吳季勤　段春紅　劉松雁

摘要：采用同時(shí)蒸餾萃取（SDE）結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC-MS）分析了膨化大米揮發(fā)性成分構(gòu)成。結(jié)果表明，膨化大米主要為醛、碳?xì)?、含苯衍生物、醇、酮、酸和其他類揮發(fā)性成分構(gòu)成，其中醛14種（67.30%）、碳?xì)?種（3.35%）、含苯衍生物7種（3.29%）、酮4種（4.38%）、醇2種（1.20%）、酸2種（3.62）和其他類物質(zhì)3種（16.86%），己醛（32.93%）、2-戊基-呋喃（13.28%）、（E，E）-2，4-癸二烯醛（11.27%）和壬醛（5.74%）為主要揮發(fā)性成分，醛類物質(zhì)種類豐富、含量最高，為膨化米粉中重要的化合物。

關(guān)鍵詞：膨化；大米；揮發(fā)性成分

中圖分類號(hào)：S511；TS213.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2017）11-2116-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.11.031

Abstract： Volatile aroma components in extruded rice were analyzed by simultaneous distillation extraction（SDE） and gas chromatography-mass spectrometry（GC-MS）. The results showed that， forty components were determined， including 14 aldehydes（67.30%），8 hydrocarbons（3.35%），7 benzene derivatives（3.29%），4 ketones（4.38%），2 alcohols（1.20%），2 acids （3.62%） and 3 other volatile components. Hexanal （32.93%），2-pentyl-furan （13.28%），（E，E）-2，4-decadienal （11.27%） and nonanal （5.74%） were dominant volatile components. Among these components， aldehydes had abundant species and highest contents， was one of important components in extruded rice.

Key words： extruded； rice； volatile components

長期以來，中國大米的加工多局限于初產(chǎn)品加工，食用方式以米飯為主。近年來，隨著加工技術(shù)的進(jìn)步，大米深加工產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。其中，膨化大米食品以其特有的酥松性、風(fēng)味性、營養(yǎng)性和衛(wèi)生性深受廣大消費(fèi)者喜愛[1]。膨化不僅賦予大米制品獨(dú)特物化特征、營養(yǎng)特性，還可賦予產(chǎn)品特殊的氣味品質(zhì)。氣味是產(chǎn)品的重要感官品質(zhì)，是由揮發(fā)性成分刺激人體嗅覺細(xì)胞產(chǎn)生的。目前，對(duì)大米氣味品質(zhì)的研究主要集中在品種[2，3]、儲(chǔ)藏[4，5]、蒸煮方式[6，7]等方面的研究，涉及到膨化大米制品氣味物質(zhì)的研究相對(duì)較少，在一定程度上限制了膨化大米食品的開發(fā)利用。因此，本研究以膨化大米為研究對(duì)象，采用同時(shí)蒸餾萃取技術(shù)（SDE）提取其揮發(fā)性氣味物質(zhì)，并通過GC-MS進(jìn)行鑒定，初步分析和確定膨化大米揮發(fā)性氣味成分的構(gòu)成，旨為明確其主體香味成分，也可為膨化大米食品評(píng)價(jià)和品質(zhì)控制奠定科學(xué)基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

大米：湖北京山橋米，購于陽邏中百超市。

1.2 設(shè)備

TSE60單螺桿膨化機(jī)，濟(jì)南盛潤機(jī)械有限公司；同時(shí)蒸餾萃取裝置和KD濃縮裝置（實(shí)驗(yàn)室定制）；Agilent 7890氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國Agilent公司；DS-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，中國河南子華儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品制備 取膨化大米樣品100 g置2 000 mL圓底燒瓶中，加重蒸水1 000 mL，接SDE裝置右端，用電熱套加熱至沸騰；取重蒸乙醚50 mL置100 mL圓底燒瓶中，接SDE裝置左端，恒溫水浴加熱至沸騰。提取2 h，收集乙醚。將乙醚放入冰箱中冷凍過夜，除去水相，采用KD濃縮裝置濃縮至2 mL，用氮?dú)獯祾邼饪s至0.5 mL，取1 μL用于GC-MS分析。

1.3.2 GC-MS分析色譜條件 毛細(xì)管色譜柱為DB-5ms柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm），進(jìn)樣口溫度250 ℃，接口溫度250 ℃。程序升溫為起始溫度45 ℃保留2 min，以4 ℃/min升溫到220 ℃保留5 min。載氣為He，流速1.0 mL/min，不分流。質(zhì)譜條件：電離方式為EI，電子能量70 eV，燈絲發(fā)射電流為200 μA，離子源溫度為200 ℃，接口溫度為250 ℃，掃描質(zhì)量范圍33～450 amu。試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理由Xcalibur軟件系統(tǒng)完成，未知化合物經(jīng)計(jì)算機(jī)檢索同時(shí)與NIST譜庫（107 k Compounds）和Wiley譜庫（320 k Compounds，version 6.0）相匹配，報(bào)道中正反匹配度均>800（最大值為1 000）的鑒定結(jié)果。定量分析：揮發(fā)性氣味物質(zhì)相對(duì)含量通過面積歸一化法計(jì)算。

2 結(jié)果與分析

通過NIST和Wiley譜庫搜索，結(jié)合有關(guān)文獻(xiàn)，確定膨化大米揮發(fā)性氣味中含有40種物質(zhì)（圖1和表1）。各類化合物的個(gè)數(shù)及含量如圖1所示。由圖1可知，膨化大米的化合物主要為醛、碳?xì)?、含苯衍生物、酮、醇、酸和其他化合物，其中?4種（67.30%）、碳?xì)?種（3.35%）、含苯衍生物7種（3.29%）、酮4種（4.38%）、醇2種（1.20%）、酸2種（3.62）和其他類物質(zhì)3種（16.86%）。結(jié)果顯示，醛類物質(zhì)為膨化大米中重要的化合物。所檢測到的物質(zhì)中己醛（32.93%）、2-戊基-呋喃（13.28%）、（E，E）-2，4-癸二烯醛（11.27%）和壬醛（5.74%）為主要揮發(fā)性成分，含量大于5%，對(duì)產(chǎn)品的風(fēng)味可能產(chǎn)生重要影響。

2.1 醛類成分構(gòu)成

醛類化合物個(gè)數(shù)和含量都最為豐富，一般醛類化合物的閾值較低，對(duì)產(chǎn)品的最終氣味品種產(chǎn)生重要影響。在所檢測到的醛類化合物中，主要有飽和醛、2-烯醛、2，4-二烯醛構(gòu)成，5種飽和醛分別為己醛、庚醛、辛醛、壬醛、癸醛；5～10碳原子飽和醛具有青香、油香、脂香風(fēng)味[8]，對(duì)膨化大米制品具有較大貢獻(xiàn)，其中己醛含量最高，含量較低時(shí)具有令人愉悅的青草香味，但含量過高會(huì)產(chǎn)生負(fù)面的酸敗味道[9]。5種2-烯醛分別為（Z）-2-庚烯醛、（E）-2-辛烯醛、（E）-2-壬烯醛、（E）-2-癸烯醛、（E）-2-十一碳烯醛；（E）-2-辛烯醛、（Z）-2-癸烯已被確定為稻谷中重要的氣味物質(zhì)，分別具有堅(jiān)果和脂肪香味特性[10]；4種2，4-二烯醛分別為（E，E）-2，4-庚二烯醛、（E，E）-2，4-壬二烯醛、（E，E）-2，4-癸二烯醛和（E，E）-9，17-十八碳二烯醛，（E，E）-2，4-庚二烯醛和（E，E）-2，4-壬二烯有相對(duì)低閾值，對(duì)產(chǎn)品氣味可能有重要影響。

2.2 碳?xì)浜秃窖苌?/p>

碳?xì)浜秃窖苌镌谂蚧竺字蟹N類較豐富，但是含量相對(duì)較低，碳?xì)浠衔镏兄饕獮橹辨滐柡屯闊N、支鏈飽和烷烴及不飽和烷烴構(gòu)成，其中直鏈飽和烷烴4種、支鏈飽和烷烴3種、不飽和烷烴1種，碳?xì)浠衔镆话憔哂休^高的閾值[11]，對(duì)產(chǎn)品的氣味品質(zhì)影響不大。一定數(shù)量含苯衍生物也在膨化大米中檢測到，含苯衍生物是谷物中常見的揮發(fā)性成分，有些學(xué)者認(rèn)為含苯衍生物的檢出和環(huán)境污染密切相關(guān)，含苯衍生物如萘、2-甲基-萘等一般具有萘的氣味[12]，通常認(rèn)為和產(chǎn)品負(fù)面氣味有關(guān)。

2.3 醇和酮類化合物

酮和醇類化合物在膨化大米中檢測較少，醇和酮類物質(zhì)是脂肪酸，特別是不飽和脂肪酸氧化降解的產(chǎn)物[13]。檢測到2個(gè)醇類化合物為3，5-辛二烯-2-醇和2-丁基-2，7-辛二烯-1-醇，為不飽和二烯醇，關(guān)于它們和谷子氣味品質(zhì)關(guān)系尚不清楚。3種醇類物質(zhì)2-庚酮、3-壬烯-2-酮是谷物中常見的氣味成分。酮類物質(zhì)一般具有奶油香和果蔬香[14]，可能和膨化大米氣味品種密切相關(guān)。

2.4 酸和其他類化合物

2種酸類物質(zhì)被檢測到，為十六酸和（Z，Z）-9，12-十八碳二烯酸，它們?yōu)榇竺字谐Ｒ姷闹舅岢煞?，這類化合物的閾值大、沸點(diǎn)高，同時(shí)蒸餾過程中隨樣品沸騰而蒸餾提取到[11]，對(duì)樣品氣味品質(zhì)影響不大。3種其他類2-戊基-呋喃、2，5-二叔丁基酚、十六酸甲酯，它們?yōu)榇竺字谐Ｒ姷膿]發(fā)性成分，2-戊基-呋喃為大米中重要的氣味成分[14]，通常對(duì)產(chǎn)品氣味品質(zhì)有重要影響。

3 小結(jié)

本研究在膨化大米中檢測到40種揮發(fā)性成分，為醛、碳?xì)?、含苯衍生物、醇、酮、酸和其他類物質(zhì)，醛14種（67.30%）、碳?xì)?種（3.35%）、含苯衍生物7種（3.29%）、酮4種（4.38%）、醇2種（1.20%）、酸2種（3.62）和其他類物質(zhì)3種（16.86%），己醛（32.93%）、2-戊基-呋喃（13.28%）、（E，E）-2，4-癸二烯醛（11.27%）和壬醛（5.74%）為主要揮發(fā)性成分，醛類物質(zhì)種類豐富、含量最高為膨化大米中重要的化合物。

參考文獻(xiàn)：

[1] 葉 敏，譚汝成，史俊麗.膨化米羹理化特性與感官品質(zhì)的相關(guān)性研究[J].糧食與飼料工業(yè)，2005（2）：17-19.

[2] MAHATTANATAWEE K，ROUSEFF R L. Comparison of aroma active and sulfur volatiles in three fragrant ricecultivars using GC-Olfactometry and GC-PFPD[J].Food Chemistry，2014，154（1）：1-6.

[3] PARKJS，KIMKY，BAEK H H.Potent aroma-active compounds of cooked Korean non-aromatic rice[J].Food Science and Biotechnology，2010，19（5）：1403-1407.

[4] 楊慧萍，劉 璐，宋 偉.不同儲(chǔ)藏條件下粳稻谷脂肪酸值及氣味變化關(guān)系的研究[J].中國糧油學(xué)報(bào)，2013，28（6）：85-89.

[5] 宋 偉，張 明，張婷筠.基于GC-MS的儲(chǔ)藏粳稻谷揮發(fā)物質(zhì)變化研究[J].中國糧油學(xué)報(bào)，2013，28（11）：97-101.

[6] 劉敬科，鄭 理，趙思明，等.蒸煮方法對(duì)米飯揮發(fā)性成分的影響[J].中國糧油學(xué)報(bào)，2007，22（5）：12-15.

[7] ZENG Z，ZHANG H，CHEN J Y，et al. Flavor volatiles of rice during cooking analyzed by modified headspace SPME/GC-MS[J].Cereal Chemistry，2007，85（2）：140-145.

[8] 劉登勇，周光宏，徐幸蓮.確定食品關(guān)鍵風(fēng)味化合物的一種新方法：“ROAV”法[J].食品科學(xué)，2008，29（7）：370-374.

[9] WIDJAJA R，CRASKE J D，WOOTTON M. Comparative studies on volatile components of non-fragrant and fragrant rices[J].Journal of the Science of Food and Agriculture，1996，70（2）：151-161.

[10] YANG D S，SHEWFELT R L，LEE K S，et al. Comparison of odor-active compounds from six distinctly different rice flavor types[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry，2008，56（8）：2780-2787.

[11] 劉敬科，趙 巍，李少輝，等.炒制對(duì)小米揮發(fā)性成分影響的研究[J].食品科技，2014（12）：181-185.

[12] YANG D S，LEE K S，JEONG O Y，et al. Characterization of volatile aroma compounds in cooked black rice[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry，2008，56（1）：235-240.

[13] GROSCH W. Lipid Degradation Products and Flavors[M].Elsevier： Amsterdam，Netherlands，1982：325-398.

[14] JEZUSSEK M，JULIANO B O，SCHEBERLE P. Comparison of key aroma compounds in cooked brown rice varieties based on aroma extract dilution analyses[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry，2002，50（5）：1101-1105.