基于超快速气相电子鼻与 GC–FID/Qtof 联用鉴定阿胶中关键香气化合物的研究

　　阿胶是以驴皮为主要原料，辅以黄酒、糖、大豆油等药材经熬制而成的传统滋补食品和中药成分，作为传统中药瑰宝，其独特的香气历来是评判品质优劣的重要指标。不同品质的阿胶通常存在显著的气味差异，不仅影响消费者的感官体验，更反映产品在生产地、原料、水质和工艺等方面的不同。本研究结合感官评估、超快速气相电子鼻和气相色谱-飞行离子质谱（GC–FID/Qtof）技术，对不同品牌阿胶的挥发性物质进行全面评估，鉴定其关键气味物质并揭示气味差异。

 

 

　　阿胶样品感官评估结果如图1所示。阿胶样品均表现出烤香、壤香和甜味（≥1级），而青香、糊味和腥味则在部分样品中无法察觉（0级）。具体而言，东阿牌阿胶的主要气味特征为甜香，其中东阿普通款的甜味较腻（5级），黑驴皮款次之、呈现适宜的甜香味，九朝款的甜味最弱、呈现独特的青香味，东阿11年款则呈现出刺激性气味和强烈的焦糊味。此外，非东阿牌阿胶的气味特征与东阿牌存在显著差异：非东阿牌阿胶主要呈现腥味，以A牌腥味最强且呈腥臭味，C牌次之，B牌的腥味较弱且呈腥酸味。

 

 

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　　挥发性风味化合物的差异分析

 

　　应用超快速气相电子鼻技术辨识各品牌阿胶的气味特征，结果如图2所示，阿胶的VOCs主要在前120s被检测到，各样品VOCs出峰时间相似，但响应强度存在差异。这表明阿胶间的气味差异可能来源于特定VOCs的释放量不同。为进一步阐明样品间差异，将东阿牌样品（包括普通款、黑驴皮款和九朝款）与其他样品（东阿11年款、A牌、B牌和C牌阿胶）进行对比分析，筛选出分离度大于0.6、差异显著的前15个差异化合物（图3）。由图可见，东阿11年款、A牌、B牌和C牌阿胶中差异化合物的释放量均高于东阿牌样品，表明这四种样品与东阿牌样品之间的气味差异主要来源于差异化合物的过高释放。为定性差异物质，结合GC–FID/Qtof技术，可检索的组分如表1所示。非东阿牌与东阿阿胶的气味差异主要来源于醛类、吡嗪类及含硫VOCs的较高释放。

　　图2 不同品牌阿胶的气相电子鼻MXT-5柱（a）和MXT-1701柱（b）色谱叠加图

 

　　表1 基于气相电子鼻筛选的差异物质

 

 

 

　　主成分分析（PCA）是应用普遍的多元统计方法，通过数据转化和降维，使样品间的组分差异以可视化的形式呈现。基于超快速气相电子鼻的PCA结果如图4所示，第一主成分（PC1）的方差贡献率为36.9%，第二主成分（PC2）达30.1%，累计贡献率为67%，说明该模型可有效反映样品的主要信息和预测样品间差异。各类阿胶样品所处位置独立、无重叠，且能在较高方差贡献率的PC1上与东阿牌阿胶产生明显分离，这表明通过VOCs的释放差异可有效区分不同类别的阿胶样品。综上，超快速气相电子鼻为快速评估阿胶样品及其品质差异提供了一种高效的分析手段。

　　图4 阿胶样品经气相电子鼻分析的PCA图

 

 

　　采用GC–FID/Qtof技术对不同品牌阿胶的VOCs及其气味特征进行了全面分析。如表2所示，共鉴定出33种挥发性组分，包括醛类5种、酮类5种、吡嗪7种、烷烃8种、醇类3种、含硫化合物2种、含硅化合物2种及酸类1种。其中，醛类、吡嗪类和烷烃类VOCs的释放最为显著，占总挥发性有机物（TVOC）的84.8%~95.1%（图5（a）），表明这三类化合物是阿胶VOCs的主要成分。

 

　　在可评估气味影响的21种组分中，醛类（OAV值211.0~12654.4）和吡嗪类（OAV值9.5~215.8）化合物表现出最强的气味活性，其合计贡献超过总OAV值的97%（图5（b））。这进一步证实了醛类和吡嗪类化合物在阿胶气味特征中的主导作用。尽管不同阿胶释放的挥发性组分和香气成分相似，但其释放量存在显著差异，这一发现与气相电子鼻的分析结果一致。上述结果表明，醛类和吡嗪类化合物不仅对阿胶的VOC释放量有显著贡献，同时也是决定其气味特征的关键物质。

 

　　表2 基于GC-FID/Qtof测定的各品牌阿胶的VOC释放量（μg/kg）及其OAV值

 

 

 

 

　　图5 各类阿胶VOCs释放（a）及其OAV值（b）的贡献占比

 

 

　　各类阿胶在气味成分上存在显著差异，主要体现在醛类、吡嗪类及含硫化合物的释放量及其气味活性上。醛类是阿胶甜香、青香和壤香的主要来源，其引发的气味因释放量不同而异，如东阿九朝款因适量己醛（18.0μg/kg）呈现青香特征，而东阿11年款则因己醛过量（175.5μg/kg）产生刺激性气味。吡嗪类VOCs如2，3，5–三甲基吡嗪和2–乙基–3，6–二甲基吡嗪能赋予阿胶烤香和焦香，但其在非东阿品牌样品中过高的释放会导致焦糊味而降低阿胶品质。此外，含硫化合物如二甲基三硫在A牌和C牌阿胶中贡献腥味，而酮类和醇类因气味阈值较高影响较弱。烷烃类则对整体气味无明显影响。这些差异反映了阿胶原料、工艺与气味特征的关联性，其中东阿黑驴皮制备的阿胶因适宜的醛类和吡嗪类释放量表现出更协调的风味，而其他阿胶样品因特定组分过量导致气味缺陷。