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        燙漂及噴霧干燥對甜玉米揮發(fā)性風味化合物的影響

        2023-08-05 09:05:02莊志雄鄧媛元唐小俊
        食品科學 2023年14期

        莊志雄,張 雁,鄧媛元,唐小俊,劉 光,李 萍,李 雁

        (1.廣東省農業(yè)科學院蠶業(yè)與農產品加工研究所,農業(yè)農村部功能食品重點實驗室,廣東省農產品加工重點實驗室,廣東 廣州 510610;2.華南農業(yè)大學食品學院,廣東 廣州 510640)

        甜玉米兼具谷物和果蔬特征,又稱水果玉米、蔬菜玉米,因其含淀粉合成缺陷基因,導致蔗糖和還原糖等可溶性糖在胚乳中大量積累[1],是鮮食玉米主要類型之一,甜玉米不僅富含可溶性糖、膳食纖維、蛋白質、脂肪、維生素、礦物質及多酚類等營養(yǎng)與生物活性成分,還含有酯、醛、醇、酮及芳香烴類等多種揮發(fā)性風味化合物[2],甜玉米清新獨特的揮發(fā)性風味顯著提升了其食用品質。

        隨著社會的發(fā)展和生活水平的提高,人們不僅要求食品的營養(yǎng)和衛(wèi)生質量滿足生理需要,也希望它提供愉快的感官和心理享受,對風味的要求也越來越高。近年來,甜玉米揮發(fā)性風味物質及加工方式對其產生的影響受到研究者們關注。課題組前期探討了甜玉米成熟過程中揮發(fā)性風味物質的變化規(guī)律,李國琰等[3]研究表明甜玉米中酯類和芳香烴類揮發(fā)性成分含量隨著成熟度增加而上升;Yao Lianmou等[4]發(fā)現甜玉米經過熱風干燥、微波干燥和紅外干燥后,出現了硫化物和吡嗪類揮發(fā)性成分,而經過真空冷凍干燥后,醛、酮和酯類揮發(fā)性成分的含量顯著下降;吳建平等[5]發(fā)現鮮食糯玉米沸水燙漂后醇、醛、酮類等揮發(fā)性物質含量顯著下降,降低為鮮樣的52.63%;Farag等[6]研究表明,燒烤后玉米特征揮發(fā)性風味成分以吡嗪類化合物為主。燙漂是果蔬加工常見的預處理方式,可滅酶活、滅菌、排出果蔬組織內的空氣,有助于減少營養(yǎng)活性成分損失;噴霧干燥因效率高,出風溫度低,產品性能好,是目前果蔬粉制備的常用方法之一。迄今為止,有關燙漂及噴霧干燥對甜玉米揮發(fā)性風味的影響研究鮮見報道。

        本研究對新鮮甜玉米進行蒸汽燙漂預處理,經打漿、微磨、均質后進行噴霧干燥,得到甜玉米全粉,分析燙漂及噴霧干燥對甜玉米揮發(fā)性風味化合物種類、含量、氣味強度及其整體風味輪廓的影響。結合氣相色譜-質譜(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)與氣相色譜-嗅聞(gas chromatography-olfactometry,GC-O)法分析新鮮甜玉米在燙漂、噴霧干燥前后揮發(fā)性風味化合物的變化規(guī)律,通過主成分分析(principal component analysis,PCA)明確其特征揮發(fā)性風味成分構成,采用風味輪廓分析評價其整體風味及特征,為提升甜玉米制品的風味感官品質提供參考依據。

        1 材料與方法

        1.1 材料與試劑

        甜玉米原料品種為‘珠玉甜1號’,由廣東天之源農業(yè)科技有限公司提供,于授粉20 d商品成熟期采收。采收的新鮮玉米穗當日運至實驗室,手工分離獲得完整甜玉米籽粒。

        新鮮、燙漂處理后的甜玉米及噴霧干燥制備的甜玉米粉在分析前均置于-20 ℃冰箱凍藏備用。

        C5~C25正構烷烴混標 上海安譜實驗科技股份有限公司;氯化鈉(分析純)天津市大茂化學試劑廠;4-辛醇標準品(純度>99.0%)東京化成工業(yè)株式會社。

        1.2 儀器與設備

        LPG-5型噴霧干燥機 常州市金球干燥設備有限 公司;AH-BASICII型高壓均質機 安拓思納米技術(蘇州)有限公司;JM-L立式膠體磨 溫州強忠機械科技有限公司;固相微萃取手動進樣手柄、50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭 美國Supelco公司;7890B/5977BMSD GC-MS聯用儀 美國Agilent公司;ODP3嗅聞儀 德國 Gerstel公司;20 mm鉗口的100 mL透明頂空樣品瓶 上海安譜科學儀器有限公司;DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器 鞏義市予華儀器有限責任公司。

        1.3 方法

        1.3.1 甜玉米燙漂處理

        以新鮮甜玉米為原料,參考文獻[7]方法,略有修改。將手工分離的完整新鮮玉米粒平鋪于屜上,待水沸騰后置于蒸鍋中開始計時,蒸汽燙漂1 min,立即用冰水冷卻,瀝干外部水分后盡快用于分析測定、后續(xù)實驗,或置于-20 ℃凍藏備用。

        1.3.2 甜玉米全粉的噴霧干燥制備工藝流程及參數

        參考文獻[8]方法,并作適當調整。

        工藝流程:新鮮甜玉米→燙漂→冷卻→打漿→膠體磨細磨→高壓均質→噴霧干燥→冷卻→出粉→成品→密封閉光、冷藏保存。

        工藝參數:燙漂參數見1.3.1節(jié);打漿料水質量比1∶1;膠體磨剪切時間5 min;均質壓力250 bar、均質2 次;噴霧干燥參數:調節(jié)甜玉米全漿固形物含量為10%、進料速率3 L/h、進風溫度145 ℃、霧化器轉速18000 r/min。

        1.3.3 樣品水分含量的測定

        采用GB 5009.3—2016《食品中水分的測定》恒重 法[9],分別對新鮮、燙漂處理的甜玉米籽粒及噴霧干燥樣品的水分含量進行測定,設置3 個重復,測定后取其平均值為樣品水分含量。

        1.3.4 新鮮、燙漂及噴霧干燥甜玉米樣品揮發(fā)性風味化合物頂空固相微萃取

        參考課題組前期研究方法[3,10],新鮮及燙漂甜玉米需預先制備為粉末樣品:分別稱取60 g新鮮、燙漂甜玉米籽粒,加液氮將其研磨成均勻的粉末;分別將新鮮甜玉米、燙漂甜玉米和噴霧干燥甜玉米全粉于分析天平上準確稱取3 g左右的樣品,記錄精確到萬分之一的實際稱量質量;將樣品轉移到100 mL容量的頂空瓶中,加入15 mL飽和氯化鈉溶液,并放入磁力攪拌子后鉗緊瓶蓋,立即將其置于55 ℃恒溫磁力攪拌器中,平衡20 min,插入已老化的固相微萃取纖維頭,頂空萃取45 min,萃取完畢后,立即將固相微萃取纖維頭插入GC-MS進樣口,于250 ℃解吸5 min。

        1.3.5 GC-MS分析條件

        參考課題組前期研究方法[3,10]。

        GC條件:HP-5MS型毛細管柱(30 m×250 μm,0.25 μm);載氣為高純氦氣(99.999%);恒流恒壓模式,流量1.66 mL/min,壓力13.3 psi,不分流模式;進樣口溫度250 ℃;柱溫箱初始溫度為40 ℃,以3 ℃/min升至120 ℃,保持1 min,以5 ℃/min升至150 ℃,保持2 min,再以17 ℃/min升至230 ℃,保持5 min,總運行時間約為45 min。

        MS條件:電子電離源;電子能量70 eV;離子源溫度230 ℃,四極桿溫度150 ℃,接口溫度280 ℃;掃描質量范圍m/z35~400。

        1.3.6 定性與定量分析

        1.3.6.1 定性分析

        利用GC-MS聯用儀工作站的自動解卷積系統(tǒng)(auto mass spectral deconvolution &identification system,AMDIS)與NIST 14 質譜庫結合化合物保留指數(retention index,RI)對揮發(fā)性風味物質進行鑒定。

        將C5~C25正構烷烴混標在與樣品相同的色譜、質譜條件下進樣,記錄保留時間,根據程序升溫計算各揮發(fā)性風味物質的RI[11],RI按式(1)計算:

        式中:tm為甜玉米樣品中某一揮發(fā)性風味物質的保留時間/min;tn+1、tn分別表示(n+1)、n個碳原子數正構烷烴的保留時間/min;其中n<m<n+1。

        1.3.6.2 內標法定量分析

        在樣品中加入200 μL質量濃度為3.5 μg/mL的4-辛醇標準品溶液,通過色譜峰面積計算樣品中揮發(fā)性化合物含量,按式(2)計算,以干基計:

        式中:S1為待測揮發(fā)性風味物質的峰面積;S2為內標物的峰面積;m1為樣品干基質量/g;m2為內標物的質量/μg。

        1.3.7 甜玉米揮發(fā)性風味化合物GC-O分析

        1.3.7.1 GC-O分析條件

        提取的揮發(fā)性風味物質進GC后,按3∶1的比例分別進入嗅聞儀和質譜檢測器,色譜條件同1.3.4節(jié),GC-O加熱溫度為180 ℃。

        1.3.7.2 GC-O氣味強度分析

        參考課題組前期研究方法[3,10],由6 名經過培訓后具有嗅聞經驗的人員組成感官評定小組,其中3 名女性3 名男性,年齡介于23~27 歲,在實驗過程中描述并記錄揮發(fā)性風味物質的出峰時間、氣味特征和氣味強度。參考文獻[12]方法將氣味強度分4 個等級,分別以1、2、3、4 分的形式表示氣味強度值(odor intensity value,OIV),1表示可以準確識別氣味但持續(xù)時間短,2表示能快速識別氣味且持續(xù)時間長,3表示能準確快速識別氣味且持續(xù)時間較長,4表示能準確快速識別氣味且持續(xù)時間更長。感官評定小組的所有成員對每個樣品進行嗅聞,最終每個揮發(fā)性風味物質的香氣強度值以總強度的平均值取整數后計。

        1.4 數據處理

        新鮮甜玉米、燙漂甜玉米及噴霧干燥甜玉米全粉樣品均設置3 個重復,含量數據以表示。采用Microsoft Office Excel 2021、Origin 2021對數據進行統(tǒng)計分析及制圖,采用SPSS 26和OriginPro 2021、MetaboAnalyst(5.0版)對數據進行顯著性分析和PCA,P<0.05表示差異顯著。

        2 結果與分析

        2.1 不同甜玉米樣品揮發(fā)性風味化合物分析

        3 個甜玉米樣品中共鑒定出揮發(fā)性風味化合物58 種,主要為醛類、醇類、酮類、酯類、芳香烴類、雜環(huán)類和萜烯類,見表1和圖1。由于鑒定出的烷烴類化合物不具備氣味活性,因此未列出。

        圖1 甜玉米樣品中揮發(fā)性風味化合物的種類及含量Fig.1 Types and contents of volatile flavor compounds in sweet corn samples

        表1 甜玉米樣品的揮發(fā)性風味化合物及其含量Table 1 Contents of volatile flavor compounds in sweet corn samples

        新鮮甜玉米樣品中鑒定出25 種揮發(fā)性風味化合物總計1740.84 μg/kg,主要包括醛類4 種共230.89 μg/kg、酮類5 種共306.00 μg/kg、酯類6 種共320.43 μg/kg、芳香烴類6 種共598.79 μg/kg、雜環(huán)類1 種共14.48 μg/kg、萜烯類3 種共270.25 μg/kg;其主要揮發(fā)性風味化合物為苯乙烯(314.99 μg/kg)、3-乙基-2-甲基-1,3-己二烯(242.83 μg/kg)、對二甲苯(188.89 μg/kg)、2-庚酮(168.38 μg/kg)和丁酸乙酯(148.46 μg/kg)等。

        燙漂甜玉米樣品中鑒定出23 種揮發(fā)性風味化合物總計1103.77 μg/kg,主要包括醛類3 種共166.76 μg/kg、酮類3 種共202.28 μg/kg、酯類6 種共275.22 μg/kg、芳香烴類8 種共396.02 μg/kg、雜環(huán)類1 種共17.19 μg/kg、萜烯類2 種共46.30 μg/kg,2,4-二(1,1-二甲基乙基)-苯酚15.51 μg/kg;其主要揮發(fā)性風味化合物為苯乙烯(136.83 μg/kg)、壬醛(114.71 μg/kg)、2-庚酮(111.95 μg/kg)、丁酸乙酯(111.78 μg/kg)和甲苯(100.95 μg/kg)等。

        噴霧干燥甜玉米樣品中鑒定出37 種揮發(fā)性風味化合物總計33438.93 μg/kg,主要包括醛類13 種共8327.12 μg/kg、醇類2 種共1845.89 μg/kg、酮類2 種共392.61 μg/kg、酯類1 種共60.26 μg/kg、芳香烴類1 種共9.40 μg/kg、雜環(huán)類12 種共19950.72 μg/kg、萜烯類1 種共199.01 μg/kg、醋酸、噻吩和二甲基硫醚共1396.11 μg/kg;其主要揮發(fā)性風味化合物為3-乙基-2,5-二甲基吡嗪(10521.74 μg/kg)、壬醛(3129.40 μg/kg)、2-乙基-3-甲基吡嗪(2488.87 μg/kg)、3,5-二乙基-2-甲基吡嗪(1899.68 μg/kg)、2,3-丁二醇(1648.47 μg/kg)、2-乙基-6-甲基吡嗪(1576.76μg/kg)、3-甲基丁醛(1156.05 μg/kg)、2-甲基丁醛(1001.93 μg/kg)和二甲基硫醚(922.37 μg/kg)等。

        3 個樣品均檢測到十六酸乙酯、癸醛、壬醛和D-檸檬烯。如圖1所示,新鮮甜玉米經燙漂后,酮類、芳香類、萜烯類和醛類化合物含量下降,揮發(fā)性風味化合物總含量下降了36.60%,但其中甲苯、2-壬酮、壬醛等化合物含量均顯著增加,并新檢出2-羥基苯甲酸乙酯、辛醛和1,2,4,5-四甲基苯等化合物;燙漂甜玉米漿噴霧干燥后,醛類、酮類、醇類和雜環(huán)類化合物含量增加,其中3-乙基-2,5-二甲基吡嗪、壬醛、2,3-丁二醇和癸醛等含量顯著增加,并新檢出二甲基硫醚、2-乙?;?1-吡咯啉、2-甲基丙醛和2-甲基丁醛等化合物,其中,二甲基硫醚、2-乙酰基-1-吡咯啉等化合物是甜玉米重要揮發(fā)性化合物,Yao Lianmou等[4]證實二甲基硫醚具有典型甜玉米香氣,在噴霧干燥過程中可能由甲硫氨酸Strecker降解產生的二甲基二硫醚經歧化反應生成。2-乙酰基-1-吡咯啉具有典型的爆米花香、爆玉米花香,Routray等[13]研究表明2-乙酰基-1-吡咯啉是加工甜玉米中的主要揮發(fā)性風味成分,在噴霧干燥過程中可由脯氨酸和還原糖發(fā)生美拉德反應形成[14]。相較于新鮮與燙漂甜玉米樣品,揮發(fā)性風味化合物總含量分別增加了19.21、30.30 倍。相較于新鮮及燙漂甜玉米樣品,噴霧干燥后的揮發(fā)性風味化合物種類增加、含量上升。

        2.2 甜玉米揮發(fā)性風味化合物PCA

        PCA是通過將所獲得的多指標數據進行轉化和降維,從而有效識別樣品間差異的一種方法[15]。首先,以GC-MS檢測到3 個甜玉米樣品中所有揮發(fā)性風味化合物的含量為描述符進行PCA,明確3 個甜玉米樣品的主要揮發(fā)性風味化合物。如表2所示,PC特征值均大于1,方差貢獻最大為86.031%,說明PC1貢獻率最大,可以用PC1表示3 個甜玉米樣品中主要的揮發(fā)性風味化合物。

        表2 3 個甜玉米樣品揮發(fā)性化合物PC方差貢獻率Table 2 Variance contribution rates of PC1 and PC2 volatile compounds in three sweet corn samples

        甜玉米樣品揮發(fā)性化合物PC旋轉后載荷矩陣見表3,載荷系數越接近1,代表甜玉米揮發(fā)性風味化合物的影響程度越大,其中PC1載荷系數不小于0.8主要揮發(fā)性風味化合物有以下物質:新鮮甜玉米主要揮發(fā)性風味化合物為癸醛、壬醛、十六酸乙酯和D-檸檬烯;燙漂后主要揮發(fā)性風味化合物為2-壬烯醛(E)、十六酸乙酯、3-乙基-2-甲基-1,3-己二烯、壬醛、辛醛、D-檸檬烯;噴霧干燥樣品的主要風味化合物為壬醛、二甲基硫醚、2-乙?;?1-吡咯啉、癸醛、辛醛、2-甲基丙醛、3-甲基丁醛、2-甲基丁醛、2-甲基-(E)-2-丁烯醛等化合物??梢? 個甜玉米樣品的主要揮發(fā)性風味化合物存在明顯差異。

        表3 3 個甜玉米樣品揮發(fā)性風味化合物PC旋轉后載荷矩陣Table 3 Post-rotation load matrix of PC1 and PC2 for volatile flavor compounds in three sweet corn samples

        通過比較PC旋轉后載荷矩陣得出甜玉米樣品的主要揮發(fā)性風味化合物,并結合表1的GC-MS含量分析結果,發(fā)現2-壬烯醛(E)、3-乙基-2-甲基-1,3-己二烯、辛醛、D-檸檬烯含量降低與燙漂密切相關,二甲基硫醚、2-乙酰基-1-吡咯啉、2-甲基丙醛、3-甲基丁醛、2-甲基丁醛、2-甲基-(E)-2-丁烯醛等化合物含量升高與噴霧干燥密切相關。

        此外,為了更直觀地明確加工處理對甜玉米整體揮發(fā)性風味化合物的影響,分別以每個甜玉米樣品各個揮發(fā)性風味化合物的含量為描述符,如圖2所示,PC1和PC2代表3 個甜玉米樣品整體揮發(fā)性風味化合物相似程度,其貢獻率分別為99.9%和0.1%,總貢獻率大于95%,說明可以通過PC1和PC2對3 個甜玉米樣品進行區(qū)分。3 個甜玉米樣品的揮發(fā)性化合物分布相對獨立,可以明顯區(qū)分為3 類,其中新鮮甜玉米和燙漂甜玉米樣品在PC1上區(qū)別不明顯,在PC2上區(qū)別明顯,鑒于PC1代表了樣品99.9%的特征信息,說明這2 個樣品的整體揮發(fā)性風味相似。噴霧干燥甜玉米樣品與新鮮、燙漂甜玉米樣品在PC1上區(qū)別明顯,說明噴霧干燥樣品與新鮮、燙漂甜玉米樣品的整體風味有明顯差異。

        2.3 甜玉米揮發(fā)性風味化合物GC-O分析

        2.3.1 甜玉米樣品揮發(fā)性風味化合物GC-O氣味強度分析

        新鮮、燙漂及噴霧干燥3 個甜玉米樣品中共分析出OIV不小于1的氣味活性化合物33 種,包括醛類11 種、雜環(huán)化合物9 種、芳香烴4 種、酯類3 種、酮類3 種、醇類1 種、萜烯類1 種、其他(二甲基硫醚)1 種,見表4。

        表4 甜玉米樣品揮發(fā)性風味化合物氣味屬性及OIVTable 4 Odor attributes and OIV of volatile flavor compounds in sweet corn samples

        3 個甜玉米樣品中氣味活性化合物的OIV差異明顯。新鮮甜玉米中檢出氣味活性化合物為13 種,總OIV為18,其中OIV≥2的化合物有4 種,分別為2-庚醛、苯乙烯、甲苯、1R-α-蒎烯;燙漂甜玉米樣品中共檢出氣味活性化合物10 種,總OIV為11,其中OIV≥2的化合物僅有1R-α-蒎烯。燙漂甜玉米漿經過噴霧干燥后,檢出氣味活性化合物22 種,總OIV為52,OIV≥3的9 種,分別為 2,3-辛二酮、1-辛醇、苯甲醛、3-甲基丁醛、2-甲基丁醛、2-乙基-3-甲基吡嗪、3-乙基-2,5-二甲基吡嗪、二甲基硫醚、2-乙?;?1-吡咯啉。其中苯甲醛、二甲基硫醚、3-乙基-2,5-二甲基吡嗪的香氣強度均在4,表現出較強的氣味,其中3-乙基-2,5-二甲基吡嗪呈“爆米花香”,二甲基硫醚呈果香中的“玉米香”。GC-O氣味強度分析結果表明,經噴霧干燥,甜玉米總氣味強度大幅度增加、強氣味活性揮發(fā)性化合物種類顯著增多。

        2.3.2 甜玉米樣品揮發(fā)性風味輪廓分析

        根據氣味屬性可將甜玉米氣味活性化合物分成果香、青草、青香、堅果香、花香、燒烤香、蠟質7 類。以歸屬于這7 類氣味的氣味活性化合物的氣味總強度,進行氣味輪廓分析,得到甜玉米樣品整體揮發(fā)性風味輪廓,如圖3所示。新鮮與燙漂甜玉米樣品整體風味輪廓相似,兩者氣味活性化合物均以果香氣味強度最高,花香、青香氣味強度次之,蠟質氣味強度最低,新鮮甜玉米經過燙漂后,多種氣味強度降低,尤以青草、果香氣味強度下降明顯,新鮮甜玉米總體氣味強度高于燙漂甜玉米;相較于新鮮及燙漂甜玉米樣品,噴霧干燥樣品整體風味輪廓較為龐大,其中堅果和青香氣味強度均明顯增強,尤其是堅果氣味強度,從最低強度增加到最高強度,并新出現較強的燒烤香味。揮發(fā)性風味輪廓分析的結果表明,燙漂處理降低了甜玉米的整體氣味強度,而噴霧干燥處理則可顯著提升甜玉米整體氣味強度。

        圖3 甜玉米樣品整體揮發(fā)性風味輪廓Fig.3 Overall volatile flavor profiles of sweet corn samples

        3 討論

        3.1 燙漂處理對甜玉米揮發(fā)性風味化合物的影響

        新鮮甜玉米經過燙漂后總揮發(fā)性風味化合物含量下降36.60%,其中醛類、酯類的含量分別下降了27.78%、14.11%。在燙漂過程中,植物細胞膜與細胞壁的通透性顯著提升[16],一方面有助于排出玉米組織內的空氣,同時也導致大量揮發(fā)性風味化合物一并損失,這可能是燙漂導致玉米揮發(fā)性風味物質含量顯著降低的主要原因之一。同時,在高溫蒸汽作用下,部分醛類、酯類化合物會發(fā)生水解、氧化反應,降解生成烯烴類、酸類等物質[17-18],也可導致其含量降低。但揮發(fā)性風味化合物含量降低并不一定意味風味品質下降,本研究新鮮甜玉米中的2-庚醛(Z)、2-壬烯醛(E)燙漂后因含量大幅度降低而未檢出,由于這些醛類化合物的氣味特征為草青味,其含量的降低有利于提升甜玉米整體風味品質[19]。

        此外,燙漂后也存在壬醛、2-壬酮、己酸乙酯等少數醛類、酮類及酯類等化合物含量增加的現象,高溫蒸汽燙漂過程中的游離脂肪酸降解[20]有可能是導致其含量上升的原因之一。

        3.2 噴霧干燥處理對甜玉米揮發(fā)性風味化合物的影響

        已有研究表明,噴霧干燥過程中會發(fā)生美拉德反應[21]、Strecker降解[22]、焦糖化反應[23]、脂肪與脂肪酸的氧化和降解[24]等一系列化學反應。本研究表明經過噴霧干燥,甜玉米樣品中雜環(huán)類、醛類化合物含量極顯著增加,相比于新鮮、燙漂甜玉米樣品,其雜環(huán)類含量均提高了1000 倍以上,醛類化合物含量提高了40 倍以上,壬醛、3-甲基丁醛和2-甲基丙醛含量增加幅度超過1000 μg/kg;新增了多種吡嗪類揮發(fā)性化合物,其中新增3-乙基-2,5-二甲基吡嗪的含量超過10000 μg/kg,3-乙基-2,5-二甲基吡嗪可能是先由氨基醛或氨基酮發(fā)生縮合反應,然后與丙氨酸Strecker降解生成的乙醛結合形成二氫吡嗪,二氫吡嗪進一步和Strecker降解生成的α-二羰基化合物結合,最終得到3-乙基-2,5-二甲基吡嗪[25-26]。而 3-甲基丁醛、2-甲基丙醛可由亮氨酸、纈氨酸經過Strecker降解分別產生[27]。其次,在噴霧干燥高溫條件下,甜玉米中大量的糖類會發(fā)生焦糖化反應,生成吡嗪類化合物[28]。另外,在噴霧干燥的高溫、霧化作用下,甜玉米中的脂肪酸可加速氧化分解或熱降解產生醛類化合 物[29],如油酸氧化降解產生庚醛和壬醛[30]。這些可能是造成噴霧干燥甜玉米樣品中雜環(huán)類、醛類化合物含量顯著高于新鮮、燙漂甜玉米樣品的主要原因。

        此外,干燥方式及前處理工藝也會影響甜玉米揮發(fā)性風味化合物的形成。Yao Lianmou等[4]發(fā)現甜玉米經過熱風干燥、微波干燥和紅外干燥后,新增了吡嗪類揮發(fā)性成分,但其種類和含量均顯著低于本研究噴霧干燥甜玉米樣品,其醛類化合物的含量則顯著下降。這可能是由于本研究噴霧干燥前甜玉米經過打漿,漿液還經過膠體磨、高壓均質,受到膠體磨、高壓均質巨大剪切力的作用,其游離氨基酸、游離單糖及低聚糖得以充分釋放[31],在噴霧干燥過程中,吡嗪類、醛類化合物可主要以氨基酸和還原糖為風味前體物質通過Maillard反應、Strecker降解產生[32],在Yao Lianmou等[4]的研究中,熱風干燥、微波干燥和紅外干燥甜玉米為籽粒樣品,未經過打漿及膠體磨和高壓均質前處理,其干燥過程中游離氨基酸、游離單糖及低聚糖釋放有限、未充分反應,因此,其吡嗪類、醛類化合物的形成遠少于噴霧干燥甜玉米樣品。

        綜合以上分析,噴霧干燥可通過美拉德反應、Strecker降解、焦糖化反應、脂肪與脂肪酸的氧化和降解等途徑促進甜玉米中雜環(huán)類、醛類及其他重要揮發(fā)性化合物的形成,顯著提高其揮發(fā)性風味化合物含量。

        4 結論

        采用頂空固相微萃取GC-MS技術結合NIST14質譜數據庫比對、RI分析、GC-O等方法,對新鮮、燙漂及噴霧干燥甜玉米樣品揮發(fā)性氣味化合物進行分析,共鑒定出58 種揮發(fā)性風味化合物,發(fā)現燙漂及噴霧干燥對甜玉米揮發(fā)性風味化合物有顯著影響。新鮮甜玉米燙漂后醛類、酯類、萜烯類和芳香類化合物含量下降,而噴霧干燥對甜玉米中醛類、酯類、雜環(huán)及芳香烴等大部分揮發(fā)性化合物的形成有明顯促進作用,尤其是雜環(huán)類、醛類化合物含量經噴霧干燥后顯著增加。GC-O分析表明,新鮮甜玉米燙漂后,整體香味強度降低,尤其是青草氣味強度顯著降低;噴霧干燥后,甜玉米整體風味強度上升,不僅堅果、青香氣味強度明顯增強,還新增獨特燒烤香味。

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