高效液相色谱、顶空固相微萃取气相色谱-质谱法结合电子鼻分析重庆烤鱼调料的风味特性

屠大伟1,马宏能2,唐敏2,尤琳烽1*

1(重庆工商大学 环境与资源学院,重庆,400067)2(重庆万标检测技术有限公司,重庆,400714)

摘 要 为探究重庆烤鱼调料的特征风味,采用高效液相色谱、电子鼻以及顶空固相微萃取气相色谱-质谱对不同厂家重庆烤鱼调料麻度、辣度、氯化物含量及挥发性风味物质进行分析。结果表明,不同厂家重庆烤鱼调料的山椒素、辣椒素类物质及氯化物含量分别为0.077~1.16 mg/g、0.032~0.565 mg/g和5.855~11.950 g/100 g,麻度、辣度和氯化物差异显著(P<0.05);电子鼻能够对不同厂家重庆烤鱼调料进行区分,无机硫化物、芳香成分和有机硫化物的气味强度明显高于其他类别。8个样品中共检测出94种挥发性风味物质,包括:醇类17种、烃类35种、醛类12种、酮类5种、酯类8种及其他类17种。通过气味活度值法确定了重庆烤鱼调料中21种关键风味物质,主要为芳樟醇、α-蒎烯、4-异丙基苯甲醛、4-烯丙基苯甲醚和茴香脑等成分,共同形成了重庆烤鱼调料以辛香为主,带有药草香、茴香、清香的风味特征。

关键词 重庆烤鱼调料;高效液相色谱;顶空固相微萃取气相色谱-质谱;电子鼻;风味物质

烤鱼是重庆特色传统名菜,是以鱼肉为原料,添加辣椒、花椒等主要调味料,采用“先烤后炖”的方法,结合腌、烤、炖3种烹饪技术制作而成[1]。烤鱼在制作过程中,借鉴了传统川菜及重庆火锅的用料精华,使用独特秘制配方,由最初的单一味型,到现在研发出香辣、尖椒、泡椒、椒香、豆豉、蒜香、蚝油、番茄及酱香味等20多种口味,口味繁多,营养丰富,深受消费者欢迎,也是万州地区特有的地方美食,已经被纳入重庆市非物质文化遗产[1-2]

2021年重庆鱼类产量超50万t,目前,烤鱼多以餐饮现场制作、现场消费为主[3],为满足家庭方便化消费食用、工业化生产、烤鱼连锁店铺冷链配送等需求,生产具有地方特色风味、健康卫生,易于携带和流通的烤鱼调味料至关重要[4]。目前,多名学者对烤鱼调味料进行研究,如崔俊林等[2]结合传统万州烤鱼的独特风味和加工流程,对香辣味烤鱼复合调料的加工工艺流程和配方进行研究。周文等[1]以新鲜鲤鱼为原料,经配料、炒制、包装、灭菌等工艺,研发了一款爽口、酸味醇和的酸菜味调料包。刘文龙等[4]以豆豉、香辛料等为原料,研发了一款豉香浓郁的豆豉烤鱼复合调味料。风味是衡量产品品质的重要标准[5],烤鱼调料对烤鱼特征风味形成有重要影响。目前,市场上的烤鱼调味料种类繁多,口味多样,实施标准、加工工艺及调料种类、配比不同,使得不同厂家重庆烤鱼调料的风味存在差异,目前,关于烤鱼调料风味研究鲜有报道,使得烤鱼调料在实际生产过程中缺乏理论数据参考。

本研究以8种不同厂家重庆烤鱼调味料为原料,采用HPLC、顶空固相微萃取气相色谱-质谱法(headspace solid phase microextraction gas chromatography-mass spectrometry,HS-SPME-GC/MS)、电子鼻等分析方法,对重庆烤鱼调料的风味进行数字化表征,分析不同厂家重庆调味料挥发性物质的异同,综合评价重庆烤鱼调料的风味特征,以期为烤鱼调料的生产及品质优化提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

重庆烤鱼调料,购于重庆市8家不同的烤鱼调味料生产企业,具体信息见表1。

表1 重庆烤鱼调料配料表

Table 1 Information of Chongqing roasted fish seasoning

编号配料表S1植物油、辣椒、豆瓣酱(蚕豆、辣椒、食用盐、饮用水)、黄豆酱、姜、蒜、白砂糖、食用盐、鸡精调味料、味精、洋葱粉、香辛料、食品添加剂(5’-呈味核酸二钠、辣椒油树脂、食用香精香料)S2植物油、泡辣椒(辣椒、食用盐、饮用水)、泡姜(姜、食用盐、饮用水)、蒜、黄豆酱、食用盐、味精、鸡精调味料、花椒、白砂糖、胡椒、天然香料、食品添加剂(5’-呈味核苷酸二钠)S3植物油、辣椒、郫县豆瓣、姜、食用盐、味精、食用鸡油、香辛料、洋葱、小茴香、豆豉、花椒、月桂、白砂糖、鸡汁调味料、酵母提取物、食用葡萄糖、红腐乳、蒜、食品添加剂(食品用香精、5’-呈味核苷酸二钠)、食品用香料S4植物油、豆瓣酱(辣椒、蚕豆、食用盐、水、小麦粉)辣椒、姜、食用盐、蒜、味精、黄酒、花椒、豆豉、孜然、香辛料、白砂糖、鸡精调味料、胡椒、食品添加剂(5’-呈味核苷酸二钠)S5食用植物油、辣椒、豆瓣(蚕豆仁、水、食用盐、小麦)、老姜、大蒜、味精、食用盐、冰糖、鸡精调味料、白酒、胡椒、安琪酵母提取物、香辛料、食品添加剂(5’-呈味核苷酸二钠、辣椒红、山梨酸钾、乙基麦芽酚、食用香精香料)S6食用植物油、辣椒、豆瓣酱(辣椒、蚕豆仁、水、食用盐、小麦)、姜、蒜、味精、鸡精调味料、食用盐、白砂糖、花椒、香辛料、酵母提取物、食品添加剂(5’-呈味核苷酸二钠、山梨酸钾、辣椒红、食用香精香料)S7精炼植物油、豆瓣、泡辣椒、食用盐、蒜、辣椒、水、腌制辣椒、鸡精调味料、孜然、姜、豆豉、白砂糖、香辛料、味精、酵母提取物、小茴香、花椒、白芷、食用香料、辣椒红、5’-呈味核苷酸二钠,琥珀酸二钠S8精炼植物油、豆瓣酱、辣椒、泡辣椒、食用盐、姜、蒜、鸡精调味料、腌制辣椒、花椒、豆豉、味精、花生仁、白砂糖、香辛料、高鲜精(味精、5’-呈味核苷酸二钠,琥珀酸二钠)、辣椒红、食用香料

甲醇、乙腈、四氢呋喃,色谱纯,美国默克公司;辣椒素、二氢辣椒素标准品(纯度≥98%),美国Sigma公司;羟基-α/γ-山椒素、γ-山椒素标准品(纯度≥98.0%)、羟基-ε/β-山椒素标准品(纯度≥99.0%),成都麦德生科技有限公司;C7~C40系列烷烃混标,上海安谱实验科技股份有限公司;其他试剂均为分析纯,成都市科隆化学品有限公司。

1.2 仪器与设备

PR224ZH/E分析天平(精密度为0.1 mg),美国奥豪斯公司;LC-20A高效液相色谱仪、GC-MS-QP2020气相色谱-质谱联用仪,日本岛津公司;PEN3.5电子鼻分析仪,德国Airsense公司。

1.3 实验方法

1.3.1 山椒素含量测定

称取5 g样品于50 mL离心管,加入10 mL甲醇,于常温水浴条件下超声30 min,以8 000 r/min离心10 min后,将上清液收集至150 mL浓缩瓶中。残渣按照上述步骤重复超声提取1次,合并2次上清液。将上清液浓缩至干,用10 mL甲醇溶解,然后吸取20 μL样品液于10 mL容量瓶中,用甲醇定容,摇匀、过膜,待测。色谱条件如下:C18柱(5 μm,250 mm×4.6 mm);流动相:甲醇(A)-水(B),梯度洗脱条件:0~25 min,60% A,40% B;25~36 min,90% A,10% B;36~40 min,65% A,35% B;40~45 min,60% A,40% B;流速1.0 mL/min;检测波长270 nm;进样量20 μL;柱温40 ℃;检测器:二级管阵列检测器;采用外标法对山椒素类物质定量,试样中山椒素含量(以羟基-α/β/γ/ε-山椒素、γ-山椒素之和计)按公式(1)进行计算:

(1)

式中:X,样品中山椒素的含量,mg/g;Ci,样品中山椒素的质量浓度,μg/mL;C0,空白实验中山椒素的质量浓度,μg/mL;V,体积,mL;f为稀释倍数;m,试样质量,g;1 000,换算系数。

1.3.2 辣椒素类物质含量测定

称取5 g样品于50 mL具塞试管中,加入25 mL甲醇+四氢呋喃(体积比1∶1)混合溶液,用封口膜包住瓶口,置于60 ℃超声提取30 min,过滤,滤渣连同滤纸再次加入25 mL甲醇+四氢呋喃(体积比1∶1)混合溶液,重复2次(60 ℃超声10 min),收集3次滤液于旋转蒸发瓶中,将滤液浓缩至10~20 mL。用甲醇+四氢呋喃混合溶液定容至50 mL,过膜,待测。HPLC条件如下:C18柱(5 mm,4.6 mm×150 mm);流动相:甲醇+水溶液(体积比70∶30);进样量10 μL;流速1.0 mL/min;柱温30 ℃。荧光检测器:激发波长229 nm,发射波长320 nm;根据公式(2)计算样品中辣椒素及二氢辣椒素的含量,辣椒素类物质含量按辣椒素与二氢辣椒素含量之和除以0.9(系数)进行计算:

(2)

式中:X,样品中辣椒素或二氢辣椒素的含量,mg/g;C,样品中辣椒素或二氢辣椒素的质量浓度,μg/mL;V,体积,mL;m,试样质量,g;1 000,换算系数。

1.3.3 氯化物含量测定

氯化物的测定参照GB/T 5009.44—2016《食品安全国家标准 食品中氯化物的测定》中的第三法。

1.3.4 电子鼻测定

称量2 g样品于10 mL顶空瓶中,于60 ℃水浴平衡30 min,上机。顶空加热温度为70 ℃,加热时间300 s,载气(空气)流量150 mL/s,进样量(顶空气体)500 μL,数据采集时间120 s,数据采集延迟150 s。表2列出了PEN3.5型电子鼻的10个传感器及对应的性能描述。

表2 电子鼻传感器性能特点

Table 2 Performance characteristics of electronic nose sensor

阵列序号传感器名称传感器性能描述1号W1C对芳香型化合物敏感2号W5S对氮氧化合物敏感3号W3C对氨类和芳香族化合物敏感4号W6S对氢化物有选择性5号W5C对短链烷烃、芳香成分敏感6号W1S对甲基类敏感7号W1W对硫化物敏感8号W2S对醇类、醛酮类敏感9号W2W对芳香成分、有机硫化物敏感10号W3S对长链烷烃敏感

1.3.5 HS-SPME-GC/MS分析

参考屠大伟等[6]的方法,称取2 g样品加入到15 mL顶空进样瓶中,加入100 μL 2-辛醇内标溶液(200 mg/mL),混匀,置于60 ℃水浴锅中保温20 min,然后插入萃取头平衡30 min,于230 ℃下解析5 min,进行GC-MS分析。

GC-MS条件:载气为He,流速为1.0 mL/min,进样口温度230 ℃。升温程序:初始温度50 ℃,保持1 min,然后以6 ℃/min升至220 ℃后,再保持7 min。接口温度230 ℃,离子源温度230 ℃,电子能量70 eV。

定性分析:使用C7~C40的正构烷烃计算挥发性化合物的线性保留指数,采用NIST质谱库进行检索,结合匹配度和保留指数进行物定性分析,按公式(3)进行计算:

(3)

式中:RI,保留指数;n,碳原子数;tx,待测组分的保留时间,min;tn,碳原子数为n的正构烷烃的保留时间,min;tn+1,碳原子数为n+1的正构烷烃的保留时间,min。

定量方法:通过目标化合物峰面积与内标峰面积的比值、添加到样品中的内标质量和样品质量来确定目标化合物的含量[7]。计算如公式(4)所示:

(4)

式中:Wi,待测组分含量,μg/g;Ai,待测组分峰面积;C,内标物质量浓度,μg/mL;V,内标物加入体积,mL;As,内标物峰面积;m,样品质量,g。

1.3.6 关键风味成分确定

关键香气物质通过气味活度值(odor activity value,OAV)确定,结果由风味物质的浓度与其阈值的比值按公式(5)计算得出[8]:

(5)

式中:Ci,化合物的含量,μg/g;Ti,化合物的阈值。

1.4 数据分析

利用Excel进行数据处理,origin 2021绘制雷达图和主成分分析(principal component analysis,PCA),采用SPSS 26.0进行数据分析,采用Duncan模型分析显著性(P<0.05)。

2 结果与分析

2.1 山椒素含量

麻味物质是麻味信息的载体,目前已分离得到20多种麻味物质[9]。其中,山椒素类物质具有强烈的刺激性,是构成花椒麻味的主要成分[10]。不同厂家重庆烤鱼调味料的山椒素含量如图1所示,8个样品中山椒素含量为0.077~1.160 mg/g,不同调料之间山椒素含量差异显著(P<0.05),这是因为花椒添加量不同所导致的。其中,S4样品的山椒素含量最高,为1.160 mg/g,S7和S8样品的山椒素含量明显低于其他样品。8种重庆烤鱼调味料中,含量最高的S4和含量最低的S8之间含量差距约15倍,说明不同厂家的重庆烤鱼调味料在麻度方面存在明显的差别。

图1 不同厂家重庆烤鱼调料中山椒素的含量

Fig.1 Sanshool content in Chongqing roasted fish seasoning of different manufactures

注:不同小写字母表示差异显著(P<0.05)(下同)。

2.2 辣椒素类物质含量

目前,已发现20多种辣椒素类物质,其中以辣椒素和二氢辣椒素含量最为丰富,大约占总辣椒素物质含量的90%[11]。辣椒素类物质含量与辣度呈正相关,烤鱼调味料中的辣味主要由辣椒中的辣椒素类物质提供。辣味是重庆烤鱼调料的重要特征,如图2所示,8个样品辣椒素、二氢辣椒素和辣椒素类物质总含量为0.017~0.396、0.006~0.124、0.032~0.565 mg/g。其中,S4样品的辣椒素含量显著高于其他样品,S1和S6的二氢辣椒素含量较高,S7的辣椒素含量最低,S8的二氢辣椒素含量最低,从辣椒素类总物质含量来看,S4样品显著高于其他样品(P<0.05),S7和S8样品的辣椒素类总物质含量较低,说明不同厂家重庆调味料在辣度方面也存在明显的差别。

图2 不同厂家重庆烤鱼调料中辣椒素类物质的含量

Fig.2 Capsaicinoids content in Chongqing roasted fish seasoning of different manufactures

2.3 氯化物含量

食盐,是所有咸味调味品的基础,是人们膳食中不可缺少的调味品[12]。食盐的适当添加赋予了产品底味,调和了产品的辣味,使得产品风味更加协调。调味料的氯化钠含量如图3所示,不同调味料氯化钠含量为5.855~11.950 g/100 g,其中,S8样品氯化钠含量最高,显著高于其他样品(P<0.05),S3样品含量最低,由图3可以看出,不同调味料氯化钠含量存在明显差别。

图3 不同厂家重庆烤鱼调料中氯化钠的含量

Fig.3 NaCl content in Chongqing roasted fish seasoning of different manufactures

2.4 电子鼻分析

电子鼻10个传感器对重庆烤鱼调料的响应值大小如图4-a所示,不同样品对传感器的响应强度存在差异,其中,重庆烤鱼调料在W1C、W5S、W3C、W6S、W5C、W1S、W2S和W3S传感器上的响应值较小,在W1W传感器的响应值较大,其次是W2W传感器,对应的敏感类物质分别是无机硫化物,芳香成分、有机硫化物。通过从传感器信号响应值的大小可以初步判断样品间的气味物质存在差异,因此,进一步对电子鼻数据进行主成分分析,并采用HS-SPME-GC/MS对挥发性风味物质进行量化。

a-电子鼻雷达图;b-PCA图

图4 不同厂家烤鱼调料的电子鼻雷达图与PCA图

Fig.4 The radar map and PCA of roasted fish seasoning of different manufacturers

电子鼻PCA如图4-b所示,第一主成分(PC1)的贡献率为63.9%,第二主成分(PC2)的贡献率为21.0%,累积贡献率达到84.9%,大于80.0%,说明能够反映烤鱼调料挥发性物质的主要信息[13]。8个样品主要分散于3个区域,其中,S4和S8分布距离较远,说明S4和S8样品的气味明显区别于其余样品[14],S1、S2、S3、S5、S6和S7样品分布较集中,距离较近,说明样品之间气味差异相对较小[6]

2.5 挥发性风味物质分析

为研究不同重庆烤鱼调料的风味特征,利用HS-SPME-GC/MS对重庆烤鱼调料的风味类别及相对含量进行检测,结果如图5和表3所示。调料样品中共鉴定出94种挥发性风味物质,分为6个类别,包括:醇类物质17种、烃类物质35种、醛类物质12种、酮类物质5种、酯类物质8种和其他类物质17种。其中,S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7和S8分别含有33、44、52、40、47、51、42、43种挥发性风味物质。醇类、烃类、醛类、酮类、酯类和其他类含量分别为11.65~112.21、21.13~85.98、2.27~96.92、0.78~5.18、0.60~17.73、8.54~302.71 mg/g。

a-化合物种数;b-物质含量

图5 不同厂家烤鱼调料挥发性风味物质的化合物种数及含量

Fig.5 The number of species and content of volatile flavor compounds in different manufacturers’ roasted fish seasoning

表3 不同厂家烤鱼调料挥发性物质含量

Table 3 Volatile substance contents of roasted fish seasoning of different manufacturers

化合物名称保留指数S1S2S3S4S5S6S7S8醇类50.62112.2116.1186.5161.25108.4523.4211.652,3-丁二醇779--2.73±0.073.00±0.33- 0.93±0.13--桉叶油醇947------11.75±0.73 6.12±0.022-甲基-5-异丙基-二环[3.1.0]己烷-2-醇982 0.80±0.05--- 1.78±0.04--芳樟醇1 00948.66±3.00105.98±4.65 5.77±0.5179.12±4.16 38.71±0.82 93.89±0.839.56±0.614.21±0.31苯乙醇1 015----- 1.07±0.08--3,7-二甲基-6-辛烯-3-醇1 026-0.15±0.03------顺式-4-(异丙基)-1-甲基环己-2-烯-1-醇1 033-0.29±0.10------2-茨醇1 054-0.84±0.110.89±0.010.25±0.03----4-萜烯醇1 0581.16±0.091.38±0.194.09±0.141.34±0.192.32±0.123.06±0.13 1.13±0.0050.97±0.092,6-二甲基-3,7-辛二烯)-2,6-二醇1 064-1.70±0.46-0.61±0.28-1.91±0.54--反式-6-(异丙基)-3-甲基环己-2-烯-1-醇1 076---0.20±0.03----γ-萜品醇1 078--1.26±0.22-- 0.25±0.007--香茅醇1 085----1.64±0.170.68±0.100.55±0.050.35±0.04香叶醇1 099-1.28±0.191.22±0.041.59±0.5517.46±0.59 4.65±0.38--(4-异丙基-1,4-环己二烯-1-基)甲醇1 158-0.42±0.07-----反式-橙花叔醇1 316-0.17±0.03 0.15±0.0030.40±0.300.83±0.250.23±0.150.21±0.08-β-桉叶醇1 373----0.29±0.100.22±0.11-烃类44.4672.1278.4467.6485.9866.5556.7721.13丙烯707------17.68±0.85-α-侧柏烯863-0.54±0.031.09±0.140.53±0.020.21±0.030.70±0.08--α-蒎烯8690.99±0.092.35±0.294.01±0.291.68±0.093.18±0.172.27±0.05-1.12±0.07莰烯8820.63±0.131.02±0.160.97±0.04-3.78±0.461.70±0.021.71±0.151.10±0.06桧烯9003.21±0.1113.04±0.75 10.65±0.08 26.29±0.443.98±0.0813.76±0.12 -1.10±0.04β-蒎烯9048.48±0.999.54±0.116.47±0.44-4.81±0.37-8.16±0.273.24±0.17月桂烯9123.06±0.196.67±0.6210.82±0.76 9.24±0.654.59±0.627.87±0.262.66±0.061.78±0.073-蒈烯929-----2.68±0.043.69±0.33-松油烯936-0.36±0.040.90±0.140.47±0.04-0.67±0.01--对伞花烃9435.42±0.194.93±0.514.33±0.66-4.85±0.23 1.77±0.001-2.95±0.02D-柠檬烯9466.60±0.2918.21±0.06 23.97±0.52 21.36±0.72 18.26±0.32 22.64±0.97 --β-罗勒烯9590.46±0.310.66±0.091.20±0.240.77±0.080.75±0.080.80±0.02--γ-松油烯97010.88±1.104.67±0.775.16±0.581.24±0.254.23±0.581.98±0.036.08±0.102.79±0.064-蒈烯992--0.55±0.090.31±0.04----α-红没药烯1 096---0.86±0.22----挣十三烷1 132---0.12±0.02----δ-榄香烯1 161----0.33±0.010.30±0.090.59±0.080.17±0.012-甲基十三烷1 177--------α-蒎烯1 191-0.32±0.040.21±0.040.08±0.02 0.47±0.0040.61±0.073.27±0.041.39±0.10β-榄香烯1 199--0.53±0.110.12±0.030.34±0.020.17±0.080.37±0.05 0.13±0.009十四烷1 203--0.22±0.040.26±0.06-0.42±0.12--β-石竹烯1 2240.60±0.051.16±0.291.12±0.220.70±0.161.13±0.020.95±0.131.89±0.141.62±0.10α-香柠檬烯1 231--0.16±0.02---0.42±0.05-1,1-二甲基-2-壬基环丙烷1 235--0.17±0.02-----(E)-β-金合欢烯1 242-0.32±0.120.19±0.031.29±0.870.48±0.070.23±0.120.29±0.050.16±0.012-甲基四癸烷1 249--0.19±0.02-----α-律草烯1 251-0.72±0.130.41±0.080.49±0.120.45±0.040.58±0.13-0.32±0.01α-姜黄烯1 2650.97±0.051.88±0.340.53±0.050.55±0.153.69±0.311.55±0.733.65±0.720.96±0.09大牛儿烯D1 2680.30±0.200.53±0.19-0.45±0.11----姜烯1 275--3.30±0.47-18.86±0.55 ---α-法呢烯1 2790.68±0.111.01±0.370.50±0.070.47±0.142.81±0.361.21±0.641.24±0.28-

续表3

注:“-”表示未检测到该种挥发性成分。

化合物名称保留指数S1S2S3S4S5S6S7S8β-红没药烯1 2840.78±0.091.34±0.430.54±0.070.36±0.103.01±0.381.41±0.831.60±0.350.71±0.07(-)-异喇叭烯1 293--0.15±0.02---0.43±0.080.25±0.03β-倍半水芹烯1 2961.40±0.172.44±0.84--5.77±0.522.28±0.993.04±0.761.34±0.14正十六烷1 335-0.41±0.070.10±0.01-----醛类96.9229.1539.362.2779.1015.4085.7440.14苯甲醛 8930.43±0.21----0.25±0.03-0.29±0.042-苯基乙醛958-------1.10±0.22香茅醛1 036 -0.16±0.03-0.12±0.020.37±0.01--0.13±0.013,7-二甲基-3,6-辛二烯醛1 042 - - - -2.76±0.290.24±0.01--苯丙醛1 0440.79±0.05 ------0.10±0.022,4-二羟基苯甲醛1 084 - -0.74±0.16-----(Z)-3,7-二甲基辛-2,6-二烯醛1 092 -0.95±0.202.03±0.110.67±0.1511.84±0.252.81±0.253.72±0.142.66±0.164-异丙基苯甲醛1 10083.32±3.1623.58±0.7726.15±0.48-33.40±0.76-66.04±0.0129.41±1.75对甲氧基苯甲醛1 1051.81±0.631.58±0.59--1.45±0.491.21±0.732.67±0.67-柠檬醛1 1112.53±0.402.17±0.514.97±0.31-28.65±0.676.69±0.838.41±0.415.87±0.49反-肉桂醛1 1197.31±2.26-1.94±0.08--2.10±1.014.90±0.910.40±0.02反-2, 4-癸二烯醛1 1480.73±0.020.71±0.253.53±0.271.48±0.670.63±0.132.10±0.93-0.18±0.02酮类1.533.335.181.960.880.781.270.92葑酮 9950.82±0.132.06±0.311.43±0.13---1.27±0.060.92±0.10侧柏酮1 0170.71±0.380.75±0.10-1.38±0.170.32±0.240.45±0.02--4-异丙基环己-2-烯-1-酮1 061--0.71±0.03-----胡椒酮1 103--2.67±0.140.58±0.11----对甲氧基苯基丙酮1 193-0.52±0.130.37±0.02-0.56±0.150.33±0.18--酯类0.604.854.470.7613.7717.737.034.99乙酸芳樟酯1 097-----14.21±0.69 --乙酸龙脑酯1 124-------0.14±0.001乙酸松油酯1 1680.60±0.094.85±0.952.57±0.310.14±0.005-0.81±0.064.09±0.221.32±0.09异丁酸香叶酯1 173----0.15±0.01---乙酸丁香酚酯1 174------0.31±0.07-乙酸香叶酯1 186--1.24±0.080.62±0.1813.17±0.282.71±0.512.63±0.323.53±0.23顺式-乙基肉桂酸酯1 256--0.66±0.05-----邻苯二甲酸二乙酯1 330----0.45±0.12---其他49.62142.33195.138.54109.2352.22302.7126.78乙酸 7185.58±0.776.65±0.134.60±0.303.56±0.837.42±0.214.45±0.46-5.63±0.64二烯丙基硫醚815- - - - - - 1.20±0.51-烯丙基甲基二硫醚856- - - - - 0.24±0.041.93±0.24-2-乙酰基吡嗪939- 0.69±0.16------2-乙酰基吡咯978- - - - - - - 0.90±0.23二烯丙基二硫醚9882.58±0.58-2.29±0.231.73±0.281.79±0.116.46±0.18145.93±4.272.09±0.34麦芽酚1 011------0.49±0.120.49±0.19甲基烯丙基三硫醚1 030---0.21±0.04--4.15±0.30-2,9-二甲基-5-癸炔1 053------1.30±0.040.74±0.074-烯丙基苯甲醚1 0685.71±0.3815.24±0.8410.34±0.53 -4.81±0.083.68±0.0037.08±0.183.58±0.17乙基麦芽酚1 074--119.04±1.10 -- - - -4-乙基-2-甲氧基苯酚1 120---1.00±0.19---茴香脑1 12834.76±0.45119.75±4.5058.86±4.623.04±0.9893.27±1.0336.77±4.16117.81±5.6612.79±0.68二烯丙基三硫醚1 1380.99±0.94---0.41±0.030.35±0.0322.55±0.340.25±0.0014-乙烯基-2-甲氧基苯酚1 146-----0.27±0.14--甲基丁香酚1 204----0.39±0.11-0.27±0.070.31±0.03榄香素1 307----0.14±0.05---

2.5.1 醇类化合物

醇类化合物通常来源于脂肪的氧化分解或羰基化合物的还原[15]。其中,饱和醇的风味阈值较高,对整体风味的贡献不大,而不饱和醇的阈值相对较低,对风味形成影响较大[5]。重庆烤鱼调料中不饱和醇主要为芳樟醇、4-萜烯醇、香叶醇等。其中,芳樟醇具有新鲜花香、似铃兰香气,可赋予产品木香、花香、果香[15],4-萜烯醇具有胡椒香、木质香,香叶醇属于萜烯类醇,可赋予产品温和、香甜的玫瑰花香味,其可能来源于香辛料[15]。8个样品中,S2和S6样品中醇类物质总含量较高,分别为112.21、108.45 μg/g,其中,芳樟醇是检测到的醇类物质中含量较高的物质,S2的芳樟醇含量为105.98 μg/g,S6的芳樟醇含量为93.89 μg/g,S4的芳樟醇含量为79.12 μg/g,这可能归因于烤鱼调味料中添加的大量花椒[6],花椒是烤鱼调料麻味的来源,S2、S4和S6的含量高于其他样品,说明麻味更加突出,从图1也可反映出S2、S4和S6样品的山椒素含量高于其他样品。

2.5.2 烃类化合物

重庆烤鱼调料中共检测出烃类物质35种,是挥发性成分种数最多的类别。烃类化合物来源于脂肪酸烷氧自由基的裂解[16],相关研究指出,饱和烃物质的阈值高香气弱,对产品风味形成影响较小[7]。烤鱼调料中检测到的烃类物质主要为不饱和烃类,不饱和烃类物质主要以萜烯为主,主要来自辣椒、花椒、八角等香辛料,阈值较低且气味强烈,能赋予产品特有的清香、辛香和木质香[15]。月桂烯、γ-松油烯、β-石竹烯和β-红没药烯是8个样品都检测出的挥发性风味物质,月桂烯具有天竺葵、胡椒等辛香味,γ-松油烯具有清新的柑橘柠檬类气息,β-石竹烯具有辛香、丁香似香气,天然存在于胡椒、肉豆蔻等香料中[6],β-红没药烯具有木香、果香等甜润香气,可能来源于添加的生姜[17]。桧烯和D-柠檬烯是含量较高的成分,桧烯具有松香气味,D-柠檬烯具有强烈的柠檬香气,还有消炎止痛、抗菌、抗肿瘤等药理活性[15]。如图5所示,S3的烃类物质种类最多,含有27种烃类物质;S5的烃类物质含量最高,为85.98 μg/g,S3其次,为78.44 μg/g。

2.5.3 醛类化合物

醛类物质阈值较低,主要来源于不饱和脂肪酸氧化降解,赋香气能力强、香气浓烈持久且稳定,对产品整体风味影响较大[18]。在烤鱼调料中共检出醛类物质12种,其中S1、S5和S7中醛类物质含量较高,分别为96.92、79.10、85.74 μg/g,S4最低为2.27 μg/g。在6个样品中检出4-异丙基苯甲醛,且含量较高,具有青草气息[19],S1样品中的4-异丙基苯甲醛含量为83.32 μg/g,远高于其他样品。柠檬醛具有清爽的柠檬香气,仅S4样品未检出,S5样品中柠檬醛含量高于其他样品,为28.65 μg/g。醛类物质在重庆烤鱼调料中差异显著,可能是不同烤鱼调料风味差异的原因之一。

2.5.4 酮类化合物

酮类物质主要来源于不饱和脂肪酸氧化和氨基酸降解[15]。酮类物质在重庆烤鱼调料中检出种类较少,且含量(0.78~5.18 μg/g)较低。在S1、S2、S3、S7和S8样品中检出葑酮,具有樟脑、药草香味,S1、S2、S4、S5和S6这5个样品中检测出侧柏酮,具有侧柏叶香气,S3、S4中还检出具有樟脑和薄荷香气的胡椒酮[6],检测出的对甲氧基苯基丙酮具有果香、茴香气味,但酮类化合物的香气阈值较高,对重庆烤鱼调料的香味形成影响较小。

2.5.5 酯类化合物

在8种重庆烤鱼调料样品中检测出的酯类物质共有8种,酯类的香气阈值通常较低,大多呈清淡的水果香味[6]。一般酯类物质的来源可分为两类,一类是酸类和酯类物质酯化反应;另一类是氨基酸热降解,酯类物质对产品的整体风味起到平衡和调节的作用[15]。乙酸松油酯和乙酸香叶酯是样品中检测到的主要的酯类化合物,乙酸松油酯具有柠檬香、薰衣草香、药草香,乙酸香叶酯似有玫瑰、香柠檬、薰衣草的香气,其中,S5样品的乙酸香叶酯含量较高。仅在S6样品检测出了乙酸芳樟酯,有类似铃兰、薰衣草等幽雅香气。由表2可知,S5和S6样品中的酯类含量高于其他样品,分别为13.77、16.92 μg/g,说明样品的果香等香气较其他样品更加突出。总的来说,这些酯类物质具有清甜的水果香、花香,对减弱脂肪酸的辛辣味及氨基的苦味起一定作用[20]

2.5.6 其他类

重庆烤鱼调料中还检测出酸类、含硫化合物、吡嗪类、吡咯类、酚类物质等其他化合物,酸类物质共检测出1种,即乙酸,乙酸具有强烈的酸辣刺激性气味,可能来源于食醋[15]。含硫化合物本身具有独特的气味,其香气阈值较低,是一类重要的香气成分[21],GUILHON等[22]研究表明,二烯丙基硫醚、二烯丙基三硫醚等香气物质主要来源于大蒜。如表3所示,样品中二烯丙基二硫醚含量存在较大差距(1.73~145.93 μg/g),S7的含量远高于其他样品。除了S4样品,其余样品均检测出4-烯丙基苯甲醚,具有茴香气味,来自小茴香[15],甲基烯丙基三硫醚可赋予产品韭菜香和葱香味[19]。吡嗪、吡咯类化合物分别检测出1种,吡嗪、吡咯化合物是美拉德反应和脂质氧化的标志性反应产物,可赋予产品烤香、坚果香[21]。酚类物质共检测出4种,分别为麦芽酚、乙基麦芽酚、4-乙基-2-甲氧基苯酚和甲基丁香酚,其中,麦芽酚和乙基麦芽酚可赋予产品焦糖奶油香气[16],4-乙基-2-甲氧基苯酚可为产品提供烟熏肉香味,甲基丁香酚有清甜的丁香、茴香香气,仅S3检测出乙基麦芽酚,且含量较高,高达119.04 μg/g,说明S3样品的焦糖奶香气更加突出。8个样品中均检测出茴香脑,具有特殊的茴香气味,是酱香味的主要来源[23],S2和S7样品中茴香脑的含量较高,分别为119.75、117.81 μg/g,S4样品的含量最低,为3.04 μg/g。仅S5样品中检测出了具有香料味的榄香素。在这些挥发性风味物质的共同作用下,使得重庆烤鱼调料具有独特的风味。

8个烤鱼调料样品中均检测出了大量的挥发性物质,添加的原料是其重要的风味来源,在烤鱼调料制作过程中,添加了植物油、辣椒、花椒、豆瓣酱、姜蒜、香辛料等重要辅料,花椒的主体成分芳樟醇,大蒜中的含硫化合物,香辛料中的茴香脑以及豆瓣酱的酱香为烤鱼调料提供了独特香气。此外,炒制过程中发生的一系列反应也会产生大量风味物质,如美拉德反应形成的杂环、含氮类风味物质,焦糖化和含硫化合物的热分解等[24],样品中检测到吡嗪、吡咯类化合物,这是美拉德反应和脂质氧化的标志性反应产物。烤鱼调料的风味主要由添加的原料以及炒制过程中发生的一系列反应产生,从以上烤鱼调料的挥发性物质成分可以看出,花椒、辣椒、油脂、香辛料等对烤鱼调料整体香气有重要贡献。

2.5.7 烤鱼调料中的主要风味成分

挥发性风味物质的含量与重庆烤鱼调料整体风味并无直接联系,物质含量高不一定对整体香气有很大贡献,而物质含量低也有可能对整体香气有较大贡献,挥发性物质对风味的贡献由含量和阈值共同来决定[25],用OAV来确定重庆烤鱼调料的关键香气化合物。一般来说,OAV越大,对样品风味的贡献越大,当OAV>1,该物质可视为关键香气物质,对风味形成影响较大;当OAV<1,则该物质对烤鱼调料的风味影响较弱,主要起丰富气味的作用[26]。根据所检测到的香气物质,选择5个及以上样品中均检测出的挥发性成分作为重庆烤鱼调料的代表挥发性成分,OAV结果如表3所示。如表4所示,共筛选出21种关键风味成分,芳樟醇、4-萜烯醇、月桂烯、γ-松油烯、β-石竹烯和茴香脑是8个样品共有的风味化合物,对重庆烤鱼调料风味形成有重要贡献。芳樟醇、α-蒎烯、4-异丙基苯甲醛、4-烯丙基苯甲醚和茴香脑几种香气物质在样品中OAV较大,共同形成了烤鱼调料以辛香为主,带有药草香、茴香、清香的风味特征。这些重要的关键风味物质以及修饰性风味物质含量与种类的差别,共同构成了重庆烤鱼调料独特的风味。

表4 烤鱼调料的主体风味物质

Table 4 The main flavor substances of roasted fish seasoning

注:“-”表示未检测到该种挥发性成分;化合物香气描述来源于https://www.chemicalbook.com;香气阈值来源于相关文献[6, 20, 27-30]

化合物名称阈值/(μg/g)S1S2S3S4S5S6S7S8气味描述芳樟醇0.041 216.512 649.45144.151 977.90967.712 347.13 239.09105.29花香,辛香,木香4-萜烯醇0.343.414.0612.043.946.819.003.322.84辛香,壤香,青香和木香香叶醇0.04-32.0530.5339.64436.41116.35--玫瑰,柑橘,药草香α-蒎烯0.004 7165.75391.48668.26279.35530.31377.66-186.67清香,木香桧烯0.983.2713.3110.8626.804.0714.04-1.12草木,木头的味道β-蒎烯0.00660.5868.1346.18-34.35-58.2723.14青草香,带一点辛辣月桂烯0.0476.60166.83270.56231.00114.77196.8566.5944.75花香、甜香对伞花烃0.1245.1941.1036.12-40.4114.79-24.56柠檬香,小茴香气味D-柠檬烯0.232.9991.04119.84106.7891.30113.19--柑橘,柠檬,薄荷味γ-松油烯0.2641.8417.9719.834.7516.257.6023.3710.74油脂气味,木香,柑橘香β-石竹烯0.0649.3618.0517.5310.8917.6314.7929.5025.24淡淡的丁香香味4-异丙基苯甲醛0.061 388.64393.05435.76-556.67-1 100.69490.18青草香气柠檬醛0.041 461.1352.53120.14-691.98161.57203.05141.76呈浓郁柠檬香味反-肉桂醛61.22-0.32--0.350.820.07甜香、肉桂气味反-2, 4-癸二烯醛0.184.043.9419.598.233.5211.67-1.01脂肪香、鸡肉香乙酸松油酯2.50.241.941.030.05-0.321.640.53清香,似柠檬、薰衣草气息乙酸香叶酯0.1--12.376.18131.7227.1126.3135.33玫瑰、香柠檬、薰衣草的香气乙酸1.055.326.334.383.397.064.24-5.37强烈酸味二烯丙基二硫醚0.0386.00-76.2957.6159.511215.4014 864.1969.80蒜香味4-烯丙基苯甲醚0.007 5761.912 032.381 378.95-641.60490.43944.05476.68茴香气味茴香脑0.1347.571 197.49588.5630.36932.66367.671 178.12127.88药草香

3 结论

本研究利用HPLC、HS-SPME-GC/MS结合电子鼻技术,从麻、辣、咸、香4个方面对不同厂家重庆烤鱼调料的风味特征进行研究。结果表明,不同厂家重庆烤鱼调料的麻味、辣味及咸味存在差异,其中,S4的麻度和辣度较高,S8的咸味明显强于其他样品。电子鼻能够区分不同厂家重庆烤鱼调料的风味,无机硫化物、芳香成分和有机硫化物的气味最为强烈。在8个样品中共检出94种挥发性物质,不同样品中挥发性风味物质组成和含量的不同使得重庆烤鱼调料的风味存在差异。同时,通过OAV分析进一步筛选出21种关键香气化合物,其中,芳樟醇、4-异丙基苯甲醛、4-烯丙基苯甲醚和茴香脑是重庆烤鱼调料中重要的香气化合物,为其贡献了以辛香为主、带有药草香、茴香、清香的风味特征。通过分析不同厂家重庆烤鱼调料麻、辣、咸、香特征,可为重庆烤鱼调料产品加工及品质优化提供理论依据。

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Analysis of flavor characteristics of Chongqing roasted fish seasoning by high-performance liquid chromatography and headspace solid phase microextraction gas chromatography-mass spectrometry combined with electronic nose

TU Dawei1, MA Hongneng2, TANG Min2, YOU Linfeng1*

1(School of Environment and Resources, Chongqing Technology and Business University, Chongqing 400067, China)2(Chongqing Wanbiao Testing Technology Co., Ltd., Chongqing 400714, China)

ABSTRACT To investigate the flavor characteristics of Chongqing roasted fish seasoning, the numbing, spicy intensity, chloride content and volatile flavor substances were analyzed by high-performance liquid chromatography, electronic nose, and headspace solid phase microextraction gas chromatography-mass spectrometry.Results showed that the contents of sanshool, capsaicinoids, and chloride in Chongqing roasted fish seasoning from different manufacturers were 0.077-1.16 mg/g, 0.032-0.565 mg/g, and 5.855-11.950 g/100 g, respectively, indicating significant differences of numbing, spicy, and chloride difference (P<0.05).The electronic nose could distinguish the flavor of the Chongqing roasted fish seasoning from different manufacturers, and the odor intensity of inorganic sulfides, aromatic components, and organic sulfide was significantly higher than that of categories.A total of 94 volatile flavor substances were identified in Chongqing roasted fish seasoning, which included 17 alcohols, 35 hydrocarbons, 12 aldehydes, 5 ketones, 8 esters, and 17 other components.Twenty-two key flavor compounds in Chongqing roasted fish seasoning were identified by the relative odor activity value, including linalool, α-pinene, 4-(1-methylethyl)-benzaldehyde, estragole, and anethole.The overall flavor of Chongqing roasted fish seasoning was mainly spicy, with herbs, fennel, and fragrance.

Key words Chongqing roasted fish seasoning; high-performance liquid chromatography; headspace solid phase microextraction gas chromatography-mass spectrometry; electronic nose; flavor compounds

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038542

引用格式:屠大伟,马宏能,唐敏,等.高效液相色谱、顶空固相微萃取气相色谱-质谱法结合电子鼻分析重庆烤鱼调料的风味特性[J].食品与发酵工业,2025,51(2):345-355.TU Dawei,MA Hongneng,TANG Min, et al.Analysis of flavor characteristics of Chongqing roasted fish seasoning by high-performance liquid chromatography and headspace solid phase microextraction gas chromatography-mass spectrometry combined with electronic nose[J].Food and Fermentation Industries,2025,51(2):345-355.

第一作者:博士,正高级工程师(尤琳烽副教授为通信作者,E-mail:youlf@ctbu.edu.cn)

收稿日期:2024-01-10,改回日期:2024-03-28