耿想，姚曦，陳晨，荀航，湯鋒

(國(guó)際竹藤中心,國(guó)家林業(yè)和草原局/北京市共建竹藤科學(xué)與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京，100102)

竹筍又稱竹芽、鞭筍，是禾本科竹亞科多種植物嫩芽的總稱。我國(guó)竹資源十分豐富，竹筍主要產(chǎn)于福建、浙江、江西、湖南、云南、四川等南方地區(qū)，可食用竹筍有200多種，品質(zhì)優(yōu)良的約50多種[1]。鮮竹筍顏色是奶油黃色，其肉質(zhì)鮮美、質(zhì)嫩氣香，富含膳食纖維、蛋白質(zhì)、多種氨基酸、維生素和各種礦物質(zhì)等[2]，有著低脂肪、低糖、多纖維的特點(diǎn)。研究表明竹筍可以促進(jìn)腸道消化、降低膽固醇、排毒防便秘、抗衰老、抗氧化、調(diào)節(jié)血脂血糖[3-6]等，但竹筍含水量較高且有較強(qiáng)的季節(jié)性和區(qū)域性的限制，采后鮮竹筍易失水、肉質(zhì)纖維易老化腐敗[7-8]，不耐貯藏。

干燥是保存果蔬的一種有效方法，通過(guò)脫水的方式防止微生物腐敗，延長(zhǎng)保質(zhì)期，且減少果蔬的體積，降低運(yùn)輸和貯藏成本，提高果蔬的附加值[9]。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)竹筍等果蔬的干燥方法主要包括自然晾干、熱風(fēng)干燥、熱泵干燥、真空冷凍干燥及微波干燥，以及多種方式組合使用等[10]。另外，關(guān)于竹筍的干燥研究主要集中在干燥工藝優(yōu)化以及干燥方法對(duì)竹筍色澤、質(zhì)構(gòu)和營(yíng)養(yǎng)成分的影響[11-14]，而對(duì)干燥后的竹筍干制品的風(fēng)味成分的研究報(bào)道鮮少，風(fēng)味也是評(píng)價(jià)產(chǎn)品品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，風(fēng)味會(huì)直接影響消費(fèi)者對(duì)干制品的接受性。本研究采用頂空固相微萃取技術(shù)(headspace-solid phasew micnoextration,HS-SPME)提取鮮冬筍及冬筍干制品的揮發(fā)性成分，同時(shí)基于氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)技術(shù)比較分析鮮冬筍和其干制品的揮發(fā)性成分，揭示干燥后冬筍揮發(fā)性風(fēng)味成分的變化，為冬筍干制品的揮發(fā)性風(fēng)味品質(zhì)評(píng)價(jià)提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

冬筍，古田優(yōu)農(nóng)生態(tài)農(nóng)業(yè)有限公司，挑選長(zhǎng)度為15～20 cm，底部直徑為5～8 cm，大小基本一致、質(zhì)量在300～500 g左右，無(wú)明顯損傷和病蟲(chóng)害的健康冬筍作為實(shí)驗(yàn)材料；檸檬酸，上海源葉生物科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

Agilent 6890 N/5973i型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國(guó)Agilent公司；50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭，美國(guó)Supelco公司；Cascada AN實(shí)驗(yàn)室超純水系統(tǒng)，美國(guó)Pall公司；META FOX型切片機(jī)，寧波市海曙永進(jìn)機(jī)械有限公司；DHG-9140A型電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；CB0-GF3V型微波爐，廣東格蘭仕微波電器制造有限公司；LABCONCO型真空冷凍干燥機(jī)，美國(guó)LABCONCO公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 冬筍的預(yù)處理

根據(jù)參考文獻(xiàn)[15]并通過(guò)切片機(jī)的儀器參數(shù)設(shè)置冬筍的切片規(guī)格，將冬筍切成厚0.3 cm，0.2%直徑3.5 cm的圓片，稱取約100 g的冬筍圓片，放入0.2%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))檸檬酸護(hù)色液中浸泡15 min，料液比1∶4，再用蒸餾水將護(hù)色液清洗干凈。

1.3.2 冬筍的干燥方式

真空冷凍干燥參考劉翔等[16]的方法且根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的儀器參數(shù)稍加調(diào)整：冷肼溫度-80 ℃，真空度22 kPa，時(shí)間48 h，最終含水量為16.80%。熱風(fēng)干燥參考姚荷等[15]的方法并稍作調(diào)整：55 ℃條件下干燥6 h，最終含水量為14.27%。微波干燥根據(jù)前期實(shí)驗(yàn)優(yōu)化的方法：先于200 W干燥22 min，間歇1 min，然后為避免筍片焦化，干燥1 min，間歇1 min，此操作反復(fù)進(jìn)行5次，最后干燥0.5 min，間歇1 min，此操作進(jìn)行3次，最終含水量為13.45%。將3種冬筍干制品裝入自封袋中，置于干燥器中，室溫(22～25 ℃)貯藏，及時(shí)測(cè)定鮮冬筍和其干制品的揮發(fā)性成分，揮發(fā)性成分檢測(cè)實(shí)驗(yàn)在3～4 d內(nèi)完成。

1.3.3 揮發(fā)性成分的測(cè)定方法

參照CHUNG等[17]方法并稍微修改。樣品制備：采用固相微萃取法。將3 g鮮筍和干燥好的冬筍樣品放入22 mL的樣品瓶中，于4 ℃下放置12 h，取出之后，在常溫放置15 min，將其置于37 ℃的水浴鍋中水浴30 min，將SPME萃取針插入樣品瓶上部，推出萃取纖維，提取、富集40 min。提取前，將2 cm、50/30 μm的SPME纖維在250 ℃下烘烤過(guò)夜。氣相色譜條件：色譜柱為HP-5MS毛細(xì)管柱(30 m×250 μm，0.25 μm)，進(jìn)樣口溫度225 ℃，程序升溫為40 ℃保持5 min，以速率8 ℃/min升至250 ℃，保持5 min。質(zhì)譜條件：離子化方式EI，電子能量70 eV，離子源溫度280 ℃，四級(jí)桿溫度150 ℃，掃描模式為全掃描，質(zhì)量范圍m/z：33～350 amu，載氣為氮?dú)?，流?.96 mL/min，調(diào)諧文件為標(biāo)準(zhǔn)調(diào)諧。

1.4 質(zhì)譜圖分析

由GC-MS分析得到的質(zhì)譜數(shù)據(jù)通過(guò)在NIST2002質(zhì)譜庫(kù)中進(jìn)行檢索，篩選出匹配度≥80%的化合物，結(jié)合相關(guān)的文獻(xiàn)報(bào)道和人工譜圖解析對(duì)各個(gè)化合物進(jìn)行定性。同時(shí)用峰面積歸一化法計(jì)算各成分的相對(duì)含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 冬筍揮發(fā)性成分的分析

對(duì)鮮冬筍及冬筍干制品進(jìn)行風(fēng)味分析，所得GC-MS總離子圖見(jiàn)圖1。

由表1可知，共鑒定出52種揮發(fā)性成分，其中醛類14種，酯類7種，醇類5種，酮類6種，醚類1種，烷烴類6種，芳香烴6種，酚類1種，雜環(huán)化合物3種，其他類3種，含量最高的成分為正己醛，在鮮冬筍和3種干制品中分別占9.02%、8.39%、23.40%和26.92%。

在鮮冬筍中檢測(cè)出正己醛(青草味)、庚醛(果子香味)、苯甲醛(巧克力甜味)、壬醛(玫瑰、柑橘香氣)、反-2-辛烯醛(黃瓜味)等11種醛類化合物，其中，正己醛的相對(duì)含量最高，為9.02%。冬筍經(jīng)過(guò)熱風(fēng)干燥及微波干燥后，正己醛的相對(duì)含量分別增加了1.98倍和1.59倍。正己醛是由脂肪酸代謝產(chǎn)成的，天然存在于許多水果和蔬菜中[18]。在鮮冬筍中無(wú)檢測(cè)到異戊醛，這與ZHENG等[19]采用GC-MS技術(shù)檢測(cè)且比較鮮筍和腌制筍的揮發(fā)性成分時(shí)出現(xiàn)了類似的結(jié)果，另外也未檢測(cè)到異丁醛、2-甲基丁醛，3種干制品共有這3種成分，2-甲基丁醛具有可可和咖啡香氣[20]。在3種干制品中檢測(cè)出賦予食品檸檬、橙子香氣的檸檬烯[21]。真空冷凍干燥制得的冬筍干制品檢測(cè)出1種酯類化合物-乙酸乙酯，相對(duì)含量為0.34%，乙酸乙酯有一種醚香、微帶果香的酒香味[20]；另2種冬筍干制品主要酯類化合物為乙酸乙烯酯，相對(duì)含量分別為11.08%、1.90%；微波干燥制得的冬筍干制品檢測(cè)出特有的1-戊醇(0.57%)和2,6-二甲基吡嗪(0.37%)，1-戊醇是一種典型的不良?xì)馕禰21]，具有烤香味的2，6-二甲基吡嗪可能是在不斷的微波高溫加熱下，筍體內(nèi)部分子發(fā)生美拉德反應(yīng)所產(chǎn)生[22]。

2.2 冬筍揮發(fā)性成分種類及相對(duì)含量分析

由表2可知，鮮冬筍共鑒定出31種揮發(fā)性成分，其主要為醛類化合物(11種)，這與NAKANISHI等[23]測(cè)定毛竹筍的揮發(fā)性成分結(jié)果類似，相對(duì)含量為14.58%。真空冷凍干燥制得的冬筍干制品的揮發(fā)性成分種類為12種，其相對(duì)含量略低于鮮冬筍的相對(duì)含量的一半，為24.84%，原因可能是冬筍長(zhǎng)時(shí)間處在低壓的環(huán)境下，沸點(diǎn)較低的物質(zhì)(酯類、烴類)會(huì)揮發(fā)損失，另外，在低溫條件下又難以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生新的風(fēng)味成分[24]，其中，醛類化合物種類數(shù)量減少，為4種，其相對(duì)含量增加了43.07%。熱風(fēng)干燥和微波干燥制得的冬筍干制品揮發(fā)性成分種類數(shù)量幾乎無(wú)變化，相對(duì)含量都有所增加，分別增加了43.20%和28.98%，雖然由于溫度較高，會(huì)導(dǎo)致一些沸點(diǎn)低的酯類、烴類等物質(zhì)揮發(fā)損失，但因?yàn)樵诓粩嗉訜岬倪^(guò)程中，脂質(zhì)發(fā)生分解及其糖類物質(zhì)和氨基酸發(fā)生了美拉德反應(yīng)，產(chǎn)生了新的風(fēng)味物質(zhì)[24]。熱風(fēng)干燥和微波干燥的冬筍干制品的主要揮發(fā)性成分為醛類化合物，相對(duì)含量分別增加了1.91倍和1.85倍，可能是來(lái)自脂肪酸的氧化和氨基酸的降解，對(duì)冬筍干制品的風(fēng)味起主要貢獻(xiàn)作用[25]。

a-鮮冬筍；b-真空冷凍干燥；c-熱風(fēng)干燥；d-微波干燥圖1 鮮冬筍及不同干燥方式制得的冬筍干制品總離子圖Fig.1 Total ion current chromatogram of volatile compounds from fresh bamboo shoots and samples handled with different drying methods

表1 鮮冬筍及不同干燥方式制得的冬筍干制品的揮發(fā)性成分及其相對(duì)含量Table 1 Volatile components and relative contents of fresh bamboo shoots and samples handled by different drying methods

續(xù)表1

表2 鮮冬筍及不同干燥方式制得的冬筍干制品揮發(fā)性成分種類及其相對(duì)含量Table 2 Types and relative contents of volatile components in fresh bamboo shoots and samples handled by different drying methods

3 結(jié)論與討論

在鮮冬筍中沒(méi)有檢測(cè)到異丁醛、異戊醛和2-甲基丁醛，而3種干制品中含有這3種成分，劉含龍等[26]比較不同干燥方式對(duì)草菇切片品質(zhì)的影響時(shí)在鮮樣中未檢測(cè)到2-甲基丁醛，但熱風(fēng)干燥、冰溫真空干燥、真空干燥和真空冷凍干燥中檢測(cè)出2-甲基丁醛，在其他文獻(xiàn)[25,20]中也出現(xiàn)了其他醛類物質(zhì)在鮮樣中未檢測(cè)到的情況，然而卻在真空冷凍干燥的干制品中檢測(cè)到，但都沒(méi)有做具體解釋，本實(shí)驗(yàn)也出現(xiàn)了類似的結(jié)果，原因有待進(jìn)一步研究。真空冷凍干燥的冬筍干制品的的揮發(fā)性成分明顯減少。另2種冬筍干制品的風(fēng)味成分種類數(shù)幾乎沒(méi)變。理論上，真空冷凍干燥應(yīng)保留揮發(fā)性成分最多，具體原因有待進(jìn)一步研究。但此結(jié)果并不能確定哪一種方式干燥竹筍較好，確保選擇適宜干燥竹筍的方式，還需結(jié)合其他指標(biāo)(色澤、質(zhì)構(gòu)、復(fù)水能力、營(yíng)養(yǎng)成分)來(lái)綜合判斷。本研究為冬筍和在春季大批量集中上市的春筍干制品風(fēng)味品質(zhì)的評(píng)價(jià)提供數(shù)據(jù)參考，且為竹筍選擇適合的干燥方法以便其貯藏或后續(xù)加工提供數(shù)據(jù)支撐。

本文采用HS-SPME-GC-MS技術(shù)在鮮冬筍及其3種干制品中共檢測(cè)出52種揮發(fā)性成分。在鮮冬筍中共檢測(cè)出31種揮發(fā)性成分，醛類為主要揮發(fā)性成分，關(guān)鍵揮發(fā)性成分為正己醛(9.02%)。經(jīng)過(guò)真空冷凍干燥、熱風(fēng)干燥和微波干燥加工后，分別檢測(cè)出12、30和33種揮發(fā)性成分，醛類仍為主要的揮發(fā)性成分，相對(duì)含量分別為增加了43.07%、1.91倍和1.85倍，關(guān)鍵的揮發(fā)性成分為正己醛、異戊醛、2-甲基丁醛，在3種 冬筍干制品中正己醛的含量最高，含量分別為8.39%、23.40%和26.92%。竹筍經(jīng)過(guò)干燥加工后，主要的風(fēng)味成分沒(méi)有改變，即醛類物質(zhì)。