CN107991418A - 一种郫县豆瓣挥发性风味物质检测及特征图谱的构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于食品质量安全领域，公开了一种郫县豆瓣挥发性风味物质检测及特征图谱的构建方法，主要包括：郫县豆瓣预处理、基于顶空柱相微萃取联合气相色谱的挥发性风味物质分离提取、基于质谱联用技术的成分鉴定、特征图谱构建等步骤。本发明可以明确郫县豆瓣的主要挥发性风味物质成分，并实现与其它地区豆瓣的有效区分，可以进一步全面反映郫县豆瓣产品特殊的呈香物质组分，使其质量控制技术更加完善、科学，对传统农产品加工技术的标准化提供一种可供借鉴的质量控制模式，更好的保障食品安全。
Description
技术领域
本发明属于食品质量安全领域，尤其涉及一种郫县豆瓣挥发性风味物质检测及特征图谱的构建方法。
背景技术
郫县豆瓣属中国传统发酵食品，迄今为止已有300多年的历史，被列为中国非物质文化遗产。郫县豆瓣不仅生产工艺独特，也以其味辣香醇、粘稠绒实、红棕油亮、酱香浓郁等特点在我国酱类产品中独树一帜，堪称川菜之魂。据权威统计，2015年“郫县豆瓣”品牌价值已达607.16亿元，位列“加工食品类地理标志产品”全国第一；当年产品总产量达到110万吨，实现工业产值102亿元，出口世界绝大部分国家和地区，创汇超过4000万美元。
郫县豆瓣的生产包括前期发酵和后熟发酵两个阶段，前期发酵主要是指霉瓣子的制曲和辣椒坯的预处理。甜瓣子制作过程又称为豆瓣制曲过程，主要为采用干蚕豆经浸泡但不经蒸煮的生料处理工艺。其原理是利用在蚕豆原料上生长繁殖的米曲霉等菌种所代谢分泌的各种酶类，使蚕豆既能保持瓣粒外观完整，又使其适度酶解从而达到呈味生香、增色化渣的目的。
辣椒坯的制作过程主要是将挑选并清洗后的辣椒均匀剁碎或粉碎至适当大小，然后加入适量食盐拌匀，最后入池发酵备用，待制曲完成后与甜瓣子按比例混合，进入后发酵阶段。
后熟发酵主要是将成熟霉瓣子和成熟辣椒坯按比例配料混合，加入适量食盐和水，进入发酵池发酵。郫县豆瓣的后发酵过程包含极具特色的“晴天晒、雨天盖、白天翻、夜晚露”的传统发酵工艺，通常所说的“郫县豆瓣发酵过程”即是指郫县豆瓣后发酵过程。后发酵周期保持在6个月至5年以上的时间，漫长、周而复始的昼夜温差转换，以及持续不断的翻动搅拌，极有利于自然环境及接种过程中种类繁多的微生物生长繁殖，有助于物料充分完全的复式发酵。传统的发酵工艺加上自然开放的发酵环境，使得最终发酵成熟的郫县豆瓣在不添加任何香精、色素的前提下，仍具有酱香醇厚浓郁、色泽红润油亮、瓣粒酥脆、辣而不燥的特色。
郫县豆瓣的原料处理复杂、来源广泛、生产周期长、涉及环节多，且特有的原料配方、发酵工艺、微生物及酶系代谢使得郫县豆瓣产品通常为酱膏状的非牛顿流体，对其质量控制一直是行业的难点。郫县豆瓣国家标准(GB/T20560《地理标志产品郫县豆瓣》)当中对产品仅从感官、理化和卫生三个方面，选取了一定指标进行规定，并未涵盖挥发性呈味物质的检测控制。
综上所述，现有技术存在的问题主要有以下几个方面：
郫县豆瓣的原料来源广泛，产业界通常依据辣椒和蚕豆的价格和形态选取原料，并无专用品种；
原料预处理复杂，由于农产品的季节性和郫县豆瓣供应的周年性，辣椒通常需要通过盐渍长期储存，而限于各种条件，各生产厂家除了自身建设盐渍池之外，还大量外购盐渍辣椒，造成质量控制困难。
生产周期长、涉及环节多。郫县豆瓣特有的“日晒夜露”开放发酵工艺，使得栖息在曲药、辣椒坯、环境中的庞大微生物区系在发酵醅固、液、气三相界面发生复杂的物质转换、能量代谢和信息传递作用，并最终形成郫县豆瓣独特的成分构成和风味特征，这也造成了郫县豆瓣生产区域的独特性。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种郫县豆瓣挥发性风味物质检测及特征图谱的构建方法。
本发明是这样实现的，一种郫县豆瓣挥发性风味物质检测及特征图谱，所述郫县豆瓣挥发性风味物质检测及特征图谱的12个特征峰为：
醇类4个，乙醇，保留时间5.50-5.60min；异戊醇，保留时间11.6-11.7min；糠醇，保留时间17.40-17.50min；芳樟醇，保留时间31.10-31.20min；苯乙醇，保留时间32.00-32.10min；
醛类2个，苯甲醛，保留时间23.50-23.60min；苯乙醛，保留时间28.1-28.2min；
酮类1个，紫罗兰酮，保留时间48.7-48.8min；
酯类2个，乙酸乙酯，保留时间7.7-7.8min；十二酸乙酯，保留时间52.1-52.2min；
酚类2个，2-乙基苯酚，保留时间34.9-35.0min；4-乙基愈创木酚，保留时间40.2-40.3min。
本发明的另一目的在于提供一种所述郫县豆瓣挥发性风味物质检测及特征图谱的构建方法，所述郫县豆瓣挥发性风味物质检测及特征图谱的构建方法包括：
步骤一，取郫县豆瓣产品，在高压均质机中均质处理，均质压力50Mpa，保持15min，降温系统保持物料25℃；
步骤二，将5g胶体磨细化处理后的郫县豆瓣放入15mL密封顶空瓶中，置于55℃水浴中平衡20min；将老化后的75μmCAR/PDMS萃取头插入顶空瓶中吸附30min，插入GC-MS进样口解析5min；
步骤三，选择气相色谱条件，载气为氦气，流速1mL/min，进样口温度250℃，不分流进样，进行升温程序；采用合适的质谱条件，利用峰面积归一化法算出各成分的峰面积，各成分峰面积与所有成分总峰面积的比值作为该成分的相对含量值；采用SPSS19.0软件对气质数据进行主成分分析；
步骤四，特征图谱的构建；根据至少6个批次不同后发酵时间的郫县豆瓣的色谱图中各色谱峰的保留时间，确定共有峰，并选取其中12个最具代表性的共有峰作为特征峰建立对照特征图谱。
进一步，所述步骤三中，气相色谱条件为，DB-5MS毛细管色谱柱，30m×0.25mm，0.25μm；升温程序为起始温度40℃，保持2min，再以3℃/min升至160℃，随后以6℃/min升至200℃，保留3min，以10℃/min升至230℃，保持3min。
进一步，所述步骤三中，质谱条件为电离方式为电子电离，离子源温度230℃，接口温度280℃，质量扫描范围40～600m/z，溶剂延迟时间2min，扫描模式Scan。
本发明的另一目的在于提供一种利用所述郫县豆瓣挥发性风味物质检测及特征图谱的豆瓣。
本发明提供了一种郫县豆瓣挥发性风味物质检测及特征图谱的构建方法；通过提取典型郫县豆瓣的挥发性呈香物质，结合长期的生产实践，选择典型性的特征峰建立特征图谱，以期从挥发性风味物质方面为郫县豆瓣的质量控制和食品安全提供支撑和保障。
本发明通过郫县豆瓣预处理、基于气相色谱的挥发性风味物质分离提取、基于质谱联用技术的成分鉴定、特征图谱构建的技术可以明确郫县豆瓣的主要挥发性风味物质成分，为郫县豆瓣提供完整、准确的新的评价手段，并实现与其它地区豆瓣的有效区分，使其质量控制技术更加完善、科学；对传统农产品加工技术的标准化提供一种可供借鉴的质量控制模式，更好的保障食品安全。
附图说明
图1是本发明实施例提供的郫县豆瓣挥发性风味物质检测及特征图谱的构建方法的流程图。
图2是本发明实施例提供的郫县豆瓣样品中挥发性成分总离子流图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理作进一步描述。
如图1所示，本发明实施例提供的郫县豆瓣挥发性风味物质检测及特征图谱的构建方法包括以下步骤：
S101：高压均质细化处理；取1kg郫县豆瓣产品，在高压均质机中均质处理，均质压力50Mpa，保持15min，降温系统保持物料25℃；
S102：试品溶液的制备；将5g胶体磨细化处理后的郫县豆瓣放入15mL密封顶空瓶中，置于55℃水浴中平衡20min；然后将老化后的75μmCAR/PDMS萃取头插入顶空瓶中吸附30min，随后再插入GC-MS进样口解析5min；
S103：气质联用检测；选择气相色谱条件，载气为氦气，流速1mL/min，进样口温度250℃，不分流进样，进行升温程序；采用合适的质谱条件，利用峰面积归一化法算出各成分的峰面积，各成分峰面积与所有成分总峰面积的比值作为该成分的相对含量值；采用SPSS19.0软件对气质数据进行主成分分析；
S104：特征图谱的构建；根据至少6个批次不同后发酵时间的郫县豆瓣的色谱图中各色谱峰的保留时间，确定共有峰，并选取其中20个最具代表性的共有峰作为特征峰建立对照特征图谱。
作为本发明的优选实施例，步骤S103中，气相色谱条件为，DB-5MS毛细管色谱柱(30m×0.25mm，0.25μm)；升温程序为起始温度40℃，保持2min，再以3℃/min升至160℃，随后以6℃/min升至200℃，保留3min，最后以10℃/min升至230℃，保持3min。
作为本发明的优选实施例，步骤S103中，质谱条件为电离方式为电子电离(electronionization，EI)，离子源温度230℃，接口温度280℃，质量扫描范围40～600m/z，溶剂延迟时间2min，扫描模式Scan。
作为本发明的优选实施例，步骤S104中，11个特征峰分别选取如下所示：
醇类4个(乙醇，保留时间5.50-5.60min；异戊醇，保留时间11.6-11.7min；糠醇，保留时间13.6-13.7min；芳樟醇，保留时间28.1-28.2min；苯乙醇，保留时间28.7-28.8min)；
醛类2个(苯甲醛，保留时间3.2-3.3min；苯乙醛，保留时间28.1-28.2min；)；
酮类1个(紫罗兰酮，保留时间48.7-48.8min)；
酯类2个(乙酸乙酯，保留时间7.7-7.8min；十二酸乙酯，保留时间52.1-52.2min)；
酚类2个(2-乙基苯酚，保留时间34.9-35.0min；4-乙基愈创木酚，保留时间40.2-40.3min)。
下面结合试验对本发明的应用效果作进一步描述。
采用GC-MS分析5个不同后发酵时期的郫县豆瓣样品中挥发性呈香物质，共检测出超过140种挥发性物质。其中，至少存在于2个所测样品中以及相对含量≥1％的挥发性物质有80种，如表1所示。
表1 不同后发酵期郫县豆瓣中挥发性物质
从表1可以看出，进行后发酵6个月的豆瓣样品中共检测出67种可分析挥发性呈香物质，含量最高的3类物质为醇类15种(42.01％)、酚类3种(18.8％)、酯类14种(18.09％)，共计78.68％。主要成分包括乙醇(20.11％)、4-乙基愈创木酚(16.61％)、乙酸乙酯(11.53％)、苯乙醇(10.34％)以及糠醇(4.44％)等，前5种物质相对含量之和为63.03％。
进行后发酵1年的豆瓣样品中共检测出68种可分析物质，含量最高的3类物质为酯类15种(37.13％)、醇类14种(23.71％)、醛类15种(13.53％)，共计74.32％。主要成分包括乙酸乙酯(31.57％)、4-乙基愈创木酚(10.05％)、乙醇(6.38％)、苯乙醇(6.07％)以及苯乙醛(5.1％)等，前5种物质相对含量之和为59.17％。
进行后发酵2年的豆瓣样品中共检测出71种挥发性物质，含量最高的3类物质为醇类15种(25.21％)、酚类3种(20.39％)、酯类15种(17.97％)，共计63.47％。主要成分包括4-乙基愈创木酚(16.47％)、乙酸乙酯(15.23％)、苯乙醇(10.18％)、苯乙醛(5.87％)以及乙醇(4.64％)等，前5种物质相对含量之和为52.39％。
进行后发酵3年的豆瓣样品中共检测出72种挥发性物质，含量最高的3类物质为醛类17种(24.9％)、酯类14种(24.06％)、醇类15种(18.54％)，共计67.41％。主要成分包括乙酸乙酯(16.1％)、苯乙醛(8.4％)、苯乙醇(6.01％)、4-乙基愈创木酚(5.11％)以及十三酸乙酯(4.88％)等，前5种物质相对含量之和为40.5％。
进行后发酵5年的豆瓣样品中共检测出70种挥发性物质，含量最高的3类物质为醛类18种(26.37％)、酯类13种(22.08％)、醇类14种(17.62％)，共计66.02％。主要成分包括乙酸乙酯(17.51％)、苯乙醛(9.6％)、苯乙醇(5.6％)、4-乙基愈创木酚(4.68％)以及2-乙酰基吡咯(3.57％)等，前5种物质相对含量之和为40.96％。
由表1可以看出，随着后发酵时间的延长，郫县豆瓣中挥发性呈香物质种类呈现增加的趋势，后发酵3年的豆瓣样品具有最多种类的挥发性呈香物质(72种)。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种郫县豆瓣挥发性风味物质检测及特征图谱，其特征在于，所述郫县豆瓣挥发性风味物质检测及特征图谱的12个特征峰为：
醇类4个，乙醇，保留时间5.50-5.60min；异戊醇，保留时间11.6-11.7min；糠醇，保留时间13.6-13.7min；芳樟醇，保留时间28.1-28.2min；苯乙醇，保留时间28.7-28.8min；
醛类2个，苯甲醛，保留时间3.2-3.3min；苯乙醛，保留时间28.1-28.2min；
酮类1个，紫罗兰酮，保留时间48.7-48.8min；
酯类2个，乙酸乙酯，保留时间7.7-7.8min；十二酸乙酯，保留时间52.1-52.2min；
酚类2个，2-乙基苯酚，保留时间34.9-35.0min；4-乙基愈创木酚，保留时间40.2-40.3min。
2.一种如权利要求1所述郫县豆瓣挥发性风味物质检测及特征图谱的构建方法，其特征在于，所述郫县豆瓣挥发性风味物质检测及特征图谱的构建方法包括：
步骤一，取郫县豆瓣产品，在高压均质机中均质处理，均质压力50Mpa，保持15min，降温系统保持物料25℃；
步骤二，将5g胶体磨细化处理后的郫县豆瓣放入15mL密封顶空瓶中，置于55℃水浴中平衡20min；将老化后的75μmCAR/PDMS萃取头插入顶空瓶中吸附30min，插入GC-MS进样口解析5min；
步骤三，选择气相色谱条件，载气为氦气，流速1mL/min，进样口温度250℃，不分流进样，进行升温程序；采用合适的质谱条件，利用峰面积归一化法算出各成分的峰面积，各成分峰面积与所有成分总峰面积的比值作为该成分的相对含量值；采用SPSS19.0软件对气质数据进行主成分分析；
步骤四，特征图谱的构建；根据至少6个批次不同后发酵时间的郫县豆瓣的色谱图中各色谱峰的保留时间，确定共有峰，并选取其中12个最具代表性的共有峰作为特征峰建立对照特征图谱。
3.如权利要求2所述郫县豆瓣挥发性风味物质检测及特征图谱的构建方法，其特征在于，所述步骤三中，气相色谱条件为，DB-5MS毛细管色谱柱，30m×0.25mm，0.25μm；升温程序为起始温度40℃，保持2min，再以3℃/min升至160℃，随后以6℃/min升至200℃，保留3min，以10℃/min升至230℃，保持3min。
4.如权利要求1所述郫县豆瓣挥发性风味物质检测及特征图谱的构建方法，其特征在于，所述步骤三中，质谱条件为电离方式为电子电离，离子源温度230℃，接口温度280℃，质量扫描范围40～600m/z，溶剂延迟时间2min，扫描模式Scan。
5.一种利用权利要求1所述郫县豆瓣挥发性风味物质检测及特征图谱的豆瓣。
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