酱油中香气成分的剖析

《食品与发酵 二业 一 ⋯ ^ ● h ⋯ ⋯ ● 一 _ F00d ＆ Fermentatlon Indu st rie s ～ 一 一 一 一 一 ⋯ 一 1 990 No．2 酱油中香气成分的剖析 ， 杨 峥 李连生 邓 旭 李 非 (中国岛类食品研究中心) ( 巴京市食品工业科学研究所) 石 煌 (轻I业部食品 酵I业科学研究所) 摘要：酱油是我 国人 民最主要的食用调味品之一，而低盐固态法制的酱油为我国 目前消 费量最 太的品种。本文裁用CH C1。提取，于常温下减压蒸馏浓缩，再运用FFAP与OV一1两 种毛细管色谱柱Gc，Ms(气相色谱质谱联用法)分析 j这种速酿酱油 的香气成分。 共 鉴 定 出50种化合袖，其中主要的酱油风味 他合物有 4 EG (4一乙基愈创束 酚)、麦 芽 酚、苯 乙 醇、 8 甲硫基而醇、 2一乙酰毗咯等。对辁 出的异丁酸等异味化合物，指 出了其在酱油中产 生的可能原 因 盟分析比较，对进一步丰 富改善我 国低 盐固态制酱油 的风嗥提 出了建议。 ， 低盐固态酱油是我国近20~3q年来大力 推广的一类高温发酵、高氨利用率的速酿酱 油。由于其生产周期短，出品率较高，经济 效益好，目前在我国酱油市场上 占 有 率 最 高，成为我国人民消费的最主要品种。 笔者用CH。C1：提取，以GC／MS法分析了 低盐 固态酱油的挥发性风味成分，并对主要 的风昧与异昧化台物作了评价分析。为这类 酱油的工艺条件选择与改进提供了一定戢化 学依据。 材 羁 与 方 法 1．棒 ：市售低盐固态法制的酱}!=!{， (北京酱油厂产，一级)。 2．蔼油香 气 成 分 的 分 离 浓 缩：取 100ml样品，用400mlCH C1 分两次提 取， 合并CH C1 层，静 置 过 -嵌．分 出CH。C1。 相，加少 量 无 水Na SO 脱 水， 过 滤，于 -18 · 40℃用旋转薄膜蒸发器 减 压 (0．048mPa) 蒸除CH。CI：，箍终得到的0．1m!桔黄色的浓 缩液，具有浓郁 的酱油香气。 3．GC／MS仪器与操作条件 JEOL，Dx303／DA5000型气相色谱质谱 联用仪。条件 弹性石英毛细管色谱柱FFAP， 0．25ram×30m和 OV一1，0．35ram×24mo 升媪 程 序：FFAP为 40℃，停 2分 钟 ， 0 180~C ， OV一1为50℃，停 2分钟， 竺1 9o℃。进样器温度210℃，柱前压 0．5Kgf／em ，分流比 1；10，载气{氦气 质谱电离方式：EI，接 口及离子源温度均为 200~C，电离电压70eV，加速电压 8 KV，分 辨 率 500， 扫 描 速 率 1秒／垒 程 (33～ 500m ，Z) 。 维普资讯 http://www.cqvip.com 图1．酱油中挥发性成分的总离子流 图 (用FFAP柱) 结 果 与 讨 论 1．经质谱标准图谱库检索，结合质谱 断裂规律的分析，并运用SIM (选择离 子 测 定)，从这种酱油中鉴定出50种化台物，详 见表 1。 2．羟基化合物：除乙醇、异戊醇等在 酒类、黄酱等发酵食品中经常发现的香气成 分外，从这种酱油中还 检 出 了 4 EG(4一乙 基愈创木酚)、苯乙醇、 3一甲硫基 丙 醇、 糠醇及愈创木酚等几种重要的含羟基盼风味 化合物。 4 EG具有典型的酱香和烟熏 气 味，口 感有发酵酱油特有的滋味，可以认为它是酱 油风味中有代表性的化合物之一，同时它还 具有中和调节酱油中盐分的成 味 的 作 用。 l EG的气味阕值极低，在 酱 油 中 只 要 有 0．5ppm的差别就易被鉴 别。 它 的 有 无 常 被用来衡量酱油的 品 质。(： 盘 创 术 酚 是典型的烟熏风味的化合物。 与 烟 熏 酣产生的机理相似， 4 EG等酚类风 味 化 台 物是酱油原料中的本质素与糖苷经蒸煮、制 曲、制醪工序后发生氧化、裂解等化学反应 面生成(”。 苯乙醇为具有玫瑰样香气的化合物 ) 它可能是由球拟酵母属菌在发酵 过 程 中 经 Streeker降解，再还原 (见下图)或经碳 水 化合物代谢，和氨基酸的生物合成遣程这两 种途径而生成 ( 。 @ 。旦h ! HIolt 在酱油最后工序的巴氏灭菌过程中，糠 醇含量上升，所以它的含量可作为巴氏灭菌 程度的指示 [1)。 2， 3一丁二醇的两个异 构 物 因 其 MS (质 谱 图)极 相 似，经 对 照Nunomura等 (1980)( 在相似条件下的GC／MS分 析结 果，确认是左旋与内消旋异构体。它们对酱 油中其他成分有调香作用。 3．酱油中含有较丰富的含羰基的化台 物。由热会提高其中乙醛和一些小分子醛类 的浓度，而逸些醛类化台物一般可与醇类、 甲硫醇等发生缩合反应，产生与本身不同的 香气，使酱油风味更复杂化。 4．从酱油香气中检 出了4种杂环化台 物，其中麦芽酚具有典型的焦糖风味，并有 很浓的水果香味。当其浓 度 为30～250ppm 时，可增强香甜味，同时对香草醛，谷氢酸 等许多氨基酸的风味也有增效作 用 )。在 原料大豆中麦芽酚是以和多 糖 结台的 形 式 存在，当加热时解离 出来 )。由麦芽糖或 含有麦芽糖的糖类、少量的来 自果糖及淀粉 的焦糖化反应 而生成。 2一乙酰吡咯也是酱油中重要的香 气 化 台物，它曾被报道为炒檬于朐挥发性香气成 · 1 9· ．． @ ^m g 维普资讯 http://www.cqvip.com 表 1．从酱油的挥发物中检出的化台物 化 合 物 名 醇与酚 类 ； (13种 ) 乙醇 异 戊醇 左 旋 2，3一丁 = 醇 内消旋2，3一丁二醇 糠醇 3一甲硫 基 丙 醇 1，3一= 氯一2一丙醇 愈创 未酚 苯 甲醇 苯 乙醇 酚 4 EG (即 4一乙基愈创木酚 ) 3，3，4一三 甲醇 一l一戊醇 羰基化 合物 ： (8种) 乙 醛 丙醛 (或雨酮 ) 2一甲基丙醛 丁 醛 2一羟基一2一甲基丙醛 苯甲醛 苯 乙 醛 5一甲基 一8一己酮 杂 环化合物 ： (4种 ) 糠 醛 麦芽酚 2一乙酰 毗 略 呲 略 烷 酮 酯与内酯类： (11种) 乙 酸 乙酯 分 子 式 C 2H 6O CjH 2O C 4H DO 2 C{H L oO 2 C 5H 6O! C‘H 。OS C 3 H 6C10 2 C 7H 8O 2 C 7H 8O C BH L oO C 6H 6O C 9H L 2O 2 C。H L 8O C 2H ‘O C3H 6O C‘H日O C 4H BO C{H 4O。 C1H 6O C 8H 8O C TH l‘O C 5H 4O 2 C 6H 6O 3 C 6H 1NO C．H 1NO C4H。O 2 保 留时 间 (S) FFAP I OV 1 150 549 2422 2570 2865 3083 3196 3569 3632 3749 40：32 4135 85 102 125 173 729 l979 3923 3938 4213 13O 2O3 260 239 98 l52 l60 ·20 · 维普资讯 http://www.cqvip.com 3，3一： 甲基一2一羟基丁 异戊酸乙酯 新 戊酸 烯丙酯 幕甲酸 甲酯 慕甲酸 乙 酯 硫代 慕 甲酸 甲酯 慕甲酸 戊酯 酸 类； (8种 ) 乙 醚 丙 酸 内酯 C 6H1 0o3 C 7H 1‘0 2 C日H I 40 C BH BO 2 C 9H oO 2 C 8H8OS Cl 2H I 0 2 I C 2H‘0 2 1 C 3H6O2 保 留时 问 (S) FFAP f OV—l 】 4lO3 ‘ 70 88 209 02 595 736 I 。。 l 2336 开 J簸 H^ 8U 2 2494 丁酸 C H BO2 2729 异戊酸 C 5Hl 0O2 2905 异 己酸 C 6HI 20± 3390 庚酸 C 7HI 4O 2 3535 108 慕甲酸 C 7H 6O 2 533 烃类 ： (6种 ) 正 十 六 烷 CI 6H。‘ 1072 正 十 七 烷 CI 7H。6 3449 1232 正十八 烷 CI 8H。B 1386 正 十 九 烷 CI 9H4口 4163 正 ： 十 烷 C 2 0H4 2 4518 1404 l一乙氧基一l一戊氧基乙烷 C 9H2 0O2 ll9 · 2l · 维普资讯 http://www.cqvip.com 分( 。 2一乙戢吡咯119Ms有如下特征 (见 下闺与闰：巾的 e)：蹦 含有单数的氨原 子，故分子离子峰为 单 数 (109m／Z)，而 P一 共轭结构使离子 瞎109与94m／z相 当稳 定，峰非常高。 9 k 上 ，上 ‘ Ut● ’ r- #=O ， < 5．本试验鉴定出11种酯与 酯 类 化 台 物。所检出的 r内酯～是永果 ，饮料、烟草、 牛脂等食品中广泛存在的风味物质，酯类作 为基本的香味物质，起着香甜、浓部而柔和 的基底作用，可使 4EG、麦芽酚、苯 乙 醇 等关键风味化台物的气味更醇厚，缓冲酱油 中盐分的成味 6．检出的 8种有机酸，推测是来源于 酱油原料和微生物的生化反应。难以评价每 图2．酱油中检 出的几种重要的风味化合物的MS a：4 EG}b{苯乙醇}c；3一甲硫基丙醇} d：麦芽酚} e I 2一 乙酰咄略 种酸对酱油风味 的特殊贡献。Salo等(1972) 估计它们互相起协同效应 ，丰富酱油风味的 背景{ )。且和酱油中的醇类在贮存过程中 或烹调时起醋化反应，会提高酱 油 的 酯 香 味 ，同时有机酸的酸味也可以缓和成味。 检出的 8种特殊的有机酸有苯甲酸 ，它 是酱油中加入的防腐剂。发现的较高的异戊 酸的色谱峰，这大概是在制曲培养时~acil— tus hallo 污 染 所 造 成 的 [】)。 Ai shima (1981)曾报道了异丁酸为酱油中一种极难 闻的异味化合物，它的存在意味着酱油制作 过程中杂菌的繁殖 ”)。其气味为刺鼻的， 持久的、眙败奶油样的气味和酸辣味道。( ) 本试验检出了此化台物。酱油酿造中应 加强对微生物和发酵条件的控制。 7．Nuaomura等 (1981)cl 从 日本 8 种酱油中栓出晌HEMF(112或 5一乙基一5或 ·22 · 2一甲基一4一羟基一2一呋喃 酮)为177．78— 418．97ppm，远远高于同时检出的其他风味 化合物的浓度。井认为它是酱油的主香化台 物 “。但笔者运用SIM，在所 检测的酱油 中仍未发现HEMF等呋喃酮类的 化合物，其 原因尚待探索。 目前在我国低盐固态法制作的酱油中， 添加适量的HEMF、乙甚麦芽酚及 4 EG等关 键风味化合物，或采用固定化酵母菌技术等 来探索提高其品质是有意义的。(】 ，“， 8．本试验所采用的预处理方法条件温 和，基本在室温下进行，因而减少 了用酸碱 提取可能导致的酱油原有成分的化学变化及 加热使风味物质分解的危险性。应用cH C1 提取酱油时，振摇后可能会有不同程度的乳 化，可加入糖酯类等破乳剂，以 完 全 分 开 CH。CL 相与水相。 ● ● ● ● ● a b C d e 维普资讯 http://www.cqvip.com 因酱油中多数香气成分含量极微，而且 种类复杂，使用极性不同的两种色谱柱可以 得到良好的互补作用，FFAP强极 性 色 谱 对 醇、酚、酸及杂环类化合物分离效果较好， 而非极性的OV～1适于对酯，烃，芳香族化 台物等非极性化合物豹分离。 9．因提取剂cH。C1=(图 8中m／Z84的 色谱峰)遮盖了强挥发性的小分子组分 ，所 对酱油的香气中可能有的小分子化台物用 sIM拽索，对照R．T． (保留时间)检出 了 6种化合物 (见图 8)。但在复杂曲混合物 ~#jGC／MS分析中，对那些分子易断裂，而在 MS图中没有分子离子峰的化台物以及R．T． 相近且分子量相同的化台物，用SIM不 易 确 认。而根据有机小分予的强挥发性，用顶 空 分析更有效 ， )。 图 8．酱油中某些小分子挥发成分的sIM (其中m／Z44为乙醛； m／Z46为乙醇； m／Z58为丙醛或丙酮 ； m／Z72曲2一甲 基 丙醛及 丁醛 j m／Z88为乙醚 乙酯j re~z84为提取 #ICH 2 c】。) 参 考 文 献 T ． Yoket suka； Ad．Fd．Re s． ，1986， 30，196N 331 周良彦等，食品科学，1983， 8， 22～ 23 A ． W a s serIn a ； J．Fd．Sci ． ，1g 66， 31， 1005~ i010 杨 峙等，食 品 I 业 科 技，1988， 2， 15～ 22 济 南轻I研 究所J 《台成食 用 香 料 手 册 *，轻 I出版社，85—331 T ． Yak ot suk 8 et a1． ， j．Agr． Chem ． S0c ． Jpn·， 1967， 11， 428 N ．Nunom ura et a1 ． ；Agr．Bio．Chem ． 1980，44(2)339—51 K ． Haya shi et a1 ． ，New Fd ． 1ndu ． ， 1 970，12，2o一3 K．Kihara； J ． Jpn ． SoY s Re s． In st ． ， 1983， 9， 49—56 W ． Diem a r et a1 ． ； Z． Leben sm ． Unters． For 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anhydrou S Na 2 SO}， then filtered ． After di 8till atlon under reduced pre s su re at 40℃ ． the concertirate having str ong SOy sauce arom a wa s obtained ． It wa s anal yzed by FFA P and OV一1 ca— pill ary column GC／MS，respectively． About 5O compounds we re identified of them， 4一ethyl guaiaeol，maltol， pheneth yl alcohol， methionol and 2 acetyl pyrrole are considered to he the m ain flavor com ponent 8 of RFS by the sensory evaluation sim ultaneou s— IY． Po s siblY， isov alerlc and i sobutyrie acid s a re the off—flavor compound 5 ． A few sugge Stlons for improving flavo r of Cbine se RFS were made f r 0III the gonelu slon 0f the analY sis． (上接第50页) Indu strY， De salinatiOn》 ，(1980) 85 2． R． DE Boer， and J． FIiddlnk} Coneentration of Raw W hole M ilk by Reverse O$nlo si s and It s lnflne ncec oll Fat Globule s． De sallhatlon)) 1980， 85 8． C． G． Around son and A．W ．Slack Proe．Biochem ．，JulY／Aug ．，P．6 ·24 · (1982) 4． Robert R． Zall~ Food Technology， Dec． 1984 ． 5．兰州铙道学院； 《膜分离技术之二》， 1 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