3種、芳香烴類4種,對腌制麻竹筍揮發(fā)性成分進(jìn)行頂空-固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用分析時,更適合采用50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取頭。

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        Analysis of Volatile Compounds in Pickled Ma Bamboo Shoots (Dendrocalamus latiflorus) Using Headspace Solid Phase Microextraction Coupled with GC-MS

        ZHENG Jiong1,2,SONG Jia-xin1,CHEN Guang-jing1,LIN Mao1,KAN Jian-quan1,2,*
        (1. College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China;2. Laboratory of Quality and Safety Risk Assessment for Agro-products on Storage and Preservation (Chongqing), Ministry of Agriculture, Chongqing 400715, China)

        The volatile compounds of pickled Ma bamboo shoots were analyzed by headspace solid phase micro-extraction (HS-SPME) coupled with GC-MS. The extraction efficiencies of 50/30 μm DVB/CAR/PDMS SPME fiber and 75 μm CAR/PDMS SPME fiber were compared for volatile compounds from pickled Ma bamboo shoots. Results indicated that 57 volatile compounds including 20 aldehydes, 5 ketones, 11 alcohols, 3 acids, 4 esters, 2 phenolic compounds, 6 aromatic hydrocarbons and 6 others were identified. The major volatile components in pickled Ma bamboo shoots were 4-methylphenol, phenol, benzaldehyde, hexanal, nonanal, 2-heptenal, 2,3-butanediol, 1-octen-3-ol, linalool, acetic acid, limonene and cycloheptyl cyanide. Twelve new volatile compounds were extracted by DVB/CAR/PDMS fiber when compared with CAR/ PDMS fiber, including 2 aldehydes, 1 ketones, 2 acids, 3 esters and 4 aromatic hydrocarbons.

        pickled Ma bamboo shoots;headspace solid phase microextraction (HS-SPME);gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS);volatile compounds

        TS255.36

        A

        1002-6630(2013)18-0193-04

        10.7506/spkx1002-6630-201318039

        2012-07-30

        中央高?;究蒲袠I(yè)務(wù)費專項(XDJK2013C131)

        鄭炯(1982—),男,博士研究生,研究方向為食品化學(xué)與營養(yǎng)學(xué)。E-mail:zhengjiong248@163.com

        *通信作者:闞建全(1965—),男,教授,博士,研究方向為食品化學(xué)與營養(yǎng)學(xué)及食品生物技術(shù)。E-mail:ganjq1965@163.com

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