制作工艺对云南甘蓝冲菜中异硫氰酸酯的影响研究

2018-06-13陶亦垣黄文忠张维儒张为珍熊安娃乔永锋

中国调味品 2018年6期

陶亦垣，黄文忠，张维儒，张为珍，熊安娃，乔永锋

(昆明学院化学科学与技术系，昆明 650214)

冲菜又叫辣菜，是具有云南特色的小菜之一，其味清淡爽口，可健脾开胃，深受云南人的喜爱。冲菜的风味与芥末有相似之处，均由异硫氰酸酯类化合物带来“冲”的风味，但芥末的“冲”主要是由异硫氰酸丙酯、异硫氰酸丁酯和异硫氰酸环戊酯引起，风味相对单一，而冲菜的风味除了有以上3种异硫氰酸酯，还有异硫氰酸异丁酯、异硫氰酸丁烯酯、异硫氰酸异戊酯和异硫氰酸苯乙酯等多种异硫氰酸酯，这对冲菜柔和醇厚的口感有一定贡献[1，2]。近年来，由于异硫氰酸酯类化合物在抗肿瘤、抑菌、杀虫等方面表现出较好的生理活性[3-6]，异硫氰酸酯的制备、测定受到了越来越多的关注[7-9]。

目前，由十字花科植物水解制备异硫氰酸酯的原料主要是辣根、山葵、芥菜等[10，11]，甘蓝作为云南常见的十字花科蔬菜，经过水烫、焖制常用于制作冲菜，再根据口味需求添加调料制作成凉菜或者炒菜食用。在制作甘蓝冲菜的过程中，尚无通过控制工艺条件来达到对冲菜中异硫氰酸酯种类和含量进行控制的研究，本研究以甘蓝为原料，以气质联用仪为监测手段，通过正交试验，系统研究了冲菜制作工艺对冲菜中异硫氰酸酯种类和含量的影响，为甘蓝冲菜的开发提供了理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料

甘蓝：产地云南，购于超市，于冰箱中保鲜。

1.2 仪器和试剂

Agilent7890A-5975C气相色谱-质谱联用仪；西贝乐SQ2119N多功能料理机；800电动离心机；有机针头滤器(直径13 mm，孔径0.45 μm)：天津东康科技有限责任公司；瑞士Buchi R200恒温水浴锅。

乙腈(AR，天津市百世化工有限公司)；石油醚(AR，天津市富宇精细化工有限公司)。

1.3 实验方法

1.3.1 制作冲菜

称取400 g新鲜的去叶甘蓝茎，放在90 ℃的恒温水浴锅中热烫特定时间后，迅速取出除去大部分水，放入特定温度预热后的密闭容器中，转入已设定温度的烘箱中焖制一定时间后，取出备用。

1.3.2 异硫氰酸酯的提取

将冲菜用剪刀截成1～2 cm的小段，选用料理机榨汁组合将冲菜段放入，粉碎3 min呈现鲜绿色的蔬菜泥，转移到500 mL烧瓶中加入70 mL乙腈塞上橡胶塞剧烈震摇，30 min后取出离心2 min (3000 r/min)，收集上层淡黄色乙腈提取液。滤渣再放回500 mL烧杯中加入60 mL乙腈震摇30 min，用7层医用纱布包裹挤压收集滤液再次离心2 min(3000 r/min)，合并乙腈溶液再离心2 min(3000 r/min)，收集上层乙腈提取液备用。

1.3.3 异硫氰酸酯的浓缩

将前步收集到的乙腈提取液转移到25 mL纳氏比色管中，每管装20 mL并加入5 mL石油醚轻轻摇晃10 min，放入冰箱冷冻室，静置30 min，分液收集上层石油醚层，重复萃取3次；合并石油醚层，自然挥发至1 mL，过滤到样品瓶中即得供试品溶液。

1.4 GC/MS条件

1.4.1 色谱条件

色谱柱：HP-5(19091J-433)，毛细管色谱柱(30 mm×0.25 mm，0.25 μm )；柱箱程序：初始温度50 ℃，保温2 min，以10 ℃/min的升温速率升至280 ℃，保温5 min；进样口温度：280 ℃；进样量：1 μL；载气：N2；流速：1.0 mL/min；分流比：25∶1。

1.4.2 质谱条件

电离方式：电子轰击(EI)离子源；电离电压：70 eV；传输线温度：280 ℃；离子源温度：280 ℃；扫描质量范围：20.0～500.0 amu。根据美国NIST 2008标准谱库检索并参考相关文献对组分进行鉴定。

2 结果与讨论

2.1 操作温度控制方式的选择

自然条件下热烫和焖制过程中，容器内温度受外界影响较大，为了更准确地控制反应温度，得到最佳焖制温度和焖制时间，本实验事先设定烘箱温度为热烫和焖制操作时的保温温度，尽量减少偶然因素的影响。

2.2 异硫氰酸酯的提取操作

石油醚、乙酸乙酯、乙腈、丙酮、乙醇对异硫氰酸酯的提取率依次降低[12]，通过使用石油醚、乙酸乙酯、乙醇分别进行提取，发现这些溶剂除乙腈外对叶绿素都具有较高的提取率，而叶绿素对GC/MS的色谱柱危害极大不能进样，但直接使用乙腈萃取又存在溶剂量大、浓缩不方便的问题。经过多次尝试，最终决定采用先乙腈提取再用相对石油醚萃取。

在使用石油醚萃取乙腈提取液中异硫氰酸酯时会出现不同程度的乳化，常用的破乳手段有加热、低温、超声3种，据文献报道[13]，在有水的条件下加热、超声会使异硫氰酸酯快速分解，当加热温度大于25 ℃后，温度越高，分解速度提升越快，故本实验选用低温静置的方法破乳。

2.3 单因素实验

2.3.1 热烫时间单因素实验

在焖制温度90 ℃、焖制时间10 min的条件下，分别热烫5,10,25,45,60 s，结果见表1。

表1 热烫时间对异硫氰酸酯种类和含量的影响

由表1可知，热烫时间为5，10，25，45，60 s时，异硫氰酸酯的种类分别有5，4，4，7，4种，其中烯丙基异硫氰酸酯、异硫氰酸正戊酯和异硫氰酸苯乙酯出现在每个实验中，且含量与热烫时间大体呈现正相关现象。在热烫时间为45 s时，所检测到的异硫氰酸酯种类、含量都是最高的，本实验选择热烫时间为45 s。

2.3.2 焖制温度单因素实验

固定热烫时间为45 s、焖制时间为10 min的条件下，焖制温度分别为40，50，60，70，80，90 ℃，结果见表2。

表2 焖制温度对异硫氰酸酯种类和含量的影响

在90 ℃下热烫45 s后，分别在40，50，60，70，80，90 ℃的环境温度下焖制，异硫氰酸酯种类分别为2，4，3，3，5，4种。50，80 ℃实验中异硫氰酸酯的总含量很接近，但因为80 ℃时异硫氰酸酯的种类更多，所以80 ℃更为适合制作冲菜。

2.3.3 焖制时间单因素实验

固定热烫时间为45 s、焖制温度为80 ℃的条件下，分别焖制0，10，20，30 min，结果见表3。

表3 焖制时间对异硫氰酸酯种类和含量的影响

在热烫时间为45 s、焖制温度为80 ℃的条件下，分别焖制0，10，20，30 min后，异硫氰酸酯种类分别为3，4，2，2种。当焖制时间大于10 min后，异硫氰酸酯的种类与含量都快速降低，这可归因于异硫氰酸酯易水解的性质。3-丁烯基异硫氰酸酯、异硫氰酸正戊酯和异硫氰酸苯乙酯的含量与焖制时间(10～30 min)成反相关，本实验选择焖制时间为10 min。

2.4 正交实验

2.4.1 直观分析

为了更全面地考察各因素，采用L9(33)正交实验研究各因素对异硫氰酸酯含量的影响，见表4。实验结果见表5。

表4 冲菜加工工艺正交因素水平表

表5 冲菜加工工艺对异硫氰酸酯含量影响正交设计结果表

由极差大小可判断：A，B，C 3个因素对异硫氰酸酯含量的影响主次顺序为热烫时间>焖制温度>焖制时间。由表4和表5可知，最佳的工艺为A2B2C3，即热烫时间为45 s，焖制温度为80 ℃，焖制时间为15 min。即得出在以90 ℃为热烫时间时最佳的制作工艺条件是：热烫时间为45 s，焖制温度为80 ℃，焖制时间为15 min。

2.4.2 方差分析

方差分析见表6 。

表6 方差分析表

由表6可知，F比

3 结论

本文以甘蓝为原料，经热烫、焖制工艺制作云南家庭小菜——冲菜，采用气相色谱-质谱联用仪分析，单因素实验发现：烯丙基异硫氰酸酯、6-甲硫基异硫氰酸酯、异硫氰酸正戊酯的含量与热烫时间(5～60 s)成正相关；3-丁烯基异硫氰酸酯、异硫氰酸正戊酯和异硫氰酸苯乙酯的含量与焖制时间(10～30 min)成反相关。热烫温度90 ℃时，L9(33)正交实验筛选出最佳的处理工艺为：热烫时间45 s、焖制温度80 ℃、焖制时间15 min。

参考文献：

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