張 垚,張文剛,黨 斌,*,楊希娟,陳丹碩,郝 靜

(1.青海大學(xué)農(nóng)林科學(xué)院,青海 西寧 810016;2.青海省農(nóng)林科學(xué)院,青海省青藏高原農(nóng)產(chǎn)品加工重點實驗室,青海 西寧 810016;3.青海華實科技投資管理有限公司,青海省青稞資源綜合利用工程技術(shù)研究中心,青海 西寧 810016)

青稞(Hordeum vulgare L. var. nudum Hook. f.),屬于禾本科大麥屬,由于收獲時籽粒裸露、外稃穎果分離,又稱其為裸大麥[1-2]。青稞作為我國藏區(qū)特色的糧食作物和農(nóng)牧民賴以生存的主要口糧[3],具有耐寒、高產(chǎn)、早熟、適應(yīng)性廣的特性,可在青藏高原高寒、強輻射的極端環(huán)境下正常生長成熟,目前主要分布在西藏、青海、甘肅等地區(qū)[4]。青稞與一般谷物的主要組成相近,但其營養(yǎng)價值更高,在高寒缺氧且缺少瓜果蔬菜的青藏高原地區(qū),藏族同胞能夠得以健康生存,與其具備獨特的“三高兩低”優(yōu)勢和特有的保健功效密切相關(guān)[5-6]。青稞中富含β-葡聚糖、酚類物質(zhì)、膳食纖維等活性成分,能很好地迎合人民群眾“健康飲食”的需求[7-9],所以青稞己經(jīng)成為功能食品開發(fā)的熱點之一。目前,市場上青稞食品種類日益增多,包括青稞面條、青稞餅干、青稞麥片、青稞酸奶和青稞谷物飲料等[10-15]。

炒制是重要的食品加工過程,能改進(jìn)食品的風(fēng)味、色澤、質(zhì)地和外觀[16-17],糌粑作為青稞傳統(tǒng)的一種加工食品,其加工過程是將青稞麥粒炒熟后磨粉,不過篩而制成的炒面,很好地保留了青稞全谷營養(yǎng)特性,具備很高的營養(yǎng)價值,是藏區(qū)人民一日三餐傳統(tǒng)的主食之一[18-20],青稞糌粑特有的風(fēng)味經(jīng)炒制加工處理后產(chǎn)生,炒制過程中這些重要香氣物質(zhì)的形成或增加,是區(qū)分青稞原粉和糌粑粉的重要特征之一[21]。目前,青稞糌粑己實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),相關(guān)研究工作也主要集中在糌粑加工工藝及產(chǎn)品質(zhì)量控制方面[22-23],對青稞炒制后揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的鑒定和分析報道較少。張文剛等[24]對10 個不同品種青稞炒制后揮發(fā)性風(fēng)味成分進(jìn)行鑒定研究,篩選出了風(fēng)味物質(zhì)含量豐富、較適宜炒制加工的青稞品種。然而,有關(guān)青稞炒制加工過程種揮發(fā)性物質(zhì)含量與組成的動態(tài)變化及不同處理方式對香氣的影響尚待進(jìn)一步探討;開展這些方面研究對于青稞糌粑等特色食品生產(chǎn)加工工藝優(yōu)化及品質(zhì)控制具有重要意義。

本研究以實驗室前期篩選出的肚里黃青稞作為實驗材料,采用固相微萃取結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)法分析青稞不同炒制時間和不同炒制方式下主要揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的變化,結(jié)合香氣分析明確炒制對青稞揮發(fā)性成分的影響,為青稞糌粑加工及其他青稞焙炒食品的開發(fā)提供一定的理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

肚里黃青稞種質(zhì)資源由青海省農(nóng)林科學(xué)院作物所提供。

無水乙醇、H2SO4、HCl、石油醚、苯酚、冰醋酸(均為分析純) 天津市富宇精細(xì)化工有限公司;CuSO4、K2SO4、硼酸、NaOH、KOH、檸檬酸鈉、茚三酮、三水乙酸鈉、檸檬酸、C2H3KO2、醋酸鈉、NaCl、二甲基亞砜、硫酸銨、MgCl2·6H2O、氯化錳、磷酸二氫鈉(均為分析純) 煙臺市雙雙化工有限公司;β-葡聚糖試劑盒、總淀粉試劑盒 愛爾蘭Megazyme 公司。

1.2 儀器與設(shè)備

AL204電子天平 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;XL-10B扣壓搖擺式小型粉碎機 天津華鑫儀器廠;6CG-80利農(nóng)牌控溫電炒鍋 信陽市浉河區(qū)利農(nóng)炒茶機廠;TSQ8000evo氣相色譜儀、57330-u固相微萃取器手柄、固相微萃取裝置、65 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭、TSQ8000evo質(zhì)譜系統(tǒng) 美國Thermo Fisher公司。

1.3 方法

1.3.1 炒制青稞樣品基本營養(yǎng)組成測定

水分含量測定:參照GB 5009.3—2010《食品中水分的測定》;灰分含量測定:參照GB 5009.4—2010《食品中灰分的測定》;纖維含量測定:參照GB/T 5009.88—2003《食品中不溶性膳食纖維的測定》;脂肪含量測定:參照GB/T 5009.6—2003《食品中脂肪的測定》;蛋白質(zhì)含量測定:參照GB 5009.5—2010《食品中蛋白質(zhì)的測定》;β-葡聚糖含量:采用MIXED-LINKAGEBETA-GLUCAN試劑盒(ZS21-K-BGLU,Ireland)測定;總淀粉含量:采用TOTAL STARCH試劑盒(Megazyme,Ireland)測定;總氨基酸含量測定:參照GB/T 5009.124—2003《食品中氨基酸的測定》。

1.3.2 青稞炒制

取肚里黃青稞原料300 g,等分為6 份,每份50 g。任選5 份清理并清洗干凈后于通風(fēng)處晾曬至干燥,然后用炒鍋將青稞于105 ℃條件下分別炒制2、5、8、11 min和13 min,炒制過程中需各加入10 mL水,炒制后的青稞趁熱用萬能粉碎機粉碎成粒度60 目的青稞粉備用。作為先炒后粉的樣品。

最后一份清理并清洗干凈后于通風(fēng)處晾曬至干燥,用萬能粉碎機粉碎成粒度60 目的青稞粉用炒鍋將其于105 ℃條件下炒制5 min,炒制過程中加10 mL水,炒制完成后備用。作為先粉后炒樣品。

1.3.3 肚里黃青稞風(fēng)味化合物的GC-MS檢測

參照Ducki等[25]的方法,并進(jìn)行改進(jìn)。準(zhǔn)確稱取青稞炒制粉2.0 g置于10 mL樣品瓶內(nèi),將老化好的萃取頭(DVB/CAR/PDMS)插入樣品瓶中,伸出纖維于上層空氣中,60 ℃預(yù)熱10 min,萃取30 min后,在進(jìn)樣口解吸5 min后用于GC-MS分析,每個樣品重復(fù)3 次。

GC條件:TG-WAXMS聚乙二醇毛細(xì)管柱(30 m×0.32 μm,0.25 μm);進(jìn)樣口溫度265 ℃;載氣流速1.0 μL/min;程序升溫:40 ℃保持2 min,以5 ℃/min升溫至120 ℃,保持0 min,最后以12 ℃/min升溫至240 ℃,保持10 min。

MS條件:電子電離源;電子能量70 eV;離子溫度230 ℃;傳輸線溫度250 ℃;質(zhì)量掃描范圍33～495 u。

1.4 數(shù)據(jù)處理

GC檢測未知化合物進(jìn)行NIST譜庫檢索,選擇正反匹配度大于80的物質(zhì)予以確認(rèn)。采用SPSS 19.0、DPS 7.05、Origin 7.5和Microsoft Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 炒制時間及方式對青稞基本營養(yǎng)成分的影響

表1 不同炒制時間及方式下青稞的基本營養(yǎng)成分Table 1Nutritional components of stir-fried highland barley

由表1可知,不同時間和方式炒制后青稞水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)在1.59%～14.00%之間,由于在炒制過程中需適量加水,使得水分含量在2 min內(nèi)呈現(xiàn)上升趨勢,但隨著炒制時間的延長,水分會出現(xiàn)加熱散失,最終呈現(xiàn)逐漸下降趨勢;相比之下,先粉后炒加工方式可使水分在炒制過程中急劇降低,從11.66%驟降到1.59%?；曳仲|(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.20%～0.71%,不同時間和方式炒制后灰分含量總體趨于平緩,炒制時間為5 min時灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低,為0.28%;而不同加工方式使青稞灰分含量增加。纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.24%～7.27%,炒制2 min時纖維含量降低,可能是炒制初期加水導(dǎo)致青稞中水分含量增加,從而加熱使水溶性膳食纖維流失導(dǎo)致,這與Martin-Cabrejas等[26]研究發(fā)現(xiàn)高水分烹調(diào)可導(dǎo)致水溶性膳食纖維含量降低的結(jié)果較為一致,隨著炒制時間的延長纖維含量呈現(xiàn)上升趨勢,不同炒制方式同樣會使纖維含量增加,可能是炒制中高溫加劇了物質(zhì)內(nèi)部分子的運動從而促進(jìn)膳食纖維的溶出[27]。脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)在2.29%～5.32%之間,不同時間和方式炒制后脂肪含量總體趨于平緩,但相較于原籽粒,不同炒制時間及炒制方式都會使青稞的脂肪含量增加,可能是經(jīng)炒制加熱處理后復(fù)合脂肪游離出所致[28],炒制時間為13 min時脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高為5.32%。β-葡聚糖作為青稞中質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高(2.37%～3.45%)的功能性低聚糖,相較于原籽粒,不同炒制時間及炒制方式都會對青稞中的β-葡聚糖含量造成損失,可能是炒制過程中的濕熱處理導(dǎo)致β-葡聚糖分子結(jié)構(gòu)遭到破壞[29],炒制13 min時,β-葡聚糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到最低為2.37%。淀粉為青稞中最豐富的物質(zhì),加工后質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45.61%～60.01%,含量最高為先粉后炒的方式,最低為炒制13 min,青稞炒制2～11 min時總淀粉含量與原料中相比差異顯著(P＜0.05),炒制13 min時,青稞中總淀粉含量顯著下降,可能是由于加熱部分淀粉降解為糊精或還原糖[30],從而使其含量降低。蛋白質(zhì)和氨基酸作為青稞主要營養(yǎng)成分之一,炒制后蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.31%～11.79%,總氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.16%～6.53%,炒制后青稞中蛋白質(zhì)含量隨著炒制時間的延長呈現(xiàn)上升趨勢,但其含量均低于青稞原籽粒中蛋白質(zhì)含量,且總氨基酸含量呈現(xiàn)顯著降低趨勢(P＜0.05),說明炒制會使肚里黃青稞中蛋白質(zhì)和氨基酸發(fā)生部分損失,其原因可能是長時間熱處理導(dǎo)致青稞中蛋白質(zhì)或游離氨基酸發(fā)生美拉德反應(yīng)及Strecker降解反應(yīng)[31],且氨基酸作為形成炒制特征風(fēng)味重要的前體物質(zhì)之一,加熱過程中由于其參與青稞香氣生成反應(yīng)從而其含量出現(xiàn)顯著下降趨勢(P＜0.05),這與邵亮亮等[32]就炒制對山核桃仁營養(yǎng)成分的影響研究中蛋白質(zhì)與總氨基酸的變化一致。青稞在炒制過程基本營養(yǎng)成分含量的變化,主要是因為炒制過程中青稞中水分變化和熱處理導(dǎo)致其部分營養(yǎng)成分降解和相互反應(yīng)所致。

青稞中的這些主要營養(yǎng)組分共同構(gòu)成了炒制風(fēng)味形成的物質(zhì)基礎(chǔ),是不同炒制時間和方式青稞炒制粉揮發(fā)性香氣組成與含量差異的初始來源。

2.2 炒制時間及炒制方式對青稞揮發(fā)性風(fēng)味化合物的影響

采用楊希娟[19]優(yōu)化的青稞糌粑粉的炒制溫度和條件,其熟化度能滿足青稞糌粑粉的質(zhì)量要求。如表2所示,未經(jīng)炒制的青稞生粉共鑒定出14 種揮發(fā)性物質(zhì),其中醇類25.44%、醛類1.75%、酮類0.57%、酯類8.16%、酸類4.5%、雜環(huán)類1.75%,醇類化合物相對含量最高,其次為酯類、酸類、雜環(huán)類和酮類,這些香氣物質(zhì)為青稞原籽粒本身具有的揮發(fā)性成分,表現(xiàn)為清香、甜香、果香等香氣類型。炒制2 min的青稞共鑒定出20 種揮發(fā)性物質(zhì),其中醇類20.67%、醛類8.64%、酮類0.53%、酯類6.09%、酸類4.82%、雜環(huán)類1.97%,醇類化合物相對含量最高,其次是醛類、酯類、酸類、雜環(huán)類和酮類,此時,青稞中的脂肪開始在高溫炒制后產(chǎn)生熱降解反應(yīng)[33],形成高級醛類,能賦予炒制粉愉快的香氣,且其己經(jīng)開始具備烘烤食品中關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)吡嗪類化合物,可賦予其特有的堅果香、焙烤香。炒制5 min青稞鑒定出41 種揮發(fā)性物質(zhì),其中醇類6.03%、醛類18.31%、酮類3.16%、酯類2.06%、酸類1.96%、酚類0.59%、雜環(huán)類30.41%、烷烴類0.30%,醛類化合物相對含量最高,其次為醇類、酸類、雜環(huán)類、酮類、酯類、酚類和烷烴類。炒制8 min的青稞共鑒定出33 種揮發(fā)性物質(zhì),其中醇類5.62%、醛類14.66%、酮類0.74%、酯類0.99%、酸類1.15%、酚類0.79%、雜環(huán)類46.09%、烷烴類0.37%、烯烴類0.70%,雜環(huán)類揮發(fā)性物質(zhì)相對含量最高,其次為醛類、醇類、酸類、酚類、酮類、酯類和烷烴類。炒制11 min的青稞共鑒定出34 種揮發(fā)性物質(zhì),其中醇類5.68%、醛類20.87%、酮類1.54%、酯類0.51%、酸類1.03%、酚類1.14%、雜環(huán)類37.61%、烷烴類0.38%,雜環(huán)類揮發(fā)性物質(zhì)相對含量最高,其次為醛類、醇類、酮類、酸類、酚類、酯類和烷烴類。炒制13 min的青稞共鑒別出22 種揮發(fā)性物質(zhì),其中醇類3.55%、醛類21.98%、酯類12.37%、酸類1.32%、酚類2.19%、雜環(huán)類27.80%,雜環(huán)類揮發(fā)性物質(zhì)相對含量最高,其次為醛類、醇類、酚類、酸類和酯類。先粉后炒制的青稞共鑒定出25 種揮發(fā)性物質(zhì),其中醇類2.71%、醛類9.24%、酮類0.21%、酯類11.63%、酸類1.91%、酚類0.44%、雜環(huán)類16.13%、烷烴類0.37%,雜環(huán)類揮發(fā)性物質(zhì)相對含量最高,其次為酯類、醛類、醇類、酸類、酚類和烷烴類。

表2 不同炒制時間和炒制方式下青稞樣品的固相微萃取GC-MS分析結(jié)果Table 2Results of SPME-GC-MS analysis of volatile flavor compounds in stir-fried highland barley

續(xù)表2

采用先粉后炒的方式制得的青稞粉中風(fēng)味物質(zhì)種類比傳統(tǒng)方式炒制青稞樣品少,先粉后炒得到的風(fēng)味物質(zhì)共有25 種,而傳統(tǒng)方式(炒制5 min青稞)得到的風(fēng)味物質(zhì)為41 種。此外,傳統(tǒng)方式炒制下風(fēng)味物質(zhì)吡嗪類較多,達(dá)到30.41%,其中2-乙基-5-甲基吡嗪的相對含量高達(dá)2.50%,賦予青稞咖啡香氣;酯類中(19S)-17-油酸-19-(乙酰氧基)-2,16二脫氫-20-羥基甲酯的相對含量達(dá)到0.93%,兩者是青稞炒制后香氣構(gòu)成的重要物質(zhì)。因此,綜合而言選擇先炒后粉的傳統(tǒng)加工方式作為青稞炒制加工方式較為適宜。

青稞炒制過程中的高溫工藝會產(chǎn)生吡嗪類化合物,而作為Maillard反應(yīng)的中間產(chǎn)物,這些化合物具有強烈的烤香和堅果味香氣,是炒制青稞粉特征烘焙風(fēng)味的主要呈味物質(zhì)。未炒制的青稞揮發(fā)性物質(zhì)主要有1-己醇、1-辛烯-3-醇、2,3-丁二醇等醇類,(19S)-17-油酸-19-(乙酰氧基)-2,16二脫氫-20-羥基甲酯、[1,1’-二環(huán)丙基]-2-辛酸-2’-己基-甲酯、丁內(nèi)酯等酯類,還含有少量的酸類、酮類和雜環(huán)類。隨著炒制時間的延長,青稞粉中檢測到的揮發(fā)性物質(zhì)越來越豐富,雜環(huán)類物質(zhì)含量迅速增加,種類增多,其中吡嗪類物質(zhì)種類最為明顯,主要包括甲基吡嗪、2,5-二甲基吡嗪、2,3-二甲基吡嗪、2-乙基-6-甲基吡嗪、2-乙基-5-甲基吡嗪、2,6-二乙基吡嗪等。這是青稞經(jīng)過炒制后產(chǎn)生香氣的重要來源,該結(jié)果與趙阿丹等[35]、劉瑩瑩[36]以大米和谷子為原料焙炒所得樣品研究結(jié)果一致。

圖1 炒制時間對青稞炒制樣品揮發(fā)性化合物種類的影響Fig. 1 Effect of different frying times and methods on volatile compounds of stir-fried highland barley

由圖1可知,未炒制和炒制2 min的青稞樣品中醇類含量最多,其次為酯類、酸類和酮類。炒制時間在5～13 min間的樣品,雜環(huán)類含量明顯最高,雜環(huán)類物質(zhì)含量和種類則總體隨炒制時間延長呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢,8 min時相對含量最高為46.09%,種類達(dá)到15 種。結(jié)合表2可知,雜環(huán)類化合物中吡嗪類物質(zhì)最為豐富,主要有甲基吡嗪、2,5-二甲基吡嗪、2,3-二甲基吡嗪、2-乙基-6-甲基吡嗪、2-乙基-5-甲基吡嗪、2,6-二乙基吡嗪等,其保留時間集中在10.45～20.95 min之間,是青稞炒制香氣的主要貢獻(xiàn)物質(zhì)。

2.3 青稞炒制后風(fēng)味成分組成差異

圖2 青稞炒制粉揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)GC-MS指紋圖譜Fig. 2 GC-MS fingerprints of volatile flavor compounds of stir-fried highland barley

由圖2可知,炒制樣共有峰21 個,分別為醇類:2,3-丁二醇、2-呋喃甲醇;酯類:丁內(nèi)酯;醛類:糠醛、苯甲醛;酸類:醋酸、4-羥基丁酸、己酸;雜環(huán)類:2-戊基呋喃、2,5-二甲基吡嗪、2,6-二甲基吡嗪、乙基吡嗪、2,3-二甲基吡嗪、2-乙基-6-甲基吡嗪、2-乙基-5-甲基吡嗪、2,6-二乙基吡嗪、3-乙基-2,5-二甲基吡嗪、2-乙基-3,5-二甲基吡嗪、3,5-二乙基-2-甲基吡嗪、2-甲氧基苯酚、2-甲氧基-4-乙烯基苯酚。共有組分最豐富的是雜環(huán)類揮發(fā)性物質(zhì)(124.36%),其次為醇類(34.37%)和酸類(13.52%),而炒制青稞中最具代表性的香氣為雜環(huán)化合物中的吡嗪類物質(zhì)。

2.4 青稞炒制粉的香氣系列分析

圖3 不同炒制時間及炒制方式青稞香氣系列分布Fig. 3 Aroma distribution of stir-fried highland barley

由圖3可知,青稞原籽粒基本無炒制香氣,主要為水果香、草香、花香和較弱的油脂香。隨著炒制時間的延長,青稞香氣分布變化較大。炒制2 min時,水果香(23.9)較為突出,其他香氣較弱,這主要是由于青稞炒制2 min時其籽粒未完全熟化,因此表現(xiàn)出與原籽粒香氣較為一致的結(jié)果;炒制5 min時,炒制香氣開始突出,以堅果香(30.38)、可可香(28.06)為主,烤香(13.1)、水果香(16.18)、甜香(16.13)、焦香(10.05)偏低,這與在炒制過程中釋放的醛類和雜環(huán)類物質(zhì)有關(guān);炒制8 min時,烤香(28.33)、可可香(34.91)、堅果香(29.43)更豐富,甜香(14.04)和焦香(15.57)含量偏低,此時雜環(huán)類化合物含量達(dá)到最高,這是由于青稞炒制5～8 min時,青稞籽粒熟化度較高,90%以上籽粒出現(xiàn)“爆腰”,可達(dá)到青稞糌粑粉生產(chǎn)的質(zhì)量要求,青稞中水分含量低且各種成分充分反應(yīng),因此表現(xiàn)出豐富的香氣成分;炒制11 min時,烤香(35.17)、堅果香(29.69)、可可香(28.13)同樣較為突出,甜香(22.8)和焦香(22.83)含量有所增加;炒制13 min時,烤香(37.2)較為突出,這是由于青稞炒制11 min后,籽粒開始出現(xiàn)焦糊現(xiàn)象,熟化過度所致。

綜上所述,在0、2、5、8、11、13 min六類樣品中,炒制5 min時風(fēng)味物質(zhì)種類最為豐富(41 種),醇類、醛類、酮類、酸類香氣物質(zhì)相對含量較高,而雜環(huán)類化合物在炒制8 min時達(dá)到最高,為46.09%,香氣表現(xiàn)為以可可香、烤香、堅果香及較少果香為主的典型焙烤香氣。因此炒制5～8 min可作為青稞最適炒制時間。這與楊希娟[19]和張文剛[24]等的研究結(jié)果較為一致。

2.5 聚類分析

由圖4可知,不同炒制時間及炒制方式樣品可以分為兩大類。第1大類5 個樣品最大歐式距離差為10,其中8 min和11 min在最小距離形成聚類,表明二者相似度極高。當(dāng)歐式距離為3時,8、11 min和5 min樣品聚為一小類。第2大類2 個樣品的最大歐式距離為2且只包含0 min和2 min 2 個樣品,表明0 min和2 min樣品之間相似度較高。兩大類炒制青稞炒制粉差異較大,在歐式距離為25時才能歸為一類。青稞品種一致,而聚類分析差異主要由不同炒制時間與炒制方式不同造成。結(jié)合表1可知,吡嗪類、酯類和醇類化合物的相對含量是影響樣品聚類的主要因素。

圖4 不同炒制時間及炒制方式青稞揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)聚類分析Fig. 4 Cluster analysis of volatile compounds in stir-fried highland barley

2.6 主成分分析(principal component analysis,PCA)

圖5 不同炒制時間及炒制方式青稞的PCA結(jié)果Fig. 5 PCA of volatile flavor compounds in stir-fried highland barley

如圖5所示,其中PC1為80.939%,PC2為16.286%,2 個主成分累計方差貢獻(xiàn)率為97.225%,可較好地代表樣品信息。根據(jù)PCA原理,樣品在結(jié)果圖上距離越接近則表示其香氣組成和含量相似度越高。6 個炒制樣本均分布在圖5的右半部,其中青稞原籽粒和炒制2 min均位于右上部,表明這2 個樣品相似度很高。炒制5、8、11 min和13 min距離較近,4 個樣品間存在較高相似性。由于4 個樣品中炒制5 min和13 min距離較近,而炒制8 min和11 min存在一定程度重疊,說明這2 個樣品中的特征性風(fēng)味物質(zhì)種類與含量相近,因此可分為2 組。該結(jié)果與聚類分析(圖4)結(jié)果具有良好的一致性。

3 結(jié) 論

在炒制過程中,青稞含有的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng),種類與含量發(fā)生顯著變化。青稞在高溫炒制過程中,隨時間的延長,水分、脂肪、蛋白質(zhì)和氨基酸等基本營養(yǎng)組分作為風(fēng)味化合物的前體物質(zhì)較原籽粒都發(fā)生明顯的變化。先粉后炒與先炒后粉2 種不同加工方式得到的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)不同,先粉后炒得到25 種風(fēng)味物質(zhì),而先炒后粉得到41 種,且先粉后炒的方式在加工中不易控制,易造成焦糊等現(xiàn)象,損耗較大,因此選擇先炒后粉方式較優(yōu)。

炒制可使青稞香氣更豐富,不同炒制時間青稞揮發(fā)性物質(zhì)由14 種增加到41 種,炒制后樣品共有風(fēng)味物質(zhì)為21 種。隨著炒制時間的變化,揮發(fā)性物質(zhì)種類數(shù)和含量不斷增大,其中雜環(huán)類化合物最為豐富,炒制時間8 min時相對含量最高為46.09%。

炒制前醇類和酯類含量較高,香氣類型主要為水果香、草香、花香和較弱的油脂香,而炒制后雜環(huán)類和酯類含量較高,香氣表現(xiàn)為以可可香、烤香、堅果香及較少果香為主的典型焙烤香氣。雜環(huán)類中閾值極低的吡嗪類化合物是青稞炒制風(fēng)味的主要貢獻(xiàn)。

聚類分析和PCA表明,炒制8 min和11 min相似度較高,表示它們的香氣組成和含量相似度較高,而炒制8 min時雜環(huán)類化合物含量最高,炒制以5～8 min為適宜時間。