周毅吉，周鐵安，李文革，彭 玲，鄒朝暉，楊 磊，鄧鋼橋

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)生物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128；2.湖南省核農(nóng)學(xué)與航天育種研究所，湖南省農(nóng)業(yè)生物輻照工程技術(shù)研究中心，生物輻照技術(shù)湖南省工程研究中心，湖南 長(zhǎng)沙 410125；3.煙臺(tái)大學(xué)，山東 煙臺(tái) 264005）

腐乳是我國(guó)的傳統(tǒng)特色發(fā)酵食品，又稱霉豆腐、醬豆腐、臭豆腐。據(jù)傳，最早的腐乳源自北魏時(shí)期，當(dāng)時(shí)有書籍記載道干豆腐加鹽成熟后為腐乳[1]?，F(xiàn)代腐乳由豆腐2次發(fā)酵而成，腐乳成熟后滋味鮮美，營(yíng)養(yǎng)豐富，含多種人體必須氨基酸和大量不飽和脂肪酸。發(fā)酵后的腐乳中，蛋白質(zhì)水解形成多肽和游離氨基酸，其水溶性氨基酸由3.61%增加到55.54%[2]，其蛋白質(zhì)消化率可達(dá)92%[3]。

益陽(yáng)地區(qū)的腐乳產(chǎn)業(yè)最早可以追溯到1821年的腐乳醬行，到民國(guó)時(shí)，當(dāng)?shù)蒯勗旃に嚍榍捌谂嗑c后發(fā)酵的自然發(fā)酵工藝[4]。目前益陽(yáng)地區(qū)的腐乳多為小廠家生產(chǎn)，發(fā)酵場(chǎng)所衛(wèi)生條件難以嚴(yán)格控制。為防止腐乳被肉毒桿菌等致病菌感染[5]，采用γ射線輻照滅菌工藝，可以在不破壞其熱敏風(fēng)味物質(zhì)的情況下保證其衛(wèi)生質(zhì)量安全，具有廣闊的發(fā)展前景。

腐乳在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)與輔料相互作用，形成了其獨(dú)特的風(fēng)味。風(fēng)味是腐乳的重要感官特征，是腐乳品質(zhì)和質(zhì)量的重要表征手段[6]。故研究電離輻射對(duì)腐乳揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響具有一定的應(yīng)用價(jià)值。汪建明等[7]研究發(fā)現(xiàn)，使用低劑量γ射線處理的腐乳，其揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的相對(duì)含量會(huì)發(fā)生變化，但由于吸收劑量較低，不會(huì)產(chǎn)生顯著的輻照味。該研究采用不同吸收劑量γ射線處理益陽(yáng)地區(qū)的傳統(tǒng)特色腐乳，分析γ射線吸收劑量與腐乳揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)之間的關(guān)系，以期為γ射線輻照滅菌工藝在腐乳加工過(guò)程的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試腐乳為湖南益陽(yáng)四季紅鎮(zhèn)傳統(tǒng)特色腐乳成品。采用60Co放射源進(jìn)行輻照處理，使用時(shí)源活度約2.5×1016Ci，輻照裝置隸屬于湖南省核農(nóng)學(xué)與航天育種研究所。其他儀器設(shè)備有YP-B5002天平（上海光正醫(yī)療儀器有限公司）、光明牌101型鼓風(fēng)干燥箱（北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司）、磁力攪拌器（湖南湘儀科學(xué)儀器設(shè)備有限公司）、METTLER TOLEDO DELTA 320 pH計(jì)[梅特勒-托利多國(guó)際貿(mào)易（上海）有限公司]、真空充氮封口機(jī)（佛山市金華輝噴碼包裝設(shè)備廠）、Agilent 7890A-5975C 氣質(zhì)聯(lián)用儀（美國(guó)安捷倫公司）、固相微萃取裝置（美國(guó)SUPELCO公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 部分常規(guī)理化指標(biāo)測(cè)定參照SB/T 10170—2007中的方法測(cè)定腐乳的水分含量。腐乳pH值測(cè)定：取1 g腐乳放入99 g高純水中，攪拌5 min，使用pH計(jì)讀取懸濁液的pH值，再進(jìn)行換算。

1.2.2 輻照處理將1 500 g腐乳分裝到15個(gè)塑料密封袋，由封口機(jī)抽真空封口后，分為5組，CK為對(duì)照組，不進(jìn)行輻照處理；其余4組吸收劑量分別為3、8、11、21 kGy。每組設(shè)3個(gè)平行。

1.2.3 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)測(cè)定輻照結(jié)束后立即采用頂空固相微萃取法和氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法提取和檢測(cè)腐乳中的風(fēng)味物質(zhì)。采用GC-MS分析軟件，檢索NIST08. L譜庫(kù)進(jìn)行對(duì)比分析。用氣相-質(zhì)譜離子流圖譜的峰面積表示各化合物的百分比含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 γ射線對(duì)腐乳部分常規(guī)理化指標(biāo)的影響

如圖1所示，輻照處理后，腐乳含水量與CK組相比下降約7.9%，差異均達(dá)極顯著水平（P＜0.01），不同吸收劑量處理間，腐乳含水量無(wú)顯著差異（圖1 A）；腐乳的pH值隨吸收劑量的增加緩慢上升（圖1 B），到11 kGy時(shí)達(dá)到峰值，隨后pH值下降，其中吸收劑量為3、8、11 kGy的樣品pH值極顯著高于CK（P＜0.01）。有報(bào)道稱，用0～7 kGy的γ射線處理腐乳，隨著吸收劑量的增加，腐乳中的總酸逐漸降低。這可能是由于電離輻射降解了腐乳后發(fā)酵過(guò)程中生成的游離脂肪酸與氨基酸等有機(jī)酸所致[8]。

圖1 輻照后腐乳的含水量（A）和pH值（B）的變化情況。

2.2 γ射線對(duì)腐乳揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響

對(duì)5組腐乳的總離子流圖譜進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，鑒定出不同吸收劑量處理的腐乳揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的種類及相對(duì)含量，按這些化合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類，呈現(xiàn)于表1。圖2為不同吸收劑量γ射線處理后腐乳各揮發(fā)性成分的相對(duì)豐度熱圖，可以較為直觀地表現(xiàn)特定揮發(fā)性風(fēng)味成分的變化情況。

結(jié)合表1與圖2可知，CK組檢測(cè)出48種揮發(fā)性物質(zhì)，其中烴類13種（2.59%），酯類20種（52.31%），醇類4種（14.01%），醛類4種（1.75%），酮類未檢出，酸類未檢出，其他風(fēng)味物質(zhì)7種（29.34%）；經(jīng)吸收劑量3 kGy處理后，檢出揮發(fā)性物質(zhì)種類43種，其中烴類9種（1.80%），酯類21種（57.48%），醇類5種（28.79%），醛類3種（1.65%），酮類未檢出，酸類未檢出，其他風(fēng)味物質(zhì)5種（10.28%）；經(jīng)吸收劑量8 kGy處理后，檢出揮發(fā)性物質(zhì)種類54種，其中烴類10種（1.19%），酯類25種（84.97%），醇類5種（7.43%），醛類4種（1.01%），酮類1種（0.01%），酸類3種（1.17%），其他風(fēng)味物質(zhì)6種（4.21%）；經(jīng)吸收劑量11 kGy處理后，檢出揮發(fā)性物質(zhì)種類63種，其中烴類11種（1.48%），酯類27種（81.03%），醇類6種（9.90%），醛類5種（0.85%），酮類3種（0.52%），酸類3種（0.65%），其他風(fēng)味物質(zhì)8種（5.57%）；經(jīng)吸收劑量21 kGy處理后，檢出揮發(fā)性物質(zhì)種類62種，其中烴類12種（1.55%），酯類26種（83.81%），醇類4種（7.34%），醛類7種（1.43%），酮類2種（0.29%），酸類3種（3.41%），其他風(fēng)味物質(zhì)8種（2.18%）。隨吸收劑量的增加，腐乳中的揮發(fā)性物質(zhì)種類總體呈變多的趨勢(shì)。

表1 不同吸收劑量γ射線處理后腐乳揮發(fā)性風(fēng)味成分相對(duì)含量的變化

續(xù)表1

圖2 不同吸收劑量γ射線處理后腐乳各揮發(fā)性成分的相對(duì)豐度熱圖

2.2.1 烴 類腐乳樣品中檢測(cè)出的揮發(fā)性烴類物質(zhì)主要是烷烴、烯烴、炔烴，它們可能來(lái)源于后發(fā)酵時(shí)加入的輔料[9]。如圖3所示，烴類化合物在腐乳揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)中占比較低，其中烷烴、炔烴和部分烯烴的風(fēng)味閾值較高，氣味不明顯，對(duì)腐乳的風(fēng)味貢獻(xiàn)不大[10]。部分烯烴如姜油烯、α-姜黃素有生姜香味[11]，β-松油烯有松脂香味[6]。這些萜烯類化合物在腐乳氣味風(fēng)味中有一定貢獻(xiàn)。雖然γ射線處理使萜烯類化合物的種類增多，但萜烯類化合物如姜油烯、α-姜黃素等的相對(duì)含量隨吸收劑量的增加仍呈下降趨勢(shì)。

圖3 不同吸收劑量γ射線處理后腐乳各揮發(fā)性物質(zhì)相對(duì)含量的分布

2.2.2 酯 類腐乳中的酯類化合物主要是發(fā)酵過(guò)程中酸和醇類化合物通過(guò)酯化反應(yīng)生成的，是腐乳香氣的主要來(lái)源。其中，油酸乙酯、9,12-十八碳二烯酸乙酯（亞油酸乙酯的同分異構(gòu)體）、9,12-十八碳二烯酸甲酯（亞油酸甲酯的同分異構(gòu)體）、棕櫚酸乙酯及他們的衍生物賦予腐乳果香、甜香味[6,10]。部分含量較高的大分子酯，雖然其香氣弱，但因含量高，對(duì)腐乳香味的形成也有一定影響[12]。隨著γ射線吸收劑量的增加，到8 kGy時(shí)，酯類含量達(dá)到最高，烴類和醇類化合物占比則下降到一個(gè)相對(duì)低點(diǎn)，推測(cè)是因?yàn)闊N類化合物被氧化后，與醇類化合物發(fā)生酯化反應(yīng)導(dǎo)致的。

2.2.3 醇 類醇類化合物主要來(lái)源于后發(fā)酵時(shí)的料酒，CK組中含量最高的醇類化合物即乙醇，散發(fā)酒香。桉葉油醇為清涼的草藥香味；苯乙醇為花香；苯甲醇為溫和的香氣；它們也是腐乳香氣的來(lái)源之一[13]。當(dāng)γ射線吸收劑量為3 kGy時(shí)，醇類物質(zhì)的相對(duì)含量達(dá)到最高，推測(cè)是因?yàn)闊N類化合物被γ射線氧化生成醇所致。隨著γ射線吸收劑量的增大，乙醇百分含量緩慢下降，醇類化合物的種類增多。

2.2.4 醛 類CK組腐乳的醛類化合物主要來(lái)源于氨基酸的降解以及酯類化合物的氧化與降解[10]，其中苯甲醛有杏仁香味，苯乙醛有玫瑰花香。隨著γ射線吸收劑量的增加，腐乳中醛類化合物的相對(duì)含量比較穩(wěn)定，但醛的種類有增加的趨勢(shì)。食品中少量的醛類化合物可以增加其香氣，但大部分醛被世界衛(wèi)生組織列為致畸致癌物質(zhì)[14]，故仍應(yīng)警惕醛類物質(zhì)在腐乳中的含量。

2.2.5 酮 類CK組腐乳中沒有檢測(cè)出酮類物質(zhì)，其在腐乳中的來(lái)源主要是脂肪與氨基酸的降解。供試腐乳樣品的發(fā)酵工藝可能更接近腐乳的自然發(fā)酵工藝[15]，故未在CK組樣品中檢出酮類化合物。當(dāng)γ射線吸收劑量達(dá)到8 kGy時(shí)，腐乳樣品中開始出現(xiàn)酮類化合物，其相對(duì)含量較低，對(duì)腐乳風(fēng)味的影響不大。

2.2.6 酸 類CK組腐乳樣品中沒有酸類化合物，當(dāng)γ射線吸收劑量達(dá)到8 kGy時(shí)，腐乳樣品中開始出現(xiàn)酸類化合物，推測(cè)可能是γ射線對(duì)腐乳的電離氧化作用產(chǎn)生的。其中，亞油酸、棕櫚酸、肉豆蔻酸沒有氣味，它們對(duì)腐乳的氣味風(fēng)味幾乎沒有影響。

2.2.7 其他化合物CK組腐乳樣品中的吲哚來(lái)自色氨酸的降解，低濃度時(shí)為果香味，高濃度時(shí)呈腐爛的氣息。苯酚可能來(lái)自發(fā)酵時(shí)酪氨酸的降解，雖然苯酚有殺菌作用[15-16]，但其散發(fā)令人惡心的甜味和柏油氣味，對(duì)腐乳風(fēng)味有負(fù)面影響。隨著γ射線吸收劑量的增加，這2種化合物百分含量總體呈下降趨勢(shì)。雖然酚類化合物種類有所增加，但其總含量呈下降趨勢(shì)。茴香腦具有茴香氣，主要來(lái)自腐乳后發(fā)酵過(guò)程中的香辛料[6,13]。隨γ射線吸收劑量的增加，茴香腦含量有所增加，但相對(duì)含量較低。2,3-二氫苯并呋喃具有麝香的氣味，隨γ射線吸收劑量的增加，其含量逐漸降低，當(dāng)吸收劑量大于8 kGy時(shí)，被γ射線完全分解，無(wú)法檢出。

3 結(jié)論與討論

以γ射線為代表的輻照滅菌工藝在食品工業(yè)上的應(yīng)用較早。但是，輻照滅菌是否會(huì)影響腐乳感官風(fēng)味一直為生產(chǎn)方所關(guān)注。該試驗(yàn)結(jié)果表明，益陽(yáng)傳統(tǒng)特色腐乳的氣味風(fēng)味主要由酯類化合物構(gòu)成，當(dāng)接受吸收劑量為21 kGy的γ射線輻照處理時(shí)，其組分的相對(duì)含量仍比CK組有較大提升。然而，輻照對(duì)酯類物質(zhì)的氧化作用是否會(huì)導(dǎo)致輻照味需要后續(xù)感官評(píng)價(jià)進(jìn)一步鑒定。

部分萜烯類化合物對(duì)腐乳的氣味風(fēng)味有一定影響，不過(guò)在吸收劑量大于3 kGy后，其相對(duì)含量快速下降。醇類化合物的風(fēng)味主要來(lái)源于后發(fā)酵的料酒。當(dāng)γ射線吸收劑量小于3 kGy時(shí)，隨吸收劑量增加其相對(duì)含量緩慢增加；繼續(xù)增加吸收劑量，則乙醇相對(duì)含量緩慢下降，輻照生成的醇類化合物種類增多。苯酚在內(nèi)的酚類化合物會(huì)產(chǎn)生令人不悅的氣味，但γ射線處理可以降解這類物質(zhì)，這說(shuō)明γ射線處理對(duì)提升腐乳的風(fēng)味有一定的作用。

隨著γ射線吸收劑量的增加，腐乳中揮發(fā)性風(fēng)味化合物的種類總體呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，其中酯類、醛類、酮類、酸類及其他種類化合物種類增長(zhǎng)較為顯著，其中大部分醛類、部分酮類對(duì)人體有害。同時(shí)，為防止生成更多對(duì)人體有害的化合物，也應(yīng)控制輻照處理的吸收劑量。