林茂,呂建偉,馬天進(jìn),胡騰文,李正強(qiáng),鄭炯,闞健全,*
(1.貴州省農(nóng)作物品種資源研究所,貴州貴陽(yáng) 550006;2.西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院,重慶 400716)
風(fēng)味是一種食品質(zhì)量特征的表現(xiàn),是由食品中某些揮發(fā)性化合物體現(xiàn)出來(lái)的。食品風(fēng)味物質(zhì)的組成復(fù)雜,任何一種食品的風(fēng)味都是由多種香味組分組成。這些香味組分含量很低但對(duì)食品風(fēng)味貢獻(xiàn)很大,具有一定的熱不穩(wěn)定性和揮發(fā)性,對(duì)酸堿比較敏感,焙烤、蒸煮和微波輔助等加工方式都會(huì)引起食品中的油脂和蛋白發(fā)生變化,產(chǎn)生揮發(fā)性成分[1]。花生的風(fēng)味物質(zhì)主要是指花生中揮發(fā)性成分[2-3]。
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們對(duì)食品的追求已經(jīng)發(fā)生了很大改變,已從原來(lái)的解決溫飽發(fā)展到吃得營(yíng)養(yǎng)、吃得科學(xué)。因此越來(lái)越多的科學(xué)家為開(kāi)發(fā)高附加值產(chǎn)品,開(kāi)始對(duì)食品的品質(zhì)特征及其風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行深入研究?;ㄉ且环N油食兼的作物,其味道獨(dú)特且營(yíng)養(yǎng)豐富,它含有大量的蛋白質(zhì),且各組分均含有18 種氨基酸[4-5];不飽和脂肪酸的含量很高[6];含有多種維生素和難以從其它食物中獲取的銅、鎂、鉀、鈣、鋅、鐵、硒、碘等元素;花生中還富含植物固醇、白藜蘆醇、異黃酮、抗氧化劑等植物活性化學(xué)物,具有重要的保健作用、很適宜制作各種營(yíng)養(yǎng)食品和風(fēng)味極佳的小吃[7-8]。然而,花生的風(fēng)味是衡量其品質(zhì)的主要標(biāo)準(zhǔn),也是影響顧客消費(fèi)傾向的主要因素。因此,有關(guān)花生風(fēng)味物質(zhì)的研究一直以來(lái)都是風(fēng)味化學(xué)工作者研究的重點(diǎn)。經(jīng)過(guò)多年的研究,目前人們對(duì)于花生風(fēng)味物質(zhì)的組成已經(jīng)有了一個(gè)比較明確的認(rèn)識(shí)。本文對(duì)花生風(fēng)味物質(zhì)的組成及加工過(guò)程中影響風(fēng)味物質(zhì)產(chǎn)生的因素等進(jìn)行系統(tǒng)地闡述。以反映目前人們對(duì)于花生風(fēng)味物質(zhì)的研究進(jìn)展。
花生在機(jī)械化大量收獲后,干燥、貯藏。加工中各種因素都會(huì)異味物質(zhì)產(chǎn)生[9],從而引起了研究者對(duì)花生風(fēng)味物質(zhì)的關(guān)注。Harold E.Pattee 等[10]分析了花生由于高溫處理(相對(duì)濕度50%、溫度52 ℃條件下干燥62 h)后產(chǎn)生的異味物,通過(guò)水蒸汽蒸餾提取,氣相色譜的分離出20 種揮發(fā)性物質(zhì),其中11 種被鑒定,這些揮發(fā)性化合物大都是醛類、酮類、醇類等化合物。J.A.Singleton 等[11]研究發(fā)現(xiàn)了花生中產(chǎn)生不愉快氣味的氣味物質(zhì)跟乙醇、乙醛和乙酸乙酯等化合物有關(guān)。Schirack 等[12]采用溶劑浸提法,通過(guò)GC-O、GC-MS、AEDA 分析,確定了苯乙醛、愈創(chuàng)木酚是微波烘烤花生的主要異味物質(zhì)。J.Didzballs 等[13]通過(guò)40 ℃長(zhǎng)時(shí)間處理未成熟花生,GC-O,SAFE 分析鑒定出異丁酸乙酯(ethyl 2-methylbutanoate、異戊酸乙酯(ethyl 3-methylbutanoate),己酸(hexanoic acid)、丁酸(butanoic acid)和3 甲基丁酸(3-methylbutanoic acid)等化合物是花生中水果發(fā)酵味物質(zhì)。J.L.Greens 等[14]分析鑒定出12 種花生中自然產(chǎn)生的水果發(fā)酵味物質(zhì),其中1-辛烯-3-酮(1-Octen-3-one)和2-乙?;?1-吡咯啉(2-acetyl-1-pyrroline)是首次被報(bào)道。
關(guān)于花生香味成分研究源于花生焙烤或其它加工方式處理后風(fēng)味的改變,焙烤花生風(fēng)味物質(zhì)的來(lái)源途徑主要有3 種:(1)氨基酸與糖之間的美拉德反應(yīng);(2)脂肪的氧化反應(yīng);(3)糖降解反應(yīng)[15]。然而,Buckholz等[16]認(rèn)為美拉德反應(yīng)是烘烤花生中產(chǎn)生吡嗪、吡咯、呋喃和其它低分子化合物的主要途徑。這些風(fēng)味物質(zhì)中最重要的一類風(fēng)味物質(zhì)就是烷基吡嗪化合物[17]。而2-甲基吡嗪和二甲基吡嗪的異構(gòu)體是對(duì)烤花生風(fēng)味貢獻(xiàn)最大的烷基吡嗪化合物[18]。M.E.Mason 等[19]研究報(bào)道,西班牙烘烤花生為材料,分離鑒定出其中主要呈香物質(zhì)是吡嗪類化合物,該研究小組[20]利用GC-MS 和薄層色譜法,分析了烘烤花生中由2,4-dinitrophenylhydrazones 衍生而來(lái)的羰基化合物,鑒定出乙醛,異丁醛,苯甲醛,苯乙醛等物質(zhì)是烘烤花生的主要呈味物質(zhì),并初步發(fā)現(xiàn)3-甲基-2-丁酮,乙酸乙酯,甲苯和N,N-二甲基甲酰胺等物質(zhì)存在,同時(shí)研究發(fā)現(xiàn),苯乙醛對(duì)熟花生甜的芳香味貢獻(xiàn)較大。Harold E.Pattee 等研究報(bào)道,鮮花生的主要呈香物質(zhì)是乙醛[21]。B.R.Johnson等利用光譜技術(shù)從烘烤花生中鑒定出47 種新的揮發(fā)性成分,其中包括23 種吡嗪類物質(zhì)[22],B.R.Johnson[23]又鑒別出以前未曾報(bào)到的吡嗪類化合物和7 種呋喃類化合物,6 個(gè)吡咯類化合物,3 個(gè)2-苯-2-烯烴化合物,2 個(gè)噻吩類及一些混合物[24],初步確定烷基吡嗪類化合物是產(chǎn)生花生堅(jiān)果風(fēng)味的主要物質(zhì)。Walradt 等[25]研究報(bào)道,從烘烤花生中分離到187 種揮發(fā)性呈香化合物,其中142 種是首次被鑒定出來(lái)。VanStraten 等[26]鑒定出烘烤花生中的揮發(fā)性呈味物質(zhì)279 種。Chi-Tang ho 等[27]鑒定出131 種烘烤花生中的揮發(fā)性化合物,5 種內(nèi)酯類、4 種吡嗪類、3 種吡咯類、3 種吡啶類、13 種硫化物、7 種噻唑類、2 種噻吩類、5 種呋喃、5 種嗯唑等47 種化合物是新鑒定出來(lái)的,并認(rèn)為2-環(huán)內(nèi)酯,3-甲基-2-環(huán)內(nèi)酯有很好的堅(jiān)果味;5-羥基-4-壬酸,內(nèi)酯有堅(jiān)果煎炸味;2-異戊基-4,5-甲基噻唑,2-戊基-4,5-二乙基噻唑有令人愉快的堅(jiān)果味,可能對(duì)花生風(fēng)味有重要貢獻(xiàn)。Mary Leunisse 等[28]通過(guò)超臨界CO2萃取烘烤花生中的風(fēng)味物質(zhì),并分析鑒定出己醇、甲基吡咯、己醛、苯乙醛、甲基吡嗪、2,6-二甲基吡嗪、乙基吡嗪、2,3-二甲基吡嗪,2,3,5-三甲基吡嗪、2-呋喃醛、2-乙基-5-甲基、2-乙基-6-甲基吡嗪、3-乙基-2,5-二乙基吡嗪等風(fēng)味物質(zhì)。G.L.Baker 等[29]發(fā)現(xiàn)任何品種的花生,吡嗪類化合物都對(duì)風(fēng)味起重要作用,其中2,5-二甲基吡嗪可能是衡量花生風(fēng)味最好的一種吡嗪類化合物。李淑榮等[30]研究報(bào)道,通過(guò)GC-MS、GC-O 及AEDA 分析烘烤花生的關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì),共檢測(cè)到51 種揮發(fā)性化合物,其中12 種吡嗪類、6 種醛類和10 種酮類化合物。Irene Chentschik 等[31]借助GC-O,SIDA 方法,從生花生和炒花生分別中鑒定出26 種和38 種風(fēng)味物質(zhì),其中2-異丙基-3-甲氧基吡嗪(2-Isopropyl-3-methoxypyrazine)、乙酸(acetic acid)和3-(甲硫基)丙醛3-(methylthio)propanal)是生花生的主要風(fēng)味物質(zhì);甲硫醇(methanethiol)、2,3 -戊二酮(2,3-pentanedione)、3-(甲硫基)丙醛(3-(methylthio)propanal)和帶有強(qiáng)烈爆米花味道的2 乙基1 吡咯啉(2-acetyl-1-pyrroline)是炒花生的主要風(fēng)味物質(zhì)。
花生風(fēng)味物質(zhì)的分析最早采用的是溶劑浸提法和減壓蒸餾捕集,結(jié)合氣相色譜技術(shù)鑒定,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了GC-MS、SPME/GC-MS、GC-O 等分析方法。L.L.Buchkholz 等[32]采用TenaxGC 吸附聚合體提取花生中的揮發(fā)性物質(zhì),通過(guò)相同時(shí)間,條件不同的情況下進(jìn)行比較試驗(yàn),最好根據(jù)色譜峰及峰面積確定最佳提取條件為氮?dú)饬魉?0 mL/min,時(shí)間4 h。感官評(píng)價(jià)結(jié)果表明,該吸附聚合體所吸附的揮發(fā)性化合物與花生的原有風(fēng)味接近。Mary Leunissen 等[33]采用超臨界CO2萃取花生風(fēng)味物質(zhì),對(duì)萃取條件進(jìn)行了優(yōu)化,結(jié)果顯示,二氧化碳密度為0.35 g/mL,萃取溫度為50 ℃,壓力為96 Pa,靜態(tài)萃取10 min,動(dòng)態(tài)萃取10 min為最佳萃取條件,通過(guò)感官評(píng)認(rèn)為,超臨界CO2萃取花生的風(fēng)味物質(zhì)與花生原有風(fēng)味接近。
G.L.Baker[25]優(yōu)化了固相微萃取法應(yīng)用與烘烤花生中的揮發(fā)性化合物的萃取,結(jié)果顯示該方法適用于花生風(fēng)味物質(zhì)。張春紅等[34]研究了烘烤花生仁、花生粕和花生殼中風(fēng)味物質(zhì),通過(guò)GC-MS 分析和感官評(píng)價(jià),從花生仁、花生粕和花生殼中分別鑒定出112 種、41 種和34 種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì);周琦等[35]建立了烤制花生香氣成分分析的頂空固相微萃取/氣相色譜-質(zhì)譜(H S SPME/GC-MS)方法。優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件為:HP5 色譜柱,萃取平衡溫度80 ℃,萃取時(shí)間40 min,解析時(shí)間5 min。董緒燕[36]通過(guò)GC-MS 分離鑒定出分析了高油酸和正常花生中的50 多種對(duì)花生風(fēng)味有不同貢獻(xiàn)的揮發(fā)性物質(zhì)。
花生風(fēng)味與花生品種、成熟度以及花生產(chǎn)后貯藏和加工處理方式等有著密切聯(lián)系。
不同品種對(duì)花生風(fēng)味物質(zhì)方面的影響研究,Pattee、Giesbrecht 等[37-38]報(bào)道基因型的不同對(duì)花生風(fēng)味的影響具有重要的研究?jī)r(jià)值,Isleib 和Pattee 等[39-40]分析了美國(guó)3 個(gè)地區(qū)花生烘烤后的風(fēng)味差別,通過(guò)感官評(píng)價(jià)員分析,確定了可以接受的花生品種,以此為出發(fā)點(diǎn),不斷改善花生的品種,以獲得滿足人們需要的花生品種。G.L.Baker 等[41]分析鑒定了4 個(gè)不同基因型的烘烤花生,研究發(fā)現(xiàn),烘烤花生的主要特征風(fēng)味物質(zhì)吡嗪類的含量具有一定差異。Ee Chin Ng 等[42],通過(guò)GC-MS 分析研究報(bào)道,轉(zhuǎn)基因花生品種188、540 和654(美國(guó)農(nóng)業(yè)部研究中心在奧克拉荷馬州提供)的風(fēng)味和栽培種花生的風(fēng)味差異很小。周琦等[30]分析了四粒紅、大白沙、魯花3 種花生進(jìn)行微波爐焙烤后的揮發(fā)性香氣成分,發(fā)現(xiàn)品種間的風(fēng)味物質(zhì)含量有一定差異,其中大白沙花生的特征香氣濃度最高,苯乙醛含量最低。
關(guān)于水分含量以及烘烤時(shí)間、溫度等影響花生風(fēng)味的研究比較多。Robin Y Y Chiou 等[43]研究了花生含水量為3.4%和10.5%時(shí),150℃烘烤45 min,結(jié)果表明含水量10.5 %的花生顏色變化比含水量3.4 % 的快,花生中碳水化合物、游離氨基酸和糖的含隨含水量和烘烤時(shí)間而發(fā)生變化。Kyle A.Reed 等[44]研究貯藏水分活度對(duì)高油酸和一般油酸花生風(fēng)味的影響,將花生水分活度控制在0.19 和0.60 貯藏7 周,通過(guò)固相微萃取氣象色譜分析顯示,水分活度較低時(shí),高油酸花生比一般油酸花生的抗氧化性強(qiáng),感官評(píng)定顯示,高油酸花生維持烘烤特殊風(fēng)味和抗異味物質(zhì)產(chǎn)生的能力強(qiáng)于一般油酸花生。K.J.H.Warner 等[45]研究了烘烤花生在65 ℃貯藏1 d~65 d 的風(fēng)味,以美拉德反應(yīng)生成吡嗪類物質(zhì)和油脂自動(dòng)氧化生成乙醛來(lái)衡量烘烤花生的風(fēng)味,發(fā)現(xiàn)烘烤花生的風(fēng)味退變是因?yàn)橛椭难趸谏w了吡嗪類物質(zhì)的特殊風(fēng)味。John A.Singleton 等[46]利用氣相色譜鑒定結(jié)合感官評(píng)定方法,分析了花生經(jīng)22、35、45、50 ℃處理后,乙醛、乙醇及乙酸乙酯等揮發(fā)性化合物的變化,22 ℃處理時(shí)沒(méi)有鑒定出乙酸乙酯,直至溫度增加到50 ℃到時(shí),產(chǎn)生了人們最不喜歡的乙酸乙酯的味道。L.L.Buchkholz J R 等[28]研究了2 個(gè)不同品種花生烘烤時(shí)間和溫度對(duì)其風(fēng)味物質(zhì)的影響,分別用163 ℃處理7、8、9 min 讓花生輕、中、重度變色,結(jié)合氣象色譜和感官評(píng)價(jià)分析認(rèn)為,烘烤時(shí)間對(duì)花生風(fēng)味物質(zhì)的影響很大。G.L.Baker[34]對(duì)四個(gè)不同基因型的花生分別在125、150、175、200 ℃處理5、10、15 min,4個(gè)品種的花生都在175 ℃處理15 min 風(fēng)味感官效果最好。
對(duì)花生風(fēng)味物質(zhì)的研究主要集中在揮發(fā)性呈味物質(zhì)的鑒定,不夠全面和具體?;ㄉ菭I(yíng)養(yǎng)價(jià)值極為豐富且風(fēng)味獨(dú)特的油食兼用作物,在我國(guó)種植面積廣、市場(chǎng)需求份額大,在農(nóng)業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。隨著人們生活水平的提高,消費(fèi)者對(duì)食品品質(zhì)和風(fēng)味追求也在不斷提高。國(guó)外對(duì)花生風(fēng)味物質(zhì)的研究工作開(kāi)展較早,主要是鑒定烘烤花生產(chǎn)生的異味物質(zhì)和香氣物質(zhì),研究不同加工處理方式對(duì)花生風(fēng)味物質(zhì)的影響;然而,國(guó)內(nèi)對(duì)花生風(fēng)味物質(zhì)的研究較少,僅僅近年來(lái)偶見(jiàn)報(bào)道,且集中在對(duì)烘烤花生風(fēng)味的鑒定上,對(duì)花生貯藏過(guò)程中風(fēng)味的變化的研究尚屬空白。
花生風(fēng)味評(píng)價(jià)體系不存在。目前對(duì)花生品質(zhì)的評(píng)價(jià)僅僅集中在花生的籽粒大小、形狀、種皮顏色等外觀品質(zhì);含油量、粗蛋白、脂肪酸、氨基酸、灰分和總糖等理化指標(biāo)上。然而花生風(fēng)味對(duì)花生的品質(zhì)有著很大影響,不同品種花生其風(fēng)味有著一定差異,沒(méi)有建立系統(tǒng)的風(fēng)味評(píng)價(jià)體系,很難把握不同品種花生的風(fēng)味品質(zhì),更難根據(jù)市場(chǎng)需求開(kāi)發(fā)專用風(fēng)味花生產(chǎn)品。
我國(guó)花生品種資源豐富,不同品種花生的感官品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)都有很大差異。風(fēng)味是衡量花生品質(zhì)的特征之一,芳香族化合物含量多的品種,其制品具有獨(dú)特的芳香味。從加工選材和育種角度來(lái)看,分析不同花生品種的風(fēng)味物質(zhì)來(lái)源、種類和含量等,不但有利于花生種質(zhì)資源的創(chuàng)新及合理、高效利用,還對(duì)花生制品的生產(chǎn)以及特殊風(fēng)味食品的市場(chǎng)開(kāi)發(fā)以及產(chǎn)品貯藏的質(zhì)量控制都具有重要研究意義。全面深入研究花生風(fēng)味物質(zhì)在生產(chǎn)和產(chǎn)后的風(fēng)味變化、原材料貯藏和加工處理過(guò)程中風(fēng)味變化的機(jī)理,是花生風(fēng)味質(zhì)量控制的基礎(chǔ),為專用型花生品種選育和不同加工需求提供理論依據(jù)。
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