漯河地区4种常见咸味香精挥发性成分组分分析

韩磊 岳亚锋 贾娟

DOI：10.3969/j.issn.1000-9973.2024.03.024

引文格式：韩磊，岳亚锋，贾娟.漯河地区4种常见咸味香精挥发性成分组分分析[J].中国调味品，2024，49（3）：145-149，168.

HAN L， YUE Y F， JIA J.Analysis of volatile components of four common savory essence in Luohe area[J].China Condiment，2024，49（3）：145-149，168.

摘要：针对漯河地区肉制品和仿肉制品常用的咸味香精“鸿宝牌猪肉味香精”，分别采取同时蒸馏萃取（SDE）法、静态顶空（HS）法和顶空固相微萃取（HS-SPME）法3种提取方法对咸味香精主要挥发性呈香物质进行提取，并结合GC-MS法对其进行了主要挥发性呈香成分分析。其中，SDE法对醛类和酚类化合物的提取效果较好，HS法和HS-SPME法对酮类化合物的提取效果较好，而3种方法对含硫、含氮类化合物的提取效果差异不显著，均表现出较好的提取效果。由于HS法提取更加方便快捷，因此文章建立了针对咸味香精挥发性成分的HS-GC-MS分析方法，并对4种漯河地区常见的咸味香精的挥发性物质进行了组分分析。结果表明，漯河地区常见的咸味香精中酮类、含硫、含氮类物质相对峰面积百分比均较高，这些物质可能是这4种咸味香精中的主要呈香物质。

关键词：咸味香精；萃取方法；揮发性成分；GC-MS

中图分类号：TS264.3      文献标志码：A      文章编号：1000-9973（2024）03-0145-05

Analysis of Volatile Components of Four Common Savory Essence in Luohe Area

HAN Lei1，2， YUE Ya-feng1，2， JIA Juan1，2

（1.Luohe Institute of Technology， Henan University of Technology， Luohe 462002， China;

2.Luohe Vocational Technology College， Luohe 462002， China）

Abstract： For the savory essence “Hongbao brand pork-flavor essence” commonly used in meat products and imitative meat products in Luohe area， three extraction methods， namely simultaneous distillation extraction （SDE）， static headspace  （HS） and headspace-solid-phase microextraction （HS-SPME）， are adopted respectively to extract the main volatile aroma substances of savory essence， and GC-MS is used to analyze the main volatile aroma components. Among them， SDE method has good extraction effects on aldehydes and phenols. HS and HS-SPME methods have good extraction effects on ketones. There is no significant difference among the three methods for extracting sulfur-containing and nitrogen-containing compounds， and all show good extraction effects. Because it is more convenient and quick to extract by HS method， in this paper， HS-GC-MS analysis method for the volatile components in savory essence is established， and the volatile components in the four common savory essence in Luohe area are analyzed. The results show that ketones， sulfur-containing and nitrogen-containing compounds have relative higher peak area percentage in common savory essence in Luohe area， and these compounds might be the main aroma substances in the four savory essence.

Key words： savory essence; extraction method; volatile components; GC-MS

收稿日期：2023-09-01

基金项目：河南省高等学校重点科研项目（22B550013）

作者简介：韩磊（1985—），男，讲师，硕士，研究方向：食品化学。

国家发改委2004年颁布的轻工行业标准QB/T 2640—2004对咸味香精进行了明确定义：咸味香精是由一种或多种热反应香料、香辛料（或其提取物）、食品香料化合物的呈香物质与食用载体和一些食品添加剂组成的混合物，其主要用途是对食品进行加香[1]。

随着国民经济与广大人民群众生活质量的日益提高，我国肉类食品加工也取得了突破性进展，但与发达国家相比还存在着很大的差距[2]。我国与发达国家在肉制品方面的差距主要表现在产品的种类和产量上，我国的肉制品产量在肉类加工业总产量中占比较小，仅有3%～4%。而该产品所使用的辅料仅以咸味香精为主，咸味香精对于肉制品的质量有着举足轻重的影响。然而我国对于此类香精的研究起步较晚，和发达国家相比，我国肉类香精的稳定性比较差，不能适应高温环境，此外，在香气方面也有明显的缺陷，香气停留的时间比较短[3-4]。

近十年以来，咸味香精广泛应用于食品中，因为其价格便宜、香气持续时间长而被各类食品加工行业接受[5]。目前人们的饮食结构发生了巨大变化，一些方便休闲食品加工业迅速发展，咸味香精市场品牌众多、结构复杂，不便进行安全性评价。一些不法生产者在巨大利益驱使下，采用伪劣原料或非食品类原料进行生产，导致咸味香精安全性问题频发，这也大大制约了咸味香精的快速发展[6-7]。

本文拟运用3种不同的提取方式：顶空固相微萃取（SPME）法、同時蒸馏萃取（SDE）法、静态顶空（HS）法，并与气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）相结合提取了漯河地区香精市场上几种常用香精的成分，通过不同的提取方法来了解不同种类的香精挥发性成分的构成，同时将这3种提取方法进行比较，从中选出最具优势的提取方法进行分析与研究[8-10]。本文建立了针对咸味香精挥发性成分的HS-GC-MS分析方法，并对4种漯河地区常见的味美仕牌咸味香精、鸿宝牌咸味香精、耐特牌咸味香精和大厨四宝牌咸味香精的挥发性物质进行了研究。结果表明，咸味香精的主要成分为酮类、含硫、含氮类物质。

分析研究不同种类的咸味香精的挥发性成分构成有利于了解香精的安全性，除此之外，对于咸味香精特征的分析还有利于帮助我们辨别不同产品的差异。

文章选取漯河地区4种常见的咸味香精，对其挥发性成分进行分析。分别采取同时蒸馏萃取（SDE）法、静态顶空（HS）法和顶空固相微萃取（HS-SPME）法3种提取方法对漯河地区肉制品和仿肉制品常用的咸味香精“鸿宝牌猪肉味香精”的主要挥发性呈香物质进行提取，之后对其进行GC-MS分析，通过比较3种提取方法，发现3种方法在提取挥发性物质时各有针对性，由于HS法直接萃取试验更加方便快捷，因此本文建立了针对咸味香精挥发性成分的HS-GC-MS分析方法，并对4种漯河地区常见的味美仕牌咸味香精、鸿宝牌咸味香精、耐特牌咸味香精和大厨四宝牌咸味香精的挥发性物质进行了分析[11-13]。

1  试验材料、试剂与仪器

1.1  样品

本次试验所选用的4种不同口味的咸味香精样品见表1，所有样品均购于漯河市召陵区批发市场。

1.2  应用的主要试剂

无水乙醚：用前进行熏蒸处理；无水硫酸钠：用前进行4 h活化处理。

1.3  试验主要仪器设备

G4513自动进样器、7890A气相色谱仪、MS5975C质谱仪  安捷伦科技有限公司；DC-12氮吹仪  上海安谱实验科技股份有限公司；W501升降恒温水浴锅  常州市国旺仪器制造有限公司；KSW-4.0-11电阻炉温度控制器  上海博迅医疗生物仪器股份有限公司；HX-1050恒温循环器  上海乔跃电子有限公司；烧杯、量筒、移液管等。

2  试验方法

2.1  同时蒸馏萃取（SDE）法

将3.0 g鸿宝牌咸味香精、200 mL去离子水一并放入烧瓶中加热，使烧瓶中的液体一直处于沸腾状态；然后将装有20 mL无水乙醚的锥形瓶与SDE装置的另一侧相接，放在50 ℃的水浴锅中，水浴锅的温度要恒温保持2 h，持续蒸馏2 h后，取出萃取液并注入具塞刻度试管中，再加入无水Na2SO4 5 g，于冰箱中放置一夜后将其取出，取出萃取液，用无水乙醚淋洗Na2SO4（无水乙醚的量为20 mL），最后将萃取液置于容量为50 mL的氮吹瓶中[14]。

2.2  静态顶空（HS）法

在分析挥发性有机物时会用到静态顶空法，该方法具有杂质干扰少、处理样品快速等特征。样品的加热时间、提取数量、加热温度都会影响检测结果，所以正确选择萃取因素有利于分析和鉴别挥发性化合物[15-16]。

2.2.1  样品取样量的选择

将选取的鸿宝牌样品在密封的环境下放入20 mL顶空进样瓶中，供试样品的质量分别为0.1，0.5，1.0，1.5，2.0 g，在样品加热平衡时间为20 min、样品加热温度为150 ℃、定量环温度为160 ℃、传输线温度为170 ℃、样品瓶加热时间为20 min、定量环平衡时间为6 s、进样时间为30 s的情况下进行GC-MS检测分析。

2.2.2  样品加热时间的选择

将质量为1.0 g的鸿宝牌样品在密封的环境下放入容量为20 mL的顶空进样瓶中，在样品加热时间为1，5，10，15，20 min、样品加热温度为150 ℃、定量环温度为160 ℃、样品瓶加热时间为15 min、定量环平衡时间为6 s、进样时间为30 s的情况下进行GC-MS检测分析。

2.2.3  样品加热温度的选择

将质量为1.0 g的鸿宝牌样品在密封的环境下放入容量为20 mL的顶空进样瓶中，在样品加热时间为15 min、样品加热温度为100，110，120，130，140，150，160 ℃、传感线和样品杯的温度分别增加10 ℃、样品瓶加热时间为15 min、定量环平衡时间为6 s、进样时间为30 s的情况下进行GC-MS检测分析。

2.3  顶空固相微萃取（HS-SPME）法

在GC-MS仪的进样口处对HS-SPME萃取头进行老化，温度保持在260 ℃，时间为40 min，载气流速为1.0 mL/min[17]。将质量为1.0 g的鸿宝牌样品在密封的环境下放入容量为20 mL的顶空进样瓶中，将老化过的萃取头放入顶空进样瓶中，萃取40 min后取出，快速与GC-MS联用仪进样口相连，在260 ℃下解吸3 min后进行GC-MS分析[18-19]。

2.4  气相色谱-质谱联用法（GC-MS）

2.4.1  色谱条件

Agilent DB-5MS 色谱柱（30 m×0.25 mm， 0.25 μm）；柱流量为1.0 mL/min；载气为氦气;样品进口温度为250 ℃；进样方式为分流进样，分流比例为10∶1，接口温度为260 ℃。SDE样品程序升温条件：起始温度为50 ℃，以4 ℃/min升到150 ℃，再以5 ℃/min升到250 ℃，保持10 min；HS样品程序升温条件：起始温度为30 ℃，保持2 min，以3 ℃/min升到110 ℃，保持2 min，再以6 ℃/min升到150 ℃，保持2 min，再以12 ℃/min升到280 ℃，保持10 min[20]。

2.4.2  质谱条件

电子能量：70 eV，电离方式：EI，离子源温度：240 ℃，数据采集方式：全扫描，四极杆温度：150 ℃；溶剂延迟时间：SDE样品6 min，HS样品3 min；质量扫描范围：30～600 amu；化合物定性方法：采用NIST 11数据库检索定性[21]。

3  基于GC-MS法的咸味香精检测方法的建立与优化

按照气相色谱-质谱联用法的试验条件，对鸿宝牌咸味香精的挥发性成分分别在SDE、HS、HS-SPME萃取的基础上进行GC-MS测试分析，采用归一法对峰面积的挥发性成分含量进行计算[22]。借助化学工作站，针对各峰质谱图采用NIST 11数据库检索，然后参照相关文献进行具体确认，真实的人工数据谱图解析，核查相关质谱数据资料，最后确定该品牌咸味香精挥发性成分化学结构。

3.1  基于SDE-GC-MS法对咸味香精的检测结果

运用SDE法从咸味香精中检测到32种挥发性成分，其峰面积总和达到了总色谱峰面积的93.8%，其中主要成分为乙酰基吡嗪（6.93%）、4-（2-甲氧乙基）苯酚（14.46%）、茴香醛（38.98%）。

3.2  基于HS-GC-MS对咸味香精的检测结果

采用HS法对挥发性化合物进行萃取，具体加热平衡时间的长短、取样数量的多少、加热平衡温度的高低均会影响实际的样品数据，所以必须用正确的萃取方法来鉴定挥发性化合物[23]。在试验过程中，通过设定不同的加热平衡时间、取样数量、加热平衡温度，对咸味香精样品的挥发性成分进行检测，根据不同的峰面积来确定合适的萃取要素。

由图2可知，试验样品的挥发量与取样数量的关系不大，选取的参照挥发性化合物的实际峰面积基本没有随着取样数量的增加而发生太大变化，但本着节省成本的原则，将取样量控制在1.5 g较好；随着加热平衡时间的逐渐增加，选取的参照挥发性化合物的峰面积在16 min时出现最大值，继续加热，峰面积处于相对稳定的状態，结果并没有明显变化，所以确定加热平衡时间为16 min；在试验中作为盛放样品的试剂瓶加热温度发生变化时，茴香醛和4-（2-甲氧乙基）苯酚对比，峰面积随着加热温度的升高而逐渐增大，其余3种挥发性化合物变化的程度并不突出，然而顶空瓶的加热温度不能超过150 ℃，并且在高温环境下样品组分很有可能发生化学反应，所以将加热温度确定为150 ℃。

综上所述，静态顶空进样环境：样品瓶加热温度设定为150 ℃；样品环温度设定为150 ℃；传输线温度设定为150 ℃；样品瓶加热时间控制在16 min，样品环平衡时间为6 s，进样时间为30 s。

由图3可知，采用GC-MS法在优化后的HS条件下从味美仕品牌测试样中检测到30种挥发性成分，其峰面积总和达到总色谱峰面积的97.33%，茴香醛（10.52%）、乙基麦芽酚（33.41%）、3-甲基-2-羟基-2-环戊烯-1-酮（11.98%）是其中含量比较高的成分。

3.3  基于HS-SPME-GC-MS对咸味香精检测的结果

由图4可知，通过HS-SPME法在鸿宝牌样品中检测到24种挥发性物质，其峰面积总和达到总色谱峰面积的96.82%，乙基麦芽酚（50.48%）、4-甲基-5-噻唑乙醇（12.72%）、4-甲氧基苯甲醛（19.52%）含量较高。

3.4  3种提取方法对咸味香精检测结果的比较

在上述3种不同提取方法所获得的提取物中检测出了9种相同的挥发性化合物，为二丙基二硫醚、α-古巴烯、水杨酸甲酯、2-甲基-6-甲硫基-吡嗪、甜没药烯、乙基麦芽酚、丁子香酚、3，3′-二硫代双（2-甲基）-呋喃、乙酰基吡嗪，其中运用SDE法提取的挥发性物质中这9种化合物达到总峰面积的22.93%，运用HS法提取的挥发性物质中这9种化合物占比为43.75%，运用SPME法提取的挥发性物质中这9种化合物占比为56.51%。试验结果表明，鸿宝牌咸味香精样品中挥发性物质主要是乙基麦芽酚、茴香醛、乙酰基吡、4-（2-甲氧乙基）苯酚、3-甲基-2-羟基-2-环戊烯-1-酮等。在检测到的挥发性成分中，（E，E）-2，4-癸二烯醛是鸡肉咸味香精的主要呈香物质，醛类化合物是猪肉咸味香精的主要呈香物质，二硫代双（2-甲基）-呋喃、2-甲基-5-（甲硫基）-呋喃是牛肉咸味香精的主要呈香物质。

由图3可知，通过SDE法从咸味香精中提取出的挥发性物质分别占总峰面积的40.82%、15.72%，通过HS法从咸味香精中提取出的挥发性化合物醛类物质、酚类物质分别占总峰面积的12.04%、0.31%，通过HS-SPME法从咸味香精中提取出的挥发性化合物醛类物质、酚类物质分别占总峰面积的20.15%、0.72%；通过SDE法、HS法和HS-SPME法从咸味香精提取出的挥发性化合物酮类物质分别占总峰面积的5.41%、45.36%、52.77%；通过SDE法、HS法和HS-SPME法从咸味香精中提取出的挥发性化合物含硫、含氮类物质分别占总峰面积的24.18%、29.96%、23.10%。以上3种方法在提取挥发性物质时各有针对性，由于操作试验以方便快捷为原则，所以在大多数情况下选用HS法直接萃取，因此本文在对4种不同品牌的咸味香精进行挥发性成分测定时采取HS法。

4  不同品牌咸味香精挥发性成分鉴定

采用HS法对4种不同品牌的咸味香精进行了处理，GC-MS测定结果见图5。

在4种供试验用的咸味香精中共检测出70种挥发性成分，醛类、酮类、酯类、醚类、酚类、酸类、烯烃类、含硫、含氮类物质是主要的挥发性物质。味美仕牌咸味香精中检测出15种，其中含量较高的是乙基麦芽酚（27.10%）、4-甲基-5-噻唑乙醇（12.90%）、甲基环戊烯醇酮（11.10%）、乙酰基吡嗪（8.69%）、甲硫基丙醛（7.92%）；鸿宝牌咸味香精中检测出22种，其中含量较高的是乙基麦芽酚（32.41%）、乙酰基吡嗪（11.57%）、3-甲基-2-羟基-2-环戊烯-1-酮（12.08%）、4-甲氧基苯甲醛（10.48%）；大厨四宝牌咸味香精检测出10种，其中含量较高的是乙基麦芽酚（27.48%）、3-甲基-1，2-环戊二酮（11.20%）、乙酰基吡嗪（9.38%）；耐特牌咸味香精中检测出18种，其中含量较高的是乙基麦芽酚（68.92%）、D-柠檬烯（8.75%）、乙酰基吡嗪（3.58%）。

4种不同品牌的咸味香精的试验中只有4种成分完全一致，为乙基麦芽酚、乙酰基吡嗪、硬脂酸异丁酯和二甲基二硫醚，这4种被检测出的具有挥发性的化合物的相对峰面积分别是35.76%、45.09%、40.32%、73.54%，它们都可以用作食品香精添加剂。乙基麦芽酚是4种咸味香精样品中的主要成分，它符合食品安全的等级标准，没有毒副作用，使用范围广泛，在烟草加工、食品加工、饮料生产加工、果味酒品、日用百货、化妆品等领域都可以应用，在一些肉制品中进行添加后，会与肉中的氨基酸产生化学作用，可以显著增加肉品的香味和鲜味；乙酰基吡嗪能够在烘烤食品和肉制品中使用；硬脂酸异丁酯可以被用作化学中间体，具有很好的润滑作用，在矿物油、切削油、层压油等物质中广泛应用，在这4种样品中均检测出硬脂酸异丁酯，与提供的样品是液体状态、溶剂选用食用油有着必然的联系；含硫、含氮类物质在这4种样品中含量均偏高。截至目前，还没有发现以上检测出的成分不能在咸味香精中应用。

由图6可知，4种品牌咸味香精样品的酮类、含硫、含氮类物质的峰面积百分比都偏高，是产出咸味香精的主要呈香物质。耐特牌咸味香精的烯烃类物质峰面积百分比（16.41%）通常高于其他3种品牌，检测出醇类物质（3.42%），在其他3种品牌中未检出;鸿宝牌咸味香精样品检测出醚类物质（0.27%）；大厨四宝牌咸味香精样品检测出呋喃类化合物（0.17%），而其他3种品牌中未检出；味美仕牌和鸿宝牌咸味香精的醛类、酯类、含硫、含氮类物质峰面积百分比通常高于另外2种品牌。

5  结论

本文分别研究了同时蒸馏萃取（SDE）法、静态顶空（HS）法和顶空固相微萃取（HS-SPME）法3种萃取方法对咸味香精主要挥发性呈香物质提取效果的影响，结果显示经SDE萃取的主要为茴香醛、4-（2-甲氧乙基）苯酚、乙酰基吡嗪；经HS萃取的主要为乙基麦芽酚、3-甲基-2-羟基-2-环戊烯-1-酮、茴香醛；经HS-SPME萃取的主要为水杨酸甲酯、α-古巴烯等9种物质。3种方法对含硫、含氮类化合物的提取效果均较好，SDE法对醛类和酚类化合物的提取效果较好，HS法和HS-SPME法对酮类化合物的提取效果较好，3种提取方法在提取挥发性物质时各有针对性。由于HS法直接萃取试验方便快捷，因此本文采取HS-GC-MS法对4种漯河地区常见的味美仕牌咸味香精、鸿宝牌咸味香精、耐特牌咸味香精和大厨四宝牌咸味香精的挥发性呈香物质进行了研究。结果表明，挥发性成分中酮类、含硫、含氮类物质的相对峰面积百分比均较高，是这4种咸味香精的主要呈香物质。

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