不同生產批次辣條的揮發性風味物質分析

許綱，尹含靚，王建輝，吳高峰，蔣立文,2*

(1.湖南農業大學 食品科學技術學院，長沙 410128；2.食品科學與生物技術湖南省重點實驗室，長沙 410128；3.長沙理工大學 化學與食品工程學院，長沙 410114；4.湖南伍子醉食品有限公司, 湖南 湘潭 411228；5.湖南金磨坊食品有限公司，長沙 410300)

辣條是一種調味面制品，是以小麥或其他谷物為主要原料，經過剪切、擠壓、高溫膨化后，添加調味料、食品添加劑等，利用食品級包裝袋密封，保質期在6個月左右的一種膨化擠壓類方便食品[1-3]。辣條因價格低廉、口感豐富，深受廣大青少年的喜愛。調味面制品產業發展迅速，目前市場份額已達500億元[4]，產業群主要集中在湖南和河南[5]，消費群體數量以百萬計，具有良好的發展前景。現階段對調味面制品的研究主要集中在添加劑及保質能力等品質分析方面[6-7]，對調味面制品的風味成分研究很少，而風味是評價食品品質的重要指標之一，因此調味面制品風味的研究對提升該類食品的品質具有十分重要的意義。

氣相色譜-質譜聯用技術(gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS)是目前常用的風味物質分析技術，可以快速對揮發性物質進行定性和定量分析[8]。Wang等[9]利用GC-MS技術在生牛肉和熟牛肉中共檢測到61種揮發性物質。石黎琳等[10]利用GC-MS技術得出不同品種小米釀造的黃酒中揮發性物質種類和含量都有明顯的差別。因此，本研究采用GC-MS技術分析不同批次辣條中揮發性物質的組成，可以為加工過程中改善辣條風味提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

辣條樣品來自湖南省某食品有限公司，為同一產品類型10個不同批次的留樣樣品，產品保質期一般為9個月，采樣按照不同時間設計(217，220，301，303，321，401，418，427，701，727)，統一存放6個月，取回后于4 ℃冷藏，待檢測分析。

球磨機、AUY220微量分析天平、GCMS-QP2010氣相色譜-質譜聯用儀 日本島津公司；固相微萃取裝置(包括手柄、導向桿) 上海安譜科學儀器有限公司；50/30 μm DVB/CAR/PDM灰色萃取頭 美國Supelco公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品前處理

分別取5 g左右不同批次的辣條樣品置于清洗消毒干凈且無氣味的球磨機中進行磨碎2 min，再從磨碎的樣品中取1 g置于15 mL頂空瓶中待分析。

1.2.2 HS-SPME-GC-MS分析條件

GC條件：HP-88毛細管柱(100 m×0.25 mm，0.20 μm)；載氣：高純氦氣(He)，流速1 mL/min；進樣口溫度：240 ℃；不分流進樣。程序升溫：起始柱溫為60 ℃，保持5 min，以3 ℃/min的速度升溫至140 ℃，保持5 min，再以5 ℃/min的速度升溫至210 ℃，保持10 min，最后以5 ℃/min的速度升溫至240 ℃，保持3 min。

MS條件：電子電離源(electron ionization，EI)；接口溫度220 ℃，離子源溫度200 ℃，電子能量70 eV，質量掃描范圍45～500 m/z。

HS-SPME方法：首先將萃取頭(50/30 μm DVB/CAR/PDM)在GC進樣口老化30 min，備用；取1 g10種經前處理后的樣品分別置于15 mL頂空瓶中，70 ℃預熱30 min備用，將已老化的萃取頭穿過密封墊插入頂空進樣瓶內后推出纖維頭，露出纖維頭距離樣品表面約10 mm，頂空吸附30 min，插入GC進樣口解吸5 min。

1.2.3 數據分析

利用質譜數據庫對揮發性成分進行鑒定，使用面積歸一化法計算各成分的相對百分含量。利用https://www.omicstudio.cn對數據進行PCA分析。

2 結果與分析

2.1 不同批次辣條揮發性物質種類差異

不同批次辣條中揮發性物質種類及相對含量的差異情況見表1。不同批次辣條所含揮發性物質種類十分接近，為31～34種。不同種類的揮發性物質在不同批次的樣品中相對含量存在明顯差異，說明不同批次樣品的風味不穩定。醛類為所有樣品中最主要的揮發性物質，其次為萜烯類、酯類和醇類。217樣品中醛類物質相對含量(55.28%)最高，220樣品中酯類物質相對含量(21.72%)和醇類物質相對含量(13.21%)最高，418樣品中萜烯類物質相對含量(21.47%)最高，而727樣品中其他類物質相對含量(19.20%)較高。

表1 不同批次辣條樣品揮發性物質種類及相對含量

不同批次產品的離子圖譜見圖1。

圖1 不同批次辣條揮發性成分的總離子圖譜

2.2 不同批次辣條揮發性物質差異性分析

10個批次的辣條中共檢測到56種揮發性物質(見表2)，包括醇類(14種)、酯類(6種)、醛類(5種)、萜烯類(16種)、酚類(2種)、酮類(2種)、吡嗪類(5種)和其他類(6種)。

表2 不同批次辣條樣品的具體揮發性物質分析

續 表

醇類物質可能來源于脂肪的氧化分解或羰基化合物的還原[11]。芳樟醇在所有樣品中均被檢出且相對含量較高(4.18%～8.21%)，芳樟醇為花椒中的重要揮發性物質[12]，可能與辣條在加工過程中添加了花椒有關。γ-松油醇、反式-4-側柏醇和對異丙基苯甲醇也是辣條樣品中共有的揮發性物質，但相對含量都不高。桉葉油醇有薄荷和熱帶水果香氣[13]，在301樣品中相對含量較高(1.18%)。

酯類物質一般由短鏈脂肪酸和醇的酯化反應生成[14]，通常具有花果香。乙酸芳樟酯在所有批次辣條樣品中都有檢出(9.45%～20.74%)，在220樣品中含量最高。乙酸芳樟酯閾值較低，具有柑橘香、花香、青香和木香等香氣，被認為是薰衣草油和花椒葉的主要香氣成分[15-16]。該氣味物質可能由辣條加工中添加的花椒等調味料生成。乙酸松油酯為所有樣品中共有但相對含量較低的成分，被認為是紫蘇精油中的主要揮發性成分[17]。

醛類物質在樣品中被檢測到的種類少，但相對含量高，閾值較低，為樣品中不可忽視的重要揮發性物質。4-異丙基苯甲醛，又名枯茗醛，有抗菌防腐作用[18-19]，在所有樣品中的相對含量非常高(32.11%～48.02%)。4-異丙基苯甲醛為孜然精油中主要的揮發性物質[20]，可能是在辣條產品生產過程中添加的孜然調味料比例較高，導致該揮發性物質在樣品中相對含量很高。苯甲醛和4-異丙基-1,3-環己二烯-1-甲醛也是所有樣品中共有的揮發性成分。苯甲醛(杏仁和焦糖香)通常由苯丙氨酸降解產生[21]，在427樣品中含量最高(2.49%)。

萜烯類物質在食品中主要以糖苷的形式存在，通過酶解作用破壞萜-糖鍵，促進萜烯的釋放[22]。3-側柏烯(1.08%～2.32%)、檜烯(1.03%～2.65%)、右旋萜二烯(1.34%～3.51%)和γ-萜品烯(4.37%～6.83%)在所有樣品中均被檢出。檜烯具有胡椒、松節油及木香香氣[23]，γ-萜品烯具有松木香及甜柑橘香[24]，除701樣品外，其他辣條樣品中均檢測到了β-蒎烯(1.84%～3.24%)和月桂烯(1.61%～2.99%)。本研究中檢測到的α-蒎烯、β-蒎烯、檜烯、月桂烯、β-羅勒烯、γ-萜品烯等萜烯類物質均為花椒中常見的揮發性物質[25-27]，因此辣條加工過程中添加的花椒調味料也是影響辣條風味的重要因素。

酚類物質和酮類物質在辣條樣品中檢測到的種類和含量都很少，且酮類物質的閾值較高[28]，因此酮類和酚類可能對辣條整體風味影響較小。在所有樣品中都檢測到了乙基麥芽酚，但其相對含量都很低(0.29%～0.85%)。乙基麥芽酚是食品中常見的增香劑[29]，但過量食用可能會對人體的肝臟造成影響[30]，可作為食品質量安全的重要指標。

在其他類物質中，所有辣條樣品中都檢測到了鄰異丙基甲苯(2.04%～4.37%)，其中217樣品(4.35%)、301樣品(4.23%)和303樣品(4.37%)含量較高。辣條中檢測到苯系物可能是由于包裝材料污染，而苯會對人體產生一定危害[31]，因此在食品中使用更安全綠色的包裝十分必要。

2.3 不同批次辣條揮發性物質的主成分分析

不同批次辣條樣品揮發性物質的PCA分析見圖2。

圖2 不同批次辣條揮發性物質的主成分分析

由圖2可知，10個批次的樣品相距都較遠，說明樣品間的風味物質組成有一定的差異。總體來說，7月批次的兩個樣品701和727距離更近，4月批次的3個樣品主要聚集在PCA圖的左邊，而2月批次的兩個樣品217和220相距最遠。結果表明生產日期越早，辣條的風味可能變得越來越不穩定。食品風味也是食品品質的重要指標，因此對揮發性物質進行檢測還可以為辣條保質期的確定提供一定的參考。

3 結論

通過對不同生產批次辣條樣品的揮發性物質進行分析，得到樣品間揮發性物質種類和含量都有一定的差異的結論。從10個批次的辣條樣品中共檢測到56種揮發性物質，包括醇類(14種)、酯類(6種)、醛類(5種)、萜烯類(16種)、酚類(2種)、酮類(2種)、吡嗪類(5種)和其他類(6種)，其中醇類、醛類、酯類和萜烯類為辣條中最主要的揮發性物質。4-異丙基苯甲醛、乙酸芳樟酯、γ-萜品烯和芳樟醇等在樣品中的含量相對較高，為產品中最主要的風味物質，由此可推測該辣條產品加工過程中添加的調味料可能主要是孜然和花椒。最后通過主成分分析得出，生產日期越早，辣條產品的風味越不穩定。通過本研究可知，對辣條揮發性物質的分析可以為改善辣條風味、品質和確定保質期提供一定的參考。