青麥綠豆糕風(fēng)味物質(zhì)分析

許 檸，王遠(yuǎn)輝，張國治，張 雨

河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院，河南 鄭州 450001

隨著消費(fèi)者對食物健康化和營養(yǎng)化的追求，鮮食全谷物產(chǎn)品受到更高的關(guān)注，這主要是由于鮮食全谷物可以最大程度上保留谷物的營養(yǎng)成分和活性物質(zhì)。青麥?zhǔn)侨槠谀┢谑斋@已經(jīng)飽滿但未成熟的小麥粒。全谷物青麥仁全粉含有豐富的人體必需氨基酸、膳食纖維、α-淀粉酶、β-淀粉酶、微量元素等[1]。

近10年，我國以鮮食青麥仁為原料開發(fā)的食品呈現(xiàn)顯著增加趨勢，鮮食青麥仁的開發(fā)源于傳統(tǒng)食品——“碾轉(zhuǎn)”[2]。張康逸等[1]以青麥粉代替相同比例的小麥粉制成青麥饅頭，發(fā)現(xiàn)隨著青麥粉添加量的增加，面團(tuán)的粉質(zhì)呈現(xiàn)劣變趨勢，而且面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)孔洞，面團(tuán)的硬度和黏度增加，青麥饅頭品質(zhì)下降。張雨等[3]以青麥粉和糯米粉為原料制作而成的青麥糯米蒸糕，具有良好的感官品質(zhì)。賀國亞[4]研究表明，添加復(fù)合改良劑可以使青麥仁面包的感官品質(zhì)、質(zhì)構(gòu)特性和風(fēng)味得到改善。張國治等[5]研究表明，配方優(yōu)化后制成的青麥仁面條的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較好，接近于小麥面條?？抵久舻萚6]以青麥仁、糯米制成的青麥仁粽子具有青麥特有的香氣，而且粽子組織狀態(tài)較好，黏合緊密，香甜軟糯。宋范范等[7]以青麥仁為主要原料制備成預(yù)制菜肴產(chǎn)品，優(yōu)化醬包和原料包配方，得到一種新型的鮮食青麥仁產(chǎn)品。王文婷等[8]以低筋面粉和青麥仁全粉為主要原料經(jīng)過優(yōu)化得到青麥仁全粉無蔗糖曲奇餅干，產(chǎn)品感官品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)較好。

固相微萃取(SPME)技術(shù)是集采樣、萃取、濃縮、進(jìn)樣于一體的萃取分離技術(shù)，具有操作時(shí)間短、溶劑與樣品用量少、重現(xiàn)性好、精度高、檢出限低的優(yōu)點(diǎn)[9]。氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)作為分析食品揮發(fā)性物質(zhì)的技術(shù)之一，由于其重復(fù)性好被廣泛應(yīng)用[10]。固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜(SPME-GC-MS)聯(lián)用技術(shù)是研究食品揮發(fā)性物質(zhì)的主要手段，因而廣泛用于風(fēng)味研究。

青麥綠豆糕的開發(fā)是鮮食麥仁深加工的一種新形式，不僅增加小麥的附加值，也豐富鮮食麥仁深加工的產(chǎn)品種類，同時(shí)符合消費(fèi)者對食品多樣化、健康化、新鮮化趨勢的要求。作者采用SPME-GC-MS技術(shù)，對青麥綠豆糕的主要原料(青麥仁粉、脫皮綠豆粉)、青麥綠豆糕蒸制前后的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行分析，探討青麥綠豆糕成品的風(fēng)味物質(zhì)的來源。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.2 主要儀器與設(shè)備

BJ-800 A型多功能粉碎機(jī)：德清拜杰電器有限公司；MP5002型電子天平：上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；C21-HT2115HM型多功能電磁爐：廣東美的生活電器制造有限公司；HM740型和面機(jī)：青島漢尚電器有限公司；FB71310型模具：無錫貝克威爾器具有限公司；100目篩：浙江上虞市五四儀器篩具廠；Agilent GCMS(5975C-7890A)氣質(zhì)聯(lián)用儀、G4 513A16位自動(dòng)進(jìn)樣塔：美國安捷倫科技有限公司；50/20 μm DVB/CAR/PDMS 萃取頭：美國色譜科公司；HH-S2數(shù)顯恒溫水浴鍋：金壇市醫(yī)療儀器廠；FD-100S型真空冷凍干燥機(jī)：北京惠誠佳儀科技有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 青麥綠豆糕的制作

將清洗后的青麥仁經(jīng)真空冷凍干燥處理，干燥后粉碎過100目篩，得到青麥仁粉樣品；將脫皮綠豆粉碎后過100目篩，得到綠豆粉樣品。將70 g青麥仁粉、30 g綠豆粉、40 g蒸餾水、15 g白砂糖和2 g黃油混合并和成面團(tuán)(9 min)，使用模具成型得到生青麥綠豆糕樣品，蒸制7.5 min后得到熟青麥綠豆糕樣品。

1.3.2 頂空固相微萃取

青麥仁粉和綠豆粉均取1.3.1中制備的樣品；生、熟青麥綠豆糕均取距離頂部1/2處的糕點(diǎn)芯部，4種樣品均取10 g。樣品置于30 mL棕色螺口固相微萃取樣品瓶中，放入80 ℃恒溫水浴鍋中平衡20 min；同時(shí)，將固相微萃取頭插入GC-MS儀的進(jìn)樣口中，在250 ℃條件下老化20 min。將老化后的萃取頭插入平衡好的樣品瓶中，在80 ℃恒溫水浴條件下吸附50 min后取出，插入氣相色譜進(jìn)樣口，解吸5 min后拔出萃取頭。

1.3.3 GC-MS分析條件

色譜條件：色譜毛細(xì)管柱為DB-5MS(60 mm×0.32 mm，1 μm)；色譜柱起始溫度40 ℃，保持2 min，之后以5 ℃/min的速率升至180 ℃，再以10 ℃/min的速率升至250 ℃，并保持10 min。載氣為氦氣，載氣流量為0.8 mL/min，壓強(qiáng)為3.29×104Pa，進(jìn)樣口溫度為250 ℃，運(yùn)行時(shí)間47 min。

淮南礦區(qū)地下水主要為溶濾水，是富含有CO2與O2的大氣降雨滲入成因的地下水，溶濾它所流經(jīng)的巖土而獲得其主要化學(xué)成分。實(shí)際上乃是直接源自大氣的地下水。在水與巖土相互作用下，巖土中一部分物質(zhì)轉(zhuǎn)入地下水中，巖土失去一部分可溶物質(zhì)，地下水則補(bǔ)充了新的組分。

質(zhì)譜條件：電子轟擊(electron impact, IE)離子源，電子能量70 eV，離子源溫度230 ℃，四級桿溫度為150 ℃，掃描范圍m/z35～450 amu，溶劑延遲3 min。

1.4 定性分析

揮發(fā)性成分的定性檢索 NIST 08.L譜庫，同時(shí)根據(jù)匹配度結(jié)合人工解吸質(zhì)譜圖進(jìn)行確定。采用峰面積歸一化法進(jìn)行定量，計(jì)算各揮發(fā)性成分的相對含量。其中，風(fēng)味物質(zhì)選取80以上的物質(zhì)(最大值100)。

2 結(jié)果與討論

2.1 結(jié)果

2.1.1 青麥仁粉中揮發(fā)性物質(zhì)分析

根據(jù)總離子流色譜圖(圖1)，經(jīng)NIST 08.L譜圖庫聯(lián)機(jī)搜索，然后經(jīng)過挑選得到揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，其保留時(shí)間、物質(zhì)名稱、匹配度、相對含量以及氣味特征如表1所示。

表1 青麥仁粉揮發(fā)性成分

圖1 青麥仁粉揮發(fā)性成分總離子流色譜圖

青麥仁粉中共有37種揮發(fā)性物質(zhì)。烯烴類物質(zhì)對風(fēng)味的貢獻(xiàn)多為輕微的甜味、檸檬香味。醛類物質(zhì)的相對含量最高，其中相對含量較高的己醛(9.78%)、壬醛(9.31%)、苯甲醛(8.62%)的主要風(fēng)味是青草味、清香味、花香味、杏仁味，其余醛類物質(zhì)呈現(xiàn)豐富的風(fēng)味。酯類物質(zhì)的相對含量較低，但是具有豐富的風(fēng)味層次，主要為果香味、奶香味、蜜香味等香甜風(fēng)味。呋喃類物質(zhì)較少，2-乙基呋喃具有豆香、麥芽香味，2-戊基呋喃具有清香味。酮類物質(zhì)具有花香味、堅(jiān)果味。

2.1.2 綠豆粉中揮發(fā)性物質(zhì)分析

根據(jù)總離子流色譜圖(圖2)，經(jīng)NIST 08.L譜圖庫聯(lián)機(jī)搜索，然后經(jīng)過挑選得到揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，其保留時(shí)間、物質(zhì)名稱、匹配度、相對含量以及氣味特征如表2所示。

表2 綠豆粉揮發(fā)性成分

圖2 綠豆粉揮發(fā)性成分總離子流色譜圖

綠豆粉中共有42種揮發(fā)性物質(zhì)。烯烴類物質(zhì)呈現(xiàn)輕微的茴香味、甜味、檸檬香味、柑橘香味。醛類物質(zhì)的相對含量較低，多為清香味、花香味、杏仁味。酯類物質(zhì)種類相對豐富，主要風(fēng)味為水果味、焦糖味、甜果香味、玫瑰花香。呋喃類物質(zhì)為2-戊基呋喃，具有清新味。醇類物質(zhì)的風(fēng)味多為杏仁味、蜂蜜味、脂肪味、清香味。

2.1.3 生青麥綠豆糕中揮發(fā)性物質(zhì)分析

根據(jù)總離子流色譜圖(圖3)，經(jīng)NIST 08.L譜圖庫聯(lián)機(jī)搜索，然后經(jīng)過挑選得到揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，其保留時(shí)間、物質(zhì)名稱、匹配度、相對含量以及氣味特征如表3所示。

表3 生青麥綠豆糕揮發(fā)性成分

圖3 生青麥綠豆糕揮發(fā)性成分總離子流色譜圖

生青麥綠豆糕中共有38種揮發(fā)性物質(zhì)。烯烴類物質(zhì)的相對含量較低,約為5%，呈現(xiàn)輕微的甜味和茴香味。醛類物質(zhì)的相對含量最高，其中苯甲醛(31.73%)、壬醛(13.24%)、己醛(8.92%)相對含量較高，呈現(xiàn)杏仁味、清香味、花香味和青草味；生青麥綠豆糕中的醛類物質(zhì)主要由青麥仁粉貢獻(xiàn)。酯類物質(zhì)的種類變化復(fù)雜，與青麥仁粉和綠豆粉中的酯類物質(zhì)有明顯的差別，新增的酯類物質(zhì)可能來自黃油；酯類物質(zhì)多呈現(xiàn)樟腦味、奶油香、果香和水果香氣，賦予青麥綠豆糕豐富的風(fēng)味層次和宜人的香氣。呋喃類物質(zhì)中2-戊基呋喃具有清香氣味。酮類物質(zhì)中3-辛烯-2-酮、香葉基丙酮、β-紫羅酮主要風(fēng)味為堅(jiān)果味、蘑菇味、花香味。醇類物質(zhì)賦予獨(dú)特的風(fēng)味包括蘑菇香、薰衣草香、柏木味。酸類物質(zhì)可能由黃油中的脂肪酸揮發(fā)形成。

2.1.4 熟青麥綠豆糕揮發(fā)性物質(zhì)分析

根據(jù)總離子流色譜圖(圖4)，經(jīng)NIST 08.L譜圖庫聯(lián)機(jī)搜索，然后經(jīng)過挑選得到揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，其保留時(shí)間、物質(zhì)名稱、匹配度、相對含量以及氣味特征如表4所示。

表4 熟青麥綠豆糕揮發(fā)性成分

圖4 熟青麥綠豆糕揮發(fā)性成分總離子流色譜圖

熟青麥綠豆糕中共有37種揮發(fā)性物質(zhì)。烷烴類和烯烴類物質(zhì)的相對含量較低，對整體風(fēng)味貢獻(xiàn)十分有限。醛類物質(zhì)的相對含量高達(dá)77.4%，其中苯甲醛(22.74%)、壬醛(22.36%)、己醛(9.23%)相對含量較高，呈現(xiàn)杏仁味、清香味、花香味和青草味；其余醛類物質(zhì)多為清香味、肉香味、水果香味，具有豐富的風(fēng)味層次。酯類物質(zhì)為丁位十二內(nèi)酯，具有奶油香、果香。呋喃類物質(zhì)為2-乙基呋喃和2-戊基呋喃，具有豆香、麥芽香味、清香味。酮類物質(zhì)呈現(xiàn)的風(fēng)味為堅(jiān)果味、蘑菇味、木蘭香和紫羅蘭花香。醇類物質(zhì)為1-辛烯-3-醇，其風(fēng)味為蘑菇香、薰衣草香。

2.2 討論

2.2.1 青麥仁粉和綠豆粉風(fēng)味物質(zhì)比較

青麥仁粉和綠豆粉的揮發(fā)性物質(zhì)在相對含量和種類上具有顯著性差異，結(jié)果如圖5所示。烷烴類和烯烴類物質(zhì)的風(fēng)味閾值較高，對風(fēng)味的貢獻(xiàn)微弱[21]。青麥仁粉相較于綠豆粉所獨(dú)有的醛類物質(zhì)為己醛、2-己烯醛、庚醛、反-2-庚烯醛、反-2,4-庚二烯醛、苯乙醛、β-環(huán)檸檬醛；這些醛類物質(zhì)多呈現(xiàn)清香味、果香味，是青麥“獨(dú)特風(fēng)味”的部分貢獻(xiàn)物質(zhì)。青麥仁粉中的酯類物質(zhì)多為油酸乙酯類：棕櫚酸乙酯、亞油酸乙酯、油酸乙酯，呈現(xiàn)風(fēng)味主要為水果香味、蜜香味、奶油香味。綠豆粉中的酯類物質(zhì)為丁酸己酯、丙烯酸辛酯、乙酸苯乙酯、癸酸乙酯，多呈現(xiàn)花香氣和果香味。呋喃類物質(zhì)中，青麥仁粉和綠豆粉均含有2-戊基呋喃，其主要風(fēng)味為清香味；但相對含量相差較大，這可能是青麥相較綠豆具有更加濃郁清香的主要原因。青麥仁粉還具有一種呋喃類物質(zhì)為2-乙基呋喃，主要風(fēng)味是麥芽香味和豆香味。青麥仁粉中的酮類物質(zhì)：3-辛烯-2-酮具有堅(jiān)果味、香葉基丙酮具有木蘭香、β-紫羅酮具有紫羅蘭花香。綠豆粉中的醇類物質(zhì)：苯甲醇具有杏仁味，苯乙醇具有玫瑰味和蜂蜜味，1-壬醇具有脂肪味和清香味。

圖5 青麥仁粉、綠豆粉中揮發(fā)性物質(zhì)種類和相對含量對比

2.2.2 蒸制前后青麥綠豆糕風(fēng)味物質(zhì)比較

青麥綠豆糕在蒸制前后發(fā)生了復(fù)雜的變化，揮發(fā)性物質(zhì)的種類和相對含量(圖6)均有明顯變化。在蒸制過程中，蛋白質(zhì)、脂類、淀粉物質(zhì)經(jīng)過高溫進(jìn)一步氧化、裂解形成新的風(fēng)味物質(zhì)[22]，這一過程會(huì)賦予青麥綠豆糕不同的風(fēng)味。蒸制后醛類物質(zhì)種類和相對含量有所增加，增加的物質(zhì)有：2-己烯醛、反-2,4-庚二烯醛、反-2-壬烯醛、十二醛、2-十一烯醛、2-丁基-2-辛烯醛；減少的為肉豆蔻醛。在風(fēng)味上減少了蠟香、牛奶香、奶油香、魚香；增加了清香、水果香、辛辣味、脂肪香、柑橘香、肉香味。醛類物質(zhì)加熱后更利于釋放[18],激發(fā)出更多的醛類物質(zhì)賦予青麥綠豆糕更加立體化、多樣化、分散化的風(fēng)味層次。蒸制過程導(dǎo)致酯類物質(zhì)減少嚴(yán)重，其中對叔丁基苯乙酸甲酯、丙位十二內(nèi)酯、丁位十二內(nèi)酯、鄰苯二甲酸二異丁酯、棕櫚酸甲酯、鄰苯二甲酸二丁酯、棕櫚酸乙酯、亞油酸乙酯損失；丁位十二內(nèi)酯增加。酯類物質(zhì)的損失導(dǎo)致在風(fēng)味上減少了果香氣、蠟香氣、蜜桃香，減弱了青麥綠豆糕果香氣味。呋喃類物質(zhì)、酮類物質(zhì)和醇類物質(zhì)變化不明顯，對整體風(fēng)味沒有太多影響。酸類物質(zhì)發(fā)生明顯變化，蒸制后棕櫚酸和硬脂酸消失。青麥綠豆糕在蒸制后，風(fēng)味上減少油脂氣、清草香；增加清香、水果香、柑橘香，蒸制使得青麥綠豆糕整體的風(fēng)味更加清香宜人。

圖6 青麥綠豆糕蒸制前后揮發(fā)性物質(zhì)種類和相對含量對比

3 結(jié)論

青麥綠豆糕是一種新型的全谷物糕點(diǎn)，作者主要分析了青麥仁粉、綠豆粉、生青麥綠豆糕和熟青麥綠豆糕的揮發(fā)性物質(zhì)。結(jié)果表明，由青麥仁賦予生青麥綠豆糕的風(fēng)味主要為青草味、中藥味、脂肪味、杏仁味、花蜜香味、清香味、堅(jiān)果味、水果香、奶油香味和花香味；綠豆賦予生青麥綠豆糕的風(fēng)味主要為杏仁味、清香味、花香味和堅(jiān)果味。青麥綠豆糕中的蛋白質(zhì)、脂類、淀粉物質(zhì)經(jīng)過高溫會(huì)發(fā)生進(jìn)一步反應(yīng)形成新的風(fēng)味物質(zhì)，同時(shí)高溫會(huì)增強(qiáng)部分風(fēng)味物質(zhì)的釋放，也會(huì)掩蓋部分風(fēng)味物質(zhì)。熟青麥綠豆糕增加了多種醛類物質(zhì)，減少了多種酯類物質(zhì)；蒸制使得青麥綠豆糕的風(fēng)味呈現(xiàn)出更加濃郁的清香味、果香味和肉香味，而奶香味和部分不愉快氣味減弱。