陶亦垣，黃文忠，張維儒，張為珍，熊安娃，喬永鋒

(昆明學(xué)院 化學(xué)科學(xué)與技術(shù)系，昆明 650214)

沖菜又叫辣菜，是具有云南特色的小菜之一，其味清淡爽口，可健脾開胃，深受云南人的喜愛。沖菜的風(fēng)味與芥末有相似之處，均由異硫氰酸酯類化合物帶來“沖”的風(fēng)味，但芥末的“沖”主要是由異硫氰酸丙酯、異硫氰酸丁酯和異硫氰酸環(huán)戊酯引起，風(fēng)味相對單一，而沖菜的風(fēng)味除了有以上3種異硫氰酸酯，還有異硫氰酸異丁酯、異硫氰酸丁烯酯、異硫氰酸異戊酯和異硫氰酸苯乙酯等多種異硫氰酸酯，這對沖菜柔和醇厚的口感有一定貢獻(xiàn)[1，2]。近年來，由于異硫氰酸酯類化合物在抗腫瘤、抑菌、殺蟲等方面表現(xiàn)出較好的生理活性[3-6]，異硫氰酸酯的制備、測定受到了越來越多的關(guān)注[7-9]。

目前，由十字花科植物水解制備異硫氰酸酯的原料主要是辣根、山葵、芥菜等[10，11]，甘藍(lán)作為云南常見的十字花科蔬菜，經(jīng)過水燙、燜制常用于制作沖菜，再根據(jù)口味需求添加調(diào)料制作成涼菜或者炒菜食用。在制作甘藍(lán)沖菜的過程中，尚無通過控制工藝條件來達(dá)到對沖菜中異硫氰酸酯種類和含量進(jìn)行控制的研究，本研究以甘藍(lán)為原料，以氣質(zhì)聯(lián)用儀為監(jiān)測手段，通過正交試驗，系統(tǒng)研究了沖菜制作工藝對沖菜中異硫氰酸酯種類和含量的影響，為甘藍(lán)沖菜的開發(fā)提供了理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

甘藍(lán)：產(chǎn)地云南，購于超市，于冰箱中保鮮。

1.2 儀器和試劑

Agilent7890A-5975C氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀；西貝樂SQ2119N多功能料理機；800電動離心機；有機針頭濾器(直徑13 mm，孔徑0.45 μm)：天津東康科技有限責(zé)任公司；瑞士Buchi R200恒溫水浴鍋。

乙腈(AR，天津市百世化工有限公司)；石油醚(AR，天津市富宇精細(xì)化工有限公司)。

1.3 實驗方法

1.3.1 制作沖菜

稱取400 g新鮮的去葉甘藍(lán)莖，放在90 ℃的恒溫水浴鍋中熱燙特定時間后，迅速取出除去大部分水，放入特定溫度預(yù)熱后的密閉容器中，轉(zhuǎn)入已設(shè)定溫度的烘箱中燜制一定時間后，取出備用。

1.3.2 異硫氰酸酯的提取

將沖菜用剪刀截成1～2 cm的小段，選用料理機榨汁組合將沖菜段放入，粉碎3 min呈現(xiàn)鮮綠色的蔬菜泥，轉(zhuǎn)移到500 mL燒瓶中加入70 mL乙腈塞上橡膠塞劇烈震搖，30 min后取出離心2 min (3000 r/min)，收集上層淡黃色乙腈提取液。濾渣再放回500 mL燒杯中加入60 mL乙腈震搖30 min，用7層醫(yī)用紗布包裹擠壓收集濾液再次離心2 min(3000 r/min)，合并乙腈溶液再離心2 min(3000 r/min)，收集上層乙腈提取液備用。

1.3.3 異硫氰酸酯的濃縮

將前步收集到的乙腈提取液轉(zhuǎn)移到25 mL納氏比色管中，每管裝20 mL并加入5 mL石油醚輕輕搖晃10 min，放入冰箱冷凍室，靜置30 min，分液收集上層石油醚層，重復(fù)萃取3次；合并石油醚層，自然揮發(fā)至1 mL，過濾到樣品瓶中即得供試品溶液。

1.4 GC/MS條件

1.4.1 色譜條件

色譜柱：HP-5(19091J-433)，毛細(xì)管色譜柱(30 mm×0.25 mm，0.25 μm )；柱箱程序：初始溫度50 ℃，保溫2 min，以10 ℃/min的升溫速率升至280 ℃，保溫5 min；進(jìn)樣口溫度：280 ℃；進(jìn)樣量：1 μL；載氣：N2；流速：1.0 mL/min；分流比：25∶1。

1.4.2 質(zhì)譜條件

電離方式：電子轟擊(EI)離子源；電離電壓：70 eV；傳輸線溫度：280 ℃；離子源溫度：280 ℃；掃描質(zhì)量范圍：20.0～500.0 amu。根據(jù)美國NIST 2008標(biāo)準(zhǔn)譜庫檢索并參考相關(guān)文獻(xiàn)對組分進(jìn)行鑒定。

2 結(jié)果與討論

2.1 操作溫度控制方式的選擇

自然條件下熱燙和燜制過程中，容器內(nèi)溫度受外界影響較大，為了更準(zhǔn)確地控制反應(yīng)溫度，得到最佳燜制溫度和燜制時間，本實驗事先設(shè)定烘箱溫度為熱燙和燜制操作時的保溫溫度，盡量減少偶然因素的影響。

2.2 異硫氰酸酯的提取操作

石油醚、乙酸乙酯、乙腈、丙酮、乙醇對異硫氰酸酯的提取率依次降低[12]，通過使用石油醚、乙酸乙酯、乙醇分別進(jìn)行提取，發(fā)現(xiàn)這些溶劑除乙腈外對葉綠素都具有較高的提取率，而葉綠素對GC/MS的色譜柱危害極大不能進(jìn)樣，但直接使用乙腈萃取又存在溶劑量大、濃縮不方便的問題。經(jīng)過多次嘗試，最終決定采用先乙腈提取再用相對石油醚萃取。

在使用石油醚萃取乙腈提取液中異硫氰酸酯時會出現(xiàn)不同程度的乳化，常用的破乳手段有加熱、低溫、超聲3種，據(jù)文獻(xiàn)報道[13]， 在有水的條件下加熱、超聲會使異硫氰酸酯快速分解，當(dāng)加熱溫度大于25 ℃后，溫度越高，分解速度提升越快，故本實驗選用低溫靜置的方法破乳。

2.3 單因素實驗

2.3.1 熱燙時間單因素實驗

在燜制溫度90 ℃、燜制時間10 min的條件下，分別熱燙5,10,25,45,60 s，結(jié)果見表1。

表1 熱燙時間對異硫氰酸酯種類和含量的影響

由表1可知，熱燙時間為5，10，25，45，60 s時，異硫氰酸酯的種類分別有5，4，4，7，4種，其中烯丙基異硫氰酸酯、異硫氰酸正戊酯和異硫氰酸苯乙酯出現(xiàn)在每個實驗中，且含量與熱燙時間大體呈現(xiàn)正相關(guān)現(xiàn)象。在熱燙時間為45 s時，所檢測到的異硫氰酸酯種類、含量都是最高的，本實驗選擇熱燙時間為45 s。

2.3.2 燜制溫度單因素實驗

固定熱燙時間為45 s、燜制時間為10 min的條件下，燜制溫度分別為40，50，60，70，80，90 ℃，結(jié)果見表2。

表2 燜制溫度對異硫氰酸酯種類和含量的影響

在90 ℃下熱燙45 s后，分別在40，50，60，70，80，90 ℃的環(huán)境溫度下燜制，異硫氰酸酯種類分別為2，4，3，3，5，4種。50，80 ℃實驗中異硫氰酸酯的總含量很接近，但因為80 ℃時異硫氰酸酯的種類更多，所以80 ℃更為適合制作沖菜。

2.3.3 燜制時間單因素實驗

固定熱燙時間為45 s、燜制溫度為80 ℃的條件下，分別燜制0，10，20，30 min，結(jié)果見表3。

表3 燜制時間對異硫氰酸酯種類和含量的影響

在熱燙時間為45 s、燜制溫度為80 ℃的條件下，分別燜制0，10，20，30 min后，異硫氰酸酯種類分別為3，4，2，2種。當(dāng)燜制時間大于10 min后，異硫氰酸酯的種類與含量都快速降低，這可歸因于異硫氰酸酯易水解的性質(zhì)。3-丁烯基異硫氰酸酯、異硫氰酸正戊酯和異硫氰酸苯乙酯的含量與燜制時間(10～30 min)成反相關(guān)，本實驗選擇燜制時間為10 min。

2.4 正交實驗

2.4.1 直觀分析

為了更全面地考察各因素，采用L9(33)正交實驗研究各因素對異硫氰酸酯含量的影響，見表4。實驗結(jié)果見表5。

表4 沖菜加工工藝正交因素水平表

表5 沖菜加工工藝對異硫氰酸酯含量影響正交設(shè)計結(jié)果表

由極差大小可判斷：A，B，C 3個因素對異硫氰酸酯含量的影響主次順序為熱燙時間>燜制溫度>燜制時間。由表4和表5可知，最佳的工藝為A2B2C3，即熱燙時間為45 s，燜制溫度為80 ℃，燜制時間為15 min。即得出在以90 ℃為熱燙時間時最佳的制作工藝條件是：熱燙時間為45 s，燜制溫度為80 ℃，燜制時間為15 min。

2.4.2 方差分析

方差分析見表6 。

表6 方差分析表

由表6可知，F(xiàn)比

3 結(jié)論

本文以甘藍(lán)為原料，經(jīng)熱燙、燜制工藝制作云南家庭小菜——沖菜，采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀分析，單因素實驗發(fā)現(xiàn)：烯丙基異硫氰酸酯、6-甲硫基異硫氰酸酯、異硫氰酸正戊酯的含量與熱燙時間(5～60 s)成正相關(guān)；3-丁烯基異硫氰酸酯、異硫氰酸正戊酯和異硫氰酸苯乙酯的含量與燜制時間(10～30 min)成反相關(guān)。熱燙溫度90 ℃時，L9(33)正交實驗篩選出最佳的處理工藝為：熱燙時間45 s、燜制溫度80 ℃、燜制時間15 min。

參考文獻(xiàn)：

[1]肖華志,牛麗影,廖小軍,等.芥末油、青芥辣、沖菜的揮發(fā)性風(fēng)味成分的SPME/GC/MS測定[J].中國調(diào)味品,2004(6):42-45.

[2]牛麗影,肖華志,胡小松,等.沖菜辛辣風(fēng)味物質(zhì)的頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用法測定[J].中國食品學(xué)報,2005,5(3):122-125.

[3]林海鳴,鄭曉鶴,周軍,等.硫代葡萄糖苷及異硫氰酸酯的抗癌和抗氧化作用進(jìn)展[J].中國現(xiàn)代應(yīng)用藥學(xué),2015，32(4):513-520.

[4]陳楠,任凌燕,戴傳云.兩種異硫氰酸酯抗腫瘤的研究進(jìn)展[J].食品與機械,2012,28(2):241-244.

[5]江鎮(zhèn)海.異硫氰酸酯在農(nóng)藥上的應(yīng)用[J].農(nóng)藥市場信息,2010(23):36.

[6]孔永強,鄭華,張弘,等.我國異硫氰酸酯(ITCs)的開發(fā)現(xiàn)狀及利用前景[J].化工進(jìn)展,2011(s1):291-294.

[7]劉艷全,陳澤平,王征征，等.響應(yīng)面法優(yōu)化山葵異硫氰酸酯制備工藝研究[J].食品科技,2016(6):216-223.

[8]李正義,石嵩,莊躍,等.異硫氰酸酯的合成改進(jìn)[J].有機化學(xué),2015,35(9):1999-2003.

[9]方海仙,梅文泉,楊東順,等.紫外分光光度法快速測定山葵中異硫氰酸酯的研究[J].中國調(diào)味品,2016,41(10):109-111.

[10]丁軻,劉佳,陳湘寧,等.響應(yīng)面優(yōu)化辣根中總異硫氰酸酯及異硫氰酸烯丙酯水解制備工藝[J].中國食品學(xué)報,2015,15(10):124-133.

[11]黃明深.山葵調(diào)味品原料中異硫氰酸酯的含量及影響因素研究[J].中國調(diào)味品,2005(6):21-23.

[12]陳虹霞.辣根中異硫氰酸酯的制備和生物活性研究[D].北京：中國林業(yè)科學(xué)研究院,2009.

[13]張清峰,姜子濤,張云華,等.辣根油中異硫氰酸酯的水解穩(wěn)定性研究[J].食品科學(xué),2005(11):105-108.