基于HS-SPME-GC/MS和感官分析沙拉酱对青椒风味的影响

牛琛,奚印慈,Takuya Yanagisawa,张彩霞,王锡昌*

基于HS-SPME-GC/MS和感官分析沙拉酱对青椒风味的影响

牛琛1,奚印慈1,Takuya Yanagisawa2,张彩霞1,王锡昌1*

1. 上海海洋大学 食品学院, 上海 201306 2. 日本丘比株式会社, 日本 东京 1500002

本文分别采用顶空固相微萃取-气质联用(Headspace solid phase microextraction-mass spectrometry, HS-SPME-GC/MS)、人工感官（Sensory Evaluation）以及电子鼻(E-Nose)技术对添加过沙拉酱的螺丝椒、羊角椒、甜椒的气味成分进行分析检测。结果表明：三种青椒挥发性气味物质共检测出6大类物质（共61种），其中醇类（14种），醛类（9种），烃类（23种），酮类（6种），酯类（5种），其他（4种）。三种青椒共同含有的特征性气味物质有11种。添加沙拉酱后，人工感官结果显示三种青椒刺激性气味均降低；电子鼻PCA图谱区分指数达83，可明显区分是否添加沙拉酱；经GC-MS检测结果显示，螺丝椒、羊角椒、甜椒的共有特征性气味物质在添加过沙拉酱后分别能检测出3种、2种及3种。添加沙拉酱可以改善青椒的刺激性气味,对螺丝椒改善效果最明显。

气质联用; 感官分析; 青椒; 沙拉酱

随着我国居民对健康越来越重视，消费者尤其是在企业白领，倾向于选择少油少盐的食品，对蔬菜沙拉的喜爱增加。青椒是一种营养物质较为丰富，维生素C含量较高的蔬菜，将其在蔬菜沙拉中起到调味及增强营养的作用[1]。沙拉酱作为蔬菜沙拉中不可或缺的调料，其主要成分为大豆油，蛋清和醋，精制加工成为一种由乳化作用而形成的调味品[2]。但由于青椒具有特殊的刺激性气味，大众消费者对这种刺激性气味的敏感程度不同，含青椒的沙拉接受度受到影响，从而影响销量。气味作为风味品质的重要指标，是消费者评价蔬菜沙拉时考虑的重要因素。目前对于新鲜青椒的研究较少，据陈翰等人文章报道新鲜洛椒6号青椒的特征性气味成分为辛酸己酯、(E,E)-2,4-癸二烯醛和3-辛酮[3]。本试验旨分析青椒特征性挥发性风味成分的基础上，比较添加沙拉酱后这些特征性风味成分的改变，从而判断添加沙拉酱是否能改善青椒的刺激性气味。

本文主要运用人工感官、智能感官以及HS-SPME-GC/MS来分析挥发性风味物质。人工感官可以直观的感受挥发性风味，是气味研究的技术，通过人工感官初步确定添加沙拉酱后，青椒刺激性气味存在变化。电子鼻可以通过传感器对气味进行识别，但仅能用作定性分析，本实验采用智能感官配合人工感官的方式，进一步确认添加沙拉酱后青椒刺激性气味变化这一现象的存在。GC/MS可以对挥发性成分进行定性定量分析且结果较为准确，运用GC/MS验证青椒的特征性挥发性风味成分在添加沙拉酱发生改变。本文人工感官结合智能感官以及定性分析结合定量分析的方式来充分验证实验目的，为青椒挥发性风味研究打下基础，并结合青椒的商业用途作出了进一步分析，提供了可靠依据。

1 材料与方法

1.1 原料与仪器

本试验采用的青椒有螺丝椒、羊角椒及甜椒。分别选取大小基本一致，表面无损伤，蒂呈青绿色的螺丝椒、羊角椒、甜椒；香甜味沙拉酱，均购自临港农工商超市。

Fox 4000电子鼻Alpha MOS公司；6890-5975B气相色谱-质谱联用仪Agilent公司；手动进样手柄、萃取头(PDMS/DVB，涂层厚度65 μm)Supelco公司；5 mL电子鼻进样瓶、15 mL棕色顶空萃取瓶；2,4,6-三甲基吡啶（Trimethyl pyride, TMP，纯度>98.0%）上海安谱实验科技股份有限公司。

1.2 样品前处理

螺丝椒空白样品：取五个螺丝椒，清洗后去除蒂及籽，并将其切成5 mm×5 mm的小块，称取螺丝椒小块，加入蒸馏水，料液比为9:1，在冰浴中用搅拌机均质，制成均匀液体，标记为L-C。添加沙拉酱的螺丝椒实验样品：称取螺丝椒小块，加入甜味沙拉酱，料液比为9:1，在冰浴中用搅拌机混匀，制成均匀液体，标记为L-M。同样处理得到羊角椒空白样品Y-C，添加沙拉酱的羊角椒实验样品Y-M；甜椒空白样品T-C，添加沙拉酱的甜椒实验样品T-M。精确称取2.00±0.01 g青椒分别装入电子鼻进样瓶，分别称取5.00±0.01 g青椒、0.20 g沙拉酱装入顶空瓶中备用。

1.3 人工感官评定

首先需对感官员进行感官培训，将梯度稀释的青椒液进行乱序，请感官员以青椒气味强弱顺序排序，以此筛选感官员。分别称取2.0±0.01 g样品至15 mL棕色瓶中，以防感官员通过色泽分辨是否添加沙拉酱，在室温20 ℃中保持10 min。选取12名经培训的感官员（6男6女，上海海洋大学食品学院）对样品气味进行嗅闻打分。评分方法采用5分值：1-气味很弱，2-气味较弱，3-气味适中，4-气味较强，5-气味很强。分值越低青椒刺激性气味越弱。

1.4 电子鼻分析

电子鼻进样参考庄柯瑾[4]等人方法。采用电子鼻对添加沙拉酱前后的青椒的整体气味轮廓进行区分，本实验作采用的仪器配有18根传感器。

1.5 GC-MS分析

将含有样品的进样瓶中加入2 μL、1×10-5 mg/mL TMP，并顾赛麒[5]等人的方法稍作改动。HS-SPME条件：样品萃取温度模拟口腔温度，40 ℃萃取50 min。GC-MS检测：梯度升温，柱初温35 ℃，保持2 min，以4 ℃/min升至160 ℃，而后以10 ℃/min升至250 ℃，保持5 min。

1.6 实验数据处理

所有数据重复三次，人工感官评定和GC-MS经SPSS 19分析；电子鼻结果由电子鼻自带软件Alpha soft 14.0完成。

2 结果与分析

2.1 人工感官评定香气轮廓

人工感官结果显示羊角椒与螺丝椒刺激性程度较高，分别4.5±0.34、4.44±0.28，甜椒刺激性气味较弱，为3.11±0.30。添加了沙拉酱的羊角椒、螺丝椒及甜椒人工感官刺激性程度分别为3.28±0.29、2.06±0.47、2.11±0.39。从图1可以看出，添加沙拉酱对青椒刺激性气味的强弱均有影响，呈现了羊角椒、螺丝椒及甜椒分别下降了27.1%、58.6%、32.2%。沙拉酱对三种青椒都呈现了显著差异，显著水平为＜0.01，其中对螺丝椒刺激性气味影响最强。

2.2 电子鼻分析

电子鼻主成分分析图(PCA)结果由图1可见，横坐标表示PCA图第一主成分，其贡献度为85.889%，纵坐标表示PCA图第二主成分，其贡献度为6.841%，两者之和为92.730%，大于90%，表明6种样品间的挥发性风味成分存在差异。电子鼻区分指数越大说明样品之间差异越大。本实验PCA图区分指数为83，所以三种空白对照品L-C、Y-C及T-C与L-M、Y-M及T-M气味之间无重叠，区分度较好[6]。

图 1 电子鼻数据PCA分析图

进一步分析图1，不添加沙拉酱的青椒气味主要分布在电子鼻PCA分析图右侧，添加沙拉酱的青椒主要分布在电子鼻PCA分析图左侧。可看出沙拉酱对羊角椒气味影响较弱，而对螺丝椒气味影响较强。这与人工感官结果相接近。

2.3 原料（青椒及沙拉酱）挥发性风味物质的鉴定

由表1可知，3种青椒挥发物质共有61种，包含14种醇类，9种醛类，23种烃类，6种酮类，5种酯类，4种杂环等物质。螺丝椒，甜椒，羊角椒分别检出44,36,21种物质，共同含有有11种挥发物，分别正戊醇，正己醇，1-辛烯-3-醇、正己醛，壬醛，-环柠檬醛、右旋萜二烯，罗勒烯、乙位紫罗兰酮、水杨酸甲酯、2-甲氧基-3-异丁基吡嗪。不同辣椒的挥发性成分差异较大，将这11种挥发物作为特征性气味物质，其中正戊醇曾被报道具有杂醇气息和辣的味道；正己醇具有淡青嫩叶气息特征；正己醇曾被报道具有青香、果香；正己醛被报道具有青香、叶香；壬醛被报道具有柑橘香、花香[7]。香甜味沙拉酱可测得的挥发性风味物质共五种，分别为乙酸、异硫氰酸烯丙酯、壬醛、苯乙醛及癸醛，占挥发性风味物质总含量分别为90.47%、8.80%、0.29%、0.22%、0.22%。

表 1 螺丝椒、羊角椒及甜椒中挥发性成分的GC/MS鉴定（μg/kg，n=3）

注：ND表示未检出。*表示3种青椒共有的11种挥发性风味物质。

Note：ND means not detected. * indicates 11 volatile flavor substances common to the three green peppers.

2.4 添加沙拉酱后对螺丝椒挥发性风味的影响

由人工感官与电子鼻数据分析可得出螺丝椒在添加沙拉酱前后区分度最明显，故针对螺丝椒进行挥发性成分分析。图2表示添加沙拉酱前后螺丝椒的风味香气轮廓的传感器响应雷达图。由图可知，在T30/1,LY2/GH,LY2/AA,LY2/G,P30/2,P30/1,PA/2和T70/2传感器响应值差异较大。根据Yu HZ, Chen SS[12]分析得出这8根传感器敏感物质类型包括碳氧化合物、碳氢化合物、胺类、氨类等物质。由此可见，添加沙拉酱引起的螺丝椒整体香气轮廓的差异可能是由这几大类物质导致的。由表2可见，添加沙拉酱后，螺丝椒可检测出的挥发成分仅有5种，分别为2-庚烯醛、异硫氰酸烯丙酯、正己醛、罗勒烯及2-甲氧基-3-异丁基吡嗪。11种特征性气味仅正己醛含量增加；其余特征性挥发性风味物质无法测得。加入沙拉酱后，螺丝椒挥发性气味物质醛类物质及酯类物质相对含量显著增加，醛类物质相对含量从6.73%上升至72.04%，酯类相对含量从2.62%上升至26.79%，主要为正己醛，2-庚烯醛，硝酸戊酯。醇类物质，烃类物质，酮类物质及其他类物质相对含量显著下降。加入沙拉酱后，螺丝椒挥发成分总含量增加42.76%。

图 2 沙拉酱对螺丝椒气味影响的电子鼻数据雷达分析

螺丝椒特征性挥发性气味物质显著减少，有可能是由于沙拉酱是乳化作用形成的乳化物，沙拉酱可一定程度的将青椒的挥发性气味物质进行包埋，从而降低青椒的特殊气味，这与人工感官结果及电子鼻结果相似。添加沙拉酱后，螺丝椒的刺激性气味得到了改善。

表 2 添加沙拉酱后螺丝椒GC-MS结果/μg/kg，n=3

3 结论

人工感官结果表明螺丝椒在添加沙拉酱后，刺激性气味被掩盖的程度较强。电子鼻可以区分青椒是否添加沙拉酱，并推测螺丝椒添加沙拉酱前后区分程度较明显。通过18根传感器数据显示，螺丝椒在T30/1、LY2/GH、LY2/AA、LY2/G、P30/2、P30/1、PA/2和T70/2这八根传感器响应值差异较大。螺丝椒，甜椒，羊角椒挥发性气味物质分别检出44，36，21种物质。青椒的挥发性物质成分种类较多的主要是醇类，烃类，酯类和其他类物质，三种青椒共同挥发性气味物质有11种，为正戊醇，正己醇，1-辛烯-3-醇，正己醛，壬醛，β-环柠檬醛，右旋萜二烯，罗勒烯，乙位紫罗兰酮，水杨酸甲酯，2-甲氧基-3-异丁基吡嗪。通过比较分析可以发现，加入沙拉酱后，对青椒刺激性风味有改善，添加沙拉酱对螺丝椒气味改善最明显。

[1] 金龙飞.食品与营养学[M].北京:中国轻工业出版社,1999:47

[2] 陈翰,罗安伟,陈旭蕊,等.青椒新鲜度与其挥发性气味成分的关系[J].食品科学,2016,37(7):66-71

[3] 徐文斌,木村守,吴炯华,等.食用沙拉酱对部分血脂指标的影响[J].食品科学,2012,33(23):301-304

[4] 庄柯瑾,王帅,王锡昌,等.饲料中不同水平花生四烯酸对中华绒螯蟹气味物质的影响[J].食品工业科技,2015,36(17):275-280,285

[5] 顾赛麒,王锡昌,陶宁萍,等.顶空固相微萃取-气质联用及电子鼻技术检测中华绒螯蟹不同可食部位中的香气成分 [J].食品科学,2013,34(18):239-244

[6] Dutta R, Kashwan KR, Bhuyan M,Electronic nose based tea quality standardization[J]. Neural Networks, 2003,16(5-6):847-853

[7] 卢静茹,林向阳,张如,等.HS-SPME-GC-MS联用分析美国巴旦木香气成分[J].食品科学,2015,36(2):120-125

Effect of Sweet Mayonnaise on the Flavor of Green Peppers by HS-SPME-GC/MS and Sensory Evaluation

NIU Chen1, XI Yin-ci1, TAKUYA Yanagisawa2, ZHANG Cai-xia1, WANG Xi-chang1*

1.201306,2.1500002,

Sensory evaluation, electronic nose (E-Nose) and headspace solid phase microextraction-mass spectrometry (HS-SPME-GC/MS) were used to analyze the odor components of screw pepper, capsicum, sweet pepper with sweet mayonnaise respectively. The results showed that six kinds of volatile odors were detected in three kinds of green peppers, including 14 kinds of alcohols, 9 kinds of aldehydes, 23 kinds of hydrocarbons, 6 kinds of ketones, 5 kinds of esters, and others. There were 11 characteristic odor compounds in three kinds of green peppers totally. After adding mayonnaise, the artificial sensory results showed that the irritating odor of green pepper decreased; the PCA fingerprint discrimination index of electronic nose reached 83, which could clearly be distinguished whether mayonnaise was added or not; the GC-MS results showed that the 11 kinds of common characteristic odors in three peppers with mayonnaise could only detect three, two and three kinds respectively. Mayonnaise could improve the irritating smell of green pepper.

Gas chromatography-mass spectrometry; sensory evaluation; green peppers; sweet mayonnaise; flavor

TS207.3

A

1000-2324(2019)04-0692-05

2018-03-24

2018-05-07

牛琛(1995-),女,硕士研究生,研究方向为食品营养与风味. E-mail:jess0107@126.com

Author for correspondence. E-mail:xcwang@shou.edu.cn