張華芳，車幸軒，劉陽，吳華昌，鄧靜

(四川旅游學(xué)院，成都 610100)

芫根，又稱莞根、蔓菁，是青藏高原一種獨(dú)有的食、藥、飼三用植物，其抗寒能力極強(qiáng)，能夠在高海拔地區(qū)茁壯生長(zhǎng)[1-3]。芫根富含蛋白質(zhì)、粗纖維、鈣、磷、鐵和維生素等多種營(yíng)養(yǎng)成分[4]，還有研究表明芫根的水提取物有抗衰老的作用，其根塊汁具有防輻射和誘變的功效[5]。此外，芫根具有明目利濕、開胃消食、解醉醒酒、減肥等作用，還可以幫助人體抵抗疲勞，降低血脂，經(jīng)常食用芫根的人與未食用的人相比，其身體健康狀況會(huì)有很大的差異[6，7]。

目前，以芫根為原料加工生產(chǎn)的產(chǎn)品有十余種，該類產(chǎn)品富含多種維生素和微量元素，是旅游休閑及佐餐、饋贈(zèng)佳品[8]。現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)芫根的研究大多集中于其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和功效等方面，而以芫根作為主要原料，結(jié)合四川泡菜技術(shù)對(duì)新鮮芫根進(jìn)行腌制發(fā)酵，進(jìn)而制作芫根泡菜的研究未見報(bào)道。因此，本研究以川西高原藏區(qū)的新鮮芫根制作芫根泡菜，并對(duì)芫根泡菜發(fā)酵過程中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，研究其不同腌制階段的香氣成分變化，進(jìn)而探究芫根泡菜發(fā)酵過程中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的變化規(guī)律，為發(fā)酵芫根泡菜的加工工藝優(yōu)化和研究提供一些數(shù)據(jù)參考和理論依據(jù)，四川同時(shí)為人們的營(yíng)養(yǎng)合理膳食提供一些科學(xué)的指導(dǎo)和幫助。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1.1 材料來源

新鮮芫根：購(gòu)于川西藏區(qū)白玉縣；辣椒、白酒、姜、蒜、花椒、泡菜鹽：購(gòu)于成都市龍泉驛區(qū)永輝超市。

1.1.2 主要設(shè)備

BT423S型電子天平 德國(guó)賽多利斯公司；手動(dòng)SPME進(jìn)樣器、75 μm CAR/PDMS萃取頭、SQ8/Clarus 680氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國(guó)Per-kinElmer公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 芫根泡菜的制作

新鮮芫根10 kg、紅辣椒500 g、白酒100 mL、姜50 g、蒜50 g、花椒2 g、鹽700 g，按照許雅楠等[9]關(guān)于四川泡菜的制作工藝腌制芫根泡菜。

1.2.2 芫根泡菜的感官鑒評(píng)

取適量芫根泡菜于白色盤子中，將其發(fā)放給品評(píng)員，對(duì)芫根泡菜從外觀、氣味、滋味和口感方面進(jìn)行評(píng)定，實(shí)驗(yàn)人員按照感官鑒賞評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)樣品進(jìn)行獨(dú)立評(píng)分、記錄等操作，芫根泡菜成品感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 芫根泡菜成品感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 The sensory evaluation standards for Brassica rapa pickles

1.2.3 GC-MS檢測(cè)

頂空條件[10]：取3 g芫根泡菜，剪碎，放入15 mL頂空樣品中，于70 ℃水浴中平衡5 min后，將老化后的萃取頭插入樣品瓶頂空部分進(jìn)行萃取，頂空吸附30 min后，將萃取頭取出樣品并插入GC進(jìn)樣口，同時(shí)啟動(dòng)儀器采集數(shù)據(jù)，解吸5 min。

GC條件：進(jìn)樣口溫度：250 ℃；色譜柱：Elite-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；升溫程序：起始溫度40 ℃，保持1 min，以5 ℃/min升至170 ℃，保持1 min，然后以15 ℃/min升至250 ℃，保持1 min。載氣：氦氣(99.9999%)，流速1 mL/min，分流比5∶1。

MS條件：EI離子源，電子轟擊能量為70 eV，離子源溫度230 ℃；全掃描；質(zhì)量掃描范圍：35～400 m/z；掃描延遲1 min；標(biāo)準(zhǔn)調(diào)諧文件。將質(zhì)譜檢測(cè)到的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜庫(NIST 2011)對(duì)照，正反匹配度均大于700，并比對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行揮發(fā)性物質(zhì)的定性。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理

感官數(shù)據(jù)處理：每一個(gè)指標(biāo)得分均取10位品評(píng)員的平均分；GC-MS數(shù)據(jù)分析：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理由GC-MS數(shù)據(jù)分析軟件系統(tǒng)完成，未知化合物經(jīng)計(jì)算機(jī)檢索，同時(shí)與NIST譜庫和RTLPEST譜庫相匹配。

2 結(jié)果與分析

2.1 感官結(jié)果分析

感官檢驗(yàn)人員根據(jù)芫根泡菜成品感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)腌制過程中的芫根進(jìn)行品質(zhì)評(píng)價(jià)，芫根泡菜感官鑒評(píng)結(jié)果見表2。

表2 芫根泡菜感官鑒評(píng)結(jié)果Table 2 The sensory evaluation results of Brassica rapa pickles

由表2可知，芫根泡菜樣品的感官評(píng)價(jià)總分隨著腌制時(shí)間的增加呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì)，腌制時(shí)間為14 d左右時(shí)，得到的芫根泡菜的總體口感較好；隨著腌制時(shí)間的增加，樣品顏色由原來的白色逐漸加深至褐色，樣品的外觀得分隨腌制時(shí)間的增加而緩慢降低；泡菜湯汁得分變化很大，隨著腌制的進(jìn)行，湯汁逐漸由清亮到渾濁。

此外，隨著腌制時(shí)間的加長(zhǎng)，樣品的氣味單項(xiàng)評(píng)分呈先上升后下降的趨勢(shì)，但降低階段的最低分值大于開始腌制時(shí)的值。從口感來說，腌制時(shí)間越長(zhǎng)，樣品的硬度就會(huì)降低。同時(shí)，樣品的脆度與柔軟度隨著腌制時(shí)間的增加也相應(yīng)地發(fā)生了一些變化，只是變化不太明顯。在芫根腌制的整個(gè)過程中，樣品的滋味沒有發(fā)生很大的變化，樣品的酸咸味適宜，苦澀味也幾乎感受不到。

2.2 GC-MS結(jié)果分析

2.2.1 總離子流圖

本次實(shí)驗(yàn)采用GC-MS對(duì)新鮮芫根、腌制7，14，21，28 d的芫根中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)分析，得到樣品的總離子流圖，見圖1～圖5。

圖1 新鮮芫根的總離子流圖Fig.1 Total ion chromatograms of fresh Brassica rapa

圖2 腌制7 d芫根的總離子流圖Fig.2 Total ion chromatograms of Brassica rapa pickeld for 7 days

圖3 腌制14 d芫根的總離子流圖Fig.3 Total ion chromatograms of Brassica rapa pickeld for 14 days

圖4 腌制21 d芫根的總離子流圖Fig.4 Total ion chromatograms of Brassica rapa pickeld for 21 days

圖5 腌制28 d芫根的總離子流圖Fig.5 Total ion chromatograms of Brassica rapa pickeld for 28 days

2.2.2 GC-MS測(cè)定分析

對(duì)總離子流圖中各數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，新鮮芫根、腌制7，14，21，28 d的芫根中揮發(fā)性風(fēng)味成分及相對(duì)含量見表3，揮發(fā)性物質(zhì)種類的分析見圖6，相對(duì)含量的分析見圖7。

表3 芫根腌制過程中揮發(fā)性香氣成分分析Table 3 Analysis of volatile aroma components in the pickling process of Brassica rapa

續(xù) 表

續(xù) 表

續(xù) 表

注：“-”表示未檢測(cè)到；“1”表示新鮮芫根，“2～5”表示腌制7，14，21，28 d的芫根。

圖6 芫根腌制過程中揮發(fā)性物質(zhì)種類Fig.6 The types of volatile substances in the pickling process of Brassica rapa

圖7 芫根腌制過程中揮發(fā)性物質(zhì)相對(duì)含量Fig.7 The relative content of volatile substances in the pickling process of Brassica rapa

由表3、圖6和圖7可知，不同發(fā)酵階段的芫根，其揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的種類和含量差異顯著。從新鮮芫根、腌制7，14，21，28 d的芫根樣品中分別檢測(cè)出51，26，26，23，26種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，合計(jì)92種化合物，其中酯類24種、醇類12種、烴類21種、醛類6種、腈類3種、酸類4種和其他類22種。5個(gè)階段共有的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)有7種，分別是乙酸乙酯、3-丁烯基異硫氰酸酯、苯乙醇、α-松油醇、β-蒎烯、d-檸檬烯、苯丙腈。

2.2.3 芫根腌制過程中揮發(fā)性成分分析

2.2.3.1 酯類化合物

5個(gè)樣品中分別檢測(cè)到的酯類物質(zhì)有12種(含量為23.9% )、6種(含量為17.97%)、6種(含量為39.17%)、7種(含量為40.56%)和7種(含量為35.44%)。在所有的酯類物質(zhì)中，乙酸乙酯、3-丁烯基異硫氰酸酯、2-苯基乙基異硫代氰酸酯、異硫氰酸-2-苯乙酯、2-氨基苯甲酸-3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇酯的含量較高。在腌制21 d左右時(shí)，醇類物質(zhì)含量達(dá)到最高，這可能是芫根在腌制過程中產(chǎn)生的醇類物質(zhì)和酸類物質(zhì)發(fā)生酯化反應(yīng)產(chǎn)生了大量酯類物質(zhì)的原因。在有機(jī)酸或氨基酸與發(fā)酵中的酒精產(chǎn)生酯化反應(yīng)時(shí)，能生成乳酸乙酯、乙酸乙酯、氨基丙酸乙酯等酯類物質(zhì)[11]。

2.2.3.2 醇類化合物

5個(gè)樣品中分別檢測(cè)到的醇類物質(zhì)有5種(含量為8.28% )、7種(含量為42.61%)、4種(含量為6.63%)、7種(含量為34.40%)、8種(含量為29.48%)。在檢測(cè)到的所有醇類物質(zhì)中乙醇含量較高，含量在腌制21 d時(shí)達(dá)到最高，含量第二高的是芳樟醇，在新鮮芫根中含量達(dá)到了20.86%。

2.2.3.3 烴類化合物

烴類物質(zhì)主要來自脂肪酸烷氧自由基的均裂[12]，各個(gè)階段測(cè)得的烷烴含量變化較大，烯烴類物質(zhì)在前幾個(gè)階段的變化很明顯，從數(shù)量上來看，許多烯烴物質(zhì)均只在新鮮芫根中出現(xiàn)，可能是在腌制過程中被氧化了。其中d-檸檬烯的含量最高，且在每個(gè)樣品中均有出現(xiàn)，d-檸檬烯具有新鮮橙子的香氣。β-蒎烯的含量?jī)H次于d-檸檬烯，同樣在每種樣品中均被檢測(cè)出。

2.2.3.4 醛類化合物

醛類主要來源于脂肪氧化、降解以及氨基酸的Strecker降解反應(yīng)[13]。在整個(gè)芫根腌制過程中共檢測(cè)到6種醛類物質(zhì)，在所有醛類中含量最高的是壬醛，在樣品3中達(dá)到了3.12%，但在樣品4中并沒有被檢測(cè)到。其次含量較高的是乙醛，其他的醛類物質(zhì)均有出現(xiàn)，但只出現(xiàn)在某一樣品中，且其含量都未超過1%。

2.2.3.5 酸類物質(zhì)

由表3可知，隨著腌制時(shí)間的加長(zhǎng)，酸類物質(zhì)的含量和種類都增加了。新鮮芫根中未檢測(cè)到酸類物質(zhì)，樣品2、樣品3和樣品4中均檢測(cè)到1種酸類物質(zhì)，且含量都小于1%，在樣品5中檢測(cè)到3種酸類物質(zhì)，其中含量最高的是乙酸，含量達(dá)到了11.80%。

2.2.3.6 腈類物質(zhì)

在芫根腌制的過程中共檢測(cè)到3種腈類物質(zhì)，其中僅樣品2檢測(cè)到1種物質(zhì)，其余均檢測(cè)出2種。在所有的腈類化合物中，其含量總體呈先增加后降低的趨勢(shì)，含量相對(duì)較高的是苯丙腈。

2.2.3.7 其他物質(zhì)

醚類物質(zhì)在種類和數(shù)量上都有很大的差異且變化很明顯。在新鮮芫根中只檢測(cè)到茴香腦1種醚類物質(zhì)，在樣品3中檢測(cè)到4種，在其他樣品中均未檢測(cè)到醚類化合物。 所有的酮類物質(zhì)都只出現(xiàn)在某一個(gè)階段，其中新鮮芫根中的酮類物質(zhì)數(shù)量最多，有4種，總含量為4.69%，在樣品3和樣品4中均檢測(cè)到1種酮類物質(zhì)，且含量都小于1%，在樣品1和樣品5中均未檢測(cè)到酮類物質(zhì)。其他物質(zhì)一共檢測(cè)到了22種，除了烯丙基二硫、鄰-異丙基苯2種物質(zhì)在某兩個(gè)樣品中被檢測(cè)到，其余所有物質(zhì)均只在某一個(gè)樣品中被檢測(cè)到，且含量變化很明顯，含量最高的是樣品3中檢測(cè)到的二烯丙基二硫醚，含量為24.65%。

3 結(jié)論

通過感官評(píng)定發(fā)現(xiàn)，芫根泡菜樣品的感官評(píng)價(jià)總分隨著腌制時(shí)間的增加呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì)，腌制時(shí)間為14 d時(shí)樣品感官評(píng)價(jià)有最高分，腌制時(shí)間為28 d時(shí)樣品感官評(píng)價(jià)總分最低。隨著腌制時(shí)間的增加，樣品顏色由原來的白色逐漸加深至褐色，湯汁逐漸由清亮到渾濁，最后表面有一層霉花，腌制時(shí)間越長(zhǎng)，樣品的硬度就會(huì)越低。腌制時(shí)間為14 d左右時(shí)，得到的芫根泡菜的總體口感和品質(zhì)較好。

此次使用GC-MS在芫根腌制過程中共檢測(cè)到92種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，主要為酯類、烴類、醇類、醛類、酸類、腈類和其他類。本次實(shí)驗(yàn)從新鮮芫根、腌制7，14，21，28 d的芫根中分別檢測(cè)到51，26，26，23，26種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)。 其中，在這5個(gè)不同的腌制階段共有的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)有7種，分別是乙酸乙酯、3-丁烯基異硫氰酸酯、苯乙醇、α-松油醇、β-蒎烯、d-檸檬烯、苯丙腈。從腌制到成熟，酯類物質(zhì)含量呈先增加后降低的趨勢(shì)，與新鮮芫根相比，酯類物質(zhì)含量增加，醇類物質(zhì)明顯增加，腈類物質(zhì)含量增加，酸類物質(zhì)明顯增加，烴類物質(zhì)含量下降，醛類物質(zhì)含量下降，其他類物質(zhì)含量減少。

芫根風(fēng)味物質(zhì)研究是一個(gè)長(zhǎng)久的過程，本次試驗(yàn)采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)和感官評(píng)定方法，對(duì)芫根腌制過程中風(fēng)味物質(zhì)的變化做了研究，不同腌制時(shí)間所得到的數(shù)據(jù)都會(huì)有一定的差異性。本次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)和結(jié)論，為發(fā)酵芫根泡菜加工工藝的優(yōu)化和進(jìn)一步研究提供一些數(shù)據(jù)參考和理論依據(jù)，同時(shí)為芫根以及其他食品的風(fēng)味物質(zhì)研究提供一定的數(shù)據(jù)支持和理論依據(jù)。