孜然是傘形科的一種，又名小茴香，一年或兩年生草本植物，果實細長，兩端狹窄，長約0.6 mm，寬約1.5 mm，4-5月開花，6-7月結(jié)果。“孜然” 名稱來自維吾爾語的音譯，因多在阿拉伯地區(qū)種植，故又名阿拉伯茴香等。孜然種子具有強烈的特殊氣味和帶有甜、苦、辣，是一種典型調(diào)味香料，又是全球第二大調(diào)味品，人類使用孜然的文明史已經(jīng)有兩千多年，孜然，作為一種藥食同源的食材，以其卓越的藥用價值，成為了備受推崇的食品調(diào)味品。
總結(jié)發(fā)現(xiàn)，前期文獻報道對孜然的研究多集中在化學(xué)組成和生物活性上，對于孜然香氣成分組成的深入研究和分析較少，而這些香氣成分也可能在孜然的感官和功能特性中起關(guān)鍵作用 本文將從分子層面出發(fā)，利用HS-SPME、GC-MS、GC-MS/O對孜然進行感官評估和分析檢測，重點闡述其孜然香氣成分的組成和特征香氣成分，揭示其獨特的風(fēng)味特征。
一、材料與方法
01實驗材料
新疆孜然種子作為實驗材料，保存在4 ℃冰柜中冷藏；仲辛醇
02實驗儀器
低溫連續(xù)相變萃取裝置；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀；氣質(zhì)聯(lián)用/嗅聞儀；固相微萃取萃取頭；電子天平；中草藥萬能粉碎機；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀。
03孜然感官評價
選用定量描述分析法，在食品質(zhì)量與安全專業(yè)學(xué)生中，挑選5名成員，組成感官評價小組。為了確保評估結(jié)果準確，請評估小組成員評估前12 h內(nèi)不要吸煙，飲酒和吃辛辣刺激性食物。為評估組成員提供孜然氣味相關(guān)訓(xùn)練，使他們認識孜然風(fēng)味特性。確定孜然氣味的描述詞匯表為：孜然味、香甜味、薄荷味、木質(zhì)味、鮮花味、橘子味、泥土味、辛辣味、咸香味。感官評價小組成員統(tǒng)一按照十點標度對孜然精油進行評價，其中文語義見表1。
04孜然揮發(fā)性物質(zhì)的GC-MS分析
（1）前處理：將實驗用孜然粒放入提式粉碎機粉碎，密封于試劑瓶內(nèi)，儲存于冰箱干燥備用。
（2）孜然香氣物質(zhì)的提取：用兩種方式對孜然香氣物質(zhì)進行提?。?br>HS-SPME：取40 mL頂空瓶，編號，分別 加入1 g粉碎的孜然種子，加入0.5 g鹽產(chǎn)生鹽析作 用，再加入1 μL仲辛醇內(nèi)標，壓緊瓶蓋。纖維萃取 頭在GC-MS進樣口活化后插入頂空瓶萃取，萃取 溫度50 ℃，萃取30 min。
低溫連續(xù)相變法：稱取孜然粉末140.0 g，粉碎至一定粒度后裝入低溫連續(xù)相變萃取釜內(nèi)密封 并設(shè)置相關(guān)萃取參數(shù)，實現(xiàn)低溫連續(xù)相變萃取作業(yè)，萃取時間3 h，萃取壓力0.5 MPa，萃取溫度40 ℃， 解析溫度50 ℃，泵流速40 L/h。將萃取得到的孜然 精油原油放入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中35 ℃旋蒸，進行脫氣，得到孜然精油。
（3）孜然香氣物質(zhì)的GC-MS分析條件：HS-SPME GC-MS分析條件；低溫連續(xù)相變GC-MS分析條件05孜然揮發(fā)性物質(zhì)的GC-O/MS感官分析取經(jīng)低溫連續(xù)相變萃取的孜然精油1 μL上GC檢測，得到樣品中各化合物的保留時間，GC-O/MS感官分析條件與GCMS分析條件保持一致。在GC-O/MS分析中，嗅聞口與 MS端的分流比例為7:3，嗅聞口溫度為260 ℃。5名成員分別對樣品進行嗅聞描述，記錄每種氣味的嗅聞時間，并對所聞到的氣味進行感官描述，每個樣品重復(fù)進行5次。06數(shù)據(jù)分析定性：NIST譜庫檢索，采用C6~C 25正構(gòu)烷烴 保留指數(shù)（Retention Index, RI）為標準，計算試驗樣品的實際保留指數(shù)，并將其與質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫中檢索到的結(jié)果以及標準化合物進行比較，結(jié)合AMDIS軟件解卷積，對所得化合物進行定性分析。
定量：內(nèi)標校準法；采用1 μL仲辛醇作為內(nèi)標溶液，用于計算被測組分的相對含量。
二、結(jié)果與討論
01孜然感觀分析結(jié)果
通過采用定量描述分析法對孜然進行感官評價，得出九個關(guān)鍵的孜然香氣成分描述詞（表2）。 雷達圖顯示（圖1），在整個孜然樣品中，孜然呈現(xiàn)出濃郁的孜然味與咸香味，這兩種風(fēng)味是該孜然中最為顯著的；其余得分比較高的風(fēng)味是辛辣味與木質(zhì)味，其余風(fēng)味則比較平均，得分最低的是薄荷味。
02孜然揮發(fā)性物質(zhì)的GC-MS分析結(jié)果
同前期文獻報道檢測出27、32、34、33個峰相比，本研究共有99種孜然揮發(fā)性物質(zhì)被檢測出來，其中烯烴、醇類、醛類、酮類、酯 類、酚類、烷烴類、呋喃類、酸類和其他類，詳見表3。在孜然的揮發(fā)性成分物質(zhì)組成中，烯烴類和醛類物質(zhì)占據(jù)了最為顯著的地位。
03孜然GC-O/MS結(jié)果
在GC-O/MS分析中，前期文獻檢測到的揮發(fā)性化合物僅為8-14個，鑒定出的化合物最多也僅有11 種。在本研究中，可以確定孜然中的18種關(guān)鍵呈香成分。通過查詢物質(zhì)的嗅覺閾值，可以計算出該物質(zhì)的香氣活性值（Odor Activity Value, OAV）值，被廣泛認可的觀點是，那些OAV值 超過1的芳香族化合物對物質(zhì)的整體香氣貢獻顯著，因此可以被視為具有獨特特征的芳香化合物。隨著OAV值的增加，其對香氣的貢獻也隨之顯著提升。由計算結(jié)果得出，孜然中主要致香成分包括α-蒎烯、β-蒎烯、γ-松油烯、D-檸檬烯、α-水 芹烯、α-松油醇、3-蒈烯、對傘花烴、4-異丙基苯甲醛、茴香腦。
三、結(jié)論
本研究采用HS-SPME與低溫連續(xù)相變提取孜然香氣物質(zhì)，盡可能避免了孜然香氣成分的丟 失，以深入研究孜然的香氣成分組成和特征香氣成分，為其獨特風(fēng)味、調(diào)味功能的研究提供了部分科學(xué)依據(jù)，為其在食品調(diào)味方面的應(yīng)用提供了科學(xué)指導(dǎo)。
總結(jié)發(fā)現(xiàn)，前期文獻報道對孜然的研究多集中在化學(xué)組成和生物活性上，對于孜然香氣成分組成的深入研究和分析較少，而這些香氣成分也可能在孜然的感官和功能特性中起關(guān)鍵作用 本文將從分子層面出發(fā)，利用HS-SPME、GC-MS、GC-MS/O對孜然進行感官評估和分析檢測，重點闡述其孜然香氣成分的組成和特征香氣成分，揭示其獨特的風(fēng)味特征。
一、材料與方法
01實驗材料
新疆孜然種子作為實驗材料，保存在4 ℃冰柜中冷藏；仲辛醇
02實驗儀器
低溫連續(xù)相變萃取裝置；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀；氣質(zhì)聯(lián)用/嗅聞儀；固相微萃取萃取頭；電子天平；中草藥萬能粉碎機；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀。
03孜然感官評價
選用定量描述分析法，在食品質(zhì)量與安全專業(yè)學(xué)生中，挑選5名成員，組成感官評價小組。為了確保評估結(jié)果準確，請評估小組成員評估前12 h內(nèi)不要吸煙，飲酒和吃辛辣刺激性食物。為評估組成員提供孜然氣味相關(guān)訓(xùn)練，使他們認識孜然風(fēng)味特性。確定孜然氣味的描述詞匯表為：孜然味、香甜味、薄荷味、木質(zhì)味、鮮花味、橘子味、泥土味、辛辣味、咸香味。感官評價小組成員統(tǒng)一按照十點標度對孜然精油進行評價，其中文語義見表1。
04孜然揮發(fā)性物質(zhì)的GC-MS分析
（1）前處理：將實驗用孜然粒放入提式粉碎機粉碎，密封于試劑瓶內(nèi)，儲存于冰箱干燥備用。
（2）孜然香氣物質(zhì)的提取：用兩種方式對孜然香氣物質(zhì)進行提?。?br>HS-SPME：取40 mL頂空瓶，編號，分別 加入1 g粉碎的孜然種子，加入0.5 g鹽產(chǎn)生鹽析作 用，再加入1 μL仲辛醇內(nèi)標，壓緊瓶蓋。纖維萃取 頭在GC-MS進樣口活化后插入頂空瓶萃取，萃取 溫度50 ℃，萃取30 min。
低溫連續(xù)相變法：稱取孜然粉末140.0 g，粉碎至一定粒度后裝入低溫連續(xù)相變萃取釜內(nèi)密封 并設(shè)置相關(guān)萃取參數(shù)，實現(xiàn)低溫連續(xù)相變萃取作業(yè)，萃取時間3 h，萃取壓力0.5 MPa，萃取溫度40 ℃， 解析溫度50 ℃，泵流速40 L/h。將萃取得到的孜然 精油原油放入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中35 ℃旋蒸，進行脫氣，得到孜然精油。
（3）孜然香氣物質(zhì)的GC-MS分析條件：HS-SPME GC-MS分析條件；低溫連續(xù)相變GC-MS分析條件05孜然揮發(fā)性物質(zhì)的GC-O/MS感官分析取經(jīng)低溫連續(xù)相變萃取的孜然精油1 μL上GC檢測，得到樣品中各化合物的保留時間，GC-O/MS感官分析條件與GCMS分析條件保持一致。在GC-O/MS分析中，嗅聞口與 MS端的分流比例為7:3，嗅聞口溫度為260 ℃。5名成員分別對樣品進行嗅聞描述，記錄每種氣味的嗅聞時間，并對所聞到的氣味進行感官描述，每個樣品重復(fù)進行5次。06數(shù)據(jù)分析定性：NIST譜庫檢索，采用C6~C 25正構(gòu)烷烴 保留指數(shù)（Retention Index, RI）為標準，計算試驗樣品的實際保留指數(shù)，并將其與質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫中檢索到的結(jié)果以及標準化合物進行比較，結(jié)合AMDIS軟件解卷積，對所得化合物進行定性分析。
定量：內(nèi)標校準法；采用1 μL仲辛醇作為內(nèi)標溶液，用于計算被測組分的相對含量。
二、結(jié)果與討論
01孜然感觀分析結(jié)果
通過采用定量描述分析法對孜然進行感官評價，得出九個關(guān)鍵的孜然香氣成分描述詞（表2）。 雷達圖顯示（圖1），在整個孜然樣品中，孜然呈現(xiàn)出濃郁的孜然味與咸香味，這兩種風(fēng)味是該孜然中最為顯著的；其余得分比較高的風(fēng)味是辛辣味與木質(zhì)味，其余風(fēng)味則比較平均，得分最低的是薄荷味。
02孜然揮發(fā)性物質(zhì)的GC-MS分析結(jié)果
同前期文獻報道檢測出27、32、34、33個峰相比，本研究共有99種孜然揮發(fā)性物質(zhì)被檢測出來，其中烯烴、醇類、醛類、酮類、酯 類、酚類、烷烴類、呋喃類、酸類和其他類，詳見表3。在孜然的揮發(fā)性成分物質(zhì)組成中，烯烴類和醛類物質(zhì)占據(jù)了最為顯著的地位。
03孜然GC-O/MS結(jié)果
在GC-O/MS分析中，前期文獻檢測到的揮發(fā)性化合物僅為8-14個，鑒定出的化合物最多也僅有11 種。在本研究中，可以確定孜然中的18種關(guān)鍵呈香成分。通過查詢物質(zhì)的嗅覺閾值，可以計算出該物質(zhì)的香氣活性值（Odor Activity Value, OAV）值，被廣泛認可的觀點是，那些OAV值 超過1的芳香族化合物對物質(zhì)的整體香氣貢獻顯著，因此可以被視為具有獨特特征的芳香化合物。隨著OAV值的增加，其對香氣的貢獻也隨之顯著提升。由計算結(jié)果得出，孜然中主要致香成分包括α-蒎烯、β-蒎烯、γ-松油烯、D-檸檬烯、α-水 芹烯、α-松油醇、3-蒈烯、對傘花烴、4-異丙基苯甲醛、茴香腦。
三、結(jié)論
本研究采用HS-SPME與低溫連續(xù)相變提取孜然香氣物質(zhì)，盡可能避免了孜然香氣成分的丟 失，以深入研究孜然的香氣成分組成和特征香氣成分，為其獨特風(fēng)味、調(diào)味功能的研究提供了部分科學(xué)依據(jù)，為其在食品調(diào)味方面的應(yīng)用提供了科學(xué)指導(dǎo)。
