静态顶空-气相色谱-质谱联用技术测定辣椒食品中挥发性物质成分

白露露，胡文忠，姜　波，姜爱丽，刘程惠，刘易伟

（大连民族学院生命科学学院，辽宁大连116600）

静态顶空-气相色谱-质谱联用技术测定辣椒食品中挥发性物质成分

白露露，胡文忠*，姜波，姜爱丽，刘程惠，刘易伟

（大连民族学院生命科学学院，辽宁大连116600）

采用静态顶空法提取干辣椒等原料以及辣椒食品-牛肉香辣酱、猪肉香辣酱、海鲜香辣酱、鲜食辣椒酱的挥发性气体成分，通过气相色谱-质谱联用技术，定性分析辣椒及辣椒食品中的挥发性物质成分。结果表明，辣椒及辣椒食品样品中共检出74种挥发性成分，其中酯类20种，酮类17种，羧酸类9种，胺类6种，烷烃类6种，醛类4种，醇类3种，烯烃类3种，吡咯类2种，咪唑类1种，酚类1种，醚类1种，其他类1种。辣椒及辣椒食品共有5种挥发性物质成分，分别为己醛、六氢-3-（2-甲基丙基）-吡咯并[1，2a]吡嗪-1，4-二酮、己内酰胺、六氢-3-苯甲基-吡咯并[1，2，-a]吡嗪-1，4-二酮、2-氨基-N-乙基酰胺。研究可知此法可快速有效地初步判断辣椒酱中挥发性物质成分。

辣椒，辣椒食品，静态顶空法，挥发性成分

辣椒是一种药食同源的蔬菜，广泛用于辣味的调味品[1]。辣椒富含多种水溶性维生素，如VC、B2、B6、B9等，其中VC的含量最高[2]。辣椒具有健胃、助消化、暖胃驱寒等食补功效[3]。因其丰富的营养成分及保健功能[4]，而有着巨大的消费市场。辣椒制品中的挥发性成分构成了辣椒食品的主要风味，是评定其品质的重要因素之一。目前，我国关于辣椒制品的挥发性成分的测定主要集中在干辣椒[5]、辣椒粉[6]、辣椒油[7]、发酵辣椒[8]等方面，尚未有辣椒食品的挥发性成分的测定方面的研究报道。目前采用固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术（SPME-GC-MS）对辣椒中挥发性成分的研究较多[9]，但未见关于静态顶空法萃取，结合气相色谱-质谱联用技术对其进行分析。挥发性成分中含有大量的醇、醛、酮、酸、酯等各种含氧类高的极性化合物，静态顶空法操作简便，无有机溶剂残留，是一种常用的挥发性物质分析的萃取技术[10]，GC-MS方法可以很好进行挥发性成分的定性分析，在风味成分的分析检测中具有极其重要的作用[11]。本实验采用静态顶空-气相色谱-质谱联用技术对辣椒原料及辣椒食品中的挥发性物质成分进行分析测定，旨在为相关研究提供参考。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

去籽干辣椒、辣椒籽吉塔牌，产地吉林省洮南市；吉塔牌牛肉香辣酱、猪肉香辣酱、海鲜（虾皮）香辣酱、鲜食辣椒酱吉林省金塔实业（集团）股份有限公司。

GCMS-QP2010型气相色谱－质谱联用仪日本岛津公司；电子分析天平上海奥豪斯公司；CNMMST-1型多功能微量化样品处理仪长沙中迅电子工程研究所。

1.2实验方法

1.2.1辣椒食品基本加工工艺牛肉、猪肉、海鲜（虾皮）香辣酱的加工工艺[12-13]：完整去籽干辣椒→挑选无病虫害的辣椒→破碎，过50目筛→拌料（牛肉/猪肉/虾皮、姜、蒜、洋葱、味精、食盐、白砂糖、料酒、植物油、黄豆酱、花生等），炒制（炒制温度为100～140℃）→灌装→封口→杀菌（80℃）→检验→贴标→成品。

鲜食辣椒酱的加工工艺：完整无病虫害速冻鲜辣椒→清洗→挑选→破碎打浆→发酵→拌料（姜、蒜、洋葱、黄豆酱、胡萝卜、味精、食盐、白砂糖、料酒、植物油、黄豆酱等）炒制（炒制温度为100～140℃）→灌装→封口→杀菌（80℃）→检验→贴标→成品。

1.2.2静态顶空法萃取将装有5.0g辣椒及辣椒食品（样品精准称量至0.0002g）的顶空瓶置于多功能微量化样品处理仪中，80℃保温30m in，分别取1m L挥发性气体进样分析。

1.2.3实验条件

1.2.3.1色谱条件色谱柱：DB-1毛细管色谱柱（30m×0.25mm×0.25μm）；气化室温度为240℃，柱温为180℃；载气（He）流速0.8m L/min，进样量1.0μL；分流比50∶1。

1.2.3.2质谱条件电子轰击（EI）离子源；电子能量70eV；传输线温度275℃；离子源温度230℃；倍增器电压0.9V；质量扫描范围40～600amu。

1.4数据分析

利用随机Xcalibu.工作站NIST2002标准谱库自动检索各组分质谱数据，参照文献[7-8，14-15]对机检结果进行核对和确认。

2　结果与分析

2.1辣椒及辣椒食品中挥发成分的总离子图

辣椒及辣椒食品挥发性物质成分经静态顶空法萃取，GC-MS分离鉴定，总离子流色谱图见图1。由图1可知，干辣椒中的挥发性物质成分检出最多，检出种类丰富。辣椒食品中的挥发性物质成分的出峰时间大部分集中在20～40m in，其中猪肉香辣酱挥发性物质的检出最为明显。

图1　干辣椒挥发性物质的GC-MS的总离子流色谱图Fig.1　Total ion chromatogram of GC-MS from volatile flavor components in dried chili

图2　辣椒籽挥发性物质的GC-MS的总离子流色谱图Fig.2　Total ion chromatogram of GC-MS from volatile flavor components in chiliseed

图3　牛肉香辣酱挥发性物质的GC-MS的总离子流色谱图Fig.3　Total ion chromatogram of GC-MS from volatile flavor components in savoury beef sauce

图4　猪肉香辣酱挥发性物质的GC-MS的总离子流色谱图Fig.4　Total ion chromatogram of GC-MS from volatile flavor components in savoury pork sauce

图5　海鲜香辣酱挥发性物质的GC-MS的总离子流色谱图Fig.5　Total ion chromatogram of GC-MS from volatile flavor components in savoury seafood sauce

2.2辣椒及辣椒食品中挥发成分

辣椒及辣椒食品中的挥发性物质成分经GC-MS分离和鉴定，各组分质谱经计算机谱库检索分析以及对比相关资料和其他实验数据，进行核实确定，结果如表1所示。

表1　辣椒及辣椒食品挥发性成分的GC-MS分析结果Table 1　The result of GC-MSanalysis of volatiles from chiliand chili food

续表

固相微萃取（SPEM）具有集采样、提取、浓缩于一体的特点，在辣椒挥发性气体成分检测中广泛应用，但测定过程中需要考虑萃取头选择的问题，萃取头种类很多，对样品成分的萃取吸附具有很强的选择性[16]。刘军鸽等[17]选用4种不同涂层的SPEM进行测定干辣椒中香气组分的比较研究。而本研究采用静态顶空萃取法在辣椒食品挥发性物质成分测定方面得到了很好的效果，较通用的固相微萃取法等处理方法，操作更简便、快速。如表1所示，辣椒及辣椒食品样品中共检出74种挥发性成分，其中酯类20种，酮类17种，羧酸类9种，胺类6种，烷烃类6种，醛类4种，醇类3种，烯烃类3种，吡咯类2种，咪唑类1种，酚类1种，醚类1种，其他类1种。干辣椒中共检出48种挥发性成分，其中酯类14种，酮类14种，羧酸类6种，胺类4种，醇类2种，吡咯类2种，醛类1种，咪唑类1种，烯烃类1种，酚类1种，其他类1种。高瑞萍等[15]采用HSSPME-GC-MS方法对遵义朝天红干辣椒挥发性风味化合物进行提取，共检出8类39种成分。静态顶空法减少了对干辣椒挥发性物质成分的损失。

图6　鲜食辣椒酱挥发性物质的GC-MS的总离子流色谱图Fig.6　Total ion chromatogram of GC-MS from volatile flavor components in fresh chili sauce

辣椒籽中共检出18种挥发性成分，其中酯类4种，酮类4种，羧酸类2种，胺类2种，醇类2种，烷烃类2种，醛类1种，烯烃类1种。牛肉香辣酱中共检出14中挥发性成分，其中酯类4种，酮类2种，羧酸类2种，胺类3种，烷烃类1种，醛类1种，烯烃类1种；猪肉香辣酱中共检出13种挥发性成分，其中酯类4种，酮类5种，胺类2种，醛类1种，烯烃类1种；海鲜香辣酱中共检出19种挥发性成分，其中酯类5种，酮类4种，胺类3种，醇类1种，烷烃类4种，醛类1种，烯烃类1种；鲜食辣椒酱中共检出16种挥发性成分，其中酯类3种，酮类3种，羧酸类1种，胺类4种，烷烃类1种，醛类4种。熊学斌等[6]对不同品种辣椒粉挥发性成分的GC-MS分析，结果表明，4种辣椒粉共检出94种挥发性成分，其中灯笼椒、红干椒、越野椒、野山椒分别为24种、30种、43种、58种。本实验相比其他相关文献检出数量比较少，因条件限制以及加工工艺的不同，一些未知物未被检出。辣椒及辣椒食品中的挥发性成分最多种类的是酯类，酯类物质是在酸与醇酯化后的主要反应，并且能产生一些酯香物质，赋予了辣椒食品特有香气[18]。样品共有的挥发性成分共有5种，分别是2-氨基-N-乙基酰胺、己醛、己内酰胺、六氢-3-（2-甲基丙基）-吡咯并[1，2a]吡嗪-1，4-二酮、六氢-3-苯甲基-吡咯并[1，2，-a]吡嗪-1，4-二酮。己醛是辣椒香气成分中典型的化合物[19]，呈现油脂和青草气及苹果香味[20]，加工处理并未损害这种物质。

辣椒食品与辣椒原料相比，挥发性气体物质成分有所减少，如丁二醇、癸酸、乳酸、邻苯二甲酸二丁酯等。产生这种现象的原因，一方面由于辣椒酱制作过程中，需将原料放入油中进行高温炒制（100～ 140℃），因酯类等为热稳定性差较易挥发的风味组分，炒制过程中导致部分易挥发的气体成分的损失；另一方面由于辣椒酱制作后，需进行灌装、杀菌等操作步骤，造成在最终测定挥发性气体成分的减少。同时，由于辣椒酱制备中经过添加香辛料、添加辅料（猪肉、牛肉、虾皮）、油炸等过程，又增添了许多新的挥发性成分。如牛肉香辣酱中新增了乙醛酸、棕榈酸、1，2-邻苯二甲酸丁基-辛基酯等。棕榈酸可以提供柔和的果香味。田文广等[21]采用气质联用技术分析复合佐餐调味料（辣椒、大蒜、姜、柠檬草）的香气变化的实验中检测出棕榈酸，在整个香气成分中占1.21%，丰富了产品的风味。由于采用静态顶空法对辣椒酱的挥发性物质成分进行测定鲜少报道，本实验初次采用，旨在定性的对成品辣椒酱进行挥发性物质的初步探测，在定量的分析上仍存在局限，有待进一步的研究探讨。

鲜食辣椒是鲜辣椒经过发酵加工处理，再进行炒制而得到的辣椒加工食品。和其他辣椒制品相比，新增的是丙酮、N，N’-双乙酰-亚甲基二胺、异丁醛、3-甲基-丁醛、2-甲基-丁醛、2-乙氧基丙烷、苯二甲酸二异辛酯7种风味物质。韩江雪等[22]在发酵辣椒中也检出2-甲基-丁醛，该物质具有果香、巧克力、坚果香、青香气味。Saskia等[5]研究认为2-甲基-丁醛、3-甲基-丁醛是比较活跃的香味成分，对辣椒风味的形成起重要的作用，3-甲基-丁醛呈巧克力风味。鲜食辣椒食品风味物质的增多可能与微生物的发酵作用有关。欧阳晶等[23]研究发现，辣椒随着发酵的进行，一些酸类、杂环化合物的含量会有所减少，而在各类化合物的成分种类上会有所增加，逐渐形成发酵辣椒的独特风味。不同的萃取方法对辣椒果实风味物质的提取效果会有所不同[24]。

3　结论

辣椒及辣椒食品的挥发性物质成分中种类较多的主要是酯类物质。通过比较分析可以发现，在辣椒及辣椒食品中共有2-氨基-N-乙基酰胺、六氢-3-（2 -甲基丙基）-吡咯并[1，2a]吡嗪-1，4-二酮、六氢-3-苯甲基-吡咯并[1，2，-a]吡嗪-1，4-二酮己内酰胺、己醛5种物质。辣椒及辣椒食品中的挥发性成分的种类的多少依次为辣椒粉＞海鲜（虾皮）香辣酱＞辣椒籽＞鲜食辣椒酱＞牛肉香辣酱＞猪肉香辣酱。加工过程以及香辛料、辅料的添加对辣椒食品的挥发性物质成分均有一定的影响。

本研究选用的静态顶空-气相色谱-质谱联用技术有效的对辣椒食品中的挥发性物质成分进行了分离测定。因其操作简便，无需考虑萃取头选取问题，能直接得到所提取的挥发性物质，在挥发性成分的分析方面具有独特的意义和价值，具有其他方法无法比拟的优势。静态顶空法对辣椒酱挥发性物质成分的测定仍属于方法上的初次探索，填补了关于成品辣椒酱挥发性物质成分测定方面的空白，但还需进行大量相关实验，进一步对挥发性成分进行定量分析。

目前，随着辛辣饮食文化的不断传播，人们开始不断的追求健康营养、美味宜人的辣椒食品。因此对于各挥发性物质成分对辣椒加工食品的风味影响情况的研究具有重要的意义。

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Static headspace-gas chromatography-mass spectrometric analysis of volatile com ponents in chili food

BAILu-lu，HUW en-zhong*，JIANG Bo，JIANG Ai-li，LIU Cheng-hui，LIU Yi-wei
（College of Life Science，Dalian Nationalities University，Dalian 116600，China）

Volatile com ponents from d ried chiliand chilifood that inc lude savoury beef sauce，savoury pork sauce，savoury seafood sauce，fresh chili sauce were extracted by static headspace method and analyzed by gas chromatog raphy-mass spectrometry（GC-MS）.A total of 74 volatile components which were mainly made up of esters，w ith 20 species of esters，17 species of ketones，9 species of carboxylic acids，6 species of am ines，6 species of alkanes，4 species of aldehydes，3 species of alcohols，3 species of alkenes，2 species of azoles，1 species of im idazole，1 species of phenols and 1 species of ethers and 1 species of others.Chiliand chili food had 5 common com ponents that were identified，inc lud ing hexanal，hexahyd ro-3-（2-methylp ropyl）-Pyrrolo[1，2-a]pyrazine-1，4-d ione，cap rolactam，hexahyd ro-3-（phenylmethyl）-pyrrolo[1，2-a]pyrazine-1，4-d ione，2-Am ino-N-ethylp ropanam ide.The study showed that the method could quickly and efficiently judge the volatile material com position in chillisauce.

chili；chili food；static headspace；volatile com ponents

TS255.53

A

1002-0306（2014）18-0049-06

10.13386/j.issn1002-0306.2014.18.001

2013－12－31*通讯联系人

白露露（1989-），女，在读硕士研究生，研究方向：食品科学与质量安全。

国家自然科学基金项目（31172009）；国家科技支撑计划项目（2012BAD38B05）；大连科技计划项目（2012E13SF106）。