閆文芝，楊 蕾，劉 靜

（巴彥淖爾市農(nóng)牧業(yè)科學(xué)研究所，內(nèi)蒙古巴彥淖爾 015000）

0 引言

食品風(fēng)味是一種感覺現(xiàn)象，但是仍然具有堅實的物質(zhì)基礎(chǔ)。良好的風(fēng)味是食品質(zhì)量的重要因素，而小麥粉獨(dú)特的香味是消費(fèi)者進(jìn)行產(chǎn)品選擇的重要指標(biāo)之一[1-3]。目前國內(nèi)對小麥、面粉、麩皮、胚芽以及面食品饅頭等風(fēng)味研究較多[4-8]，但都普遍集中在冬小麥上，對春小麥風(fēng)味物質(zhì)的研究國內(nèi)鮮有報道。在風(fēng)味物質(zhì)檢測方法上近年見諸報道的主要有頂空固相微萃取—?dú)赓|(zhì)聯(lián)用[5-9]、頂空吸附萃取-氣相色譜法[1-2]、近年興起的基于氣相色譜(gas chromatography,GC)和離子遷移譜(ion mobility spectrometry,IMS)的聯(lián)用技術(shù)（氣相-離子遷移譜）[3,10-12]等方法。氣相離子遷移譜技術(shù)(GCIMS)具有快速、無損、便攜等優(yōu)點(diǎn)[13-14]，只對樣品的揮發(fā)物質(zhì)進(jìn)行分析而不破壞其基質(zhì)，近年來被越來越廣泛地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域之中[15]。

內(nèi)蒙古河套地區(qū)地處內(nèi)蒙古中西部，生產(chǎn)的小麥位于北緯40°作物種植的黃金地帶。該地區(qū)生產(chǎn)的小麥粉具有商品性好、加工品質(zhì)上乘、麥香味濃郁等優(yōu)點(diǎn)，受到國內(nèi)消費(fèi)者青睞。但有關(guān)河套小麥麥香味濃郁的原因，至今鮮有研究作詳細(xì)說明。‘永良4號’是河套地區(qū)小麥種植的當(dāng)家品種，距今已有30多年歷史，也是河套地區(qū)小麥種植最廣泛的品種[16]。為了明確河套小麥風(fēng)味特點(diǎn)和特殊風(fēng)味物質(zhì)，本文采用氣相離子遷移譜技術(shù)對河套產(chǎn)春小麥‘永良4號’面粉風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行檢測分析，同時選取河南產(chǎn)冬小麥品種‘新麥26’和河北產(chǎn)‘百農(nóng)4199’作為對照，以期找出河套春小麥和冬小麥之間的風(fēng)味及風(fēng)味物質(zhì)差異，為河套小麥差異化競爭提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

樣品為2019年生產(chǎn)的小麥，常溫放置6～9個月，使用LSM20實驗?zāi)シ蹤C(jī)磨粉，樣品信息如表1所示。風(fēng)味分析儀器（氣相-離子遷移譜）使用的是FlavourSpec?風(fēng)味分析儀，產(chǎn)于德國G.A.S公司。

表1 樣品信息

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品處理 取3 g樣品置于20 mL頂空瓶中，80℃孵育15 min后進(jìn)樣。

1.2.2 系統(tǒng)條件 采用氣相—離子遷移譜單元，自動頂空進(jìn)樣單元，載氣/漂移氣為氮?dú)?。分析時間20 min，色譜柱類型MXT-5，長15 m，內(nèi)徑0.53 mm，膜厚1 μm（表2、表3）。

表2 分析條件

表3 載氣、漂移氣條件

1.2.3 分析軟件 儀器配套的分析軟件包括VOCal和三款插件，可以分別從不同角度進(jìn)行樣品分析。VOCal用于分析譜圖和數(shù)據(jù)的定性定量，應(yīng)用軟件內(nèi)置的NIST數(shù)據(jù)庫和IMS數(shù)據(jù)庫可對物質(zhì)進(jìn)行定性分析，可根據(jù)需求利用標(biāo)準(zhǔn)品自行擴(kuò)充數(shù)據(jù)，圖中每一個點(diǎn)代表一種揮發(fā)性有機(jī)物，對其建立標(biāo)準(zhǔn)曲線后可進(jìn)行定量分析；Reporter插件用于直接對比樣品之間的譜圖差異（二維俯視圖、三維譜圖和差異譜圖）；Gallery Plot插件用于指紋圖譜對比，直觀且定量地比較不同樣品之間的揮發(fā)性有機(jī)物差異；Dynamic PCA插件用于動態(tài)主成分分析和相似度分析圖，用于將樣品聚類分析和相似度分析，以及快速確定未知樣品的種類。

2 結(jié)果與分析

2.1 ‘永良4號’、‘新麥26’和‘百農(nóng)4199’樣品風(fēng)味物質(zhì)圖譜

將3個品種的小麥粉樣品進(jìn)行分析，得到3個品種的氣相離子遷移圖譜、揮發(fā)性物質(zhì)指紋圖譜。儀器生成的數(shù)據(jù)是三維譜圖（保留時間，遷移時間和峰強(qiáng)度），為方便分析，取俯視圖（圖1）進(jìn)行差異對比，可以直觀看出3個樣品中的揮發(fā)性有機(jī)物差異。其中YL4樣品RIP峰兩側(cè)的顏色明顯較BN4199、XM26樣品的淺，揮發(fā)性有機(jī)物濃度較低。由樣品中的揮發(fā)性有機(jī)物指紋圖譜可知（圖2），物質(zhì)在各個樣品中的峰體積YL4同BN4199和XM26間有明顯差異，而BN4199和XM26之間差別不大。

圖1 樣品的三維譜圖（俯視圖）

圖2 樣品的指紋圖譜

2.2 ‘永良4號’風(fēng)味組分分析

3個小麥粉樣品共檢測到風(fēng)味物質(zhì)的73種（表4），其中已知的66種，還有7種物質(zhì)未知。其中醛類26種，醇類15類，酮類12種，酯類6種，酸類3種，酚類2種，呋喃類和烯類各1種。‘永良4號’檢測出的風(fēng)味物質(zhì)中，醛類物質(zhì)含量最高占30.55%，其次是酮類占30.28%，醇類占27.80%，其余組分類別占比較小，分別為酚類占3.19%，酸類占1.70%，酯類占1.62%，2-戊基呋喃和α-蒎烯共占0.87%（表5）。醛類物質(zhì)中含量最高的是己醛，占6.12%；酮類中丙酮含量最高，占17.60%；醇類中1-己醇含量最高占7.31%；酯類中乙酸乙酯含量較高，酸類中主要是己酸和丙酸，酚類中主要是麥芽酚。

續(xù)表4

表5 樣品不同類別化合物相對含量

2.3 ‘永良4號’與‘百農(nóng)4199’、‘新麥26’風(fēng)味物質(zhì)差異分析

從圖1、圖2可以看出，3個品種的風(fēng)味物質(zhì)含量（峰強(qiáng)度）差異較大。其中YL4樣品的高含量風(fēng)味物質(zhì)種類相對較少，而BN4199、XM26樣品的高含量的風(fēng)味物質(zhì)種類較多。

由樣品化合物組分及相對含量可得（表4），YL4檢測到的風(fēng)味物質(zhì)中醇類、酚類和酸類含量均比BN4199、XM26高。YL4中麥芽酚、己酸、丙酸、1-辛烯-3-醇、2-甲基-1-丁醇、丙酮、2-甲基丁醛、3-甲基丁醛等物質(zhì)的含量較高；BN4199中1-己醇、1-戊醇、己醛、3-甲基丁醇、異丁醇、戊醛、癸醛、壬醛、辛醛、E-2-壬烯醛、苯甲醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、2-戊酮、乙酸丁酯、丙酸乙酯、2-辛醇、1-丁醇等物質(zhì)的含量較高；XM26中2-庚酮、2-己酮、乙酸己酯、2-戊基呋喃、E-2-辛烯醛、E-2-庚烯醛、E-2-己烯醛、E-2-戊烯醛、(E,E)-2,4-庚二烯醛、庚醛、丁醛、苯乙醛、乙醛、α-蒎烯、乙醇、乙酸葉醇酯、丁內(nèi)酯、乙酸乙酯、丁酸、1-庚醇、1-苯乙醇等物質(zhì)的含量較高。

對3個樣品（每個樣品3次重復(fù)）的風(fēng)味物質(zhì)做聚類分析，結(jié)果表明（圖3、圖4和表6）測試結(jié)果的穩(wěn)定性很好，平行樣之間的相似度均大于98%，YL4與BN4199、XM26的相似度約為80%，BN4199與XM26的相似度為93%。說明春小麥YL4與兩個冬小麥品種BN4199和XM26的風(fēng)味物質(zhì)含量差異較大，而2個冬小麥品種間差異較小。

圖3 樣品的PCA分析圖

圖4 樣品的歐氏距離圖

表6 樣品相似度

3 討論與結(jié)論

食品風(fēng)味是食物的重要特征，河套小麥因風(fēng)味獨(dú)特享譽(yù)國內(nèi)外，本研究從分子水平對河套小麥風(fēng)味獨(dú)特的原因進(jìn)行分析，這在前人的研究中鮮少涉及。‘永良4號’檢測出的風(fēng)味物質(zhì)中，醛類物質(zhì)含量最高占30.55%，其次是酮類占30.28%，醇類占27.80%，其余組分類別占比較小，分別為酚類占3.19%，酸類占1.70%，酯類占1.62%，2-戊基呋喃和α-蒎烯共占0.87%。

研究結(jié)果表明，3個小麥樣品風(fēng)味物質(zhì)含量差異較大，其中YL4樣品高含量風(fēng)味物質(zhì)種類較BN4199、XM26樣品少，冬小麥品種BN4199和XM26風(fēng)味物質(zhì)含量更為接近。YL4中麥芽酚、己酸、丙酸、1-辛烯-3-醇、2-甲基-1-丁醇、丙酮、2-甲基丁醛、3-甲基丁醛等物質(zhì)的含量較高。麥芽酚具有焦奶油硬糖的特殊香氣，稀溶液具有草莓樣芳香味道，是一種廣譜的香味增效劑，具有增香、固香、增甜的作用[17-18]。2-甲基丁醛、3-甲基丁醛具有獨(dú)特的可可和咖啡的香氣，甜的、微帶水果味的、堅果、麥芽、發(fā)酵香韻，巧克力樣的風(fēng)味[19-20]。1-辛烯-3-醇具有蘑菇、薰衣草、玫瑰和干草香氣[20]。這些具有特殊香氣的風(fēng)味物質(zhì)含量高，可能是導(dǎo)致河套小麥麥香味濃郁的物質(zhì)基礎(chǔ)。春小麥品種YL4和冬小麥品種BN4199、XM26風(fēng)味物質(zhì)含量差異大，是由于地理環(huán)境氣候等原因造成的還是由于品種造成的，還需要進(jìn)一步深入研究。此外，本次試驗中還有7類風(fēng)味物質(zhì)未能識別出來，還需檢測機(jī)構(gòu)繼續(xù)完善風(fēng)味物質(zhì)數(shù)據(jù)庫。

本研究采用氣相離子遷移譜對河套產(chǎn)‘永良4號’小麥風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行測定，同時以冬小麥品種‘新麥26’和‘百農(nóng)4199’作為對比研究。結(jié)果表明，河套地區(qū)產(chǎn)‘永良4號’麥芽酚、丁醛等風(fēng)味物質(zhì)含量高，與‘百農(nóng)4199’、‘新麥26’在不同風(fēng)味物質(zhì)含量上具有較大差異。這些具有特殊香氣的風(fēng)味物質(zhì)含量高，可能是導(dǎo)致河套小麥麥香味濃郁的物質(zhì)基礎(chǔ)。