固相微萃取-氣質聯用法分析辣椒骨揮發性成分

陳慶金，麥馨允，蔣平香，黃嬌麗

(1.百色學院 農業與食品工程學院，廣西 百色 533000；2.桂林市糧油質量監督檢驗中心，廣西 桂林 541002)

辣椒骨是桂西高原山區苗家的風味特產，是將帶肉或不帶肉的豬、?；蚱渌矮F的骨頭舂爛，加上辣椒粉、生姜、花椒、酒、鹽等配料拌勻，置于壇內密封半個月制成。在“三林”的少數民族農家，煮菜仍不習慣放鹽巴，把辣椒骨當作佐膳的味碟蘸料，或作為調味品放入菜肴，是苗族同胞居家和外出時必備的佳品。它香氣馥郁、辣而不烈、鮮美可口、油而不膩，常吃不僅有助于血液循環，還有驅寒解表、增進食欲、幫助消化的功效，已成為桂西地區備受青睞的送禮佳品[1]。而目前有關辣椒骨的研究報道較少。

在辣椒骨的加工過程中合理利用禽畜骨頭副產物，骨頭中含有蛋白質、脂肪以及多種礦物質，還可以從骨頭中提取骨素，骨素的衍生物骨油可以制作紅燒排骨醬包和烤肉汁等調味品[2]。劉春娟等[3]利用豬骨白湯和蛤蜊提取物生產了一種速食海鮮豚骨湯調味包。趙健等[4]分析了豬脊骨燉煮可產生127種揮發性化合物。趙靜等[5]從4種豬骨湯中均分離出17種游離氨基酸，其中有7種為必需氨基酸，谷氨酸對豬骨湯的呈味貢獻最大。杜喜玲[6]從發酵豬肉中鑒定出41種物質，主要風味物質有醛、醇、酮、酯、酸等。王蒙等[7]采用溶劑輔助蒸發提取、氣相色譜-質譜分析清燉豬肉湯香氣物質，鑒定出24種香氣活性物質。本研究以桂西德峨高原地區苗族、漢族農家自制辣椒骨為研究對象，采用固相微萃取-氣質聯用法分析辣椒骨揮發性成分，以期為辣椒骨的風味物質研究提供基礎理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

辣椒骨：百色市隆林德峨鄉；H-1、H-2：取自漢族農家；M-1、M-2、M-3、M-4：取自苗族農家。

1.2 儀器與設備

SCION SQ 456氣相色譜-質譜聯用儀 美國Bruker公司；DB-WAX色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm) 美國Agilent公司；固相微萃取手柄、50/30 μm CAR/PDMS/DVB萃取頭 美國Sigma公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

辣椒骨揮發性成分的提取和檢測條件參照蔣麗等[8]的方法并進行優化改進：取5 g樣品置于20 mL頂空瓶中，將老化后的50/30 μm CAR/PDMS/DVB萃取頭插入樣品瓶頂空部分，于45 ℃吸附30 min，吸附后的萃取頭取出后插入氣相色譜進樣口，于250 ℃解吸3 min，同時啟動儀器采集數據。

1.3.2 色譜條件

GC 條件：色譜柱為DB-WAX(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；初始溫度40 ℃保持3 min，先以5 ℃/min升到90 ℃，再以10 ℃/min升到230 ℃，保持7 min；進樣溫度250 ℃，載氣He，流速0.80 mL/min，不分流進樣。

MS 條件：電子源為EI源；電子能量70 eV；離子源溫度200 ℃；接口溫度250 ℃；檢測器電壓1000 V；掃描范圍30～500 m/z 。

1.3.3 定性與定量

由GC-MS得到的譜圖,在檢索數據庫NIST 2014和Wiley 8.0進行匹配，對匹配度大于800(最大值為1000)的揮發性化合物進行定性分析，采用面積歸一化法確定揮發性物質的相對含量。

2 結果與分析

2.1 GC-MS色譜圖

采用SPME-GC-MS 分析6種辣椒骨揮發性成分，總離子色譜圖見圖1。H-1、M-1、M-4辣椒骨樣品揮發性成分集中出峰時間為10～20 min，其他樣品的集中出峰時間在10～25 min，不同樣品之間揮發性成分存在差異。

2.2 辣椒骨中揮發性成分分析

采用SPME-GC-MS分析6種不同辣椒骨揮發性成分的定性定量，結果見表1。

表1 辣椒骨揮發性成分定性定量分析結果Table 1 Qualitative and quantitative analysis results of volatile component in Lajiaogu

續 表

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通過SPME提取，GC-MS分析6種辣椒骨得到揮發性成分共197種，其中酯類56種，醇類28種，烯炔類51種，烷烴9種，苯環類12種，醛酮類29種，酸類7種，含氮化合物3種，呋喃類2種，共有成分14種。其中取自苗族的辣椒骨 M-1、M-2、M-3、M-4檢出的揮發性成分分別為76，74，72，68種，均比取自漢族的辣椒骨H-1(67種)、H-2(68種)檢出的揮發性成分種類多。

由表1可知，酯、烯烴、醇三類揮發性成分占總化合物種類和含量的65%和85%以上，是腌制辣椒骨香氣特征的最主要揮發性成分。取自苗族M-3的酯類和苯環類化合物種類最多，分別為35種和9種，M-2所含的揮發性成分烯烴類可達27種，醇類中取自漢族的H-1樣品檢測出最多，為15種，其他類別揮發性成分種類相差不大。

2.3 辣椒骨揮發性成分分類分析

2.3.1 酯類

酯類主要來自脂質氧化，一般具有特殊香氣，可以賦予辣椒骨酯香。除了M-2樣品，其他5個樣品中酯類檢出種類均比其他揮發性成分多，其中H-2、M-2中酯類相對含量超過40%，6個樣品中酯類相對含量為：H-2(40.96%)>M-2(40.72%)>H-1(32.04%)>M-3(30.19%)>M-4(21.60%)>M-1(14.14%)，共有酯類成分7種，相對含量分別為癸酸乙酯(16.68%)>乙酸乙酯(13.46%)>辛酸乙酯(9.36%)>異戊酸乙酯(6.11%)>反油酸乙酯(5.67%)>月桂酸乙酯(5.47%)>2-甲基丁酸乙酯(3.65%)。各個樣品中癸酸乙酯相對含量相差較大，其中H-2中相對含量可達10%，癸酸乙酯具有椰子香氣，賦予了辣椒骨特有的酯香味，而周才瓊等[9]對四川、貴州苗漢雜居地區的傳統酸肉的揮發性香氣成分檢測中，同樣檢測出癸酸乙酯，并被認為是酸肉的主要風味物質；乙酸乙酯具有水果香味，M-3中相對含量可達6.20%；辛酸乙酯具有白蘭地酒香味，可用于調味品和香料制造，但各個樣品中相對含量在1%左右，相對含量較低；異戊酸乙酯具有香蕉味，甜果香；月桂酸乙酯具有果香，花香，肥皂味。除樣品M-3外，其他樣品均含有乙酸芳樟酯，相對含量較高，分別為16.94%、9.71%、1.66% 、5.06%、13.73%，主要來源可能為辣椒骨中的辣椒[10]。

2.3.2 醛類和酮類

醛酮類物質主要是脂肪氧化的產物，閾值低，對辣椒骨香氣貢獻較大[11,12]，此外，酮類化合物還可以由酯類分解或醇類氧化生成[13]。6種辣椒骨共檢測出醛類物質14種、酮類物質15種，醛酮類物質相對含量為H-2(3.95%)>H-1(2.58%)>M-1(1.44%)>M-2(1.41%)>M-4(1.21%)>M-3(0.76%)，除了M-1樣品，其他樣品均檢出壬醛，給人脂肪和植物氣息的生理印象[14]。H-1檢測出醛類3種、酮類5種，H-2檢出醛類7種、酮類2種,M-4檢出醛類6種、酮類3種，M-1檢出醛類7種、酮類2種，M-2檢出醛類4種、酮類3種，M-3檢出醛類1種、酮類4種。

2.3.3 烯炔類

烯炔類具有特殊香氣，閾值較低，樣品中相對含量高，對辣椒骨香氣貢獻較大，6個樣品共檢測出烯炔類51種，相對含量大小順序依次為M-1(53.398%)> M-4(45.562%)>M-2(35.651%)>M-3(27.831%)>H-1(27.232%)>H-2(19.573%)，其中M-2檢出27種，M-4檢出18種，M-1檢出17種，H-2檢出16種，M-3檢出8種。3,7-二甲基-1,3,6-辛三烯和1-檸檬烯為共有揮發性成分，后者在樣品中的相對含量均較高，M-1中含量高達30.642%，具有果香、甜香、青香、醛香氣息。

2.3.4 醇類和酸類

2.3.4.1 醇類

GC-MS分析檢測出6種辣椒骨樣品中醇類28種，相對含量均超過20%，各樣品相對含量大小順序依次為H-2(33.94%)>H-1(31.69%)>M-1(28.21%)>M-3(27.53%)>M-4(26.20%)>M-2(20.68%)，H-1檢出醇類14種，M-1、M-4均檢出14種，M-3檢出11種，M-2檢出10種，H-2檢出8種，醇類物質可由羰基化合物還原或脂肪氧化分解形成[15]。乙醇、3-甲基-1-丁醇、芳樟醇、苯乙醇在6個樣品中均檢出，乙醇、芳樟醇在樣品中檢出均較高，其中乙醇在H-2樣品中相對含量高達17.71%，這可能與辣椒骨制作過程中添加調味酒或生物發酵產生酒精有關，芳樟醇在H-1樣品中相對含量達到22%，對辣椒骨香氣形成具有重要貢獻，可產生薰衣草香氣，除此之外，苯乙醇還具有玫瑰香氣，被認為是葡萄酒的特征香氣成分[16]。

2.3.4.2 酸類

酸類成分可以賦予酸味口感，還可以與醇類物質發生酯化反應生成酯類，使辣椒骨風味物質多樣化。所有樣品中檢出酸類物質7種，己酸為共有香氣成分，具有干酪油脂腥味、辛辣的味道，相對含量較少，對辣椒骨的香氣成分影響不大。

2.3.5 其他物質

所有樣品中烷烴檢出9種，苯環類12種，含氮類3種，呋喃類2種；烷烴相對含量較低，閾值較高，香氣作用較小；苯環類物質一般均具有特殊香氣，閾值較低，M-1、M-3均檢出精萘，具有香樟木香氣；呋喃類檢出2種，其中M-3樣品中2-正戊基呋喃成分具有豆香、果香氣味。

3 結論與展望

本研究通過SPME-GC/MS分析辣椒骨的揮發性成分，共鑒定出197種揮發性成分，主要包括56種酯類，28種醇類，51種烯炔類，9種烷烴，12種苯環類，29種醛酮類，7種酸類，3種含氮化合物，2種呋喃類，酯、烯烴、醇三類揮發性成分占總化合物種類和含量的65%和85%以上，是腌制辣椒骨香氣特征的最主要揮發性成分。不同辣椒骨揮發性成分種類和相對含量有較大差異。其中取自苗族的辣椒骨 M-1、M-2、M-3、M-4檢出的揮發性成分分別為76，74，72，68種，均比取自漢族的辣椒骨H-1(67種)、H-2(68種)檢出的揮發性成分種類多。這可能是苗家辣椒骨制作過程中添加的特有的香精香料和環境中微生物種類與數量的不同影響導致。目前辣椒骨的研究報道較少，本研究團隊將分析腌制之前和腌制過程中的辣椒骨揮發性成分，解釋揮發性成分變化過程，并對辣椒骨風味的形成機理進行探討。