基于SPME-GC-MS技术分析曲霉型豆豉生产过程中的挥发性成分变化

李金林1,2,3,万亮2,王维亚2,黄丽2,王筱兰1,3,涂宗财1,3*

1(江西师范大学 国家淡水鱼加工技术研发专业中心,江西 南昌,330022)2(南昌市食品药品检验所 南昌市食品安全检测与控制重点实验室,江西 南昌,330012)3(江西师范大学 江西省淡水鱼高值化利用工程技术研究中心,江西 南昌,330022)

摘 要 豆豉是中国传统发酵豆制品,为探清江西曲霉型豆豉风味物质的形成过程,采用固相微萃取-气相色谱-质谱联用(gas chromatography-mass spectrometry coupled with solid phase micro-extraction,SPME-GC-MS)技术,在对比研究DVB/CAR/PDMS、PDMS/DVB、Carboxen/PDMS、PDMS 4种萃取头萃取效果基础上,分析豆豉生产制曲、后酵及干燥三阶段挥发性成分。结果显示,PDMS/DVB萃取头最适合豆豉挥发性成分萃取,制曲阶段检出24种成分,含呋喃1种、吡嗪5种、醛4种、醇3种、酮2种、酸2种、酚4种、其他3种;后酵样品检出45种成分,包括呋喃3种、吡嗪4种、醛7种、醇5种、酮2种、酸4种、酯11种、硫化物2种、酚5种、其他2种。干豆豉鉴定出50种物质,为呋喃3种、吡嗪6种、醛7种、醇7种、酮2种、酸4种、酯11种、硫化物2种、酚5种、其他3种。研究表明,制曲阶段初步形成了少量挥发性物质,后酵阶段挥发性物质在数量和含量上得到显著增加,是豆豉风味形成的主要阶段,干燥会略微改变风味物质含量,但对豆豉整体风味影响不大。

关键词 固相微萃取-气相色谱-质谱联用;曲霉型豆豉;制曲;后酵;干燥;挥发性成分

豆豉是我国传统发酵豆制品,营养丰富、风味独特,被广泛用于调味品[1],是与日本纳豆、印尼天培等齐名的世界著名发酵豆制品[2]。豆豉具有多种生理功能,如促消化[3]、降血压[4]、抗氧化[5]、降血糖[6]等。根据发酵优势微生物不同,可分为曲霉型、毛霉型、根霉型和细菌型豆豉,其中曲霉型豆豉生产在我国分布最广,不同类型豆豉风味特征存在较大差异[1,7]

我国豆豉生产以传统工艺为主,多采用自然发酵,其风味、品质及功能受环境影响较大[3]。江西生产豆豉历史悠久,最著名的属“稻香园”豆豉。“稻香园”豆豉属于曲霉型豆豉[8],本课题组前期已对其微生物进行测序[9],并筛选获得了高产脂肪酶米曲霉[10]和高产蛋白酶[11]、产乳酸[12]及高产酒精[13]菌株,但对该型豆豉的风味尚未进行报道。本文采用固相微萃取装置(solid phase micro-extraction,SPME)进行风味物质萃取,采用气相色谱-质谱联用技术(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)进行成分分析,研究自然发酵曲霉型豆豉生产过程中风味物质变化。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

原料样品,南昌稻香园调味食品有限公司采集。香精标品、系列正烷烃(C8-C40)混合标品,西格玛(上海)公司。

1.2 仪器与设备

固相微萃取装置(SPME)及萃取头(DVB/CAR/PDMS、PDMS/DVB、Carboxen/PDMS、PDMS型),美国Supelco公司;7890A /5975气相色谱-质谱联用仪,美国Agilent公司。

1.3 实验方法

1.3.1 样品采集与处理

豆豉生产流程:

黑豆→洗涤→蒸煮→冷却→自然制曲(内部温度:20~30 ℃,空气湿度:60%~90%,8 d)→洗曲→后酵(内部温度:40~50 ℃,20 d)→热风干燥(65~75 ℃,3~4 h)→包装。

分别采集1个生产周期内制曲第8天、后酵第20天和干燥后的样品(水分含量分别为22.97%、40.90%和19.19%),用无菌袋封装置于冰箱4 ℃冷藏,成分分析前粉碎过20目筛。

1.3.2 挥发性成分萃取

参照李金林等[14]方法进行,略有调整。取3 g样品,加入到15 mL样品瓶中,置于水浴中,采用恒温装置加热,60 ℃平衡20 min,将SPME装置置于样品瓶上方,60 ℃恒温萃取30 min,采用GC-MS分析。

1.3.3 气相色谱-质谱条件

色谱条件:Agilent DB-wax毛细管柱(30 m×0.25 μm×0.25 μm);进样口温度250 ℃,载气He,流速1.0 mL/min,不分流模式;升温程序:起始40 ℃,保持3 min,4 ℃/min升至105 ℃,5 ℃/min升至150 ℃,10 ℃/min升至240 ℃,保持15 min[15]

质谱条件:EI电离源,电离电压70 eV,离子源温度230 ℃,四极杆温度150 ℃;全扫描模式,质量扫描范围35~400 amu。

1.3.4 线性保留指数(linear retention index,LRI)测定

采用样品GC-MS分析条件进行C8-C40正烷烃混合标品分析,根据公式(1)计算LRI[16]

(1)

式中:n,正烷烃的碳数;ti,目标成分保留时间,min;tn,Cn的保留时间;tn+1,Cn+1的保留时间。

1.3.5 挥发性成分鉴定与含量计算

将各组分质谱信息与NIST08 质谱库进行对照,将各组分LRI与NIST数据库比较,初步确定各组分成分,部分组分采用标品进行确认,以质谱峰面积考察各组分相对含量[15,17]

2 结果与分析

2.1 固相萃取头的选择

以干豆豉为原料,采用4种萃取头萃取豆豉挥发性成分,采用GC-MS分析,经自带软件AMDIS 32及NIST08数据库进行解析,4种萃取头所萃取的成分GC-MS色谱图见图1,解析结果见表1。

图1 四种萃取头所萃取成分的GC-MS总离子流色谱图
Fig.1 GC-MS total ion chromatogram of flavor compounds extracted by SPME with four fibers

SPME是根据相似相溶原理,通过萃取头的吸附性从样品中萃取挥发性物质,萃取头极性不同所萃取的物质不同。本研究中PDMS为弱极性萃取头,适用于弱极性物质萃取,另外3种属中等极性萃取头,适用于中等极性与极性化合物萃取[18]。由图1可知,PDMS萃取头萃取的成分种类少、信号强度弱,表明豆豉极性成分占比高。对比色谱图解析结果(表1),Carboxen/PDMS萃取物质的最大峰面积最大,但仅个别成分含量高(图1),且经解析的目标成分数不如DVB/CAR/PDMS和PDMS/DVB多。PDMS/DVB在最大峰面积、解析的总化合物数和目标成分数均优于DVB/CAR/PDMS和PDMS,表明PDMS/DVB更适合豆豉风味物质萃取,用于后续分析用萃取头。

表1 四种萃取头所萃取成分的GC-MS分析结果
Table 1 Automated mass spectral deconvolution and
identification results of GC-MS TIC of flavor compounds
extracted by four fibers

萃取头类型DVB/CAR/PDMSPDMS/DVBCarboxen/PDMSPDMS最大峰面积1 7192 2286 064702总化合物数/个468472473304目标成分数/个54694313

2.2 豆豉生产三阶段挥发性成分鉴定

豆豉生产大致分为三阶段,即制曲、后酵和干燥。三阶段样品挥发性成分经SPME萃取,采用GC-MS鉴定,结果见表2。由表2可知,制曲阶段共检出24种成分,依次是呋喃1种、吡嗪5种、醛4种、醇3种、酮2种、酸2种、酚4种、其他3种。后酵阶段豆豉中共检出45种成分,包括呋喃3种、吡嗪4种、醛7种、醇5种、酮2种、酸4种、酯11种、硫化物2种、酚5种、其他2种。干豆豉中共鉴定出50种物质,分别是呋喃3种、吡嗪6种、醛7种、醇7种、酮2种、酸4种、酯11种、硫化物2种、酚5种、其他3种。

2.3 不同生产阶段挥发性成分对比分析

在生产过程中发现,原料黑豆有股青味,蒸煮后的黑豆主要呈现豆腥味,经制曲后豆腥味消失,可嗅出淡淡的酱香味,经后酵后形成了浓郁的酱香味和醇香味,干燥后豆豉的酱香味依然浓郁,而醇香味减淡。制曲、后酵及干燥三阶段挥发性物质种类、数量及含量变化情况见图2。

图2 豆豉生产三阶段挥发性物质种类、数量及含量
变化情况
Fig.2 Changes in species,amount,and content of volatile
compounds in Douchi during three processes

通过分析发现,在制曲阶段,形成了少量的挥发性物质,主要为醇、酚、醛,含量分别占总挥发物的23.54%、20.83%和18.48%,醇、醛赋予豆豉甜香、坚果香和面包香等有益风味(表2),这2类物质可通过美拉德反应和脂肪氧化形成[16,19];酚主要为愈创木酚,其是木质素的结构单元,可能来源于木质素的降解[20],其赋予了豆豉木香、酚味、烟熏等风味。另外,制曲后形成了少量的吡嗪、呋喃、酮类和酸类物质,吡嗪和呋喃是典型的美拉德反应产物[15],表明制曲阶段已经发生了轻度的美拉德反应。

经过后酵,豆豉形成了大量的挥发性物质,醛、酯、醇和酚是含量最高的4类成分,其含量之和超过90%。后酵豆豉中检出26种新成分(表2),包括2,6-二甲基吡嗪、5-甲基糠醛、可可醛、二甲基三硫和3-甲基硫醇等典型风味物质。酯类是后酵过程中形成最多的一类物质,共11种,约占总风味物质的25.40%。酯类的形成赋予产品甜香、花香、水果香、脂香等良好风味。新检出的2种硫化物总含量为1.17%,虽然较低,但其气味阈值低,如二甲基三硫为0.36 μg/L[21],对整体风味可产生一定影响。另外,2,6-二甲基吡嗪、可卡醛、1-辛烯-3-醇等8种成分含量明显增加,其中可卡醛增加最大,其峰面积由制曲阶段的(4.28±0.97)×104增长至(224.67±12.74)×104,是后酵豆豉中含量最高的成分。可卡醛具有甜香、花香、坚果香、可可香等良好风味,其他物质均体现令人愉快的风味(表2),因此这些物质含量的增加有利于改善了豆豉风味。

经热风干燥后,豆豉挥发性成分发生了微弱变化,含量最高的4类物质依次为醛、酯、酚和醇,总量占总风味物质含量的87.24%,检出2,6-二乙基吡嗪、2,3,5,6-四甲基吡嗪、1,2-丙二醇等5种新成分,没有检出异丁酸,其他成分含量变化不大。采用SPME萃取风味成分,萃取效果不仅与萃取头极性、萃取温度及时间有关,也与盐分含量有关[18]。因此,干豆豉与湿豆豉的挥发性不同可能是由样品盐含量不同造成的。另外,在干燥过程中由于豆豉表层及沸点较低的物质挥发,豆豉中各成分的相对含量也会发生改变。由于多数物质呈现的风味特征相近(表2),微小含量的改变并未影响豆豉的整体风味。

表2 豆豉生产不同阶段样品挥发性成分(n=2)
Table 2 Flavor compounds identified in samples from different process of Douchi production(n=2)

LRICAS号化合物名称峰面积(×104)制曲后酵干燥风味特征d呋喃1 2243777-69-32-正戊基呋喃a18.48±15.1212.71±1.9115.11±1.5清香,蜡香,霉味,焦糖味1 498271-89-6苯并呋喃bnd.1.98±2.80.84c苯乙烯味1 85113679-41-93-苯基呋喃bnd.11.28c41.89±1.04- 小计18.48±15.1225.96±15.0657.85±0.73 吡嗪 1 318123-32-02,5-二甲基吡嗪a6.94c2.71c2.78±0.2霉味,土豆香,可可香,坚果香,油脂香1 324108-50-92,6-二甲基吡嗪a2.44±1.153.33±14.17±1.49坚果香,咖啡香,可可香,霉味,面包香,肉香1 38213925-03-62-乙基-6-甲基吡嗪b nd.3.48±0.233.11±1.07烤榛子香1 40114667-55-12,3,5-三甲基吡嗪b 5.27c1.96c6.78±4.23坚果香,蔬菜香,可可香,烤香,泥土味,巧克力味,咖啡香1 44613067-27-12,6-二乙基吡嗪b1.95±0.15nd. 4.23±0.38坚果香,榛子香1 4741124-11-42,3,5,6-四甲基吡嗪b1.42c nd.6.44±0.35坚果香,霉味,草香,泥土味,可可香,花生香,咖啡香,芦笋味 小计18.01±20.2611.49±7.3827.51±6.56 醛类 1 35535158-25-9可可醛bnd.16.45±1.0412.96±4.61草药味,木香,清香,紫苏香,鼠尾草香,薄荷味,霉味1 514100-52-7苯甲醛a15.46±2.3385.92±29.0951.70±33.79甜香,油香,杏仁味,樱桃香,坚果香,木香1 567620-02-05-甲基糠醛and.5.53±1.290.73c甜香,焦糖味,谷香,枫树味1 634122-78-1苯乙醛a4.29c18.63±1.6510.05±3.35蜂蜜香,甜香,花香,巧克力味,可可香,辛辣味1 9284411-89-62-苯基巴豆醛b33.01±42.769.21±8.4939.93±4.69清香,蔬菜香,花香,可可香,坚果香1 93926643-91-44-甲基-2-苯基-2-戊烯醛bnd.60.73±0.7350.51±3.06花香,甜香,蜡香,可可香,蜂蜜香2 07621834-92-4可卡醛b4.28±0.97224.67±12.74234.80±16.72苦可可味,蜂蜜香,醛香,咖啡香,坚果香,清香 小计57.04±45.47481.14±28.09400.68±7.02 醇类 1 397589-98-03-辛醇b0.81c3.06c2.16c霉味,蘑菇味,泥土味,奶油香,乳香1 4543391-86-41-辛烯-3-醇a49.42±14.5771.56±15.4478.51±28.45香菇味,泥土味,菌菇味,清香,油香,蔬菜香,鲜味,肉汤味

续表2

LRICAS号化合物名称峰面积(×104)制曲后酵干燥风味特征d1 877100-51-6苯甲醇and.7.27±6.1312.41±1.47试剂味,水果香,杏仁味,香料香,苦味1 91160-12-8β-苯乙醇b23.23±2.7640.01±5.4245.18±3.84花香,甜香,玫瑰香,面包香1 58057-55-61,2-丙二醇bnd.nd.3.09±0.43甜香1 61918409-17-1反式-2-辛烯醇bnd.nd.2.28±0.84油脂香,甜香,水果香1 66098-00-0糠醇bnd.10.1±10.6610.89±1.65烧焦味,甜香,焦香 小计72.65±11.8128.94±37.65154.52±27.07 酮类 1 248106-68-33-辛酮b5.31±0.21nd. nd.蘑菇味,酮味,干酪味,霉味,水果香1 64398-86-2苯乙酮b7.39±0.5012.31±1.7411.49±1.47粉末味,苦杏仁味,樱桃核味,香豆素味,水果香1 720103-79-71-苯基-2-丙酮bnd.2.76±0.263.07±1.91苦杏仁味 小计12.70±0.2915.07±1.4814.56±3.37 酸类 1 44464-19-7乙酸bnd.28.01±8.0717.36c辛辣味,酸味,熟透的水果味1 56979-31-2异丁酸b5.37±4.942.61c nd.酸味,干酪味,林堡干酪味,乳香,奶油香1 670116-53-02-甲基丁酸b34.07±4.824.03±14.433.4±29.45水果香,臭味,酸味,乳香,黄油香,干酪味1 805646-07-14-甲基戊酸bnd.nd.8.18±0.61辛辣味,干酪味2 068124-07-2辛酸bnd.0.42c2.72±0.14腐臭味,肥皂味,干酪味,脂香,白兰地味 小计39.44±0.1453.76±23.7261.66±4.43 酯类 1 66193-89-0苯甲酸乙酯bnd.20.95c11.15±1.38甜香,药味,清香,薄荷味,水果香,啤酒味,干酪味1 725140-11-4乙酸苄酯bnd.0.64c1.00c水果香,甜香,香料香,茉莉香,花香1 755101-41-7苯乙酸甲酯bnd.13.44±0.1811.61±1.81花香,蜂蜜香,香辛料味,蜡香,甜香1 782101-97-3苯乙酸乙酯bnd.15.53±2.2910.31±0.74甜香,玫瑰香,蜂蜜香,香料香,可可香,糖蜜香,酵母味1 813103-45-7乙酸苯乙酯bnd.12.38±1.155.79±0.54甜香,蜂蜜香,花香,玫瑰香,清香,花蜜味,水果香2 219112-39-0棕榈酸甲酯bnd.15.73±0.0811.55±1.37油香,蜡香,脂香,鸢尾草香2 257628-97-7棕榈酸乙酯bnd.62.75±6.8736.03±7.45蜡香,水果香,奶油香,香兰子香,香料香2 484111-62-6油酸乙酯bnd.29.10±1.5517.20±0.03脂香,牛脂香,油香,黄油香2 500544-35-4亚油酸乙酯nd.21.34±1.7715.61±5.01-2 5347619-08-1反式亚油酸乙酯bnd.82.74±5.6146.94±7.82-2 6031191-41-9亚麻酸乙酯bnd.12.56±2.556.29±2.17- 小计0±0287.16±47.64173.47±18.97 硫化物 1 3703658-80-8二甲基三硫and.10.74±0.4310.66±1.50硫磺味,葱香,薄荷味,肉香,清香,蔬菜香1 716505-10-23-甲硫基丙醇bnd.2.45c2.53±0.44洋葱味,大蒜味,肉汤味 小计0±013.19±3.0313.19±1.06 酚类 1 85890-05-1愈创木酚b53.98±3.7334.62±4.5175.36±9.29木香,酚味,熏肉香,薄荷味,烟熏味,药味1 966118-71-8麦芽酚b3.22c85.89±11.28107.88±0.21甜香,棉花糖香,焦糖香,果酱味,水果香,浆果香2 004108-95-2苯酚a1.48±0.240.25c4.26±0.53-2 177123-07-9对乙基苯酚bnd.2.05±0.754.27±1.99酚香,烟熏味,熏肉香,火腿香2 1987786-61-02-甲氧基-4-乙烯基苯酚b5.62±0.572.24±1.272.28c熏肉香 小计64.31±0.02125.06±9.14194.05±14.82 其他 1 58987-44-5石竹烯b36.88±9.825.29c13.18±0.01辛辣味,丁香味,木香,坚果香,胡椒味1 722150-78-7对苯二甲醚b39.91±1.75nd.nd.甜香,清香,山楂味,干草香,茴香味,粉末味,脂香1 9711072-83-92-乙酰基吡咯bnd.63.3±9.2463.76±0.60甜香,水果香,霉味,樱桃味,坚果香,芥末味,茶香1 920541-46-8 异戊酰胺bnd.nd.2.55±0.86-2 458120-72-9苯并吡咯b7.17±1.48nd. nd.动物体味,萘味,泥土味,酚香,香水香,试剂味 小计83.96±13.0568.59±1.7679.49±0.27 合计308.68±64.231 130.64±1.781 057.46±58.73

注:a:采用质谱对照、LRI比对及标准品鉴定确认;b:采用质谱对照与LRI比对鉴定确认;c: 仅其中1份样品检出;d:风味特征描述来源于http://www.perflavory.com;nd.:未检出;-:未检索到

3 结 论

由本实验可知,PDMS/DVB萃取头适用于豆豉挥发性成分的萃取,表明豆豉中主要含极性成分,成分鉴定显示,豆豉中主要含有呋喃、吡嗪、醛、醇、酮、酸、酯、硫化物、酚等物质,进一步论证了豆豉风味物质中极性成分占主体。煮熟的黑豆风味较淡,豆豉中丰富的风味物质是在生产过程中经微生物代谢及食物组分的相互作用形成的。前期研究已从豆曲或后酵豆豉中分离出了产蛋白酶、脂肪酶、乳酸及乙醇等物质的菌株[10-13],蛋白酶、脂肪酶等酶的产生促进大豆形成氨基酸、脂肪酸等风味前体物质,分离出产乳酸、乙醇的菌株表明微生物代谢可直接形成风味物质。豆豉中挥发性成分的种类、含量与微生物多样性及发酵条件有关。前期研究表明[9],制曲与后酵阶段微生物存在差异,制曲阶段米曲霉属(Aspergillus)为第一大优势真菌,葡萄球菌属(Staphylococcus)为第一大优势细菌;后酵阶段米曲霉属相对丰度不断下降,横梗霉属(Lichtheimia)成为第一大优势真菌;细菌中魏斯氏菌属(Weissella)相对丰度不断增加,最终与葡萄球菌属(Staphylococcus)共同成为优势细菌,其他菌属微生物在2个阶段也存在一定差异。因此,微生物多样性导致了制曲和后酵阶段形成的挥发性成分存在差异。另一方面,发酵温度与时间不同也可能影响风味物质的形成,制曲阶段温度接近环境温度(20~30 ℃),时间较短(8 d),后酵阶段由于堆积及微生物代谢发热,温度维持在40~50 ℃,发酵时间为20 d,温度的适度提高及时间延长有利于美拉德、脂肪氧化等热反应发生以形成良好的风味物质[22]。干燥阶段,温度控制在65~75 ℃,先高后低,由于干燥时间较短(3~4 h),干豆豉中挥发性成分种类相对于湿豆豉变化不大,但含量发生一定变化,原因可能是随着水分的蒸发,豆豉表层及沸点低的成分也随之挥发。在干豆豉中检出5种新成分,推测热风干燥可能促进新物质形成。总之,无论是从风味成分形成的数量还是含量看,后酵是豆豉风味物质形成的主要阶段。由于豆豉风味的形成是微生物代谢及食物组分相互作用的结果,其各风味物质形成的机理还需进一步探讨。

参考文献

[1] ZHANG W,LUO Q,ZHU Y,et al. Microbial diversity in two traditional bacterial douchi from Gansu province in northwest China using Illumina sequencing[J]. Plos One,2018,13(3):1-16.

[2] DING Y,LI X,KAN J. Isolation and identification of flavor peptides from douchi (traditional Chinese soybean food)[J]. International Journal of Food Properties,2017,20(sup2): 1 982-1 994.

[3] 刘毕琴,芦夏霏,柳陈坚,等.乳酸菌贡献细菌型豆豉风味的研究进展[J].核农学报,2016,30(1):136-144.

[4] WANG Y,LI F,CHEN M,et al. Angiotensin L-converting enzyme inhibitory activities of chinese traditional soy-fermented douchi and soypaste: Effects of processing and simulated gastrointestinal digestion[J]. International Journal of Food Properties,2015,18(4): 934-944.

[5] WU L,JIANG A,JING Y,et al. Antioxidant properties of protein hydrolysate from Douchi by membrane ultrafiltration[J]. International Journal of Food Properties,2017,20(5): 997-1 006.

[6] DENG K,LI E. Effects of different black bean hydrolyzate on protease activity of douchi koji[J]. Journal of Food Processing and Preservation,2015,39(6): 1 125-1 131.

[7] 何桂强,梁如,黄钧,等.毛霉型和曲霉型豆豉特征风味的研究[J].食品科技,2016,41(4):260-265.

[8] 汪孟娟.豆豉的菌群动态变化及其功能性成分对α-葡萄糖苷酶抑制作用研究[D].南昌:南昌大学,2011.

[9] YANG L,YANG H,TU Z,et al. High-throughput sequencing of microbial community diversity and dynamics during douchi fermentation[J]. Plos One,2016,11(12):1-19.

[10] 廖焰焰,张菊,李翔,等.传统曲霉型豆豉中高产脂肪酶的米曲霉筛选及鉴定[J].江西师范大学学报(自然科学版),2018,42(5):494-499.

[11] 杨林,王筱兰,杨慧林,等.1株传统曲霉型豆豉中高活力蛋白酶产生菌的分离及其鉴定[J].江西师范大学学报(自然科学版),2015,39(5):497-501.

[12] 张菊,徐亮,王帅,等.豆豉发酵过程中产乳酸菌株的筛选、鉴定及其培养基的优化[J].基因组学与应用生物学,2018,37(9):3 836-3 843.

[13] 万明,廖焰焰,王筱兰.曲霉型豆豉中高产酒精酵母菌的定向筛选及分子鉴定[J].江西师范大学学报(自然科学版),2018,42(1):106-110.

[14] 李金林,涂宗财,张露,等.SPME-GC-MS法分析草鱼汤烹制过程中挥发性成分变化[J].食品科学,2016,37(22):149-154.

[15] LI J L,TU Z C,SHA X M,et al. Effect of frying on fatty acid profile,free amino acids and volatile compounds of grass carp (Ctenopharyngodon idellus) fillets[J]. Journal of Food Processing and Preservation,2017,41(4): e13 088.

[16] LI J L,TU Z C,ZHANG L,et al. Characterization of volatile compounds in grass carp (Ctenopharyngodon idellus) soup cooked using a traditional chinese method by GC-MS[J]. Journal of Food Processing and Preservation,2017,41(4): e12 995.

[17] LI J,TU Z,ZHANG L,et al. The effect of ginger and garlic addition during cooking on the volatile profile of grass carp (Ctenopharyngodon idella) soup[J]. Journal of Food Science and Technology,2016,53(8): 3 253-3 270.

[18] WARDENCKI W,MAGDALENA M,& CURYLO J. A review of theoretical and practical aspects of solid-phase microextraction in food analysis[J]. International Journal of Food Science & Technology,2004,39(7): 703-717.

[19] 杨龙江,常泓.肉与肉制品风味形成的研究进展[J].肉类工业,2001(5):17-22.

[20] HIGUCHI T. Lignin biochemistry: biosynthesis and biodegradation[J]. Wood Science and Technology,1990,24(1): 23-63.

[21] 张倩,李沁娅,黄明泉,等.2种芝麻香型白酒中香气活性成分分析[J].食品科学,2019,40(14):214-222.

[22] PARKER,J K. The kinetics of thermal generation of flavour[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture,2013,93(2):197-208.

Change of volatile compounds in Aspergillus-type Douchi during processing evaluated by SPME-GC-MS

LI Jinlin1,2,3,WAN Liang2,WANG Weiya2,HUANG Li2,WANG Xiaolan1,3,TU Zongcai1,3*

1(National R&D Center for Freshwater Fish Processing,Jiangxi Normal University,Nanchang 330022,China) 2(Nanchang Key Laboratory of Food Safety Detection and Controlling,Nanchang Institute for Food and Drug Control,Nanchang 330012,China) 3(Engineering Research Center for Freshwater Fish High-Value Utilization of Jiangxi Province,Jiangxi Normal University,Nanchang 330022,China)

ABSTRACT Douchi is a traditional Chinese fermented soybean product. To investigate the formation of flavor compounds in Jiangxi Aspergillus-type Douchi during fermentation,the volatile components at three stages of Douchi fermentation was analyzed by gas chromatography-mass spectrometry coupled with solid phase micro-extraction (SPME-GC-MS),and the extraction efficacy of fibers DVB/CAR/PDMS,PDMS/DVB,Carboxen/PDMS and PDMS was also compared. Results indicated that the PDMS/DVB fiber was suitable for the volatiles extraction from soybean product. A total of 24 volatile compounds,including 1 furan,5 pyrazines,4 aldehydes,3 alcohols,2 ketones,2 acids,4 phenols,and 3 other compounds,were identified in soybean after koji-making,45 compounds (3 furans,4 pyrazines,7 aldehydes,5 alcohols,2 ketones,4 acids,11 esters,2 sulfides,5 phenols,and 2 other

compounds) were detected in the post-fermentation samples. 50 compounds,including 3 furans,6 pyrazines,7 aldehydes,7 alcohols,2 ketones,4 acids,11 esters,2 sulfides,5 phenols,and 3 other compounds,were found in dried Douchi. Therefore,small amounts of volatile compounds were formed after koji-making and more volatile compounds were found during post fermentation,the key stage for flavor compounds formation,with higher content. Dry process could change the content of flavor compounds slightly,but would not change the flavor characteristic of Douchi in whole.

Key words SPME-GC-MS; Aspergillus-type Douchi; koji-making; post fermentation; drying; volatile compounds

第一作者:博士,高级工程师(涂宗财教授为通讯作者,E-mail:tuzc_mail@aliyun.com)

基金项目:国家自然科学基金(31760445);国家现代农业产业技术体系专项基金项目(CARS-45);江西省优势科技创新团队建设计划项目(20171BCB24004)

收稿日期:2020-03-02,改回日期:2020-04-08

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.023817

引用格式:李金林,万亮,王维亚,等.基于SPME-GC-MS技术分析曲霉型豆豉生产过程中的挥发性成分变化[J].食品与发酵工业,2020,46(15):252-257.LI Jinlin,WAN Liang,WANG Weiya,et al. Change of volatile compounds in Aspergillus-type Douchi during processing evaluated by SPME-GC-MS[J].Food and Fermentation Industries,2020,46(15):252-257.