葡萄籽超微粉添加對(duì)曲奇餅干香氣的影響

楊宇迪，程 湛，滿(mǎn) 媛，李景明*

葡萄籽超微粉添加對(duì)曲奇餅干香氣的影響

楊宇迪，程 湛，滿(mǎn) 媛，李景明*

（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083）

將葡萄籽超微粉碎并添到曲奇餅干中，探究其對(duì)曲奇餅干香氣成分及感官品質(zhì)的影響。采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀分別檢測(cè)了普通葡萄籽粉、葡萄籽超微粉及添加超微粉前后曲奇餅干的香氣成分，并結(jié)合偏最小二乘判別分析法研究葡萄籽超微粉對(duì)曲奇餅干香氣成分的影響。結(jié)果顯示，超微粉碎后香氣物質(zhì)的種類(lèi)雖未發(fā)生明顯的改變，但香氣成分的相對(duì)含量顯著增加。葡萄籽超微粉添加比例為5%時(shí)，烘烤香比較濃郁。當(dāng)添加比例達(dá)到10%時(shí)，曲奇餅干整體風(fēng)味較為復(fù)雜，包括苦杏仁味、香蕉味、水果味/青草味、面包味以及堅(jiān)果味。采用9 點(diǎn)享樂(lè)法感官品評(píng)結(jié)果可以看出，葡萄籽的添加可以為餅干帶來(lái)可感知的變化，添加比例為5%時(shí)，香氣得分最高。葡萄籽超微粉會(huì)給曲奇餅干香氣帶來(lái)積極的影響，添加比例在10%以?xún)?nèi)均可被消費(fèi)者接受。

曲奇餅干；葡萄籽超微粉；風(fēng)味；感官品質(zhì)；偏最小二乘判別分析

葡萄是世界上產(chǎn)量最大的水果之一，全球每年葡萄產(chǎn)量為6 800萬(wàn) t，其中3 800萬(wàn) t用于加工，每年生產(chǎn)葡萄酒和葡萄汁產(chǎn)生的葡萄皮渣大約250萬(wàn) t[1]。研究表明葡萄皮渣中蘊(yùn)含大量有價(jià)值、高活性成分，包括有機(jī)酸鹽、檸檬酸、葡萄籽油、凝膠、支鏈淀粉、膳食纖維以及酚類(lèi)化合物，可開(kāi)發(fā)多種具有功能性的食品。葡萄酒生產(chǎn)的廢棄物還可以作為土壤改良劑和化肥使用[2]。如將此類(lèi)副產(chǎn)物有效利用便可創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益[3]。

葡萄籽是葡萄皮渣中重要的組成部分。葡萄籽中纖維素含量較高，約占40%，其次是脂肪16%、蛋白質(zhì)11%、多酚7%，還有一些維生素、礦物質(zhì)等[4]。近年來(lái)對(duì)葡萄籽的開(kāi)發(fā)利用多集中在葡萄籽油及以原花青素為主的葡萄籽多酚方面[5-7]。葡萄籽因含大量亞油酸和VE，具有很強(qiáng)的抗氧化以及降低膽固醇和預(yù)防心臟病的功能[6]。Maier等[8]發(fā)現(xiàn)脫脂后的葡萄籽殘?jiān)腥跃哂写罅康姆宇?lèi)化合物，具有很強(qiáng)的抗氧化活性。因此，脫脂后的葡萄籽粉仍然具有較大的開(kāi)發(fā)價(jià)值。

超微粉碎是一種新型的食品加工技術(shù)，它是指通過(guò)對(duì)物料進(jìn)行碾磨、沖擊、剪切等作用，將物料粉碎至10～25 μm以下的過(guò)程[9]。這種技術(shù)避免了化學(xué)試劑的引入所帶來(lái)的溶劑殘留及功能性成分的破壞，因而其在食品及飼料領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。超微粉碎技術(shù)處理后的姜粉流動(dòng)性、溶解性、持水力增加，更適合速溶和方便食品的加工，更容易被消化吸收[10]。利用超微粉碎技術(shù)處理葡萄皮渣后，可以有效地粉碎纖維素至亞微米大小，隨著顆粒的降低，持水能力、膨脹能力、脂結(jié)合能力等有所下降，不溶性膳食纖維向可溶性膳食纖維轉(zhuǎn)化，除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼以外的抗氧化實(shí)驗(yàn)均呈現(xiàn)活性增強(qiáng)[11]。這項(xiàng)技術(shù)在膳食纖維領(lǐng)域的應(yīng)用起到了重要作用[12]。與普通葡萄籽粉相比，超微粉碎處理后原花青素含量有明顯提高，而對(duì)不飽和脂肪酸的影響較小，保留率較高[13]。此外，超微粉碎技術(shù)還可以大幅度提升香菇柄中活性多糖的利用率[14]，提高香菇多酚的溶出率及抗氧化活性[15]，顯著提高油菜花粉中槲皮素和山柰素的溶出率[16]。為滿(mǎn)足消費(fèi)者對(duì)于健康飲食的需求及對(duì)食品加工副產(chǎn)物的綜合開(kāi)發(fā)利用，將具有抗氧化成分和膳食纖維的工業(yè)副產(chǎn)物添加至焙烤食品中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。Ajila等[17]向軟面團(tuán)餅干中添加了芒果皮粉，以改善其膳食纖維含量及抗氧化活性。Devinder等[18]將土豆皮粉添加至餅干中，以增加餅干中膳食纖維含量。Zlatica等[19]將蘋(píng)果皮渣中的膳食纖維和抗氧化成分添加至餅干，探究其對(duì)餅干物理化學(xué)性質(zhì)的影響。

本研究的目的是將脫脂后的葡萄籽粉進(jìn)行超微粉碎，添加到曲奇餅干中。通過(guò)氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）方法檢測(cè)其香氣成分，結(jié)合偏最小二乘判別分析（partial least squares-discriminate analysis，PLS-DA），研究添加葡萄籽超微粉對(duì)曲奇餅干風(fēng)味成分及感官品質(zhì)的影響，探討曲奇餅干中強(qiáng)化葡萄籽超微粉的可行性。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

釀酒后的赤霞珠（Cabernet Sauvignon）葡萄籽，于2015年采自河北懷來(lái)北京龍徽釀酒有限公司；雞蛋、面粉、小蘇打、無(wú)鹽黃油、綿白糖等餅干原材料購(gòu)于北京美廉美超市。

無(wú)水乙醇（分析純） 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；正構(gòu)烷烴（C8～C20）標(biāo)準(zhǔn)品 美國(guó)Sigma公司。

1.2 儀器與設(shè)備

DHG-9140A電熱鼓風(fēng)干燥箱 上海一恒科學(xué)儀器有限公司；HY-04A高速粉碎機(jī) 北京環(huán)亞天元機(jī)械技術(shù)有限公司；HA220-50-07超臨界流體萃取設(shè)備 江蘇南通市華安超臨界萃取有限公司；HMB-400超微粉碎機(jī)北京環(huán)亞天元機(jī)械技術(shù)有限公司；LS230全自動(dòng)激光衍射粒度分析儀 美國(guó)Coulter公司；S-3400N掃描電子顯微鏡 日本日立公司；IKA VORTEX GENIUS 3旋渦混勻器 德國(guó)IKA公司；75 μm羧乙基/聚二甲基硅氧烷（carboxen/polydimethylsiloxane，CAR/PDMA）萃取頭美國(guó)Supelco公司；7890A-5975C GC-MS聯(lián)用儀（配有毛細(xì)管柱HP-Innowax和MSD ChemStation工作站） 美國(guó)Agilent公司。

1.3 方法

1.3.1 葡萄籽粉及葡萄籽超微粉的制備

釀酒后的赤霞珠葡萄籽，選擇潔凈、完整、無(wú)蟲(chóng)的葡萄籽，經(jīng)篩分、清洗、121 ℃、0.13 MPa條件下高壓滅菌，65 ℃烘干，用高速粉碎機(jī)破碎，過(guò)篩40 目，再通過(guò)超臨界流體萃取脫除葡萄籽油，得到普通破碎葡萄籽粉；將脫脂后的葡萄籽粉超微粉碎處理，得到超微粉碎葡萄籽粉。樣品密封，置于-20 ℃冰箱保存。

1.3.2 曲奇餅干制作

本實(shí)驗(yàn)將制作3 種曲奇餅干，分別為空白對(duì)照組、葡萄籽超微粉添加比例5%、葡萄籽超微粉添加比例10%。曲奇餅干根據(jù)Pasqualone等[20]描述的方法稍加修改，配方：低筋面粉44%、白砂糖20%、黃油25%、雞蛋10%、小蘇打0.5%、鹽0.5%。添加葡萄籽超微粉的曲奇相應(yīng)減少面粉的含量。面團(tuán)通過(guò)塑形后，放入烤箱中，烘烤條件為上火（200±2） ℃，下火（180±2） ℃，時(shí)間（11±1） min。根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)?zāi)康模緦?shí)驗(yàn)制備了2 批樣品。每批樣品中每種餅干在同樣條件下制作3 次，每次制作16 個(gè)餅干。第1批餅干用于GC-MS分析，待餅干冷卻至室溫后，將餅干全部粉碎，混合均勻，用塑料袋包裝好，放入-20 ℃冰箱中備用；第2批餅干用于感官品評(píng)實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)當(dāng)天制作，待餅干冷卻室溫后，分別包裝待用。

1.3.3 葡萄籽超微粉粒度分析

取葡萄籽超微粉于燒杯中，加入適量的95%乙醇溶液分散，采用全自動(dòng)激光衍射粒度分析儀測(cè)定其粒徑及其分布情況。統(tǒng)計(jì)結(jié)果用D50和D90兩個(gè)指標(biāo)表示（D50代表粉體顆粒統(tǒng)計(jì)結(jié)果中累計(jì)分布的50%處的直徑，即平均直徑；D90代表累計(jì)分布的90%處的直徑）。

1.3.4 掃描電子顯微鏡觀察

采用濺射鍍膜法對(duì)超微粉碎前后的樣品進(jìn)行表面鍍金，利用掃描電子顯微鏡觀察，得到200 倍條件下的掃描電子顯微鏡照片。

1.3.5 葡萄籽粉及曲奇餅干香氣成分測(cè)定

揮發(fā)性物質(zhì)采用頂空固相微萃取聯(lián)合GC-MS方法測(cè)定，具體操作參照Pasqualone等[20]報(bào)道，并稍加修改，具體操作如下：準(zhǔn)確稱(chēng)取4 g樣品，加入4 mL飽和NaCl溶液和10 μL內(nèi)標(biāo)（4-甲基-2-戊醇，50.60 mg/L）以及磁力轉(zhuǎn)子置于15 mL樣品瓶中，迅速用帶有聚四氟乙烯隔墊瓶蓋擰緊后置于旋渦混勻器上振蕩2 min。將樣品瓶轉(zhuǎn)移至磁力攪拌加熱臺(tái)上，50 ℃平衡10 min，將已活化的75 μm CAR/PDMA萃取頭插入樣品瓶的頂空部分，萃取頭距離液面1.5 cm，在50 ℃攪拌條件下，吸附50 min，使樣品瓶中的香氣物質(zhì)達(dá)到氣-固和氣-液平衡，然后將萃取頭插入GC進(jìn)樣口，230 ℃熱解吸7 min。

GC條件：HP-Innowax毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；載氣為高純氦氣，流速1.5 mL/min；升溫程序：35 ℃保持5 min，以5 ℃/min升溫至50 ℃，保持5 min，然后以5.5 ℃/min升溫至210 ℃，保持3 min。

MS條件：電子電離源；接口溫度230 ℃；離子源溫度230 ℃；電子能量70 eV；質(zhì)量掃描范圍33～260 u；每個(gè)樣品做3 次平行。

采用MSD ChemStation工作站處理色譜圖。每種化合物的保留指數(shù)通過(guò)一系列正構(gòu)烷烴的保留時(shí)間計(jì)算出來(lái)。通過(guò)將未知化合物保留指數(shù)以及每種化合物的質(zhì)譜信息與NIST庫(kù)進(jìn)行比較的方法，進(jìn)行物質(zhì)的定性。以4-甲基-2戊醇為內(nèi)標(biāo)物進(jìn)行半定量分析，香氣成分的相對(duì)含量為其峰面積占內(nèi)標(biāo)峰面積的百分比[21]。

1.3.6 感官品評(píng)

感官品評(píng)的樣品為對(duì)照組、葡萄籽超微粉添加比例為5%、葡萄籽超微粉添加比例為10%的曲奇餅干。每組餅干被放置于一次性餐盤(pán)中，實(shí)驗(yàn)在室溫條件下進(jìn)行。共有20 名成員（年齡在19～21歲之間）參與此次感官品評(píng)實(shí)驗(yàn)。此次感官品評(píng)實(shí)驗(yàn)分為3 個(gè)階段。第1個(gè)階段，建立描述術(shù)語(yǔ)。將成對(duì)的樣品呈現(xiàn)在品評(píng)者面前，讓其說(shuō)出二者在顏色、外觀、風(fēng)味、結(jié)構(gòu)等方面的異同，在雙方交流之后，確定評(píng)價(jià)每一種指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)。第2個(gè)階段，訓(xùn)練。在正式實(shí)驗(yàn)之前對(duì)感官品評(píng)員進(jìn)行6 次培訓(xùn)，每次培訓(xùn)時(shí)間1 h，內(nèi)容即對(duì)樣品進(jìn)行感官描述分析。第3階段，正式實(shí)驗(yàn)。根據(jù)已形成的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，感官品評(píng)人員采用9 點(diǎn)享樂(lè)法對(duì)曲奇餅干進(jìn)行分析。每個(gè)評(píng)分代表含義：9為極其喜歡，8為非常喜歡，7為一般喜歡，6為輕度喜歡，5為既不喜歡也沒(méi)有不喜歡，4為輕微不喜歡，3為中等不喜歡，2為非常不喜歡，1為極其不喜歡[18]。每個(gè)樣品用3 個(gè)數(shù)字隨機(jī)編碼，且擺放位置隨機(jī)[22]。每個(gè)樣品分析之前，品評(píng)人員被要求用清水漱口。感官品評(píng)結(jié)果以 ±s表示（n=3）。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 16.0軟件，采用Duncan法進(jìn)行單向方差分析，P值小于0.05表示數(shù)據(jù)間存在顯著性差異。數(shù)據(jù)通過(guò)PLS toolbox SOLO?demo軟件進(jìn)行PLS-DA。

2 結(jié)果與分析

2.1 葡萄籽超微粉粒度分析

表1 葡萄籽超微粉粒度分布Table 1 Particle size distribution of UPGS

焙烤食品需要具備細(xì)膩的口感才能被消費(fèi)者青睞，因此，需將普通葡萄籽粉經(jīng)過(guò)進(jìn)一步超微粉碎，使其達(dá)到超微等級(jí)。本研究中利用全自動(dòng)激光衍射分析儀測(cè)定了葡萄籽粉的粒徑，以保證其在超微等級(jí)以?xún)?nèi)，如表1所示。粉體的平均粒徑為9.83 μm，90%的粉體顆粒直徑均在18.55 μm以?xún)?nèi)。數(shù)值大小在10～25 μm之下，屬于超微等級(jí)[9]。

2.2 葡萄籽超微粉掃描電子顯微鏡照片

由圖1可看出，超微粉碎可以顯著降低顆粒的尺寸且大小趨于統(tǒng)一，個(gè)別尺寸較大的顆粒存在可能是顆粒凝聚產(chǎn)生。這一結(jié)果與已有研究結(jié)果相一致。這是因?yàn)槌⒎鬯橥ㄟ^(guò)破壞分子間的化學(xué)鍵而使顆粒結(jié)構(gòu)由有序變?yōu)闊o(wú)序，在這個(gè)過(guò)程中會(huì)存在破裂、擠壓和聚合等過(guò)程，使得顆粒的形狀、尺寸多樣化。一旦破裂的速率大于聚合的速率，顆粒的尺寸便會(huì)減小且趨于統(tǒng)一，然而隨著顆粒變細(xì)，抗斷裂性增強(qiáng)，此時(shí)比表面積增大，聚集加速，也會(huì)有較大顆粒產(chǎn)生（圖1b）[10,23]。ZhaoXiaoyan等[24]對(duì)紅葡萄皮渣進(jìn)行超微粉碎，對(duì)不同粒徑大小的葡萄皮渣粉進(jìn)行掃描電子顯微鏡觀察，發(fā)現(xiàn)葡萄皮渣粉粒度小于18.83 μm時(shí)，大部分植物細(xì)胞破損。這表明超微粉碎技術(shù)可以改變葡萄皮渣粉的原始結(jié)構(gòu)，從而引起其物理化學(xué)性質(zhì)的變化。

2.3 葡萄籽粉及曲奇餅干香氣成分測(cè)定結(jié)果

2.3.1 葡萄籽粉香氣成分分析

表2 葡萄粉中香氣成分分析Table 2 Analysis of aroma components of grape seed powders

續(xù)表2

如表2所示，共鑒定出56 種香氣成分。其中，醇類(lèi)16 種、醛類(lèi)9 種、酮類(lèi)7 種、有機(jī)酸10種、酯類(lèi)10 種、呋喃類(lèi)3 種以及其他類(lèi)物質(zhì)1 種。超微粉碎處理后香氣的種類(lèi)未發(fā)生變化，但香氣成分相對(duì)含量均呈現(xiàn)顯著性提高（P＜0.05）。其中2-乙基-1-己醇提高的最為明顯，其次是苯乙醇、己醛、壬醛、甲硫基苯醛等，這些化合物具有玫瑰香、青草味，使得超微粉的香氣成分更加濃郁。這些變化主要是因?yàn)槌⒎鬯榭梢源蚱浦参锝M織結(jié)構(gòu)，移除細(xì)胞壁的障礙，使得風(fēng)味物質(zhì)及功能性成分得以釋放[10]。

2.3.2 曲奇餅干中香氣成分分析

焙烤食品的香氣主要來(lái)源于原料、發(fā)酵與焙烤過(guò)程。曲奇餅干中的香氣主要來(lái)自原料以及焙烤過(guò)程。加熱過(guò)程可以催化氨基酸和糖類(lèi)物質(zhì)發(fā)生美拉德反應(yīng)，進(jìn)而產(chǎn)生具有顏色和揮發(fā)性的雜環(huán)化合物[25]。3 種曲奇餅干中香氣成分的檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3，在3 種餅干中共檢測(cè)到59 種香氣組分。其中醇類(lèi)8 種、醛類(lèi)8 種、酮類(lèi)11 種、有機(jī)酸類(lèi)2 種、酯類(lèi)1 種、呋喃類(lèi)化合物6 類(lèi)、吡嗪類(lèi)化合物13 種、吡咯類(lèi)化合物5 種、其他類(lèi)化合物5 種。與葡萄籽中的香氣成分相比，醇類(lèi)、有機(jī)酸類(lèi)、酯類(lèi)等成分明顯的減少，而呋喃類(lèi)化合物、吡嗪類(lèi)化合物、吡咯類(lèi)化合物明顯增加，而這些化合物均屬于常見(jiàn)的焙烤食品香氣化合物[20,26-28]。

表3 曲奇餅干香氣成分分析Table 3 Analysis of aroma compounds of cookies

續(xù)表3

在檢測(cè)到的8 種醇類(lèi)化合物中，3-甲基-1-丁醇和苯乙醇在葡萄籽超微粉強(qiáng)化餅干中的相對(duì)含量隨著葡萄籽超微粉添加比例的增加而顯著提高，其余6 種醇類(lèi)化合物（1-戊醇、1-己醇、1-辛烯-3-醇、1-庚醇、2-乙基-1-己醇、苯甲醇）均是在對(duì)照組餅干中相對(duì)含量最高。產(chǎn)生以上差異的原因可能是因?yàn)槠咸炎殉⒎壑?-甲基-1-丁醇和苯乙醇相對(duì)含量較高。已有研究表明，3-甲基-1-丁醇在小麥發(fā)酵面包的感官品評(píng)中與面包的風(fēng)味呈正相關(guān)[31]，而苯乙醇可以為焙烤食品貢獻(xiàn)類(lèi)似蜂蜜的香氣?？梢钥闯觯咸炎殉⒎鄣奶砑涌梢载S富餅干麥芽香和蜂蜜味。

在3 種餅干中，均可檢測(cè)到8 種醛類(lèi)化合物。其中，己醛主要呈現(xiàn)出花香、果香和草本香[32]，是典型的亞油酸和花生四烯酸的氧化產(chǎn)物，它通常被視為脂質(zhì)氧化的標(biāo)記物。Strecker醛可能形成于原料前體物的加熱過(guò)程中，含有二羰基α-氨基酸化合物的氧化脫氨脫羧反應(yīng)。2-甲基丙醛、2-甲基丁醛、3-甲基丁醛、甲硫基丙醛、苯甲醛、苯乙醛，這6 種Strecker醛可能分別來(lái)自于纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、蛋氨酸和苯丙氨酸[30,32-33]。其中，3-甲基丁醛具有麥芽、油脂、巧克力香氣[26]。在Strecker醛類(lèi)中相對(duì)含量最高，這與Rega等[28]的研究結(jié)果一致。甲硫基丙醛貢獻(xiàn)了泥土味和類(lèi)似馬鈴薯味，Zehentbauer等[34]發(fā)現(xiàn)該化合物為烘烤香的貢獻(xiàn)者。雖然濃度低，但因其具有較低的檢測(cè)閾值而極易被檢測(cè)到[31]。苯乙醛是另一種常見(jiàn)的Strecker降解產(chǎn)物，具有蜂蜜、玫瑰花香氣[32]。苯甲醛的相對(duì)含量比苯乙醛高，賦予了餅干扁桃仁和堅(jiān)果的味道，也被認(rèn)為是櫻桃和扁桃仁中的重要風(fēng)味化合物[35]。其中，2-甲基丁醛、3-甲基丁醛、甲硫基丙醛和苯乙醛Strecker醛在強(qiáng)化餅干中的相對(duì)含量均高于對(duì)照組，這一現(xiàn)象與Pasqualone等[20]的研究結(jié)果相似，他們將這一現(xiàn)象解釋為高pH值會(huì)影響美拉德一系列反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致Strecker醛有所增加。從結(jié)果可以看出，3 種餅干中2-甲基丙醛的相對(duì)含量沒(méi)有明顯差異，而2-甲基丁醛、3-甲基丁醛、己醛、甲硫基丙醛、苯乙醛隨著葡萄籽超微粉添加量增加而增加，賦予曲奇餅干該類(lèi)化合物特有的香氣。

曲奇中共檢測(cè)到的11 種酮類(lèi)化合物中，2-庚酮和3-羥基-2-丁酮在添加比例為10%的強(qiáng)化餅干中相對(duì)含量最高，二者在葡萄籽超微粉中本身相對(duì)含量較高，因而其在餅干中的濃度呈現(xiàn)了量效關(guān)系。2,3-戊二酮、甲基壬基甲酮的相對(duì)含量在3 種餅干中變化不顯著，其余的酮類(lèi)物質(zhì)的相對(duì)含量均隨著葡萄籽超微粉添加而降低。Sobhym等[33]曾報(bào)道，當(dāng)餅干中添加5%的大豆分離蛋白時(shí)，油脂衍生的揮發(fā)性成分（醛、酮、醇）含量有明顯的升高，但當(dāng)大豆分離蛋白用量超過(guò)10%，這些物質(zhì)的含量出現(xiàn)明顯的下降，這可能是由于美拉德反應(yīng)產(chǎn)生的中間產(chǎn)物具有清除自由基功能，進(jìn)而阻止了自由基反應(yīng)的傳播。也可能因?yàn)槠咸炎殉⒎壑写嬖诖罅吭ㄇ嗨兀瑯泳哂星宄杂苫墓δ躘1]。餅干中的二酮類(lèi)化合物是糖類(lèi)降解產(chǎn)物，其中，2,3-丁二酮（雙乙酰）具有奶油、果香、類(lèi)似焦糖味，賦予了餅干積極的風(fēng)味特性[36]。2,3-戊二酮具有奶油、焦糖香氣，并帶有堅(jiān)果香。

乙酸是美拉德反應(yīng)中糖類(lèi)的降解產(chǎn)物[37]，同時(shí)其也來(lái)源于微生物代謝，在原料混合、面團(tuán)制作過(guò)程中均有形成，加水會(huì)促進(jìn)它的形成[27]。釀酒葡萄籽中存在乙醇，經(jīng)氧化變?yōu)橐宜醄20]，因此其在強(qiáng)化餅干中含量更高。乙酸在小麥和黑麥面包中是重要的風(fēng)味化合物，也是一種風(fēng)味強(qiáng)化劑。盡管短鏈有機(jī)酸（C2～C5）只占可滴定酸的1%，其在面包的風(fēng)味上可以起決定性的作用，因?yàn)槠湓诎l(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的量更大，為面包帶來(lái)更加吸引人的強(qiáng)烈的風(fēng)味。相反，短鏈異位酸則會(huì)給面包的風(fēng)味帶來(lái)負(fù)面影響[36]。強(qiáng)化餅干中乙酸、3-甲基丁酸的相對(duì)含量均有增加，這可能與葡萄籽超微粉中二者相對(duì)含量較高有關(guān)。

酯類(lèi)化合物因高揮發(fā)性會(huì)在焙烤過(guò)程中大量損失[31]，因而在曲奇餅干中僅檢測(cè)到γ-丁內(nèi)酯，該化合物是分布最廣泛的γ-內(nèi)酯，擁有甜的焦糖香。當(dāng)添加比例達(dá)到10%時(shí)，該物質(zhì)相對(duì)含量顯著降低，這與Sobhym等[33]的研究結(jié)果類(lèi)似，他們將大豆分離蛋白添加到餅干中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)添加量為10%～20%時(shí)，內(nèi)酯化合物的含量下降很多。

呋喃類(lèi)物質(zhì)是碳水化合物熱降解重排的產(chǎn)物[38]。在本實(shí)驗(yàn)條件下檢測(cè)出的6 種呋喃類(lèi)物質(zhì)中，其中糠醛的相對(duì)含量最高，這與Sobhym[33]和Pasqualone[20]等的研究結(jié)果吻合，其所提供的風(fēng)味為烤面包和扁桃仁味?？反肌?-戊基呋喃，2-乙?；秽?、5-甲基糠醛、2-甲基四氫呋喃-3-酮分別為餅干貢獻(xiàn)焦糖香、果香、烤香、堅(jiān)果香、甜味。其中，糠醇是相對(duì)含量第2大的呋喃化合物，2-戊基呋喃是不飽和脂肪酸的氧化和/或熱降解產(chǎn)物，在烹調(diào)油、大米、面包、蛋糕等食品中均有發(fā)現(xiàn)[26,35,39]。

吡嗪類(lèi)化合物是典型的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物，此類(lèi)化合物因在熱加工谷物中貢獻(xiàn)烘烤香、堅(jiān)果香而受到關(guān)注[33]。這類(lèi)化合物可以強(qiáng)烈地影響面包、蛋糕、餅干的香氣[26]。本研究中共檢測(cè)出13 種吡嗪化合物，其中2-甲基吡嗪的相對(duì)含量最高。與對(duì)照相比2,6-二甲基吡嗪、2-乙基-6-甲基吡嗪、6-甲基-2-乙烯基吡嗪這3 種化合物在強(qiáng)化餅干中的相對(duì)含量有所提高，吡嗪、2-甲基吡嗪、2,5-二甲基吡嗪、2-乙基吡嗪、2,3-二甲基吡嗪、2-乙基-5-甲基吡嗪這6 種物質(zhì)相對(duì)含量隨著超微粉碎葡萄籽粉添加比例的升高而有所下降，其余幾種烷基吡嗪的相對(duì)含量并沒(méi)有顯著性變化。這種現(xiàn)象可以解釋為，雖然添加的葡萄籽超微粉并沒(méi)有吡嗪類(lèi)香氣物質(zhì)，但它是一種復(fù)雜的體系，含有大量的膳食纖維、蛋白質(zhì)、原花青素等成分，其中蛋白質(zhì)會(huì)通過(guò)影響結(jié)合態(tài)氨基酸的水解或者脫氨基作用直接影響美拉德反應(yīng)速率[33]。盡管所有的吡嗪化合物都可以提供烘烤香，2,6-二甲基吡嗪、三甲基吡嗪、乙烯基吡嗪和6-甲基-乙烯基吡嗪可能是最重要的貢獻(xiàn)者[32]。

吡咯類(lèi)化合物形成于非酶褐變反應(yīng)中，這類(lèi)化合物的香氣特征通常被描述為類(lèi)似爆米花香氣。在含硫化合物中，相對(duì)含量最多的是二甲基二硫，它是一個(gè)重要的風(fēng)味化合物，來(lái)自蛋氨酸分解，在谷物和加熱產(chǎn)品（可可粉、熱牛奶、麥芽和烹飪過(guò)的蔬菜）中均有發(fā)現(xiàn)[27]。2-乙?；邕虻南鄬?duì)含量?jī)H次之，它具有爆米花香氣，在蛋糕產(chǎn)品中也曾發(fā)現(xiàn)[26]。

2.4 感官品評(píng)結(jié)果

如表4所示，除顏色外所有指標(biāo)的得分與對(duì)照餅干得分均無(wú)顯著性差異（P＞0.05）。添加比例為5%的餅干在顏色方面的得分（7.30）與對(duì)照組（8.05）有顯著性差異（P＜0.05），而添加比例10%（7.60）的餅干與添加比例5%或?qū)φ战M差異并不顯著（P＞0.05）。在外觀方面的得分與顏色方面的趨勢(shì)一致（先降低后升高），這可能由于外觀在某種程度上會(huì)受到顏色的影響。這與Ajila[17]、Devinder[18]、Sudha[40]等的研究結(jié)果相似，當(dāng)向餅干中添加土豆皮膳食纖維、芒果皮粉以及不同的谷物時(shí)，隨著添加比例的增加，均會(huì)呈現(xiàn)暗度增加以及表面的光滑度降低。在本研究中，添加比例為10%時(shí)，顏色得分有所提高，這可能是因?yàn)榇藭r(shí)餅干顏色趨于巧克力色，因而贏得了消費(fèi)者喜歡。當(dāng)葡萄籽超微粉添加比例超過(guò)10%時(shí)，餅干會(huì)產(chǎn)生顆粒感，并且會(huì)有苦澀感[17]，這也是組織結(jié)構(gòu)方面得分逐漸降低的原因。而在風(fēng)味方面可以看出，添加比例為5%時(shí)得分（7.55）最高，添加比例10%（7.45）次之，而對(duì)照組的得分（7.40）最低。這與Zlatica等[19]的結(jié)果類(lèi)似，向餅干中添加蘋(píng)果皮渣可以為產(chǎn)品貢獻(xiàn)果香。此結(jié)果也可以與GC-MS結(jié)果相呼應(yīng)，葡萄籽超微粉的添加可以為餅干帶來(lái)更加濃郁的烘烤香，增加了消費(fèi)者對(duì)其風(fēng)味的喜愛(ài)。在整體接受度中，雖然添加葡萄籽超微粉會(huì)導(dǎo)致得分下降，但并不顯著，說(shuō)明添加比例在10%以?xún)?nèi)，均可被消費(fèi)者接受。

表4 葡萄籽超微粉強(qiáng)化餅干感官品評(píng)結(jié)果Table 4 Sensory evaluation results of cookies with grape seed powders

2.5 曲奇餅干特征香氣成分PLS-DA

PLS-DA是一種集主成分分析、典型相關(guān)分析和多元回歸分析的基本功能為一體多元統(tǒng)計(jì)方法，分析過(guò)程中可以消除眾多化學(xué)信息中相互重疊的部分，使得分析數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確可靠[41]。采用PLS-DA對(duì)3 種曲奇餅干GC-MS結(jié)果進(jìn)行分析，這個(gè)模型特點(diǎn)在于，其可以得到每種曲奇餅干的特征香氣成分并使其可視化[42]。本實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑谟谕ㄟ^(guò)它們的特征香氣成分區(qū)別樣品種類(lèi)，探究葡萄籽超微粉的添加對(duì)曲奇餅干香氣帶來(lái)的影響。樣品中第1、2潛在變量的分布如圖2所示，其中第1潛在變量占總變量的57.52%，第2潛在變量占總變量的16.47%，前2 個(gè)潛在變量占總變量的73.99%，基本可以表征所涉及化學(xué)成分的大部分信息，3 種餅干可以很好地進(jìn)行區(qū)分。對(duì)照中的特征香氣成分為苯甲醇（7）、2-壬酮（24）、2-乙酰基呋喃（33）、2-甲基吡嗪（38）等，這幾種物質(zhì)可以為產(chǎn)品帶來(lái)花香、奶酪味、香脂味、烘烤香/堅(jiān)果味。相比而言，添加比例為5%的餅干則增加了烷基吡嗪類(lèi)化合物，包括2-乙基-5-甲基吡嗪（44）、2-乙基-3-甲基吡嗪（46）。許多研究已經(jīng)表明，大量氨基酸容易與糖類(lèi)反應(yīng)生成烷基吡嗪[33]。而餅干中的氨基酸除來(lái)自原料雞蛋外，葡萄籽超微粉中也含有大量的蛋白質(zhì)，可以為烷基吡嗪的合成提供前體物質(zhì)。在添加比例為10%的曲奇餅干中，隨著添加量的增加，苯甲醛（15）、2-庚酮（19）、2-戊基呋喃（31）、糠醛（32）、2,6-二甲基吡嗪（40）等物質(zhì)所占的比例有所增加，成為此種曲奇餅干香氣的標(biāo)志性化合物，這些物質(zhì)分別貢獻(xiàn)了苦杏仁味、香蕉味、水果味/青草味、面包味以及堅(jiān)果味。綜上，普通曲奇餅干的香氣主要呈現(xiàn)奶油香堅(jiān)果味。當(dāng)添加比例為5%時(shí)，烘烤香比較濃郁。當(dāng)添加比例達(dá)到10%時(shí)，曲奇餅干整體風(fēng)味較為復(fù)雜，包括苦杏仁味、香蕉味、水果味/青草味、面包味以及堅(jiān)果味，這可能也是感官品評(píng)中添加比例為5%的餅干得分最高的原因。

圖2 PLS-DA組成變量的權(quán)重得分圖Fig. 2 Weighted score plot of PLS-DA composition variables

3 結(jié) 論

超微粉碎處理可以將葡萄籽粉碎至（9.83±0.51）μm（D50），超微粉碎后，顆粒的尺寸減小且趨于統(tǒng)一，顆粒的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，細(xì)胞內(nèi)容物流出，葡萄籽超微粉的香 氣物質(zhì)相對(duì)含量得以顯著提高。葡萄籽超微粉添加至餅干后，與對(duì)照餅干相比香氣種類(lèi)并未發(fā)生改變，但每種香氣成分的相對(duì)含量發(fā)生了變化，進(jìn)而導(dǎo)致不同添加比例的餅干整體香氣存在差異。通過(guò)PLS-DA分析可知，普通曲奇餅干的香氣主要呈現(xiàn)奶油香堅(jiān)果味。添加比例為5%時(shí)，烘烤香比較濃郁。當(dāng)添加比例達(dá)到10%時(shí)，曲奇餅干整體風(fēng)味較為復(fù)雜，包括苦杏仁味、香蕉味、水果味/青草味、面包味以及堅(jiān)果味。感官品評(píng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，葡萄籽超微粉的添加可以為餅干帶來(lái)可感知的變化，添加比例在10%以?xún)?nèi)，均可被消費(fèi)者接受。

釀酒工業(yè)副產(chǎn)物開(kāi)發(fā)利用，不僅可以提高產(chǎn)品的附加價(jià)值，而且可以緩解其所帶來(lái)的環(huán)境壓力。將超微粉碎技術(shù)融入到食品加工過(guò)程中，不僅在終端產(chǎn)品中不會(huì)殘留任何有機(jī)溶劑，而且會(huì)將葡萄籽粉中的有益成分得以保留，甚至一些細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)得以充分釋放，還可以提高產(chǎn)品的香氣和整體質(zhì)量，滿(mǎn)足消費(fèi)者對(duì)健康、功能性產(chǎn)品的需求。

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Effect of Addition of Ultrafi ne Powder of Grape Seed Oil Extraction Residue on the Aroma of Cookies

YANG Yudi, CHENG Zhan, MAN Yuan, LI Jingming*
(College of Food Science and Nutritional Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China)

The aim of this study was to explore the effect of adding superfine powder of grape seed residue from oil extraction into cookies on aroma components and sensory quality. The aroma cons tituents of common grape seed powder,ultrafi ne powder of grape seeds (UPGS) and cookies with and without UPGS were detected by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). Partial least squares discriminant analysis (PLS-DA) was used to study the effect of UPGS on the aroma components of cookies. The results showed that the species of aroma substances were not changed markedly, but the aroma content was increased remarkably after ultrafi ne pulverization of grape seed meal. Upon the addition of 5% UPGS,the baking aroma of cookies was relatively rich. The fl avor of cookies with 10% UPGS was composed of a complex mixture of bitter apricot kernel, banana, fruity grassy, bread and nut aromas. The results of 9-point hedonic sensory evaluation showed that the addition of UPGS could cause perceived sensory changes of cookies. Upon the addition of 5% UPGS, the aroma score was the highest. In conclusion, UPGS addition could cause a positive impact on the aroma of cookies, and a proportion of less than 10% could be accepted by consumers.

cookies; ultrafi ne powder of grape seeds; aroma; sensory quality; partial least squares discriminant analysis (PLS-DA)DOI∶10.7506/spkx1002-6630-201720015

TS209

A

1002-6630（2017）20-0103-09

楊宇迪, 程湛, 滿(mǎn)媛, 等. 葡萄籽超微粉添加對(duì)曲奇餅干香氣的影響[J]. 食品科學(xué), 2017, 38(20)∶ 103-111. DOI∶10.7506/spkx1002-6630-201720015. http∶//www.spkx.net.cn

YANG Yudi, CHENG Zhan, MAN Yuan, et al. Effect of addition of ultrafi ne powder of grape seed oil extraction residue on the aroma of cookies[J]. Food Science, 2017, 38(20)∶ 103-111. (in Chinese with English abstract) DOI∶10.7506/spkx1002-6630-201720015. http∶//www.spkx.net.cn

2016-12-20

公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專(zhuān)項(xiàng)（201303076-03）；北京市教委科學(xué)研究與研究生培養(yǎng)共建項(xiàng)目

楊宇迪（1993—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)樘烊划a(chǎn)物開(kāi)發(fā)與利用。E-mail：yudiyang@cau.edu.cn

*通信作者：李景明（1969—），男，副教授，博士，研究方向?yàn)樘烊划a(chǎn)物開(kāi)發(fā)與利用。E-mail：lijingming@cau.edu.cn