王 丹，張 嵐，王佳鑫，劉俊梅，樸春紅，劉 敏，馮小雨，葛紅娟，任鵬宇，宋春梅,*，王長文,*

（1.吉林醫(yī)藥學院公共衛(wèi)生學院，吉林 吉林 132013；2.吉林省中醫(yī)藥管理局二級實驗室，吉林 吉林 132013；

3.吉林農(nóng)業(yè)大學食品科學與工程學院，吉林 長春 130118；4.浙江工商大學金華食品產(chǎn)業(yè)化研究院，浙江 金華 321000）

發(fā)酵是糧食深加工最重要的一種方法，本實驗前期研究發(fā)現(xiàn)蕎麥經(jīng)過發(fā)酵后，其黃酮含量明顯高于發(fā)酵前的蕎麥面團[1]。也有研究報道紅曲霉蕎麥固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)物能顯著降低實驗性高脂血癥小鼠的血脂含量，這與發(fā)酵前后產(chǎn)物種類轉(zhuǎn)變及含量變化關(guān)系很大[2]。相關(guān)報道利用附著在蕎麥苗表面的微生物對蕎麥苗汁進行自然發(fā)酵，發(fā)現(xiàn)醇提物對清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基有較好效果[3]?？梢姲l(fā)酵可以改變蕎麥不同組分含量。據(jù)研究報道，蕎麥和小麥中復雜的淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪和糖在微生物的作用下，分解成簡單的有機酸類、氨基酸類、核酸類以及具有揮發(fā)性的物質(zhì)[4]。食品的風味包括氣味和滋味，決定著人們對食品的感知和選擇，同時也是食品腐敗或者變質(zhì)的警告信號[5]。食品的風味物質(zhì)通常被歸納為兩類，一類是非揮發(fā)性風味物質(zhì)，決定食品的特征滋味；另一類是揮發(fā)性風味物質(zhì)，決定食品的特征氣味[6]。目前國內(nèi)外對小麥、稻谷、大米、玉米等作物中揮發(fā)性成分的研究較多[7-10]。Jane?等[11]采用氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）聯(lián)用技術(shù)法對普通蕎麥的香氣成分進行鑒定和定量分析。而蕎麥經(jīng)過發(fā)酵之后具有獨特的香味，但是它在發(fā)酵過程中所含有的揮發(fā)性成分是如何發(fā)生變化的相關(guān)報道較少。GC-MS是食物中揮發(fā)性成分分析的一種方法，固相微萃取技術(shù)具有高預富集特點，嚴格控制提取參數(shù)，比如溫度和提取時間就可以得到很好的重復性[12]。

本研究主要采用酵母菌和乳酸菌分別發(fā)酵蕎麥面團和小麥面團，采用頂空固相微萃?。╤ead space solidphase microextraction，HS-SPME）結(jié)合GC-MS法分析蕎麥面團在不同發(fā)酵劑作用下發(fā)酵過程中揮發(fā)性活性成分變化，并對比分析蕎麥和小麥在發(fā)酵過程中香味物質(zhì)的種類及其含量變化差異，對蕎麥保健作用以及加工應(yīng)用等方面提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

蕎麥種子（去殼）產(chǎn)地吉林省遼源；小麥 市售；酵母菌 安琪酵母股份有限公司；乳酸菌（德氏乳桿菌保加利亞亞種、嗜熱鏈球菌、嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌、鼠李糖乳桿菌、長雙歧桿菌、嬰兒雙歧桿菌、低聚異麥芽糖（雙歧因子oligo）） 哈爾濱美華生物技術(shù)股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

MJP-150型恒溫發(fā)酵箱 上海精宏實驗設(shè)備有限公司；CPAZ250分析天平 賽多利斯科學儀器（北京）有限公司；90-2定時恒溫磁力攪拌器 上海精科實業(yè)有限公司；GC7890B/5977A GC-MS聯(lián)用儀、HP-INNOWAX毛細管色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm） 美國Agilent公司；50/30 μm二乙基苯/碳分子篩/聚二甲基硅氧烷萃取頭、597330-U型SPME裝置 美國Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品的制備

酵母發(fā)酵面團制備：分別稱取一定量蕎麥粉和小麥粉，分別手工揉成蕎麥面團和小麥面團，安琪酵母添加量為面粉的1.35%，預先用溫水（37 ℃）活化。和好的面團放入37 ℃的恒溫箱中醒發(fā)，分別在0、1、2、3、4、5、6、12、24、48 h取出，備用。

乳酸菌發(fā)酵面團制備：分別稱取一定量蕎麥粉和小麥粉，分別手工揉成蕎麥面團和小麥面團，乳酸菌添加量為面粉的0.45%，預先用溫水（37 ℃）活化。和好的面團放入37 ℃的恒溫箱中醒發(fā)，分別在0、1、2、3、4、5、6、12、24、48 h取出，備用。

1.3.2 面團香氣的吸附與解吸

稱取3 g樣品于15 mL氣相頂空樣品瓶中，恒溫水浴溫度為80 ℃，待溫度穩(wěn)定后，將樣品瓶放于恒溫水浴鍋中，預熱平衡20 min，將SPME針頭穿過樣品瓶密封瓶墊，于樣品瓶頂空部分伸出固相萃取頭，靜置萃取20 min，收回固相萃取頭，取出萃取裝置，待GC儀處于準備狀態(tài)后，將SPME針頭插入進樣口，伸出固相萃取頭，于250 ℃條件下解吸5 min。下次取樣前，首先將SPME萃取頭在250 ℃條件下老化15 min。

1.3.3 GC條件

H P-I N N O W A X彈性石英毛細管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；程序升溫：40 ℃，保持2.5 min，以5 ℃/min升至200 ℃，再以10 ℃/min升至240 ℃，保持5 min；進樣口溫度250 ℃；傳輸線溫度230 ℃；載氣為氦氣，流速1.0 mL/min；不分流進樣。

1.3.4 MS條件

電子電離源；電子能量70 eV；離子源溫度200 ℃；接口溫度250 ℃；質(zhì)量掃描范圍35～400 u。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

定性分析：MS結(jié)果經(jīng)NIST 14譜庫檢索，僅當匹配度大于80%（最大值為100%）的鑒定結(jié)果予以報告。

定量分析：揮發(fā)性成分含量以相對含量表示，即各揮發(fā)性組分的峰面積占總峰面積比值的百分數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 蕎麥發(fā)酵前后香氣成分種類及含量的變化

由表1可知，未發(fā)酵蕎麥面團經(jīng)過GC-MS檢出38 種香氣成分，包括烴類22 種、酯類9 種、醇類4 種、酮類1 種、酸類2 種。在發(fā)酵過程中香氣種類不斷發(fā)生變化，未發(fā)酵面團與酵母發(fā)酵過程產(chǎn)生共同的香氣成分有2,6-二甲基辛二烯、十四烷、十七烷、衣蘭烯、β-波旁烯、（+）-香橙烯、羅漢柏烯、E-β-金合歡烯、花側(cè)柏烯、α-二去氫菖蒲烯、γ-杜松烯、4-萜烯醇、反-橙花叔醇、左旋乙酸冰片酯、棕櫚酸甲酯、棕櫚酸乙酯、十六碳烯酸乙酯，共17 種。由表2可知，未發(fā)酵面團與乳酸菌發(fā)酵過程中產(chǎn)生共同的香氣成分有衣蘭烯、十四烷、羅漢柏烯、E-β-金合歡、反-α-香柑油烯、花側(cè)柏烯、α-二去氫菖蒲烯、2-十一酮，共8 種。其中花側(cè)柏烯屬于萜烯類物質(zhì)，具有花香、木香特征。Jane?等[11]用甲醇直接萃取法和蒸餾萃取法分別鑒定25 種和35 種化合物，其中水楊醛和苯乙醛為2 種方法鑒定出的共有成分。與Jane等[11]的蒸餾萃取法得到的化合物相比，本實驗中利用HS-SPME法萃取未發(fā)酵蕎麥，經(jīng)分析鑒定其中鄰傘花烴和2-莰醇是與蒸餾萃取法共有成分。蕎麥經(jīng)酵母和乳酸菌發(fā)酵后與Jane等[11]的蒸餾萃取也有共同成分，分別是壬醇、鄰傘花烴、2-莰醇和α-蒎烯、2-莰醇?？梢钥闯鍪w麥經(jīng)過不同處理和萃取后得到的化合物種類也有差異。

與未發(fā)酵蕎麥面團相比，蕎麥經(jīng)過酵母發(fā)酵后，反油酸、（-）-α-蓽澄茄油烯、巴倫西亞橘烯3 種香氣成分未檢測出，經(jīng)過乳酸菌發(fā)酵后，2-蒈烯、巴倫西亞橘烯、（-）-α-蓽澄茄油烯、吉馬烯、γ-杜松烯、β-倍半水芹烯、α-杜松烯、十七烷、十六碳烯酸乙酯、硬脂酸乙酯、棕櫚酸共11 種成分未檢出。說明面團在發(fā)酵過程中，這些香氣成分發(fā)生轉(zhuǎn)化。其中反油酸屬于反式脂肪酸，而反式脂肪酸的攝入會影響身體健康，在蕎麥面團中相對含量為0.25%，經(jīng)過發(fā)酵后，反式脂肪酸發(fā)生轉(zhuǎn)化，酵母發(fā)酵蕎麥未檢測出，而乳酸菌發(fā)酵蕎麥只在發(fā)酵3 h檢測出來，相對含量為0.02%，明顯降低。

蕎麥經(jīng)過酵母發(fā)酵后，在各個發(fā)酵過程中產(chǎn)生多種香氣成分，包括δ-欖香烯、（+）-4-蒈烯、（+）-環(huán)苜蓿烯、β-欖香烯、β-橄欖烯、α-古巴烯、異喇叭烯、γ-依蘭油烯、α-柏木烯、水菖蒲烯、α-石竹烯、（+）-α-柏木萜烯、花柏烯、g-蛇床烯、α-古蕓烯、d-杜松烯、α-菖蒲二烯、（+）-β-雪松烯、香附烯、2-甲基-十六烷、姥鮫烷、十八烷、γ-萜品烯、十六烷、長葉烯、異喇叭茶烯、乙醇、2,3-丁二醇、苯乙醇、壬醇、1-十五醇、橙花叔醇、正己酸乙酯、苯甲酸乙酯、乙酸松油酯、月桂酸乙酯、鄰苯二甲酸二丁酯、辛酸乙酯、壬酸乙酯、十四酸乙酯、亞油酸甲酯、反油酸乙酯、2-十三酮、乙酸、2-苯基巴豆醛共45 種香氣成分。發(fā)酵過程中產(chǎn)生了1 種醛類、1 種酸類、1 種酮類、10 種酯類、6 種醇類、26 種烴類物質(zhì)，其中烴類以烯烴為主。其中α-石竹烯、g-蛇床烯、α-古蕓烯、香附烯、2-十三酮是酵母發(fā)酵蕎麥1 h產(chǎn)生特有的香氣成分，異喇叭烯是蕎麥經(jīng)過酵母發(fā)酵2 h產(chǎn)生特有香氣成分，（+）-α-柏木萜烯是蕎麥經(jīng)過酵母發(fā)酵4 h產(chǎn)生特有香氣成分，水菖蒲烯和乙酸是發(fā)酵5 h產(chǎn)生特有成分，（+）-環(huán)苜蓿烯、β-橄欖烯、1-十五醇、正己酸乙酯、苯甲酸乙酯、乙酸松油酯、月桂酸乙酯、2-苯基巴豆醛是蕎麥經(jīng)過酵母發(fā)酵48 h產(chǎn)生特有香氣成分。

蕎麥經(jīng)過乳酸菌發(fā)酵后，共產(chǎn)生34 種共有香氣成分，包括萜品烯、（+）-4-蒈烯、香木蘭烯、異喇叭烯、表-雙環(huán)倍半水芹烯、α-蒎烯、γ-依蘭油烯、[1R-（1R*,4Z,9S*）]-4,11,11-三甲基-8-亞甲基-二環(huán)[7.2.0]4-十一烯、菖蒲二烯、花柏烯、1-甲基-4-（6-甲基-5-庚烯-2-基）1,4-環(huán)己二烯、長葉烯、十六烷、十七烷、2-甲基-十六烷、2,3-丁二醇、香茅醇、內(nèi)型-（1S）-1,7,7-三甲基二環(huán)[2.2.1]庚-2-醇、橙花叔醇、（-）-4萜品醇、乙酸松油酯、富馬酸二甲酯、鄰苯二甲酸二丁酯、11,14-十八碳二烯酸甲酯、亞油酸甲酯、油酸甲酯、11-反-十八碳一烯酸甲酯、十八碳二烯-[9,12]-酸乙酯、反油酸乙酯、乙偶姻、epizonarene、2,3,5,6-四甲基吡嗪、六氫-1,1,5,5-四甲基-2H-2,4a-亞甲基萘。其中epizonarene是乳酸菌發(fā)酵蕎麥1 h特有香氣成分，菖蒲二烯、富馬酸二甲酯發(fā)酵2 h產(chǎn)生的特有成分，表-雙環(huán)倍半水芹烯是發(fā)酵3 h產(chǎn)生的特有成分，香木蘭烯是發(fā)酵6 h產(chǎn)生的特有成分，2-甲基-十六烷是發(fā)酵24 h產(chǎn)生的特有成分，[1R-（1R*,4Z,9S*）]-4,11,11-三甲基-8-亞甲基-二環(huán)[7.2.0]4-十一烯、花柏烯、反油酸乙酯、六氫-1,1,5,5-四甲基-2H-2,4a-亞甲基萘4 種是發(fā)酵48 h產(chǎn)生特有的香氣成分。

經(jīng)過GC-MS檢測分析可知，蕎麥面團發(fā)酵前后都含有大量的倍半萜類物質(zhì)和單萜類物質(zhì)。倍半萜是指分子中含15 個碳原子的天然萜類化合物，廣泛存在于植物、微生物、海洋生物及某些昆蟲中，具有重要的生物功能和生理活性。比如衣蘭烯、β-欖香烯、β-波旁烯、（+）-香橙烯等烯烴類成分是分子式為C15H24的同分異構(gòu)體，屬于倍半萜類，在發(fā)酵前后會相互轉(zhuǎn)化。蕎麥面團含有的E-β-金合歡烯存在于藿香、啤酒花和生姜揮發(fā)油中。橙花醇沸點為225 ℃，具有蘋果香，是橙花油中主要成分之一[13]。欖香烯有α、β、δ3 種單體，臨床應(yīng)用于惡性腫瘤的治療中[14]，以β-欖香烯為主要成分的欖香稀乳1993年在我國開始普遍應(yīng)用于惡性漿膜腔積液、肺癌、消化道脾瘤、腦瘤以及其他淺表性腫瘤的臨床治療[15]。蕎麥面團經(jīng)過酵母發(fā)酵后產(chǎn)生2 種欖香烯，其中δ-欖香烯相對含量比較低，在0.1%左右，蕎麥面團在發(fā)酵第2小時和第48小時產(chǎn)生β-欖香烯的相對含量分別為0.94%和0.85%。而乳酸菌發(fā)酵蕎麥面團沒有產(chǎn)生欖香烯。香芹烯、α-萜品烯等屬于單萜類，是分子式為C10H16的同分異構(gòu)體。蕎麥發(fā)酵前后共產(chǎn)生6 種單萜類物質(zhì)。香芹烯呈愉快新鮮橙子香氣，應(yīng)無樟腦和萜的氣味。蕎麥面團檢出含有2-蒈烯，經(jīng)過發(fā)酵后，只有酵母菌發(fā)酵5 h的面團能夠檢測出2-蒈烯，但是酵母菌和乳酸菌發(fā)酵后面團產(chǎn)生（+）-4-蒈烯，說明發(fā)酵過程中2 種單萜類物質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)換。

酯類是蕎麥面團發(fā)酵前后重要的芳香物質(zhì)之一。蕎麥面團未發(fā)酵時產(chǎn)生9 種酯類成分，經(jīng)過酵母發(fā)酵后產(chǎn)生19 種，其中發(fā)酵48 h產(chǎn)生18 種，經(jīng)過乳酸菌發(fā)酵后產(chǎn)生17 種酯類香氣物質(zhì)。經(jīng)過發(fā)酵后，面團產(chǎn)生的酯類香氣成分種類增加，尤其酵母發(fā)酵48 h后，酯類成分增加9 種。面團發(fā)酵前后都會產(chǎn)生亞油酸乙酯，是一種多烯不飽和脂肪酸酯，為無色至淡黃色的油狀液體，具有增強機體的免疫力、抗癌、降低人體膽固醇和血脂含量，預防或減輕動脈粥樣硬化癥、調(diào)解控制代謝、促進動物生長發(fā)育等諸多生理功能[16]，而且蕎麥經(jīng)酵母發(fā)酵4 h和48 h后，亞油酸乙酯的相對含量由1.30%分別增加至2.14%和3.37%。經(jīng)過發(fā)酵后都會產(chǎn)生乙酸松油酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二異丁酯、亞油酸甲酯以及反油酸乙酯。其中乙酸松油酯主要由松節(jié)油加工獲得，存在于苦橙油、丁子香花、黑加侖、松針油中，具有柑橘、辛香、木香、花香等香味，被大量用于日化香精中[17]。由于2 種菌的代謝過程差異，酵母菌和乳酸菌發(fā)酵蕎麥后所產(chǎn)生的酯類種類有一定差距。在發(fā)酵過程中，酵母菌和細菌的作用下合成酯，酯類是酵母菌進行酒精發(fā)酵時的次級代謝產(chǎn)物，該過程產(chǎn)生的酯主要有兩類，即醋酸酯類化合物和乙酯類化合物[18]。比如酵母發(fā)酵蕎麥后產(chǎn)生的苯甲酸乙酯又稱安息香酸乙酯，具有比較強的冬青油和水果香氣，存在于桃子、菠蘿、醋栗等中，也常用于食用香精的調(diào)配和皂用香精及煙用香料中[19]。辛酸乙酯無色液體，具有白蘭地酒香味[20]。它們提供了水果清香、淡酒香、淡花香、淡甜香和復合果香等[21]。十四酸乙酯，也稱肉豆蔻酸乙酯，可用于日化香精中，在酒的發(fā)酵過程中隨著發(fā)酵時間的延長而發(fā)生變化[22]。蕎麥面團經(jīng)過酵母發(fā)酵后，富集更多香味物質(zhì)。經(jīng)過乳酸菌發(fā)酵，蕎麥面團會產(chǎn)生富馬酸二甲酯、油酸甲酯等特殊香氣成分。其中富馬酸二甲酯具有抗菌活性，并兼有殺蟲活性，在食品殺菌和水果防腐保鮮中有較好的應(yīng)用[23]。酯類可以在乳酸菌的作用下有醇類和有機酸生成[24]。

蕎麥經(jīng)過酵母發(fā)酵后產(chǎn)生10 種醇類，較未發(fā)酵蕎麥面團增加6 種。其中4-萜烯醇、反-橙花叔醇、α-花側(cè)柏醇經(jīng)過酵母發(fā)酵之后相對含量大幅減少，在酵母發(fā)酵蕎麥5 h時，面團中乙醇的相對含量最高，為7.24%。蕎麥經(jīng)過乳酸菌發(fā)酵后產(chǎn)生9 種醇類，較未發(fā)酵蕎麥面團增加5 種。其中4-萜烯醇和反-橙花叔醇相對含量分別由未發(fā)酵面團的0.30%、0.48%減小到0.07%、0.05%左右。2-莰醇和α-花側(cè)柏醇經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后相對含量由0.05%、0.16%分別增加到0.40%、0.35%左右。除此之外，蕎麥經(jīng)過乳酸菌發(fā)酵后會產(chǎn)生區(qū)別于酵母發(fā)酵的萜品醇，是在藥劑制造中用作消毒、防腐劑、溶劑和芳香矯味劑，也是食品添加劑和食用香料[25]。

蕎麥經(jīng)過酵母發(fā)酵后產(chǎn)生2 種酮類物質(zhì)，2-十一酮為中醫(yī)常用藥，具有清熱、解毒、利濕的作用，臨床上用于治肺膿瘍、痰熱咳嗽、白帶等，主要存在魚腥草揮發(fā)油中[26]，而蕎麥在酵母發(fā)酵前后均能檢測出2-十一酮。2-十三酮具有濃烈的草藥和油脂氣味[27]，只在酵母發(fā)酵蕎麥1 h產(chǎn)生。乳酸菌發(fā)酵蕎麥中只產(chǎn)生2-十一酮。

蕎麥經(jīng)過乳酸菌發(fā)酵會產(chǎn)生乙偶姻，具有令人愉快的奶香氣，廣泛應(yīng)用于食品行業(yè)，在蘋果酸-乳酸發(fā)酵過程中乳酸菌可將檸檬酸分解成丙酮酸，其代謝中間產(chǎn)物還能產(chǎn)生乙偶姻等風味化合物[28]。棕櫚酸在未發(fā)酵蕎麥面團中相對含量為0.40%，經(jīng)過酵母發(fā)酵1 h后，棕櫚酸相對含量減少為0.09%，隨著發(fā)酵時間延長，此成分未檢出。而蕎麥面團經(jīng)過乳酸菌發(fā)酵后也未檢出棕櫚酸。

表1 SPME-GC-MS鑒定酵母發(fā)酵蕎麥中香氣種類及相對含量Table 1 Identification of aroma compounds in yeast fermented buckwheat dough

續(xù)表1

續(xù)表2

表3 SPME-GC-MS鑒定酵母發(fā)酵小麥后香氣成分及相對含量Table 3 SPME-GC-MS Identi fi cation of aroma components in yeast fermented wheat dough

蕎麥未發(fā)酵面團和乳酸菌發(fā)酵蕎麥面團均未檢出醛類物質(zhì)，經(jīng)過酵母發(fā)酵48 h后會產(chǎn)生2-苯基巴豆醛，其呈霉香、花香、蜜甜香、可可、紅茶的香氣，也是發(fā)酵甜面醬中主要的醛類香氣成分[29]。同類研究報道中、短鏈的酯類物質(zhì)對香氣的影響較大，能夠賦予苦蕎特殊的酯香，醛類具有脂肪香味。余麗等[30]研究中發(fā)現(xiàn)苦蕎的揮發(fā)性成分以烷烴為主，可賦予苦蕎清甜香味。

2.2 小麥發(fā)酵后芳香物質(zhì)種類及含量變化

由表3可知，小麥面團經(jīng)過GC-MS可檢測出11 種香氣成分，包括烴類6 種、酯類4 種、酮類1 種。其中衣蘭烯、花柏烯、酞酸二丁酯、香葉基丙酮是小麥未發(fā)酵和發(fā)酵過程中共同產(chǎn)生的香氣成分。發(fā)酵后香氣成分種類增多，發(fā)酵過程中產(chǎn)生香氣共31 種。包括十四烷、7,11-二甲基-3-亞甲、癸烷、4,6-二甲基十二烷、4-二甲基十二烷、硅烷二醇二甲酯、十五酸乙酯、肉豆蔻酸乙酯、亞油酸乙酯、棕櫚酸甲酯、棕櫚酸乙酯、E-11-棕櫚酸乙酯、十六酸-2-甲基丙酯、9-十六碳烯酸乙酯、反油酸乙酯、硬脂酸乙酯、苯甲酸十三烷基酯、（1S-內(nèi)型）-7,7-三甲基二環(huán)[2.2.1]庚烷-2-醇乙酸酯、癸酸乙酯、月桂酸乙酯、乙醇、異丁醇、苯乙醇、2,3-丁二醇、（2R,3R）-（-）-2,3-丁二醇、鄰苯二甲酸、亞麻酸、癸醛、金合歡基乙醛、二甲醚、2-異丙基-5-甲基茴香醚。隨著發(fā)酵時間延長部分酯類和醇類物質(zhì)呈現(xiàn)增加趨勢，如亞油酸乙酯在酵母發(fā)酵小麥第24小時和第48小時相對含量分別為21.95%和24.27%，棕櫚酸乙酯在酵母發(fā)酵小麥第24小時和第48小時相對含量分別為16.05%和13.68%，明顯高于短時間發(fā)酵小麥產(chǎn)物。酵母發(fā)酵小麥3 h和4 h，產(chǎn)生乙醇相對含量達到較高值，分別為22.89%和28.66%，隨著發(fā)酵時間延長，乙醇相對含量降低，在12 h和24 h產(chǎn)生異丁醇，在24 h和48 h之間產(chǎn)生苯乙醇。

表4 SPME-GC-MS乳酸菌發(fā)酵小麥后香氣成分及相對含量Table 4 SPME-GC-MS analysis of aroma compounds in lactic acid bacteria fermented wheat dough

由表4可知，小麥面團經(jīng)過乳酸菌發(fā)酵后產(chǎn)生共有的成分有衣蘭烯、花柏烯及（+）-花側(cè)柏烯。3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇甲酸酯和鄰苯二甲酸二異丁酯是小麥面團未發(fā)酵產(chǎn)生的特有香味成分。7,11-二甲基-3-亞甲-1,6,10-十二碳三烯、（1S-內(nèi)型）-7,7-三甲基二環(huán)[2.2.1]庚烷-2-醇乙酸酯、棕櫚酸甲酯、棕櫚酸乙酯、癸醛、（E,E）-2,4-癸二烯醛、金合歡基乙醛、2-甲氧基-4-甲基-1-（1-甲基乙基）苯是發(fā)酵后產(chǎn)生的香氣成分。

小麥經(jīng)過酵母發(fā)酵后共產(chǎn)生19 種酯類，是小麥經(jīng)酵母發(fā)酵后主要香氣成分。與未發(fā)酵小麥相比酯類物質(zhì)種類增多，尤其發(fā)酵48 h，產(chǎn)生21 種，可見蕎麥和小麥經(jīng)過酵母長時間發(fā)酵都會產(chǎn)生大量的酯類。與乳酸菌發(fā)酵小麥后產(chǎn)生酯類相比種類增多。小麥面團經(jīng)過乳酸菌和酵母菌發(fā)酵后都產(chǎn)生了乙酸冰片酯、鄰苯二甲酸二異丁酯、酚酞二丁酯、鄰苯二甲酸二丁酯、棕櫚酸甲酯、棕櫚酸乙酯。除此之外，小麥面團經(jīng)過酵母發(fā)酵后，共產(chǎn)生5 種醇類物質(zhì)，而經(jīng)過乳酸菌發(fā)酵沒有產(chǎn)生醇類物質(zhì)。小麥經(jīng)過2 種菌發(fā)酵之后都產(chǎn)生香葉基丙酮、癸醛、金合歡基乙醛，其中香葉基丙酮作為一種具有木蘭香味的香料，可用于調(diào)配日用香精，合成名貴香料及VE，目前已廣泛應(yīng)用于日化香精食品及醫(yī)藥行業(yè)[31]。癸醛香氣青辛微甜，有似甜橙油與檸檬油以及玫瑰樣和蠟香的后韻，0.000 5%以下時香味愉快[32]。（E,E）-2,4-癸二烯醛是乳酸菌發(fā)酵小麥中區(qū)別于蕎麥特有的香氣成分，屬于脂鏈醛，具有青草香[33]。

經(jīng)過GC-MS檢測，譜庫對比配比85%以上，未發(fā)酵蕎麥面團檢測出38 種香氣成分，酵母發(fā)酵蕎麥檢測出80 種，乳酸菌發(fā)酵蕎麥檢測出63 種，未發(fā)酵小麥面團檢測出11 種，酵母發(fā)酵小麥檢測出42 種，乳酸菌發(fā)酵小麥檢測出17 種，可以發(fā)現(xiàn)發(fā)酵后各個時段產(chǎn)生多種香氣成分，各時段產(chǎn)生香氣成分總數(shù)要高于未發(fā)酵面團所產(chǎn)生的香氣成分，而且無論面團是否經(jīng)過發(fā)酵，蕎麥面團產(chǎn)生的香氣成分都要高于小麥面團的總數(shù)。Lin Liyun等[34]對比蕎麥面包中所含有總揮發(fā)物含量要高于小麥面包的2～3 倍，蕎麥比小麥能夠呈現(xiàn)出更多的特征香味物質(zhì)。酵母發(fā)酵蕎麥與酵母發(fā)酵小麥有18 種共有成分，包括衣蘭烯、十四烷、十六烷、（+）-花側(cè)柏烯、反-α-香甘油烯、乙酸冰片酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二異丁酯、十五酸乙酯、亞油酸乙酯、棕櫚酸甲酯、棕櫚酸乙酯、十六碳烯酸乙酯、反油酸乙酯、硬脂酸乙酯、月桂酸乙酯、苯乙醇、2,3-丁二醇。乳酸菌發(fā)酵蕎麥與乳酸菌發(fā)酵小麥有9 種共有成分，包括反-α-香柑油烯、衣蘭烯、花柏烯、（+）-花側(cè)柏烯、十六烷、乙酸冰片酯、鄰苯二甲酸二丁酯、棕櫚酸甲酯、棕櫚酸乙酯?？梢娛w麥經(jīng)過發(fā)酵后除有部分香氣呈現(xiàn)與小麥相同，還會產(chǎn)生更多香氣物質(zhì)，進而賦予蕎麥一定活性。相關(guān)研究報道韃靼蕎麥制備醋工藝過程中，相對于其他工藝，在酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵過程中產(chǎn)生更多揮發(fā)性成分，而保留一定的抗氧化能力[35]。Suzuki等[36]研究發(fā)現(xiàn)蕎麥中脂肪酶和過氧化物酶與煮熟的蕎麥面條中風味產(chǎn)生有密切的關(guān)系。在發(fā)酵過程中，蕎麥與小麥香氣成分變化區(qū)別或許與蕎麥中酶的作用有密切關(guān)系，而蕎麥中酶活性所產(chǎn)生的變化有待于進一步研究。

3 結(jié) 論

用酵母菌和乳酸菌分別發(fā)酵蕎麥面團和小麥面團，采用HS-SPME結(jié)合GC-MS法分析面團中揮發(fā)性活性成分變化，采用相對指數(shù)法和質(zhì)譜檢索對面團中揮發(fā)性成分進行定性分析。研究中對比分析了不同菌種分別發(fā)酵蕎麥和小麥面團中香氣成分差異，并分析蕎麥和小麥面團香氣成分差異以及在發(fā)酵過程中香氣成分轉(zhuǎn)化。

對比不同菌種發(fā)酵蕎麥發(fā)現(xiàn)，蕎麥在酵母發(fā)酵過程中共產(chǎn)生80 種香氣成分，在乳酸菌發(fā)酵過程中共產(chǎn)生63 種香氣成分，產(chǎn)生香氣成分種類和個數(shù)具有明顯差異。未發(fā)酵面團與酵母發(fā)酵蕎麥過程中產(chǎn)生了17 種共同成分，與乳酸菌發(fā)酵蕎麥過程中產(chǎn)生8 種共同成分。蕎麥在發(fā)酵過程中香氣種類增加，且成分發(fā)生轉(zhuǎn)化。烴類和酯類是蕎麥面團發(fā)酵過程中主要香氣成分，烴類主要有單萜烯和倍半萜烯類。

對比不同菌種發(fā)酵小麥發(fā)現(xiàn)，小麥面團經(jīng)過酵母和乳酸菌發(fā)酵后分別產(chǎn)生42 種和17 種香氣成分。未發(fā)酵小麥面團與酵母和乳酸菌發(fā)酵小麥過程中分別產(chǎn)生4、3 種共有成分。小麥經(jīng)過酵母發(fā)酵后共產(chǎn)生19 種酯類，是小麥經(jīng)酵母發(fā)酵后主要香氣成分，與未發(fā)酵小麥相比酯類物質(zhì)種類增多。

酵母發(fā)酵蕎麥與酵母發(fā)酵小麥有18 種共有成分，乳酸菌發(fā)酵蕎麥與乳酸菌發(fā)酵小麥有9 種共有成分，對比分析蕎麥和小麥面團經(jīng)過酵母長時間發(fā)酵都會產(chǎn)生大量的酯類，且蕎麥面團在發(fā)酵前后產(chǎn)生的香氣成分總數(shù)遠高于小麥面團，呈現(xiàn)更多特征香味物質(zhì)。

蕎麥經(jīng)過發(fā)酵得到的部分烯萜類和酯類具有一定功能活性，比如β-欖香烯、亞油酸乙酯、富馬酸二甲酯等，對人體具有抗腫瘤、降血脂、預防動脈硬化等作用。從揮發(fā)性組分角度進一步證明蕎麥具有較高功能活性及營養(yǎng)價值。進一步證明以蕎麥為主食可以緩解人們膳食不平衡而帶來的慢性疾病現(xiàn)狀，為蕎麥主食化應(yīng)用提供理論依據(jù)。