不同萃取方法提取青稞老酵饅頭揮發(fā)性成分的比較

江竑宇，李 梁*，張文會(huì)，羅 章，劉振東

（1.西藏農(nóng)牧學(xué)院 食品科學(xué)學(xué)院，西藏自治區(qū) 林芝 860000；2.西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院 農(nóng)產(chǎn)品開發(fā)與食品科學(xué)研究所，西藏自治區(qū) 拉薩 850032）

青稞（Hordeum vulgare）是西藏人民對裸大麥的俗稱，其屬于禾本科（Gramineae），是大麥的變種[1]，主要分布于西藏以及青海、四川、云南、甘肅藏區(qū)[2]。相比其他禾谷類作物，青稞具有高蛋白、高纖維素和低脂肪等與現(xiàn)代“三高兩低”膳食結(jié)構(gòu)相吻合的特點(diǎn)[3-7]，日益受到營養(yǎng)學(xué)家的推崇，各種青稞食品也逐漸面市。

近年來，隨著西藏文化與內(nèi)地文化交流的日益頻繁，我國北方傳統(tǒng)主食饅頭也逐漸融入到藏族人民的飲食中，藏族人民將青稞粉和小麥粉混合作為原料蒸制青稞饅頭食用[8-9]，這種饅頭因其獨(dú)特的口感和特殊濃郁香味受到大家的青睞。但對于這種在藏區(qū)較為流行的青稞饅頭，尚缺乏感官、質(zhì)構(gòu)、滋味和風(fēng)味等饅頭基本品質(zhì)的研究。由于青稞饅頭中加入了青稞這種具有獨(dú)特營養(yǎng)成分的谷物，其勢必會(huì)影響?zhàn)z頭品質(zhì)的關(guān)鍵因素風(fēng)味物質(zhì)。目前，饅頭風(fēng)味物質(zhì)的提取方法主要包括頂空固相微萃?。╤eadspacesolid phasemicroextraction，HS-SPME）法、同時(shí)蒸餾萃?。╯imul-taneous distillation extraction，SDE）法等，而不同提取方法適用于不同風(fēng)味成分的提取，所以傳統(tǒng)小麥饅頭風(fēng)味物質(zhì)的提取方法不一定適用于青稞饅頭[10-12]。

因此，本研究采用頂空固相微萃取與同時(shí)蒸餾萃取兩種方法提取青稞老酵饅頭中的揮發(fā)性物質(zhì)，采用氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatgraphy-mass spectrometrometry，GC-MS）法對揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行檢測，比較兩種萃取方法[13-14]，同時(shí)研究青稞饅頭中揮發(fā)性風(fēng)味化合物的組成，為進(jìn)一步分析青稞饅頭特征風(fēng)味組分建立分析方法，加快青稞饅頭的工業(yè)化進(jìn)程。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 材料

得利富強(qiáng)三星饅頭粉：五得利面粉集團(tuán)有限公司；青稞粉：青海青穗生物科技有限公司；老面：林芝巴宜區(qū)菜市場。

1.1.2 試劑

二氯甲烷（分析純）：廣州化學(xué)試劑廠；C6～C20正構(gòu)烷烴（色譜純）：德國Dr.Ehrenstorfer公司；其他試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器和設(shè)備

TLC2000全智能面包機(jī)：廣東美的生活電器制造有限公司；STPV-10A醒發(fā)箱：佛山市順德區(qū)明盛電器實(shí)業(yè)有限公司；CPA225D電子天平：德國賽多利斯集團(tuán)；JK-RCEJ-500B調(diào)溫電熱套：上海精科儀器有限公司；08-2T恒溫磁力攪拌器：上海梅穎浦儀器儀表制造有限公司；DLSB-5/10小型冷卻循環(huán)水機(jī)：鄭州博科儀器設(shè)備有限公司；57330-U固相微萃取裝置、50/30μm DVB/CAR/PDMS固相微萃取針：美國supelco公司；7890A-5975C氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀、DBWAX氣相色譜柱（0.25mm×0.25μm×50m）：美國Agilent公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 青稞老酵饅頭的制作

青稞粉→加入小麥粉、老面→和面→醒發(fā)→擠壓揉搓、成型→蒸熟→冷卻→青稞老酵饅頭

操作要點(diǎn)：

和面：蒸餾水中加入饅頭粉78%、青稞粉20%、老面2%，攪拌均勻，用智能面包機(jī)和面30min，轉(zhuǎn)速150 r/min。

醒面：將和好的面團(tuán)在醒發(fā)箱中進(jìn)行醒發(fā)，醒發(fā)溫度38℃，醒發(fā)時(shí)間4 h，獲得發(fā)酵好的面團(tuán)。

擠壓揉搓、成型：將醒發(fā)好的面團(tuán)放入智能面包機(jī)中進(jìn)行擠壓揉搓，直至表面光滑后，分割成型（5 cm×3 cm×1.5 cm）。

蒸熟、冷卻：將成型的饅頭在蒸鍋中蒸35min，常溫冷卻10m in后得青稞老酵饅頭成品，待測。

1.3.2 頂空固相微萃取[10]

取5 g樣品置于萃取瓶中，80℃條件下萃取30min。使用前，萃取針在氣質(zhì)進(jìn)樣口250℃條件下活化2 h。

1.3.3 同時(shí)蒸餾萃取[15]

取100 g樣品置于500m L圓底磨口燒瓶中，加入200m L蒸餾水并加入磁力攪拌子，置于裝置樣品端；另取一干凈的500m L圓底磨口燒瓶，加入50m L色譜純二氯甲烷，接于裝置溶劑端。將裝置通入冷凝水（4℃），加熱蒸餾萃取，樣品端控制樣品處于微沸狀態(tài)，攪拌速度500 r/min；溶劑端設(shè)定溫度為50℃，蒸餾萃取3 h，冷卻，取二氯甲烷萃取液，減壓旋轉(zhuǎn)濃縮，去二氯甲烷，得到萃取物。

1.3.4 青稞老酵饅頭樣品中揮發(fā)性風(fēng)味成分的檢測

采用GC-MS法檢測青稞老酵饅頭樣品中的揮發(fā)性風(fēng)味成分[15]。

GC條件：進(jìn)樣口溫度250℃，氣質(zhì)接口溫度250℃，載氣為高純度氦氣（He），載氣流速1.5m L/min，不分流模式進(jìn)樣；升溫程序：初始溫度50℃，保持1m in；以5℃/m in升溫到100℃，保持5min；以4℃/min升溫到140℃，保持10min；以4℃/m in升溫到180℃，保持10m in；以4℃/m in升溫到240℃，保持10min，以5℃/min升溫到250℃，保持10min。

MS條件：離子源溫度230℃，四級桿溫度250℃，電子電離（electron ionization，EI）源，電子能量70 eV，全掃描模式，掃描范圍50～550m/z。

1.3.5 揮發(fā)風(fēng)味成分的定性定量

定性：在美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（national institute of standards and technology，NIST）11標(biāo)準(zhǔn)譜庫進(jìn)行檢索，并結(jié)合保留指數(shù)進(jìn)行定性分析。

定量：采用峰面積歸一化法[12]進(jìn)行各種揮發(fā)性香氣成分相對含量的計(jì)算，每個(gè)樣品重復(fù)3次，取平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 青稞老酵饅頭中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)GC-MS分析結(jié)果

采用GC-MS法檢測青稞老酵饅頭樣品中的揮發(fā)性風(fēng)味成分，頂空固相微萃取法及同時(shí)蒸餾萃取法提取青稞老酵饅頭中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的GC-MS總離子流色譜圖見圖1，揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)組成及相對含量見表1。

由圖1可知，HS-SPME和SDE法提取的青稞老酵饅頭樣品中的揮發(fā)性風(fēng)味成分有明顯差異。由表1可知，HS-SPME和SDE法提取相同的青稞老酵饅頭樣品，經(jīng)GC-MS檢測出11類91種揮發(fā)性風(fēng)味化合物，其中HS-SPME法提取物中檢測出63種揮發(fā)性化合物，SDE法提取物中檢測出35種揮發(fā)性化合物。兩者共檢測出醇類27種，醛類12種，酮類6種，酯類9種，烯烴類8種，羧酸類、苯類酚類、含硫化合物及醚類、呋喃類、含氮化合物及其他化合物分別為6、6、6、3、3、5種，共同檢出的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)僅有己醛、糠醛、乙醇、正己醇、苯乙醇、己酸、丁酸7種。HS-SPME法提取物中檢測出青稞老酵饅頭的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的數(shù)量高于SDE法，這與胡麗花等[15-16]在小麥老酵饅頭中的相關(guān)研究結(jié)果一致。采用HS-SPME法提取的醇、醛、烯烴類物質(zhì)種類較多[17-18]，而SDE法對中低沸點(diǎn)物質(zhì)的提取更有優(yōu)勢，這可能是由于SDE的高溫長時(shí)處理造成部分熱敏性揮發(fā)性物質(zhì)被氧化、分解。

圖1 頂空固相微萃取法（a）及同時(shí)蒸餾萃取法（b）提取青稞老酵饅頭中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的GC-MS總離子流色譜圖Fig.1 GC-MS total ion chromatogram of volatile flavor substances extracted from highland barley flour naturally fermented steamed bread by HS-SPME(a)and SDE(b)

表1 頂空固相微萃取法與同時(shí)蒸餾萃取法提取青稞老酵饅頭樣品中揮發(fā)性風(fēng)味成分的測定結(jié)果Table 1 Determ ination results ofvolatile flavor components extracted from highland barley flournaturally fermented steamed bread by HS-SPME and SDE

續(xù)表

續(xù)表

2.2 兩種萃取方法提取青稞老酵饅頭揮發(fā)性成分的比較

HS-SPME法提取物中共檢測出醇類19種，醛類10種，酮類4種，酯類4種，烯烴類7種，羧酸類5種，苯類、酚類5種，含硫化合物及醚類1種，呋喃類3種，含氮化合物1種及其他類化合物4種。SDE法提取物中共檢測出醇類11種，醛類4種，酮類2種、酯類5種、羧酸類3種，烯烴類1種，苯類、酚類1種，含硫化合物及醚類5種，含氮化合物2種及其他類化合物1種。HS-SPME法提取的青稞老酵饅頭揮發(fā)性風(fēng)味成分中，相對含量較高的是乙醇（17.81%）、2-正戊基呋喃（13.07%）、正己醇（11.28%）、己醛（5.50%）、己酸（4.80%）、庚醛（3.40%）、乙酸乙酯（3.29%）、苯乙烯（2.80%）、3-乙基-2-甲基-1,3-己二烯（2.74%）、1-辛烯-3-醇（2.46%）、α-姜黃烯（2.24%）。SDE法提取的青稞老酵饅頭揮發(fā)性風(fēng)味成分中，相對含量較高的是甲醛二乙縮醛（16.46%）、丙二醇二乙酸酯（8.37%）、1-allyloxy-2-propanol（6.61%）、乙醇（5.84%）、丁酸（4.49%）。與我國北方傳統(tǒng)小麥老酵饅頭相比，青稞老酵饅頭揮發(fā)性化合物種類基本一致，風(fēng)味略接近河南南陽麩皮酵子面團(tuán)蒸制的饅頭[19-22]，包含大量的醇、醛、酮、呋喃類物質(zhì)。與使用安琪酵母作為發(fā)酵劑的普通饅頭[23]相比，檢出的青稞老酵饅頭揮發(fā)性風(fēng)味成分更加豐富。

3 結(jié)論

采用HS-SPME法和SDE法提取青稞老酵饅頭樣品中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，經(jīng)GC-MS檢測后發(fā)現(xiàn)，兩種方法共檢測出91種揮發(fā)性化合物，包括醇類27種，醛類12種，酮類6種，酯類9種，烯烴類8種，羧酸類、苯類酚類、含硫化合物及醚類、呋喃類、含氮化合物及其它類化合物分別為6、6、6、3、3、5種；共同檢出的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)僅有己醛、糠醛、乙醇、正己醇、苯乙醇、己酸、丁酸7種。其中，HS-SPME法提取物中共檢測出63種揮發(fā)性化合物，以醇類、醛類、烯烴類為主，主要成分有乙醇、2-正戊基呋喃、正己醇、己醛、己酸、庚醛、乙酸乙酯、苯乙烯、3-乙基-2-甲基-1，3-己二烯、1-辛烯-3-醇、α-姜黃烯等；SDE法提取物中檢測出35種揮發(fā)性化合物，以醇類、醛類、酮類、酯類、羧酸類為主，主要成分有甲醛二乙縮醛、丙二醇二乙酸酯、1-allyloxy-2-propanol、乙醇、丁酸等。兩種方法所提取的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)差異較大，HS-SPME法提取物中檢測出的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)數(shù)量高于SDE法。說明HS-SPME法和SDE法應(yīng)用于青稞饅頭揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的提取各具優(yōu)勢，提取得到的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)有一定互補(bǔ)性，只有將兩種方法結(jié)合使用，才能完整分析青稞老酵饅頭中低沸點(diǎn)和高沸點(diǎn)的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，才能更科學(xué)、客觀、完整的考察青稞老酵饅頭的香氣組成。