（食品科学专业论文）热处理和某些添加剂对洋葱挥发性风味的影响.pdf

上海水产大学硕士学位论文 热处理和某些添加剂对洋葱挥发性风味的影响 摘要 本文旨在用加热和某些添加剂( 蔗糖和n a c l ) 对洋葱进行处理，通过对洋葱 挥发性风味成分进行分析，探寻热处理条件的变化和这两种添加剂对洋葱挥发性 风味产生的影响，从而为确立改善洋葱制品风味的加工条件提供一定的基础数据。 分别采用传统的同时蒸馏萃取( s d e ) 和新技术固相微萃取( s p m e ) 联合气 相质谱分析法，探寻分离分析洋葱中的挥发性风味成分。结果显示，洋葱的主要 挥发性风味成分是硫醇类和硫醚类物质。其中l ，2 丙二硫醇、四氢噻吩3 酮、3 , 4 二甲基噻吩、2 甲基1 丙硫醇、顺一3 ，5 - - l 基1 ，2 ，4 三噻烷、反3 ，5 - 二乙基- l ，2 , 4 三噻烷等洋葱特征性风味物质首次在本研究中发现。s p m e 作为一种新的样品处 理技术，不仅操作方便，而且对许多成分的取样灵敏度超过传统的s d e ，而s d e 对高沸点成分的分离比较有利。 以在热处理温度分别为4 0 、6 0 、8 0 、1 0 0 和热处理时间分别为2 5 、5 0 、 7 5 、1 0 0 、2 0 0 、3 0 0m m 的洋葱为研究对象，探寻热处理温度和时间对其挥发性 风味的影响。顶空固相微萃取与气质联用( s p m e g c m s ) 分离分析热处理以后 洋葱挥发性风味成分的结果显示，热处理时间越长，温度越高，其挥发性风味成 分中硫醚类物质的含量下降、硫醇类物质的含量上升越明显。分子量在1 5 0 以下 的一、二硫醚类物质的含量随着热处理温度的上升。热处理时间的延长呈明显下 降趋势，而三、四硫醚类物质含量明显上升。热处理时间在1 0m i l l 以内硫醚类物 质含量变化显著，1 0m i l l 后变化有所缓和。硫醇类物质中主要的l ，2 丙二硫醇， l ，3 丙二硫醇含量随加热温度的上升、时间的延长呈上升的趋势。热处理以后风 味成分中烷烃类、醇酮类、酸类以及硫醇类、硫醚类以外的其他含硫物质含量均 有一定程度的上升趋势。感官评定显示，8 0 0 、1 0r a i n 热处理后，洋葱的刺激性 气味已大幅度下降。因此热处理以后洋葱失去了其原有的刺激性风味，有了熟洋 葱的气味。 以5 、l o 、1 5 、2 0 、2 5 蔗糖溶液和n a c l 溶液处理洋葱，探寻糖浓度和离子强 度对洋葱挥发性风昧的影响。顶空圆相微萃取与气，质联用仪( s p m e - o c - m s ) 分 离热处理以后的洋葱挥发性风味成分结果显示，洋葱经不同浓度蔗糖溶液和n a c i 溶液浸泡1 0 n f i n 以后，其挥发性风味物质随着这两种添加剂浓度的增大，在溶液中 的溶解度也增加，且以1 5 蔗糖溶液和1 0 n a c l 溶液最为明显。 i 上海水产大学硕士学位论文 综上，洋葱经热处理、蔗糖溶液和n a c i 溶液的浸泡处理，其刺激的挥发性风 味都能得到一定的改善。温度越高，时间越长，洋葱刺激的挥发性风味成分降低 越明显；蔗糖溶液对其挥发性成分有一定的吸附作用，溶液的离子浓度增大也可 以增加这些风味物质的溶解度；以8 0 c 1 0 m i n 的热处理、1 5 蔗糖溶液或1 0 n a c i 溶液浸泡1 0r a i n 为最佳。 关键词：洋葱，热处理。添加剂，挥发性成分，感官评定 上海水产大学硕士学位论文 e f f e c to fh e a t i n ga n ds o m ea d d i t i v e so nv o l a t i l ef l a v o r s d e r i v e df r o m0 n i o n a b s t r a c t i nt h i sp a p e r , t h ev o l a t i l ef l a v o r sd e r i v e df r o mt h eo n i o nb yh e a t i n ga n ds o m e a d d i t i v e s ( s u c r o s ea n ds a l t ) w e r ea n a l y z e d ，s oa st os e e kt h ec o n d i t i o n so fa f f e c t i n g v o l a t i l ef l a v o r sa n d 酉v ef f 婚l n eb a s i cd a t u mt oi m p r o v ef l a v o rq u a l i t yo f o n i o n p r o d u c t s s i m u l t a n e o u sd i s t i l l m i o n e x t r a c t i o n ( s d e ) a n ds o l i dp h a s em i c r o e x t r a c t i o n e x r a e f i o n ( s p m e ) c o m b i n e dw i t hg a sc h r o m g o g r a p h y m a s ss p e c t r o m e t r y ( g c - m s ) w e r e u s e dt oa n a l y z et h ev o l a t i l ef l a v o r sc o m p o n e n t sd e r i v e df r o mo n i o n s t h er e s u l t s s h o w e dt h a tt h em a j o rv o l a t i l ef l a v o r sc o m p o n e n t so f o n i o na r es u l f i d e sa n dm e r e a p t a r m ， i nw h i c h1 ，2 - p r o p a n e d i t h i o l ，4 ，5 一d i h y d r o 一3 ( 2 h ) t h i o p h e n o n e ，3 d i m e t h y l t h i o p h e n e ， 1 - p r o p a n e t h i o l ，2 - m e t h y l ，t r a n s = a n dc i s - 3 ，5 - d i e t h y l - 1 , 2 , 4 - t r i t h i o l a n ew e r ed i s t i n c t i v e f l a v o r sd e r i v e df r o mo n i o na n dw h i c hw a sf i r s t l yd i s c o v e r e di nt h i se x p e r i m e n t s p m e , an e w t e c h n i q u eo fs a m p l et r e a t m e n t ，n o to n l yt h eo p e r a t i o ni sc o n v e n i e n tb u ta l s ot h e a c u i t yo fe x t r a c t i n gs o m ec o m p o u n d si sb e s tt h a nt h a t o ft r a d i t i o n a ls d e b u ts d e i s b e n e f i tf o rh i 醢b o i l i n gp o i n tc o m p o u n d st ob ee x t r a c t e d i no r d e rt os e e kt h ee f f e c t i o no fv o l a t i l ef l a v o r sd e r i v e df r o mo n i o nb yt h e t e m p e r a t u r ea n dt i m eo fa r t i f a c t i t i o u sc o n d i t i o n s ，o n i o np r o c e s s e d i nd i f f e r e n t t e m p e r a t u r eo f 4 0 、6 0 、8 0 、1 0 0 。ca n dd i f f e r e n tt i m eo f 2 5 、5 0 、7 5 、1 0 0 、2 0 0 、 3 0 0m i l lw e r eu s e da ss a m p l e s t h er e s u l t sb ys p m ew i t hg c m ss h o w e dt h a t ：t h e c o n t e n to fs u l f i d e sw a so nt h er i s ea n dt h a to fm e r c a p t a n sw a sg o i n gd o w nb yt h er i s i n g o fh e a t i n gt e m p e r a t u r ea n dt i m ee x t e n s i o ni ne v i d e n c e m e a n w h i l e ，t h ec o n t e n to ft h e l o wm o l e c u l a rw e i g h t ( m r 1 5 0 ) s u l f i d e so f o n i o nw a sg o i n gd o w na n dt h a to f t h eh i g h m o l e c u l a rw e i g h ts u l f i d e so fo n i o nw a so nt h er i s ei ne v i d e n c e t h ec o n t e n to fs u l f i d e s w a sc h a n g e db yh e a t e dl e s st h a n1 0m i n u t e si ne v i d e n c e ，b u ti tw a sn o tb yh e a t e do v e r 1 0n f m u t e s i nt h em e r c a p t a n s 1 , 2 一p r o p a n e d i t h i o la n d1 , 3 一p r o p a n e d i t h i o lw e f et h e m a j o rc o m p o u n d s o nt h er i s ew i t ha r t i f a c t i t i o u st e m p e r a t u r er i s i n ga n dt i m ec o n t i n u i n g a l k a n e s 、a l c o h o l sa n dk e t o n e s 、a c i da n do t h e rs u l p h i d e se x c e p tm e r c a p t a n sa n d s u l f i d e sw e n tu pa f t e rh e a t i n g n er e s u l t so fs e n s o r ye v a l u a t i o ns h o w e dt h ep u n g e n t l y v o l a t i l ef l a v o r sd e r i v e df r o mo n i o nw e n td o w ni nal a r g ee x t e n tb yh e a t e di n8 0 cf o r1 0 i i i 上海水产大学硕士学位论文 m i n u t e t h e r e f o r e ，t h eo n i o nl o s ti t sp u n g e n t l yv o l a t i l ef l a v o r s ，a n dr e p l a c i n go fi ti s f l a v o ro f c o o k e do n i o n t os e e kt h ee f f e e t i o no fo n i o nv o l a t i l ef l a v o r so ns u c r o s ea n d n a c ls o l u t i o n , o n i o n w h i c hw e r ep r o c e s s e di nd i f f e r e n ts u c r o s ea n dn a c is o l u t i o nc o n c e n t r a t i o no f 5 、1 0 、1 5 、 2 0 、2 5w e r eu s e d 嬲s a m p l e s 1 kr e s u l t so f s p m ew i t hg c m ss h o w e dt h a t ：t h em o r e t h er i s eo f 鲫c r o a n dn a c ls o l u t i o nc o n c e n t r a t i o n , t h em o r et h es o l u b f l i t yo f t h eo n i i nt h es o l u t i o n ss o a k e di nt h e m i nw h i c ht h ec h a n g e so f1 5 s u c r o s es o l u t i o na n d1 0 n a c ls o l u t i o nw e r et h em o s te v i d e n t i naw o r d , p u n g e n tv o l a t i l ef l a v o ro fo n i o nw a si m p r o v e db yh e a t i n ga n ds o a k i n g o fs u c r o s eo rn a c ls o l u t i o n t h eh i g h e rh e a t i n gt e m p e r a t u r ei n c r e a s i n ga n dt h em o r e h e a t i n gt i m ec o n t i n u i n g ，t h en ! o r et h ep u n g e n tv o l a t i l ef l a v o r sd e r i v e df r o mo n i o n d e s c e n d e de v i d e u t i l y i nt h ee x t e n t , s u c r o s es o l u t i o na b s o r b e dv o l a t i l ef l a v o r s c o m p o n e n t sd e r i v e df r o mo n i o na n dt h ei o ni n t e n s i t yo ft h es o l u t i o ni m p r o v e dt h e s o l u b i l i t yo ft h ec o m p o n e n t si nt h ew a t e r i nt h i sr e s e a r c h , t h e r ew e r et h eb e s tv o l a t i l e f l a v o ro fo n i o nh e a t e da t8 0 f o r1 0m i n u t e a n ds o a k e di n1 0 s u c r o s es o l u t i o no r 1 5 n a c ls o l u t i o n k e y w o r d s ：o n i o n , h e a t i n g ，a d d i t i v e s ，v o l a t i l ef l a v o r s ，s e n s o r ye v a l u a t i o n 上海水产大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：我恪守学术道德崇尚严谨学风。所呈交的学位 论文，足本人稿i 导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果：除 文中已经f 纠确沣明和引用的内容外本论文不包含任何其他个人或集 体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我 时所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名司脓杏 日期：1 声刁年6 月1 刀口 上海水产大学学位论文版权使用授权书 学f 一论文作者完全了解学校有关保留、使用学他论文的规定， l q 意学饺傈留并向f j 4 家仃关部门或 l 构送交论文的复e j j 什和 乜予 暇，定i 等论文破盘阅或借阅。本人授权上海水产大学u ，以将本学 f ：i 论文的个部或茄分内棒编入柯关数据晖进行检索t 叮以采羽影 印、缩巨j 或 1 描等复带! 手段保存和 l 编本学化论文。 警 ，年 7 ：馨密丘透嗣木：曩& ：j 4 一。j j 眨：! 上鹾j ：， 0 ：，苌审7 立i 2 州占苓幺：旅署 i ：叼7 ；名，j 劫 ： 指寻敦，签名；堇鸟b 婆 l ：t ：文切。卜g 爿如l i 上海水产大学硕士学位论文 引言 洋葱0 l l i t t m c e p a 三) 是百合科葱属的一种世界性的蔬菜，又名圆葱、球葱、葱 头、玉葱，二年生草本植物，以内质鳞片和鳞芽构成鳞茎供食用。 洋葱被西欧国家誉为“蔬菜皇后”，其营养价值很高，是公认的药食两用蔬菜。 据分析，每1 0 0 9 中，含蛋白质1 0g ，脂肪0 3g ，碳水化合物5 o 8 0g ，粗纤 维0 5g ，钙1 2m g ，磷4 6m g ，铁o 6m g ，v c1 4m g ，尼克酸0 5m g ，核黄素0 0 5m g ， 硫胺素0 0 8m g ，胡萝h 素1 2m g ，热量1 3 0k j 。此外还含有挂皮酸、咖啡酸、阿桂 酸、芥子酸、多糖a 与b 。槲皮素、多种氨基酸。挥发油中富含蒜素、硫醇、二 甲二硫化合物、硫化丙烯、三硫化物等l l 】。 洋葱所含有的硫化合物使其具有多种生理功效。所含的硫化物具有抑菌作用； 硫氮基酸和二硫化物可以防止胰岛素被破坏，起到降血糖的作用，洋葱油中有抑 制人体血液中的血小板凝集的物质。洋葱是目前所知唯一含有前列腺素a 的植 物，这种物质能舒张血管，降低血液的粘度，增强冠状动脉血流量，减少血管的 压力，具有降低和预防血栓形成、降血脂、降血压、抗动脉硬化、预防心肌梗塞 的作用。而且洋葱油具有v e 同样的抗氧化作用，是抑制尼古丁所引起的氧化伤 害的有效抗氧化剂。最新研究表明，洋葱的浸出液可抑制肿瘤的形成和扩散。另 外，洋葱富含硫代亚磺酸酯。对哮喘具有较强的抑制作用，其有效成分为q ，b 不饱和的硫代亚磺酸酯，与当今常用的治疗哮喘的药物中的b 一拟交感神经药物 不同，其效果好，副作用小1 2 j 。 i 洋葱的刺激性风味产生机理及其主要影响因素 在完整的、没有损伤的洋葱鳞茎中不存在风味物质，只存在风味前体物质s 一 烷基一l _ 半胱氨酸亚砜( s - a l k ( e n ) y l l - e y s t e i n es u l p h o x i d e ，a c s o s ) 。由于a c s o s 和催化其分解的酶一蒜氨酸酶分别存在于细胞质和缅胞液中，所以完整的洋葱并 不表现出其独特的风味。只有当鳞茎被切分或破碎以后，无味、非挥发性的非蛋 白含硫氨基酸前体物质a c s o s 才与蒜氨酸酶接触，并在蒜氨酸酶的作用下分解产 生硫代丙醛一s 一氧化物( 催泪主要成分) 、丙酮酸、氨气以及一系列挥发性和非挥 发性硫化物。没有参于酶促反应的a c s o s 会发生热分解或美拉德反应产生洋葱 的另一些风味物质，使洋葱具有刺激性的特征风味例1 4 】。 a c s o s 的含量是影响洋葱刺激性风昧程度的主要因素之一。a c s o s 中丙烯基 半胱氨酸亚砜t r a n s 一( + ) 一s - ( 1 - p r o p e n y l ) 一l e y s t e i n es u l p h o x i d e ( i - p e c s o ) 含量最高， 上海水产大学硕士学位论文 其次是甲基半胱氨酸亚砜( + ) s m e t h y l l - c y s t e i n es u l p h o x i d e ( m c s o ) 和丙基半 胱氨酸亚砜( + ) s - p r o p y l l c y s t e i n es u l p h o x i d e ( p c s o ) ( l a n c a s t e r ，1 9 9 0 ) l ”。 m c s o ，p c s o 和i - p e c s o 的酶促反映速率( v m k m ) 分别是1 0 ：2 0 ：1 0 7 6 j 。1 9 9 4 年t h o m a s 等报道a c s 0 s 含量在1 - 2 m g g d ( 鲜重) 的洋葱中m c s o 与 1 - p e c s o 的含量比是1 4 ：8 6 ( w w ) ，p c s o 微量可忽略【订。2 0 0 4 年jr e s e s m a n n 等 报道a c s o s 总量在3 8 1 7 1um o l g - 1 ( 鲜重) ，m c s o f l p e c s o 比2 0 ：8 0 1 0 ： 9 0 。洋葱的a c s 0 s 的含量有报道过2 4m g g - 1 ( m a t i k k a l aa n dv i r t a n e n , 1 9 6 7 ) ， 3 6 - 4 6m g g 一( l a n c a s t e ra n dk e l l y 1 9 8 3 ) ，1 - 2m g g 一( t h o m a sa n dp a r k i n , 1 9 9 4 ) ， 4 5 5m g g - ( e d w a r d s 等) 其含量高低直接与栽培的环境以及品种和测方法有关 8 1 。 j a m e sr 等发现新鲜洋葱的顶端和底部洋葱风味前体物质含量最高，而在干洋葱的 红色表皮中含量甚微。洋葱在o 贮藏6 个月后内部鳞茎以及顶端和底部的 1 - p e c s o 的含量以及酶促产生的丙酮酸会发生显著的变化，而在外部鳞茎和红色 表皮中变化不大【9 j 。 t i m o t h y 等通过感官评价得出酶促产生的丙酮酸含量也影响到洋葱的刺激性 风味程度。2 0 0 5 年t i m o t h y 等通过感官试验得出洋葱丙酮酸含量与感官的刺激 性强度成正比。酶促产生的丙酮酸含量( n ) 通过总丙酮酸含量( p t ) 减去原有丙 酮酸含量( p c ) t o i 。 甜度是影响洋葱风味的另一个因素，然而洋葱的刺激性风味掩盖了生洋葱的 甜度，因此在生洋葱中味觉感觉不到。t i m o t h y 等发现洋葱丙酮酸含量与感官的 甜度成反比。只有在洋葱加热后，抑制了蒜氨酸酶的活性以及洋葱的挥发性硫化 物的蒸发才能感觉到甜度。洋葱主要有三种糖共占鲜重的6 5 以上，果糖、葡萄 糖和蔗糖，另外还有一些可溶性复合的果聚糖，后者在洋葱贮藏中转化成可溶性 糖，增加洋葱的甜度【l o 】。 2 洋葱刺激性风味前体物质的主要测定方法 a c s 0 s 测定方法有薄层色谱( m a c k e n z i ea n df e r n s ，1 9 7 7 ) 、氨基酸分析仪 ( m a t i k k a aa n dv i r t a n e n , 1 9 6 7 ) 、电泳和凝胶层析( l a n c a s t e ra n dk e l l y ，1 9 8 3 ) ，其中薄 层色谱定量准确度不高，而电泳和凝胶层析法较复杂。1 9 9 4 年t h o m a s 等通过衍 生化后用h p l c 分析，由于出的蜂部分重叠，分离度不高。e d w a r d s 等通过离子交 换柱后用h p l c 分析，能对完整的风味前体物质进行定量，但在i - i p l c 分析前 需通过多次的萃取。1 9 9 8 年k i ls u ny o o 等修改了氨基酸分析法并结合h p l c 得到了较好的测定结果【g j 。 从1 9 6 0 年起广泛用二硝基苯肼( d i n i t r op h e n y lh y d r a z i n e ，d n p h ) 测定丙酮 酸。d n p h 法会受到同系物的干扰而影响测定结果，2 0 0 1 年k i ls u ny o o 等用 2 上海水产大学硕士学位论文 h p l c 来进行分析。微波2 m i n ( 1 2 s g ) 处理后，洋葱中的蒜氨酸酶已失活，然 后用薄层色谱可以准确测定p c t “i 。p 。含量在o 1 5 0 3 4 m o l m l 一，p 。含量与洋葱 测定的部位和特定的条件有关，p 。和p ，含量在发芽时含量特别高。由于p c 含量 比较低，因此测定时，可以忽略不计。新鲜的洋葱丙酮酸的含量在5 8 7 7i tt o o l 9 1 ( 鲜重) 。英国把丙酮酸含量低于4 。0 “m o l f ( 鲜重) 称为甜洋葱，而适合烹饪的 洋葱丙酮酸含量在3 5 - 4 61 1t o o l g - 1 ( 鲜重) i l o 】。 3 挥发性风味物质主要提取和测定方法 3 1 风味物质的提取和浓缩 目前在风味物质研究中。常用的提取浓缩方法有以下几种： 3 1 1 蒸馏 主要有水蒸汽蒸馏和分子蒸馏。 蒸汽蒸馏有常压蒸馏、减压蒸馏、真空蒸馏，这些都是传统的蒸馏方法如薄 荷油等一些鲜花精油的制备也都采取这种方法。 分子蒸馏是近代发展起来一种新的蒸馏技术。该方法是将食品中的挥发物直 接转移到冷凝器中。一个分子到达冷凝器表面必须走过的距离一定要比该分子的 平均自由程为短，这就要求冷凝器和食品样品之间的距离很短，要求使用高真空 系统。高真空度限制了本方法只能用于从纯油脂中分离香味物( 无水场合) 。该方 法最大特点是减少了风味物质提取中的人为污染。选择什么样的蒸馏方式取决于 待测样品的性质和分离目标。 3 1 2 溶剂萃取 其原理是根据化合物在溶剂中分配系数不同而引起萃取。大多数化合物在有 机溶剂中，如乙醚、二氯甲烷、戊烷等有一定的溶解度。不含脂肪的食品大多数 水馏分可用溶剂萃取，获得香味单离体。溶剂萃取仅适于不含脂肪的食品。含有 脂肪的食品，有机溶剂萃取物只是脂肪与风味物质的混合体。常用的萃取方法有 液一液、液一固、微胶囊双水相萃取和超临界流体萃取及连续的同时蒸馏萃取。 超临界c 0 2 萃取，是近几年发展起来的新技术。物质的超临界状态是指其气态 与液态共存的一种边缘状态。在此状态中，液态的密度与其饱和蒸汽的密度相同， 因此界面消失。只有在临界温度和临界压力下才能实现。如果温度高于临界温度， 压力大于临界压力时物质处于超临界状态，所谓超临界流体，就是处于这种超临 界状态的流体。 同时蒸馏萃取是集蒸馏与萃取于一体的香物质提取法，只需要少量的溶剂就 可提取大量的食品。若加上真空系统和用干冰冷却，则可减少水蒸气的早期冷凝 及最大限度的降低溶剂损失。这种方法对大多数风味化合物都有较高的回收率。 上海水产大学硕士学位论文 是食品风味物质研究中常用的分离提取法。哥前，这种方法广泛应用于香物质的 提取分析上，取得了较好的效果。 3 1 3 液上气体分离 目前采用的有直接进样法、动态法、加热法、活性炭吸附法等。直接进样法 就是将粉碎的食品抽真空或充n 2 ，控制恒定温度，用注射器穿过橡皮塞，直接抽 取5 l om l 体积，进入仪器分析测定，简单快捷。 3 2 食品风昧物质的分级分离 对提取的挥发性物质，要确定其关键挥发性成分，这就要求对混合物挥发性 物质进行逐一分离成单个化合物。常用的方法有： 3 2 1 酸碱分级分离 该方法首先用酸或碱将混合物分离，然后根据物质特点利用沉淀、蒸馏、层 析、柱色谱进一步分离、提取、鉴定。 3 2 2 柱色谱分离法 这是根据分子的极性，选择适宜的柱子、洗脱剂对混合物进行分离，收集不 同时间的洗脱液进行鉴定。这种技术不仅在分析上应用，在医药、有机合成、微 生物发酵下游产物的提取纯化方面广泛应用。如液相色谱仪器分析前纯化样品用 的s e p 小柱等。 3 2 3 微量样品的真空浓缩 这是根据风味物质样品成分沸点不同进行分级分离。该方法要求真空度高。 如，用k - d 浓缩仪进行真空浓缩，它可将较大体积的提取液浓缩至l 毫升甚至 零点几毫升，这样富集到的样品可以准确的鉴定和分析。 3 2 4 冷浓缩 含水体系的香物质在萃取前将体系冷冻，体系中的水以结晶形式析出分离， 母液中的风味物质浓度相对提高，这样可直接进样分析测定或采取少量的溶剂萃 取进一步提高目标物质的浓度便于准确分析测定。 3 3 测定方法 对于分离浓缩得到的风味物质进行定性、定量测定。常用的方法有容量法、 分光光度法、气相色谱法、液相色谱法，色( 气、渡) 谱一质谱联用测定法，核磁共 振及红外光谱法等。 气相色谱比较适合于易挥发的有机化合物的测定，是风味物质研究中应用最 广的分析方法之依据待测样品性质选择适宜的载气、分离柱子、检测器和操作条 件对样品进行分析，即可得至0 满意的结果。在食品风味物质研究的领域中，毛细 管气相色谱用的最多。毛细管气相色谱中的分离柱是长可以超过5 0 m ，内径在零点 4 上海水产大学硕士学位论文 几个毫米的分离柱，其柱效高，分离效果好，可以分离数百种组分。 液相色谱法的原理同气相色谱，只是流动相是液体。他适合于挥发性较低的 化合物，如有机酸、羰基化合物、糖类等的分析测定。该方法最大特点是待测物 不被破坏，可以收集。利用待测物对光的作用，可用荧光、紫外、示差等检测器 检测。色谱一质谱联用仪及计算机对分析检测数据信息的处理，大大促进了风味化 学研究技术的发展。利用色质联用仪，不需要标样，由标准谱图的资料信息，即 可对待测物定性测定，是一种快速准确的分析仪器，也是目前分析鉴定中应用最 广泛、权威的分析仪器之一。天然乳香、烟用新型反应香料中香成分就是利用色 质联用仪进行分析鉴定的。 核磁共振在风味化学中的应用就是鉴定化合物的结构。一般通过化学位移可 推测质子的种类核基团，通过各类质子的峰面积比可以知道各类质子的数目比， 对推断分子结构式很重要。通过自旋分裂的观察，可了解各种质子相互作用的情 况，进而推断各类质子的数目核基团类型，对结构鉴定非常必要。综合分析核磁 共振分析结果，结合质谱、红外光谱等化学分析，对鉴定化合物结构比较容易。 质谱、光谱、核磁共振谱的综合应用，己成为现代最有威力的有机鉴定方法之一。 红外光谱法也是常用于风味化合物结构鉴定的一种光谱法。对于纯净的化合 物，测定其红外光谱图与标准谱图进行对比，可判定待测化合物的官能团及分予 结构。在风味化学研究中也是常用的鉴定方法之一“2 。”1 。 上海水产大学硕士学位论文 第一章同时蒸馏萃取和固相微萃取与气相色谱一质谱法分析 洋葱的挥发性风味成分 第一节同时蒸馏萃取与气相色谱一质谱法分析洋葱的挥发性风味成分 1 i 材料与方法 1 1 1 实验材料 红皮洋葱购自当地超市。本试验均采用去离子水。 1 1 2 实验仪器与装置 6 8 9 0 n 5 9 7 3g c m s 气相色谱一质谱联用仪：美国安捷伦( a g i l e n t ) 公司； 同时蒸馏萃取仪：自制 1 1 3 样品前处理 取洋葱最外层湿鳞片，切成o 2c mx 0 2c m 小块。 1 1 4 实验条件 1 1 4 1 色谱条件色谱柱：h p 一5 m s 弹性毛细管柱( 3 0m o 2 5 衄o 2 5 l m ) ；程序升温：柱初温4 0 3 2 ，保持2m i n ，以5 3 2 r a i n 升至2 5 0 3 2 ，保持1 0 m i r a 进样口温度2 5 0 3 2 ；载气：h e 流量0 8m l m i l l ；分流比1 0 ：l ； 6 上海水产大学硕士学位论文 1 1 4 2 质谱条件传输线温度2 8 0 4 c ；离子源温度2 3 0 c ；四极杆温度1 5 0 c ； 电子能量7 0 e v ；质量扫描范围肌z3 5 3 5 0 。 1 1 5 实验方法 迅速称取1 1 3 样品3 0 0g ，置于2 0 0 0 m l 圆底烧瓶中，加入6 0 0 m l 蒸 馏水制成浆液，加入少许沸石，置于同时蒸馏萃取仪的一端，用可控制电压的电 热套进行加热。保持沸腾状态；同时蒸馏萃取装置的另一端为盛有6 0m l 正戊烷 的2 5 0m l 圆底烧瓶，该端用恒温水浴加热，水浴温度4 0 。采用此同时蒸馏萃 取法提取2h 。所得萃取液用旋转蒸发仪浓缩后，无7 托n a 2 s 0 4 干燥，气质联机分析。 1 2 结果与讨论 图1 1 是采用同时蒸馏萃取法与气相色谱质谱法分析洋葱挥发性风味成分 的g c m s 总离子色谱图。 l 峪x 山 h u 、。 t i m 钿i 碚 图1 1s d e 萃取洋葱挥发性成分g c m s 总离子流色谱图 f i g 1 - 1t o t a li o nc h r o m a t o g r a mo f v o l a t i l ec o m p o u n d so f o n i o nb ys d e a n dg c - m s 上述g c m s 总离子峰图中各峰经n i s t 谱图库检索，并通过与质谱图库中 的标准谱图进行对照、复合，并结合有关文献 3 , 1 8 - 2 钾进行人工谱图解析来确认洋葱 样品中的挥发性成分，归纳为表1 - 1 。 7 上海水产大学硕士学位论文 表1 - 1 洋葱的挥发性风味成分( s d e ) t a b i - 1v o l a t i l ec o m p o u n d si d e n t i f i e di nt h eo n i o n ( s d e ) 中文名称英文名称分子量含量( ) z4 1 9 甲硫醇m e t h a n e t h i o l4 8 0 3 7 烯丙硫醇a l l y lm c r c a p m n 7 4 5 9 5 硫酵类丙硫醇l - p r o p a n c t h i o l 7 60 档 1 2 丙二硫醇 l ，2 p m p 锄c d i m i o l 1 0 84 ，5 0 i 3 丙二硫醇l ，3 p r o p a n e d i t h i o l 1 0 83 7 6 1 5 0 6 甲基1 两烯硫醚s u l f i d e , m e t h y l - l - a i y l酶0 ，8 7 二甲基二硫醚d i s u l f i d e ，d i m e t h y l 9 42 0 0 甲乙基二碗醚d i s u l f i d c m e t h y l e r h i d e 1 0 8 1 3 4 硫醚类 甲丙基二琉醚d i s u l f i d e ，m e t h y lp r o p y l 1 2 22 ，7 8 二甲基三硫醚t r i s u l f i d e ，d i m e t h y l 1 2 63 7 8 l - 丙烯丙基二硫醚d i s u l f i d c 1 - p r o p y l e n ep r o p y l 1 4 85 2 3 二丙基二硫醚d i s u l f i d e ，d i p r o p y l 1 5 07 8 0 8 上海水产大学硕士学位论文 一般的发香基团有含氧基团( 羰基，羟基，醛基，酮基，醚基，苯氧基，酯 基，内酯基等) 此外还有含氮基团，含芳香基团和含硫、磷、砷等原子的化合物。 物质的气味除了具有一定种类的发香基团外，还与这些挥发性成分的碳链结 构有关，不饱和化合物比饱和化合物香气强，两双键则能增强气味的强度，三键 的增强能力更强，甚至产生刺激性的气味，此外碳链的支链，特别是叔、伸碳原 子的存在对香气有显著的影响，碳原子的数目也对物质的气味有作用1 2 1 1 。 由表1 1 可知，本次试验中洋葱样品的挥发性风味成分共有4 3 种，洋葱中的 挥发性风味成分主要由硫醇、硫醚类等含硫化合物组成。共测得总硫化合物 6 9 3 6 ，烷烃类、醇酮类、酸类也都占据了一定比例，分别为1 5 4 4 、4 7 4 4 1 9 ， 对洋葱挥发性风味都有一定贡献。这与文献报道的关于洋葱挥发性风味成分的组 成是基本一致的【3 ，瑚。 硫醇类物质如甲硫醇、烯丙硫醇、丙硫醇等占洋葱挥发性风味成分1 5 0 6 。 其中甲硫醇是一种具有强冲击力的硫磺气物质，具有强烈大蒜味，这也是洋葱具有 辛辣刺鼻的主要原因之一。烯丙硫醇、丙硫醇由洋葱原生产生的，其中烯丙硫醇 具有强烈的大蒜气味，而丙硫醇具有强烈特有的甘蓝香气，稀释时有洋葱和卷心 菜的香气。l ，3 一丙二硫醇具有肉香香气，带有硫磺的气息。但l 2 一丙二硫酵还未见 有文献报道过存在于洋葱的挥发性风味物质中。 硫醚类物质如二甲基二硫醚、甲乙基二硫醚、二甲基三硫醚、二丙基二硫醚、 二丙基三硫醚等共占洋葱挥发性风味成分4 2 1 4 ，是洋葱挥发性风味成分的主要 9 上海水产大学硕士学位论文 贡献物质，具有刺激和扩散性的气息。其中一硫醚类物质0 8 7 ，二硫醚类物质 1 9 1 5 ，三硫醚类物质1 8 1 4 ，四硫醚物质3 9 8 。影响较大的是二丙基二 硫醚和二丙基三硫醚，前者是一静散发出辛辣味的风味物质，在稀释时有青草香 韵。后者是具有洋葱、蒜味等香气特征的一种风味物质。二甲基二硫醚具有强烈 扩散的洋葱、甘蓝和蔬菜的香气，但没有催泪作用。甲乙基二硫醚具有大蒜、西 红柿和咖啡香气，并有硫磺和毗啶气息9 9 - 2 3 1 。这与文献报道的关于洋葱挥发性物 质中硫醚类物质基本一致。 其它含硫化合物如四氢噻吩- 3 - 酮、1 ，2 二噻烷、3 ，4 一二甲基噻吩等共占洋葱 挥发性风味成分1 4 1 6 。其中1 卜二噻烷具有海鲜、大蒜、洋葱的香气，带有溶 剂和吡啶的气息。四氢噻吩一3 一酮、3 , 4 一二甲基噻吩、顺一3 ，5 一二乙基一1 ，2 4 一三噻烷、 反一3 ，5 - - - 乙基一1 ，2 ，4 - 三噻烷也具有洋葱浓郁的香气，是洋葱特征性风味物质，但 还未见文献报道过。 第二节固相微萃取与气相色谱一质谱法分析洋葱的挥发性风味成分 2 1 材料与方法 2 1 1 实验材料 红皮洋葱购自当地超市。本试验均采用去离子水。 2 1 2 实验仪器与装置 6 8 9 0 n 5 9 7 3g c m s 气相色谱一质谱联用仪：美国安捷伦( a g i l e n t ) 公司； 萃取装置：s p m e 手柄； 纤维头( 8 51 1mc a r - - p d m s 、6 5 l amp d m s - - d v b 、1 0 01 jm p d m s ) = 美国 s l o e l c o 公司产品： 顶空迸样瓶：中国安谱公司产品，1 5m l ； 1 0 上海水产大学硕士学位论文 2 1 3 样品前处理 取洋葱最外层湿鳞片，切成0 2c m 0 2c m 小块。 2 1 4 实验条件 2 1 4 1 色谱条件色谱柱：h p 一5 m s 弹性毛细管柱( 3 0m x 0 2 5m i n x 0 2 5p m ) ；程序升温：柱初温4 0 c ，保持2r a i n ，以5 c m i n 升至2 5 04 c ，保持1 0 m i r a 进样口温度2 5 0 c ；载气：h e 流量0 8m l m i n ；分流比1 0 ：1 ； 2 1 4 2 质谱条件传输线温度2 8 0 c ；离子源温度2 3 0 。c ；四极杆温度1 5 0 1 2 ； 电子能量7 0 e v ；质量扫描范围r a z3 5 3 5 0 。 2 1 5 实验方法 迅速将2 1 3 样品5 9 放入1 5m l 的顶空瓶中，将s p m e c f f 管插入顶空瓶 中，调整并固定纤维头在顶空体积中的位置，在2 5 c 下顶空萃取3 0 m i n 后取出， 迅速插入到气相色谱仪的进样口，解吸5m i n 后，取出s p m e 针管。 2 2 结果与讨论 2 2 1 固相微萃取条件的优化 2 2 1 ，l 纤维头的选择 s p m e 使用的第一步是选择合适的纤维头，试验中采用8 5 1 t m c a r - p d m s 、 6 5 1 m ap d m s - d v b 、1 0 0 1 a mp d m s 三种不同涂层的纤维头。萃取对象为上述2 1 3 项的样品，按2 1 5 项的萃取和分析步骤进行比较，发现萃取目标化合物主要 是极性物质，而涂层1 0 0 $ t mp d m s 适合萃取非极性物质。并发现涂层为8 5 1 m a c a r - p d m s 和6 5 1 a mp d m s d v b 两种纤维头都可以有效地吸附样品中的挥发性 风味成分。但根据洋葱挥发性风味成分的分子量范围，选用8 5 1 x mc a r - p d m s 纤 维头比较合适，因此对于本试验选择涂层为8 5 p a nc a r p d m s 纤维头。 2 2 1 2 萃取时间的选择 上海水产大学硕士学位论文 萃取时间主要指达到或接近平衡所需要的