传统食品豆腐泡加工前后挥发性风味物质成分分析及比较

王燕，胡强，王延云，顾欣然

(乐山师范学院 生命科学学院，四川 乐山 614004)

豆腐泡，又称油豆腐，是我国江西、陕西、四川等地有悠久食用历史且广泛食用的一种传统豆腐加工食品。高温加工后可以使豆制品类原料在成为补充蛋白质和微量元素的来源时表现得更加良好[1-3]，在此基础上风味更是产生了奇特的转变。然而，对于这样深受人们喜爱且广泛流行的传统食品，针对其风味及加工前后物质转变的研究目前却未见报道，若能诠释风味的组成，则能给该风味的调味产品开发提供可能。因此，本研究旨在通过固相微萃取结合气相色谱-质谱联用技术(SPME-GC-MS)对豆腐泡加工前后的挥发性风味物质进行测试、分析得出豆腐泡加工前后风味物质的具体成分及其风味组成贡献，对比研究加工前后成分的差异，从而在科学诠释传统美食的同时，给豆腐泡这一类传统食品风味的相关调味产品开发奠定了理论基础。

1 材料、设备与方法

1.1 材料

老豆腐及成品豆腐泡：购于乐山市市区市场豆腐制品店；15 mL顶空萃取瓶、瓶盖：美国安捷伦公司。

1.2 实验设备

DZKU-4电子恒温水浴锅 北京中兴伟业仪器有限公司；固相微萃取手动进样器、100 μm PDMS红色平头萃取头、75 μm CAR/PDMS黑色平头萃取头、65 μm PDMS/DVB蓝色平头萃取头 美国Supelco公司；7890B-5977A气相色谱-质谱联用仪 美国安捷伦公司；JD200-4电子天平 沈阳龙腾电子有限公司；XY-350高速多功能粉碎机 浙江省永康市松青五金厂。

1.3 实验方法

1.3.1 萃取头老化

在进行固相微萃取前，应提前将萃取头老化。老化的目的是排除杂质对实验结果的干扰，不同规格材质的萃取头按以下条件老化至空白对照色谱图中不出现干扰峰。

表1 不同型号萃取头的参数表Table 1 The parameters of different types of extraction heads

1.3.2 固相微萃取方法及条件选择

准确称取5.0 g已粉碎的豆腐泡样品，装入15 mL顶空萃取瓶中，用聚四氯乙烯隔垫密封，在60 ℃恒温水浴锅中预热20 min，将针管穿过隔垫，完全伸出萃取头,使其距离样品上方约1.0 cm处，萃取30 min后于气相色谱仪进样口解吸3 min。

将豆腐碾磨均匀后，准确称取老豆腐样品 5.0 g，装入15 mL顶空萃取瓶中，用聚四氟乙烯隔垫进行密封，在60 ℃恒温水浴锅中预热20 min，将针管穿过隔垫，完全伸出萃取头使其距液面上方约1.0 cm处，萃取30 min后于气相色谱仪进样口解吸3 min。

萃取头的选取：在保持预热温度为60 ℃、预热时间为20 min、萃取温度为60 ℃、萃取时间为30 min及其他条件不变的情况下，实验选取红色100 μm PDMS、黑色75 μm CAR/PDMS、蓝色65 μm PDMS/DVB 3种萃取头，每个条件做3组平行，选取最适宜的萃取头。

萃取温度的选取：采用单因素实验法对萃取温度这一因素进行优化。在保持预热温度为60 ℃、预热时间为20 min、萃取时间为30 min且其他条件不变的情况下，实验选择了40，50，60 ℃对萃取温度进行优化，每个条件做3组平行，选取最适宜的萃取温度。

1.3.3 色谱条件

色谱柱：DB-5MS弹性石英毛细管柱(30 cm×0.25 mm×0.25 μm)；载气：高纯(99.999%)氦气(He)，氦气流速1.0 mL/min；进样口温度250 ℃；不分流进样。程序升温：柱温40 ℃，保持1 min，以5 ℃/min升温至250 ℃，保持2 min。

1.3.4 质谱条件

离子源：电子电离源(electronic ionization，EI)，离子源温度200 ℃；电子能量70 eV；发射电流150 μA；倍增器电压1037 V；接口温度250 ℃；质量扫描范围(m/z)45～500。

1.4 数据分析

采用气相色谱-质谱联用仪检测样品中挥发性风味物质，获得其总离子流图后于美国国家标准技术研究所(National Institute of Standards and Technology，NIST)2014标准谱库检索，根据匹配度定性鉴定成分，采用峰面积归一法对成分定量后采用Excel软件统计及分析结果。

2 结果与分析

2.1 实验条件的选取结果

2.1.1 萃取头的选取

资料显示，红色100 μm PDMS萃取头由聚二甲基硅氧烷构成，其吸附对象主要为小分子类非极性挥发性物质，萃取得到的挥发性成分集中在醛酮类、酸类以及少量的杂环类物质，成分种类较为单一；黑色75 μm CAR/PDMS萃取头由碳分子筛和聚二甲基硅氧烷构成，其吸附对象主要为双极性挥发性物质，萃取得到的挥发性成分集中在醛酮类、醚类、杂环类以及少量酸类物质[4]；蓝色65 μm PDMS/DVB 萃取头的材质为聚二甲基硅氧烷和聚二乙烯基苯，其吸附对象主要为中等极性、极性挥发性物质以及醇、胺类，萃取得到的挥发性成分主要集中在醛酮类、杂环类、脂肪烃类、醇类以及少量的酸酯类[5]。

图1 采用红色100 μm PDMS萃取后的总离子流图Fig.1 Total ion flow diagram after extraction with red 100 μm PDMS

图2 采用黑色75 μm CAR/PDMS萃取后的总离子流图Fig.2 Total ion flow diagram after extraction with black 75 μm CAR/PDMS

图3 采用蓝色65 μm PDMS/DVB萃取后的总离子流图Fig.3 Total ion flow diagram after extraction with blue 65 μm PDMS/DVB

由图1～图3可知，红色100 μm PDMS萃取出的挥发性成分较少，且最高峰出现时间大概在26 min，出峰时间较为靠后；黑色75 μm CAR/PDMS萃取出的挥发性成分较多，出峰时间主要集中在10～21 min，出峰时间较为靠前，但图像的平稳性较差；蓝色65 μm PDMS/DVB萃取出的挥发性成分较多，出峰时间主要集中在16～21 min，出峰时间较为均匀，且图像的平稳性优于其他两种萃取头。同时结合所查资料发现豆制品萃取出的主要挥发性物质为醛酮类和醇类，因此选用蓝色65 μm PDMS/DVB作为最适宜的实验用萃取头。

2.1.2 萃取温度的选取

图4 萃取温度为40 ℃的总离子流图Fig.4 Total ion flow diagram at extraction temperature of 40 ℃

图5 萃取温度为50 ℃的总离子流图Fig.5 Total ion flow diagram at extraction temperature of 50 ℃

图6 萃取温度为60 ℃的总离子流图Fig.6 Total ion flow diagram at extraction temperature of 60 ℃

由图4～图6可知，萃取温度为40 ℃时，杂峰较多，最高峰的丰度达到210000，丰度高于100000的有1种物质；萃取温度为50 ℃时，图像的平稳性较好，最高峰的丰度达到380000，丰度高于100000的有2种物质；萃取温度为60 ℃时，杂峰较少且图像的平稳性较好，最高峰丰度达到1100000，丰度高于100000的物质至少有5种。因此，选取60 ℃作为最合适的萃取温度。

2.2 豆腐泡加工前豆腐原料挥发性成分GC-MS总离子流图

60 ℃预热20 min后，在萃取温度为60 ℃的条件下，用65 μm PDMS/DVB萃取头萃取30 min，经过气相色谱-质谱联用仪检测，得到GC-MS总离子流图，见图7。主要的峰有15个，出峰时间主要集中在18～27 min。

图7 加工前豆腐原料GC-MS总离子流图Fig.7 Total ion flow diagram of beancurd raw material before processing by GC-MS

加工前豆腐原料挥发性风味成分分析结果见表2。

表2 加工前的豆腐原料挥发性成分鉴定结果Table 2 Identification results of the volatile components in beancurd raw material before processing

由表2可知，加工前的豆腐原料中共分离鉴定出15种挥发性成分，其中，醛类化合物含量最高，有9种，占总含量的53.63%；醇类化合物有3种，占总含量的26.64%；烷烯烃类化合物有2种，占总含量的12.03%；其他化合物有1种，占总含量的7.70%。

加工前的豆腐原料挥发性成分中相对含量≥1%的有10种，分别为己醛(14.68%)、正己醇(9.80%)、1-辛烯-3-醇(15.82%)、2-戊基呋喃(7.70%)、(Z)-2-壬烯醛(1.17%)、(E)-2-癸烯醛(1.69%)、2,4-癸二烯醛(3.24%)、(E,E)-2,4-癸二烯醛(31.31%)、(E)-3-(3-甲基-1-丁烯基)-环己烯(11.51%)和2-(基)-癸醇(1.02%)。另外，相对含量在0.1%～1%之间的有3种，分别为(E)-2-辛烯醛、2-十一烯醛和6-氨基十一烷；相对含量≤0.1%的有2种，分别为4-乙烷基-2-乙炔醛和壬醛。

加工前的豆腐原料挥发性成分相对含量≥10%的有4种，其中相对含量最高的是(E,E)-2,4-癸二烯醛，占比31.31%，带有油脂味[6]，同时带有桔子、新鲜甜橙香气；其次是1-辛烯-3-醇，占比15.82%，具有壤香、蘑菇香[7]，是豆腐中主要的风味物质；再次是己醛，占比14.68%，呈现出青草味和脂香[8]；最后是(E)-3-(3-甲基-1-丁烯基)-环己烯，占比11.51%，具有特殊香味，有利于整体风味的提升[9]。因为人们不喜欢1-辛烯-3-醇和乙醛带有的蘑菇味、土腥味和生味[10]，这种味道即传统认为的豆腥味。

2.3 豆腐泡加工后挥发性成分GC-MS总离子流图

60 ℃预热20 min后，在萃取温度为60 ℃的条件下，用65 μm PDMS/DVB萃取头萃取30 min，经过气相色谱-质谱联用仪检测，得到GC-MS总离子流图，见图8。主要的峰有8个，出峰时间主要集中在18～20 min。

图8 豆腐泡加工后GC-MS总离子流图Fig.8 Total ion flow diagram of beancurd puffs after processing by GC-MS

豆腐泡加工后挥发性风味成分分析结果见表3。

表3 豆腐泡加工后挥发性成分鉴定结果Table 3 Identification results of the volatile components in beancurd puffs after processing

续 表

由表3可知，加工后的豆腐泡中共分离鉴定出8种挥发性成分，其中，醛类化合物含量最高，有6种，占总含量的73.54%；烷烯烃类化合物有1种，占总含量的22.32%；酯类化合物有1种，占总含量的4.14%。

豆腐泡加工后挥发性成分中相对含量≥1%的有6种，分别为(Z)-2-壬烯醛(5.79%)、甲酸芳樟酯(4.14%)、(E)-2-癸烯醛(8.05%)、2,4-癸二烯醛(50.58%)、(E,E)-2,4-癸二烯醛(7.86%)和(E)-3-(3-甲基-1-丁烯基)-环己烯(22.32%)。另外，相对含量在0.1%～1%之间的有2种，分别为壬醛和2-十一烯醛。

豆腐泡加工后挥发性成分相对含量≥10%有2种，其中相对含量最高的是2,4-癸二烯醛，占比50.58%，具有强烈的鸡香和鸡油味，是调配鸡肉味香精的重要原料[11]；其次是(E)-3-(3-甲基-1-丁烯基)-环己烯，占比22.32%，其具有特殊香味，有利于整体风味的提升。

2.4 豆腐泡加工前后挥发性成分GC-MS总离子流图对比

豆腐泡加工前后的挥发性成分总离子流图见图9。

表4 豆腐泡加工前后挥发性成分鉴定结果Table 4 Identification results of the volatile components in beancurd puffs before and after processing

由表4可知，豆腐泡加工前和豆腐泡加工后都鉴定出的挥发性组分有7种，分别为壬醛(0.07%、0.31%)、(Z)-2-壬烯醛(1.17%、5.79%)、(E)-2-癸烯醛(1.69%、8.05%)、2,4-癸二烯醛(3.24%、50.58%)、(E,E)-2,4-癸二烯醛(31.31%、7.86%)、2-十一烯醛(0.45%、0.95%)、(E)-3-(3-甲基-1-丁烯基)-环己烯(11.51%、22.32%)，其中含量和种类最多的是醛类化合物，这说明在豆腐泡的挥发性组分中以醛类化合物为主。豆腐泡加工前存在的特有挥发性成分有8种，分别是己醛(14.68%)、4-乙烷基-2-乙炔醛(0.09%)、(E)-2-辛烯醛(0.93%)、正己醇(9.80%)、1-辛烯-3-醇(15.82%)、2-(基)-癸醇(1.02%)、6-氨基十一烷(0.52%)、2-戊基呋喃(7.70%)，占总含量的50.56%；豆腐泡加工后存在的特有挥发性成分有1种，是甲酸芳樟酯(4.14%)，占总含量的4.14%。

豆腐泡加工前后相对含量最高的均为醛类化合物，加工前的豆腐原料鉴定出的醛类化合物有9种，占总含量的53.63%，主要是己醛(14.68%)、(Z)-2-壬烯醛(1.17%)、(E)-2-癸烯醛(1.69%)、2,4-癸二烯醛(3.24%)和(E,E)-2,4-癸二烯醛(31.31%)；豆腐泡加工后鉴定出的醛类化合物有6种，占总含量的73.54%，主要是(Z)-2-壬烯醛(5.79%)、(E)-2-癸烯醛(8.05%)、2,4-癸二烯醛(50.58%)、(E,E)-2,4-癸二烯醛(7.86%)。与加工前相比，加工后的豆腐泡中醛类化合物的含量升高了19.91%，由此可见油炸对于醛类化合物含量的变化影响较大，己醛、4-乙烷基-2-乙炔醛、(E)-2-辛烯醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛经过油炸处理后含量降低，而壬醛、(Z)-2-壬烯醛、(E)-2-癸烯醛、2,4-癸二烯醛、2-十一烯醛经过油炸处理后含量提高，这说明油炸对于醛类化合物的转化具有促进作用[12]。壬醛是油酸氧化的产物[13]，具有强烈的油脂气味和甜橙气息，(Z)-2-壬烯醛拥有水果香，(E)-2-癸烯醛和(E,E)-2,4-癸二烯醛具有油脂味和柑橘味，2,4-癸二烯醛作为调配鸡肉味香精的重要组成，具有浓烈的鸡香和鸡油味。

加工前的豆腐原料检测到部分醇类化合物正己醇、1-辛烯-3-醇和2-(基)-癸醇，而加工后的豆腐泡中并没有检测出醇类化合物。由于醇类属于极易挥发的组分，因此油炸将豆腐原本带有的醇类化合物通过油的热氧化反应，在高温条件下，大部分醇类化合物会挥发到空气中，剩余部分则因氧化反应生成醛类化合物[14]。

环烯烃类化合物虽然在加工后种类减少，但是总体含量有所上升，从12.03%上升至22.32%。环烯烃类化合物占总化合物的含量较高，且具有特殊香气，有利于整体风味的提升。

另外，在检测加工后豆腐泡的挥发性成分时，检测出了加工前未检测出的挥发性成分甲酸芳樟酯。甲酸芳樟酯具有水果和玫瑰花的香气，具有类似香柠檬和马鞭草的气味[15]，天然存在于白柠檬、橙叶、桃、薰衣草等中。

3 结论

加工前的豆腐原料分离鉴定出4类化合物，其主要组成为醛类和醇类，分别占挥发性总含量的53.63%和26.64%，共占挥发性总含量的80.27%；加工后的豆腐泡分离鉴定出3类化合物，主要由醛类化合物组成，占挥发性总含量的73.54%。加工前的豆腐原料分离鉴定出15种挥发性风味物质，主要挥发性成分是(E,E)-2,4-癸二烯醛(31.31%)、1-辛烯-3-醇(15.82%)和己醛(14.68%)；加工后的豆腐泡分离鉴定出8种挥发性风味物质，主要挥发性成分是2,4-癸二烯醛(50.58%)和(E)-3-(3-甲基-1-丁烯基)-环己烯(22.32%)。加工后豆腐泡中的醛类、环烯烃类及酯类含量显著高于加工前豆腐泡，分别增加了19.91%、10.29%及4.14%，而醇类化合物和呋喃类化合物在加工后完全消失。

按照传统工艺制作完成后的豆腐泡拥有强烈的油脂气味和甜橙气味，同时还具有鸡香和鸡油味，另外，新生成的风味物质甲酸芳樟酯则带有水果和玫瑰花的香气，具有类似香柠檬和马鞭草的气味，同时由于1-辛烯-3-醇和己醛在加工后完全消失，这也是加工后的豆腐泡豆腥味完全消失的原因。

本文对豆腐泡的风味物质进行解析，获得了风味来源物质组成及风味转变的原因，这给以后这道传统美食风味调味料的开发提供了基础和开发的方向，也可为其他风味调味料的开发提供了研究思路。