MAE-SAFE-GC-MS法分析道口烧鸡挥发性成分

张逸君1，郑福平1,2,*，张玉玉1,2，陈海涛1,2，黄明泉1,2，谢建春1,2，刘南南1，范婷婷1，孙宝国1,2

（1.北京工商大学 北京市食品风味化学重点实验室，北京 100048；2.北京工商大学 食品质量安全北京实验室，北京 100048）

摘 要：采用微波辅助萃取耦合溶剂辅助风味蒸发法对道口烧鸡的挥发性成分进行提取。采用气相色谱-质谱结合保留指数定性分析道口烧鸡挥发性成分，共鉴定出98 种化合物，包括11 种醇、17 种醛、9 种酮、11 种含氮、含硫及杂环化合物、3 种酸、5 种酯、4 种醚、36 种烃和2 种酚。可能对道口烧鸡特征香气的形成起关键作用的有4-萜烯醇、糠醇、肉桂醇、己醛、苯甲醛、反-2-癸烯醛、2,4-癸二烯醛、大茴香醛、肉桂醛、丁香酚、茴香脑、肉豆蔻醚、2,3-二氢-3,5-二羟基-6-甲基-4H-4-吡喃酮等。

关键词：道口烧鸡；微波辅助萃取耦合溶剂辅助风味蒸发；气相色谱-质谱联用；保留指数；挥发性成分

Analysis of Volatile Components in Daokou Roasted Chicken by MAE-SAFE-GC-MS

ZHANG Yi-jun1, ZHENG Fu-ping1,2,*, ZHANG Yu-yu1,2, CHEN Hai-tao1,2, HUANG Ming-quan1,2,
XIE Jian-chun1,2, LIU Nan-nan1, FAN Ting-ting1, SUN Bao-guo1,2

(1. Beijing Key Laboratory of Flavor Chemistry, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China;

2. Beijing Laboratory for Food Quality and Safety, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China)

Abstract: Volatile components in Daokou roasted chicken were extracted by microwave-assisted extraction dual solvent-assisted flavor evaporation (MAE-SAFE) and identified by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) based on their retention indices. A total of 98 volatile components were identified, including 11 alcohols, 17 aldehydes, 9 ketones, 11 nitrogenous compounds, sulfur compounds and heterocyclic compounds, 3 acids, 5 esters, 4 ethers, 36 hydrocarbons and 2 phenols. The possible major flavor components in Daokou roasted chicken were terpinen-4-ol, 2-furanmethanol, cinnamyl alcohol, hexanal, benzaldehyde, (E)-2-decenal, 2,4-decadienal, anisic aldehyde, cinnamaldehyde, eugenol, cis-anethol, myristicin, and 2,3-dihydro-3,5-dihydroxy-6-methyl-4H-pyran-4-one.

Key words: Daokou roasted chicken; microwave-assisted extraction dual solvent assisted flavor evaporation (MAE-SAFE); gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS); retention indices; volatile components

中图分类号：TS207.3 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2014）22-0130-05

doi:10.7506/spkx1002-6630-201422024

道口烧鸡是河南滑县道口镇“义兴张”世家烧鸡店所制，始于清顺治十八年（公元1661年），距今已有350多年历史，由嫩鸡宰杀、整形、油炸后，加入陈皮、肉桂、豆蔻、良姜、丁香、砂仁、草果和白芷8 种佐料和老汤煮3～5 h而成，其色、香、味、烂被称为“四绝”。道口烧鸡属于我国传统名菜，与北京烤鸭、金华火腿齐名，被誉为“天下第一鸡”[1]。

在鸡肉的风味研究中，挥发性成分的研究占有重要地位。鸡肉属于典型的复杂基质食品，基质中大量存在的蛋白质、脂肪、碳水化合物等严重干扰挥发性成分的分析。目前，有关鸡肉挥发性风味成分的研究多采用固相微萃取（solid phase microextraction，SPME）法和同时蒸馏萃取（simultaneous distillation extraction，SDE）法。Brunton等[2]采用SPME提取新鲜烹制的火鸡鸡胸肉，研究表明，反,反-2,4-癸二烯醛、1-辛烯-3-酮、2-戊基噻吩等对火鸡特征香气的形成起关键作用。徐晓兰等[3]采用SDE提取胡同坊北京酱鸡的挥发性成分，其中醛类和含氮含硫以及杂环化合物为主要香味成分。Barra[4]、Larrayoz[5]、袁华根[6]等在相同条件下比较SDE和SPME 2 种提取方法的优、缺点，实验结果表明，SDE法对某些香气成分，如1,2-丙二醇等不敏感，提取率较低，且在提取过程中低沸点化合物会损失；SPME虽对低沸点小分子质量化合物有较好的萃取效果，但对高沸点长链化合物的萃取效果较差。

微波辅助萃取（microwave assisted extraction，MAE）是通过微波场中偶极子旋转和离子传导2种方式里外同时加热，与传统的热传导、热传递加热方式不同，无温度梯度，热效率高、升温快速均匀，可实现挥发性成分的快速萃取[7]。但微波辅助萃取法的萃取液中含有大量不挥发成分，无法直接进行气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）法分析。溶剂辅助风味蒸发（solvent assisted flavor evaporation，SAFE）是一种新型的、从复杂基质食品液体中直接分离挥发性成分的方法，能有效脱除不挥发成分，且样品中的热敏性挥发性成分损失少，萃取物具有样品原有的自然风味，特别适用于复杂食品中挥发性化合物的分离[8]。Majcher等[9]采用SPME、SDE、SAFE 3种方法提取马铃薯小吃的挥发性成分，并比较3种方法的提取结果，研究表明SAFE法的提取效果最好。将MAE与SAFE耦合起来，能很好地解决MAE法萃取液中不挥发成分对GC-MS干扰的这个难题。

本实验采用MAE-SAFE对河南道口烧鸡挥发性成分进行提取，并用GC-MS法对其挥发性成分进行分离鉴定，为传统鸡肉制品加工工艺的改进以及今后的开发利用提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

河南道口烧鸡（真空包装）购于河南省安阳市滑县道口镇“义兴张”世家烧鸡店。

氯甲烷（分析纯，重蒸后使用）、无水硫酸钠（分析纯） 国药集团化学试剂有限公司；C7～C30正构烷烃（色谱纯） 北京化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

Ethos微波辅助萃取仪 意大利Milestone公司；SAFE装置 定制加工；XDS5复合涡轮分子泵 英国
Edwards公司；N-EVAP111 12位干浴氮吹仪 美国Organomation Associates公司；7890A-5975C气相色谱-质谱联用仪 美国Agilent公司。

1.3 方法

1.3.1 MAE-SAFE法提取道口烧鸡挥发性成分

将河南道口烧鸡剥皮去骨后切碎至颗粒状，在液氮冷冻下用粉碎机粉碎至粉末，于－18 ℃条件下冷冻备用。

准确称取6 份各5 g鸡肉样品粉末，装入6 个萃取罐中，每个罐中加入40 mL二氯甲烷，进行微波辅助萃取。萃取程序为：20 min升到80 ℃，保持10 min，排风10 min。提取液滤纸过滤，得到浅橙色液体。

SAFE装置蒸馏头夹层循环水温度为50 ℃，用分子扩散泵使系统压力保持在10.3×10－3 Pa左右。在0.5 h内将MAE法得到的滤液由滴液漏斗缓慢、均匀地滴入蒸馏瓶中。室温下，待二氯甲烷提取液融化后，用无水Na2SO4干燥，过滤，得澄清提取液。旋转蒸发至10 mL，氮吹至0.25 mL备用。

1.3.2 色谱条件

色谱柱：DB-WAX毛细管柱（30 m×250 μm，0.25 μm）；进样口温度250 ℃；升温程序：起始温度40 ℃，保持2 min，以5 ℃/min升到120 ℃，再以3 ℃/min升到150 ℃，再以8 ℃/min升到230 ℃，保持1 min；载气流速1.0 mL/min；进样量1 μL；分流比20∶1。

1.3.3 质谱条件

电子电离源；电子能量70 eV；离子源温度230 ℃；传输线温度280 ℃；溶剂延迟4 min；质量扫描范围50～650 u。

1.3.4 定性定量

运用NIST 11谱库检索，保留匹配度大于等于70的成分；由质谱数据库和文献报道的保留指数（retention index，RI）值来鉴定，利用系列正构烷烃测定各组分RI值，所得RI值与文献比较进一步确定化合物。保留指数的计算公式[10]：

式中：ti为样品i的保留时间/min；tn为具有n 个碳原子的正构烷烃的保留时间/min；样品i的保留时间落在正构烷烃Cn和Cn+1之间。

根据化合物的峰面积，通过面积归一化法确定挥发性成分的相对含量。

2 结果与分析

2.1 GC-MS结果

采用MAE-SAFE-GC-MS萃取分析河南道口烧鸡的挥发性成分，总离子流图如图1所示，分析结果如表1所示。

图 1 道口烧鸡挥发性成分总离子流图

Fig.1 Total ion chromatograms of volatile components in
Daokou roasted chicken

表 1 道口烧鸡的挥发性成分

Table 1 Volatile components in Daokou roasted chicken

注：MS.质谱分析法；RI.保留指数法；文献保留指数由NIST 11谱库检索得到。

表1中只保留了匹配度不小于70的化合物或者文献保留指数与样品保留指数之差在±30以内的化合物。由表1可知，采用MAE-SAFE-GC-MS分析河南道口烧鸡中的挥发性成分，共鉴定出98种挥发性风味成分。其中，醇类11 种、醛类17 种、酮类9 种、酸类3 种、酯类5 种、醚类4 种、酚类2 种、烃类36 种、含氮、含硫及杂环化合物11 种。检出的化合物中，羰基化合物、含硫化合物和杂环化合物可能对道口烧鸡风味具有重要影响。

2.2 河南道口烧鸡挥发性成分分析

肉品中的醛类物质主要来自于脂肪氧化，本实验中检出醛类17 种，主要是直链饱和醛。己醛、庚醛、辛醛、壬醛主要来源于油酸、亚油酸、亚麻酸及花生四烯酸不饱和脂肪酸的氧化。己醛阈值较低（4.5×10－3 mg/kg），具有清香、青草气味，来自ω-6不饱和脂肪酸，是鸡肉中重要的风味物质[11]。本实验测得的十六醛的含量较高，据孙树侠等[12]报道，十六醛、十八醛的含量可能影响着鸡肉的风味。Noleau等[13]指出，醛类，特别是烯醛和二烯醛被认为是加热鸡肉脂肪产生的特征香气的主要成分。若除去这类羰基化合物，就失去鸡的独特香气而成为近似于牛肉的气味。本实验检出的烯醛有反-2-己烯醛、反-2-辛烯醛、反-2-癸烯醛、2,4-癸二烯醛，是鸡肉的主体香味成分。己醛与2,4-癸二烯醛均是亚油酸的氧化降解产物。2,4-癸二烯醛的阈值（7.0×10－4 mg/kg）比己醛更低，是使鸡肉区别于牛肉的主要挥发性成分，鸡肉磷脂中亚油酸的含量越高，2,4-癸二烯醛的含量就会越高。2,4-癸二烯醛呈强烈的鸡香和鸡油味，是调配鸡肉味香精的重要原料[14]。大茴香醛、苯甲醛、肉桂醛、邻甲氧基肉桂醛与道口烧鸡在煮制过程中为了突出其酱香味而加入的陈皮、肉桂、豆蔻、良姜、丁香、砂仁、草果、白芷等香辛料有关。大茴香醛存在于八角茴香和小茴香中，苯甲醛具有令人愉快的杏仁香、坚果香和水果香[15]。肉桂醛、邻甲氧基肉桂醛是肉桂中的主要醛基物质。特别是肉桂醛，其含量在鸡肉样品醛类物质中是最高的，在所有检出的风味物质中占8%。香兰素具有甜的、奶油特征的香草香气和味道。醛类的阈值一般很低，对鸡肉香味贡献较大。

脂肪氧化的另一主要产物是酮，酮类的阈值较醛类高，对鸡肉香味的贡献相对较小。一般认为酮类物质具有清香气味或奶油味、果香味，其中不饱和酮是动物特征味和植物油脂味的来源[16]。本实验检测出的酮类化合物有9 种。其中，3-羟基-2-丁酮具有温和的木香、乳酪香气及脂肪、黄油、乳脂味道；甲基庚烯酮具有果香、柑橘香气以及香蕉、奶油的味道；樟脑具有樟脑、薄荷、凉香香气[17]。

本实验检出的含硫化合物有二甲基砜和二甲基亚砜。二甲基砜存在于动物各组织中，具有生理活性，在奶类、肉类等食品中含量也较高且挥发性强，可能对产品的风味有一定的影响[18]。杂环化合物的阈值较低，是烤制肉品中最重要的呈味物，它们来源于氨基酸和还原糖之间的Maillard反应、氨基酸（如脯氨酸）的热解及硫胺素的热解，多数具有烤肉香味[19]。本实验检出大量的杂环化合物，以呋喃类化合物为主，吡咯类化合物与吡嗪类化合物也均有检测到。吡嗪类化合物香气特征非常突出，大多数具有咖啡香味、烘烤焦香样香气。本实验检出的杂环化合物以2位取代居多，如2-戊基呋喃、
2-甲基吡嗪、2-乙酰基吡咯。2-戊基呋喃是亚油酸氧化产物，阈值相对较低，具有蔬菜芳香，作为肉品质脂质氧化的指标物可能对肉品的整体风味作用巨大。2-乙酰基吡咯具有核桃、烤面包、炒榛子的香气和味道，在烤面包、烤牛肉、咖啡中均有微量存在。2-甲基吡嗪具有坚果香、霉香、烤香，存在于炒大麦、烤胡桃、炸牛肉等许多食品中[17]。此外，本实验检出的2,3-二氢-3,5-二羟基-6-甲基-4H-4-吡喃酮在蒸煮鸡肉挥发性风味化合物的研究中未见报道，而在酱牛肉的挥发性成分有报道[20]，可能是酱卤制品中的重要风味成分。本实验检出的香豆素与榄香素可能与添加的香辛料有关，香豆素广泛分布于高等植物中，具有新鲜干草香和香豆香。

烷烃类主要来源于脂肪酸烷氧自由基的断裂，烷烃类化合物含量的差别可能是由其前体物脂肪酸的差别造成的。萜烯烃是一类广泛存在于植物体内的，具有较强香气和生理活性的天然烃类化合物。本实验检测出3 种萜烯烃，可能也与加入的香辛料有关。D-柠檬烯具有令人愉快的柠檬香气；α-水芹烯具有辛香、黑胡椒香气，在小茴香油、大茴香油、肉桂叶油中均有存在；对异丙基甲苯具有胡萝卜和柑橘味道，在肉桂油、大茴香油、肉豆蔻油中均有存在[17]。此外，本实验还鉴定出一系列正构烷烃以及带甲基分支的烷烃，如3-甲基癸烷、3-甲基十四烷、2,6,10,14-四甲基十五烷等。Mottram[21]认为，带甲基分支的化合物是重要的肉品风味化合物。虽然烃类的香味阈值较高，但由于其含量丰富，对鸡肉整体风味的提高起到一定的作用。

醚类化合物在肉制品风味物质中也相当重要，特别是含有苯环的醚，大多都具有强烈而愉快的香气[22]。本实验检出的醚类物质有桉树脑、茴香脑、肉豆蔻醚、苯基炔丙基醚。肉豆蔻有很强的调味作用，为酱卤制品必用的香料。茴香脑在所检出的醚类中含量最高，具有茴香、辛香甘草的气味，天然存在于八角茴香、小茴香的精油中[23]。

本实验仅检测到丁香酚和2,6-二叔丁基苯酚2种酚类。其中丁香酚的含量在所有检出的风味物质中最高，占12%，与河南道口烧鸡在制作过程中添加的多种香辛料有关，可能是河南道口烧鸡中较为重要的风味物质。丁香酚是丁香挥发油中最主要的风味物质[24]，具有辛香、烟熏香、熏肉样香气和味道特殊的浓烈香气。本实验检出的另外一个酚类物质是2,6-二叔丁基苯酚，该物质是食品中常用的抗氧化剂。

醇类物质主要来自样品中脂肪的氧化，不饱和脂肪酸在氧化裂解生成醛的过程中，会产生醇和醛的混合物。一级脂肪醇虽然在鸡肉的挥发性物质中含量比较高，但由于其阈值高，所以对风味的贡献也很少，不饱和醇的风味阈值较低，对风味贡献较大。本实验中检出了4-萜烯醇、糠醇、肉桂醇、2-甲基-3-丁烯-2-醇等不饱和醇。

酸类和酯类的香味阈值较高，且在肉中含量较少，对鸡肉特征风味贡献不大。本实验检出酯类5种。其中，乙酸丁香酚酯具有丁香香气，可能来源于所用原料丁香[17]。邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二（2-乙基己）酯为增塑剂，可能来源于食品所用塑料包装袋。

2.3 MAE-SAFE与传统挥发性成分提取方法比较

微波辅助萃取可以选择性加热极性成分，提高极性成分的萃取效率[25]。张宁等[26]采用同时蒸馏萃取对肯德基吮指原味鸡的挥发性风味成分进行分析，检测到的醇类仅有4 种、酸类3 种。陈建良等[12]采用顶空固相微萃取分析清远麻鸡鸡胸肉的挥发性风味成分，检测到的醇类仅有3 种，没有检测到酸。本实验共检测到12 种醇、3 种酸，说明MAE法特别适合极性化合物的萃取。有研究显示，SAFE法对挥发性较低和极性较高的香气组分，如
4-羟基-2,5-二甲基-3（2H）呋喃酮、4-羟-5-甲-3（2H）呋喃酮和5-乙基-4-羟基-2-甲基-3-（2H）呋喃酮的萃取更为有效[27]。本实验检出（R）-3-羟基-4,4-二甲基-二氢-2（3H）-呋喃酮、2,3-二氢-3,5-二羟基-6-甲基-4H-4-吡喃酮、香豆素等一些挥发性低、极性大、热敏性化合物，说明MAE-SAFE是一种从复杂食品基质中温和、全面地提取挥发性成分的方法，尤其适用于极性高、挥发性低、热敏性化合物的提取。

3 结 论

采用MAE-SAFE-GC-MS分析河南道口烧鸡中的挥发性成分，共鉴定出98 种挥发性风味成分。其中，醇类11 种、醛类17 种、酮类9 种、酸类3 种、酯类5 种、醚类4 种、酚类2 种、烃类36 种。醛类以及含硫、含氮杂环化合物等挥发性成分可能对河南道口烧鸡的风味形成具有重要影响。本实验将MAE-SAFE法耦合起来，既发挥了微波辅助萃取高效、快速的特点，又能有效地消除基质中脂肪等非挥发成分的干扰，对挥发性低、极性高的化合物具有较好的萃取效果，能快速、全面地分离提取出鸡肉中的主要挥发性成分。

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