同时蒸馏萃取法和固相微萃取法分析棕榈油与菜籽油复合火锅底料中的风味物质

张丽珠，黄 湛，唐 洁，卢 靖，车振明*

（西华大学生物工程学院，四川 成都 610039）

摘 要：采用同时蒸馏萃取法和固相微萃取法对棕榈油与菜籽油复合火锅底料中的挥发性风味物质进行提取，并通过气相色谱-质谱联用分析及鉴定。采用2 种方法共鉴定出82 种化合物，其中包括醇类17 种、醛类15 种、酯类9 种、萜烯类16 种、酮类5 种、烃类13 种和其他化合物7 种。其中采用同时蒸馏萃取法检测出58 种化合物，采用固相微萃取法检测出41 种化合物，2 种方法检测出的化合物均以芳樟醇相对含量最大，其次为茴香脑。

关键词：火锅底料；挥发性风味物质；同时蒸馏萃取；固相微萃取；气相色谱-质谱

SDE and SPME for Analysis of Volatile Components in Hot Pot Seasoning Containing Palm Oil and Rapeseed Oil Blends

ZHANG Li-zhu, HUANG Zhan, TANG Jie, LU Jing, CHE Zhen-ming*

(School of Bioengineering, Xihua University, Chengdu 610039, China)

Abstract: Simultaneous distillation extraction (SDE) and solid phase micro extraction (SPME) were individually used to extract the volatile flavor components in hot pot seasoning containing palm oil and rapeseed oil blends. The volatile flavor components were analyzed and identified by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). A total of 82 compounds were identified by the two methods, including 17 alcohols, 15 aldehydes, 9 esters, 16 terpenes, 5 ketones, 13 hydrocarbons, and 7 other compounds. Fifty-nine compounds were detected by SDE method, while 41 compounds were detected by SPME method. Linalool was identified by both methods as the most abundant compound, followed by anethole.

Key words: hot pot seasoning; volatile components; simultaneous distillation extraction (SDE); solid-phase microextraction (SPME); gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)

中图分类号：TS201.2 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2014）18-0156-05

doi:10.7506/spkx1002-6630-201418031

火锅作为川渝地区的一种特色传统饮食方式，受到越来越多消费者的青睐。火锅底料作为火锅熬煮过程中的基础原料，对火锅的质量及口感有极其重要的影响。棕榈油与菜籽油复合火锅底料是将5 ℃棕榈油和8 ℃棕榈油作为菜籽油的部分替代物熬制而成的火锅底料，以探究低熔点棕榈油运用于火锅底料生产中的可行性。该工艺拓宽了传统火锅底料的用油种类，降低了火锅底料生产成本，为新型火锅底料的研发提供了理论依据。

目前常用的挥发性风味物质提取方法有溶剂直接萃取法、水蒸气蒸馏萃取法、顶空吸附法、同时蒸馏萃取（simultaneous distillation extraction，SDE）法、固相微萃取（solid-phase microextraction，SPME）法等，SDE和SPME是近年来被广泛采用的样品前处理方法。SPEM法集取样、萃取、富集、进样于一体，简化可试样预处理过程[1]，刘娜等[2]采用固相微萃取-气相色谱-质谱技术分析鉴定红油火锅底料中的香气成分，运用该方法在红油火锅底料中鉴定出39 种香气成分。SDE法将水蒸气蒸馏与溶剂萃取结合在一起，减少了实验步骤，缩短了分析时间，节省了萃取试剂[3-4]。而采用SDE法测定火锅底料中的挥发性风味物质还鲜有报道，以实验室自制棕榈油与菜籽油复合火锅底料为原料，同时采用SDE法和SPME法对样品进行前处理后采用气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）联用对复合火锅底料中的挥发性风味物质进行分离、检测，旨在研究棕榈油与菜籽油复合火锅底料中的风味物质，为火锅底料中挥发性风味物质的研究提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

菜籽油、香辛料、干辣椒面、姜、葱、蒜 市购；棕榈油 大马棕榈油技术研发（上海）有限公司；郫县豆瓣 四川省丹丹食品有限公司；食盐 四川久大制盐有限责任公司；醪糟 巨龙食品有限公司；冰糖 太古食品有限公司；无水硫酸钠（分析纯）、二氯甲烷（色谱纯） 成都科龙试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

QP2010型气相色谱-质谱联用仪 日本岛津公司；同时蒸馏萃取装置 安徽东冠器械设备有限公司；固相微萃取手柄、75 μm CAR/PDMS固相微萃取头 美国Supelco公司；RE-52B型旋转蒸发仪 上海亚荣生化仪器厂。

1.3 方法

1.3.1 棕榈油与菜籽油复合火锅底料主要原辅料[5-8]

棕榈油与菜籽油配比为m（5 ℃棕榈油）∶m（8 ℃棕榈油）∶m（菜籽油）=3∶2∶3，用质量分数52%油、10%干辣椒面、24%郫县豆瓣、3%老姜末、3%大蒜末、3%葱末、1.5%花椒粉、质量分数3%食盐以及质量分数1%香辛料（由10%八角、10%桂皮、5%茴香、5%三奈、4%香草等组成）。

1.3.2 棕榈油与菜籽油复合火锅底料工艺流程[9-11]

原辅料预处理→混合油煎熬→冷却至80 ℃左右→加入老姜末、蒜末、葱末（控制温度在80 ℃左右（下同）熬制5 min至老姜末水气干时）→干辣椒面、郫县豆瓣（熬制8 min至豆瓣水气干时、辣椒微微发白、色红油亮）→加入香辛料（熬制3 min至有豆瓣香时）→加入冰糖（熬制2 min至香气四溢时）→加入醪糟（熬制5 min至水分完全蒸发）→冷却→灭菌→包装→封口→成品

1.3.3 挥发性风味物质的提取方法

1.3.3.1 SDE法提取复合火锅底料中的挥发性风味物质

准确称取火锅底料成品20.0 g于圆底烧瓶中，加入50 mL蒸馏水，接在同时蒸馏萃取装置的A端，同时在同时蒸馏萃取装置的B端圆底烧瓶中加入50 mL二氯甲烷，并将A端圆底烧瓶放置于油浴锅中，温度保持120 ℃，B端圆底烧瓶放入水浴锅中，保持温度65 ℃，进行同时蒸馏萃取，萃取时间2 h。萃取液用无水硫酸钠干燥过夜后，经旋转蒸发仪浓缩至2 mL，供GC-MS分析。

1.3.3.2 SPME法提取复合火锅底料中的挥发性风味物质

称取5.0 g复合火锅底料置于15 mL密封顶空瓶中，迅速盖上瓶盖后置于60 ℃恒温水浴30 min，将老化过的固相萃针（75 μm CAR/PMDS）插入样品瓶中大约1 cm处，顶空吸附30 min，然后于气相色谱进样口处在250 ℃条件下解吸5 min。

1.3.4 GC-MS条件

GC条件：色谱柱：Rtx-5MS（30.0 m×0.25 mm，0.25 μm）；载气（纯度99.99%）氦气；流速1.0 mL/min；进样量1 μL；进样口温度230 ℃；不分流进样；升温程序：初温60 ℃，以5 ℃/min升至160 ℃，再以10 ℃/min升至230 ℃，保持9 min。

MS条件：GC-MS接口温度250 ℃；电子电离（electron ionization，EI）源；电子能量70 eV；离子源温度250 ℃；质量扫描范围m/z 40～350；溶剂延迟4.5 min。

2 结果与分析

采用SDE法和SPME法提取火锅底料中挥发性风味物质的GC-MS总离子流图（图1、2）。各色谱峰相应的质谱图经人工解析，以NIST 05谱库检索确定其化学结构，并按照面积归一化法确定相应物质中各化合物的相对含量，结果如表1所示。采用2 种方法共检测出棕榈油与菜籽油复合火锅底料中挥发性风味化合物82 种，其中包括醇类17 种、醛类15 种、酯类9 种、萜烯类16 种、酮类5 种、烃类13 种和其他类化合物7 种。

采用SDE法提取复合火锅底料中的挥发性风味物质共检测出58 种化合物，采用SPME法共检测出41 种化合物。2 种方法均检测出的物质共17 种，分别是（S）-氧化芳樟醇、芳樟醇、4-萜烯醇、2-茨醇、α-萜品醇、苯乙醛、辛醛、反-2-壬烯醛、柠檬醛、反-2,4-癸二烯醛、乙酸芳樟酯、2-蒎烯、莰烯、月桂烯、
α-水芹烯、茴香脑和二烯丙基二硫。采用2 种方法提取出火锅底料中挥发性风味物质均以芳樟醇的含量最高，其次为茴香脑，采用SDE法测得其相对含量分别为21.19%和14.64%，采用SPME法其相对含量分别为37.99%和6.53%，刘娜等[2]研究表明这2 种物质是红油火锅底料中的主要呈香物质。

图 1 经SDE法提取棕榈油与菜籽油复合火锅底料中挥发性风味物质的GC-MS总离子流图

Fig.1 TIC of volatile flavor compounds obtained by
SDE from the hot pot seasoning

图 2 经SPME法提取棕榈油与菜籽油复合火锅底料中挥发性风味物质的GC-MS总离子流图

Fig.2 TIC of volatile flavor compounds obtained by SPME from
the hot pot seasoning

2.1 醇类

在检测出的挥发性成分中，以醇类相对含量最高。醇类是火锅底料中重要的挥发性化合物之一，脂肪酸的二级氢过氧化物的分解[12]，脂肪的氧化分解或者羰基化合物的还原会产生醇类物质[13]。醇类化合物中1 个碳原子到3 个碳原子的醇类具有愉快的香气，4 个碳原子到6 个碳原子的醇类有近似麻醉的气味，7 个碳原子以上的醇类具有芳香气味。棕榈油与菜籽油复合火锅底料中检测到的醇类物质均为7 个碳原子以上的醇，其中以芳樟醇为主，采用SDE法测定其相对含量达21.19%，SPME法测定其相对含量为37.99%，芳樟醇具有百合花或者铃兰花香气，并随其来源而有不同的气息[14]，存在于天然植物香料中，芳樟醇阈值较小，对火锅底料的风味贡献较大；4-萜烯醇呈暖的胡椒香，天然存在于肉豆蔻、小豆蔻、迷迭香、芜荽等中；氧化芳樟醇具有凉香、萜香及青香；2-茨醇呈强烈松树香、樟脑气息和薄荷气味，存在于肉豆蔻、小豆蔻、生姜等中。

2.2 醛类

直链醛类化合物主要是由脂肪氧化降解产生，6 个碳原子以上醛类是脂肪氧化的典型产物[15]。在检测到的醛类物质中反-2,4-癸二烯醛是亚油酸氧化的产物，亚油酸的自氧化产生亚油酸9-氢过氧化物，9-氢过氧化断裂生成2,4-癸二烯醛，其进一步受热转化生成更加稳定的反-2,4-癸二烯醛[16]，呈现出脂肪气味。在检测到的醛类化合物中苯乙醛和柠檬醛含量较高，这些醛类化合物赋予火锅底料清香味和坚果香味。

2.3 酯类

酯类化合物可能是醇类和酸类经酯化反应的产物，通常在油脂中呈现出令人愉快的香味。在棕榈油与菜籽油复合火锅底料中检测到的酯类物质中以乙酸芳樟酯相对含量最高，其来源于所使用的香辛料中，乙酸芳樟酯具有多个手性中心，是热敏性香料，对温度较敏感[17]，具有令人愉快的花香和果香，香气似香柠檬和薰衣草，透发而不持久。

2.4 萜烯类

在检测到的挥发性物质中，萜烯类化合物种类仅次于醇类化合物。萜烯类化合物广泛存在于植物中，以异戊二烯为结构单位倍数的烃类及其含氧衍生物，包括单萜烯类、倍半萜烯类以及二萜烯类化合物[18]。2-蒎烯具有松萜特有的气味；月桂烯具有清淡的香脂香气；α-水芹烯具有黑胡椒和蔼荷似香气。

2.5 酮类

酮类化合物一般由脂肪降解或者由脂质氧化反应而生成，通过SDE检测到的3 种酮类物质均为庚酮，具有类似梨的香味；3 种酮类化合物中含有2 种甲基酮，甲基酮类化合物是由β-酮酸脱羧基或者由饱和脂肪酸经β-氧化而产生的[19]。采用SPME法检测到的侧柏酮具有类似有薄荷醇的气味；2-呋喃基甲基酮呈甜的焦糖似香气，天然存在于咖啡、马铃薯片等的挥发性香成分中。

2.6 烃类和其他化合物

采用SDE法提取的挥发性风味物质中烃类的种类较多，这可能是提取过程中由于长时间的高温蒸煮得到较多的长链烃[20]。烷烃类化合物阕值较高，对火锅底料的风味贡献不大，而烯烃类化合物阕值较低，对风味具有一定的贡献。茴香脑属于醚类化合物，在检测到得化合物含量中位居第二，茴香脑具有由茴香、香辛料和甘草的气味[21]，主要来源于八角、小茴香等香辛料中；二烯丙基二硫俗称大蒜素，呈大蒜特殊气味且阕值较低，天然存在于洋葱、大蒜、细香葱等中。

3 结 论

结合SDE和SPME法提取棕榈油与菜籽油复合火锅底料中的挥发性风味物质，并运用GC-MS分析鉴定出82 种化合物，其中包括醇类17 种、醛类15 种、酯类9 种、萜烯类16 种、酮类5 种、烃类13 种和其他化合物7 种。采用SDE法检测出58 种化合物，采用SPME法检测出41 种化合物，2 种方法均检测出的物质共17 种，分别是（S）-氧化芳樟醇、芳樟醇、4-萜烯醇、2-茨醇、α-萜品醇、苯乙醛、辛醛、反-2-壬烯醛、柠檬醛、反-2,4-癸二烯醛、乙酸芳樟酯、2-蒎烯、莰烯、月桂烯、α-水芹烯、茴香脑和二烯丙基二硫。采用SDE法和SPME法提取的挥发性风味物质中均以芳樟醇相对含量最高，其次为茴香脑。芳樟醇具有铃兰花香，其主要来源于天然植物香料中，茴香脑具有茴香气味，主要来源于八角、小茴香等香辛料中。

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