彭凱雄,唐群勇,陳曉明*
(1 淮陰工學(xué)院生命科學(xué)與食品工程學(xué)院 江蘇淮安223001 2 江蘇今世緣酒業(yè)股份有限公司 江蘇漣水 223400)
中國(guó)白酒中,約98%是乙醇-水,其余1%~2%是風(fēng)味物質(zhì)。白酒作為嗜好性的風(fēng)味飲品,揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)是影響其品質(zhì)的關(guān)鍵要素。影響白酒風(fēng)味的因素很多,如自古流傳:“水是酒之血、糧是酒之肉、曲是酒之骨、技是酒之魂”,其中釀酒的糧食就是主要之一。濃香型白酒生產(chǎn)采用“混蒸混燒老五甑”工藝,即將糧食與酒醅混合在同一甑桶,同時(shí)蒸酒和蒸糧糊化。蒸餾高溫破壞發(fā)酵酒醅最初存在的乙醇-水溶液系統(tǒng)的平衡[1],其中原糧的揮發(fā)性香氣成分可能隨酒蒸汽轉(zhuǎn)移到酒液,對(duì)白酒風(fēng)味產(chǎn)生貢獻(xiàn)。查閱現(xiàn)有文獻(xiàn),對(duì)蒸酒過(guò)程中揮發(fā)性香氣的研究主要集中在蒸餾整體風(fēng)味物質(zhì)的變化方面[1-4];目前針對(duì)釀造糧食蒸煮時(shí)產(chǎn)生的揮發(fā)性香氣的研究較少,其中主要以高粱[5-8]為主。大米是重要的釀酒原料,對(duì)釀酒大米研究主要集中在吸水和結(jié)構(gòu)特性[9]、淀粉含量[10]、品種[11-12]、制曲[13]、大米成品酒揮發(fā)性風(fēng)味[14]、釀造工藝[15]等方面。蒸酒蒸糧使生大米糊化變成米飯,且發(fā)酵酒醅是酸性的,尚未發(fā)現(xiàn)釀造大米蒸煮前、后的揮發(fā)性風(fēng)味差異以及酸性條件下蒸煮后揮發(fā)性香氣的變化研究。本文采用HS-SPME-GC-TOFMS 結(jié)合OPLSDA 和OAV 探究米粉、米飯及加酸米飯樣品間揮發(fā)性化合物的差異,為明確濃香型白酒“混蒸混燒” 蒸酒過(guò)程對(duì)大米揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)萃取的影響提供數(shù)據(jù)參考,旨在進(jìn)一步提升白酒的香氣品質(zhì)。
南粳9108,由江蘇今世緣酒業(yè)股份有限公司的供貨商提供。
NaCl(分析純級(jí))、無(wú)水乙醇(分析純級(jí))、乳酸(分析純級(jí)),上海國(guó)藥試劑有限公司;2-乙?;?1-吡咯啉(93%),加拿大trc 試劑;C3~C25 正構(gòu)烷烴、川芎嗪(98%),美國(guó)Sigma-Aldrich 公司;仲辛醇(98%)、異辛醇(99.5%)、E-2-辛烯醇(95%)、苯乙醇(99.5%)、1-己醇(99.5%)、3-壬烯-2-酮(96%)、戊酸乙酯(99.5%)、乙酸戊酯(99.5%)、乙酸乙酯(99.9%)、苯乙酸乙酯(99.5%)、己酸乙酯(99%)、丁酸乙酯(99.5%)、4-乙烯基愈創(chuàng)木酚(98%)、壬醛(96%)、己醛(99%)、E-E-2,4-庚二烯醛(90%)、E-2-辛烯醛(95%)、乙酸(99.8%)、3-噻吩甲醛(98%)、己酸(99.5%)、E-2 庚烯醛(95%)、吡啶(99.9%),上海阿拉丁試劑有限公司;1-辛烯-3-醇(98%)、苯乙酮(98%),北京百靈威集團(tuán);異佛爾酮(97%)、鄰苯二甲酸酯(98%)、丙位壬內(nèi)酯(97%)、2,4-二叔丁基苯酚(97%)、2-戊基呋 喃(98%),日本TCI 試 劑;2,4-癸二烯醛(98%)、2,3-戊二酮(98%)、苯酚(99.5%)、吲哚(99.5%)、癸醛(97%)、戊醛(98%)、E-2-壬醛(95%)、N,N-二丁基酰胺(98%),上海麥克林生化科技有限公司;2-庚酮(99.5%),上海沃凱試劑有限公司。括號(hào)數(shù)字代表的標(biāo)準(zhǔn)品純度,除標(biāo)識(shí)分析純級(jí)等文字的試劑外,未標(biāo)識(shí)試劑均為色譜級(jí)純品。
SX-500 型高壓滅菌鍋,日本TOMY 公司;FW80 型破碎機(jī),天津泰斯特公司;TDL-60C 型高速冷凍離心機(jī),美國(guó)Agilent 公司;TE4101-L 型電子天平,德國(guó)Sartorius 集團(tuán);EDAA-2300TH 型超聲波清洗器,上海安譜科學(xué)儀器有限公司;手動(dòng)HS-SPME 進(jìn)樣器手柄搭配50/30 μm,2 cm DVB/CAR/PDMS 纖維頭,美國(guó)Supelco 公司;DF-101S集熱式磁力攪拌器,常州金壇良友儀器有限公司;7890A 型GC,美國(guó)Agilent 公司、Pegasus 4D 型TOFMS,美國(guó)LECO 公司。
1.3.1 樣品制備
1.3.1.1 米飯浸提液制備 參考王惠[16]的米水比(1∶1.2),準(zhǔn)確稱取50 g 大米,加入60 mL 純凈水(加酸米飯為以0.06 mg/mL 質(zhì)量濃度乳酸溶液作為純凈水使用)搖勻,用錫箔紙多層封口后放入高壓滅菌鍋中,120 ℃蒸煮15 min。蒸煮后,按米飯與水比為1∶1.5 加水?dāng)嚢杈鶆?,錫箔紙封口,然后放入60 Hz、20 ℃超聲清洗儀超聲提取30 min(間隔10 min 攪拌均勻)。用醫(yī)用紗布擠壓過(guò)濾粗濾米飯?zhí)崛∫海靡后w放入冷凍離心機(jī),9 000 r/min,離心10 min,取上清液于-20 ℃保藏備用。
1.3.1.2 米粉浸提液制備 大米破碎,過(guò)120 目網(wǎng)篩,米水比為1∶5,稱取10 g 米粉,加入50 mL純凈水?dāng)嚢杈鶆颍缅a箔紙多層封口后放入60 Hz、20 ℃超聲清洗儀超聲提取30 min(間隔10 min 攪拌均勻)。用醫(yī)用紗布擠壓粗濾分離米粉提取液,所得液體放入冷凍離心機(jī),9 000 r/min,離心10 min,取上清液于-20 ℃保藏備用。
1.3.2 HS-SPME 制備 在SPME 頂空瓶中,準(zhǔn)確吸取5 mL 米飯浸提液、20 μL 仲辛醇內(nèi)標(biāo),加入2 g NaCl 和磁力攪拌轉(zhuǎn)子,密封后置于80 ℃平衡10 min,然后插入老化過(guò)的萃取頭80 ℃吸附45 min,萃取頭與樣品液面距離約1 cm,吸附結(jié)束,插入GC-TOFMS 進(jìn)樣口,進(jìn)樣溫度250 ℃,熱解析脫附5 min。
1.3.3 GC-TOFMS 條件
1.3.3.1 GC 條件 FFAP 色譜柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm),升溫程序:起始溫度50 ℃,保持4 min,以4 ℃/min 升溫至80 ℃,以8 ℃/min 升溫至210℃,保持10 min;載氣為高純He,恒流模式,不分流進(jìn)樣。
1.3.3.2 TOFMS 條件 電子轟擊(EI)離子源;電子能量70 eV;傳輸線溫度250 ℃;質(zhì)量掃射范圍m/z 35~500。
1.3.4 質(zhì)譜數(shù)據(jù)處理分析
1.3.4.1 定性分析 有標(biāo)準(zhǔn)品的物質(zhì),比對(duì)相同分析條件下的樣品預(yù)標(biāo)品的保留時(shí)間定性;TOFMS 工作站自帶的NIST 2014 譜庫(kù),TOFMS 自動(dòng)檢索物質(zhì)定性;沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)品的物質(zhì),參考郭洪偉等[17]的方法稍加修改,采用GC-TOFMS 自帶的LECO Chroma TOF version 4D 工作站進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,NIST2014 譜庫(kù)自動(dòng)檢索,選取匹配度在700以上的化合物,剔除柱流失物質(zhì);在相同的GCTOFMS 條件下測(cè)定正構(gòu)烷烴C3~C25 的混標(biāo)對(duì)照品的保留時(shí)間,計(jì)算樣品檢出組分的保留指數(shù)(RI),與美國(guó)NIST 標(biāo)準(zhǔn)參考數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)計(jì)網(wǎng)站(https://webbok.nist.gov/chemistry/cas-ser/)上公布的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的RI 值比對(duì)定性,RI 值按式(1)計(jì)算[18]。
式中,n——正構(gòu)烷烴所含碳原子數(shù)目,個(gè);ta——樣品的保留時(shí)間,min;tn——正構(gòu)烷烴Cn的保留時(shí)間,min;tn+1——正構(gòu)烷烴Cn+1的保留時(shí)間,min。
1.3.4.2 定量分析 使用內(nèi)標(biāo)法定量,以仲辛醇(372 μg/L)為內(nèi)標(biāo),并根據(jù)加入內(nèi)標(biāo)的含量從而計(jì)算樣品中每一個(gè)揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的含量,計(jì)算公式見式(2)。
式中,Ci——物質(zhì)i 的質(zhì)量濃度,μg/L;Cs——內(nèi)標(biāo)物S 的質(zhì)量濃度,μg/L;V1——加入內(nèi)標(biāo)物S的體積,μL,Ai——待測(cè)組分i 的峰面積;AS——內(nèi)標(biāo)化合物S 的峰面積;V2——吸取大米浸提液樣品體積,mL;Fi——待測(cè)組分i 對(duì)內(nèi)標(biāo)S 的相對(duì)質(zhì)量校正因子,本試驗(yàn)中各待測(cè)組分i 的相對(duì)校正因子均為1[19-20]。
1.3.4.3 質(zhì)量換算 米粉浸提液、米飯及加酸米飯?zhí)崛∫涸谔崛r(shí)加入的水存在差異,導(dǎo)致樣品與水的比例不一致,因此將上述定量得到的浸提液化合物質(zhì)量濃度(μg/L)換算成在提取前米粉、米飯和加酸米飯中的質(zhì)量濃度(μg/kg),具體計(jì)算公式見式(3)。
式中,Bi——折算后組分i 的質(zhì)量濃度,μg/kg;Ci——物質(zhì)i 在浸提液中的質(zhì)量濃度,μg/L;D——浸提液的體積,mL;F 為物質(zhì)提取前的質(zhì)量,g。
樣品質(zhì)量與提取液體積見表1。
表1 3 種樣品提取前質(zhì)量和離心浸提液體積匯總Table 1 Summary of weight and volume of centrifugal extracted liquid of three samples before extraction
1.3.4.4 香氣活力值(Odor activity value,OAV)對(duì)各種揮發(fā)性化合物定量后,計(jì)算OAV,具體計(jì)算公式見式(4)。
式中,OAVi——物質(zhì)i 的香氣活性值;Ci——化合物i 在大米/米飯中的含量,μg/kg;Bi——組分i 的在水中的嗅覺(jué)閾值,mg/kg。
當(dāng)OAV≥1 時(shí),則認(rèn)定該組分對(duì)大米/米飯呈香具有重要貢獻(xiàn)[21]。
1.3.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理 每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3 次,試驗(yàn)數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差。采用WPS 和Origin 2021 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,使用Origin 2021、SIMCA 14.1 作圖。
采用HS-SPME 法分別對(duì)3 種樣品浸提液的香氣物質(zhì)進(jìn)行萃取,經(jīng)過(guò)GC-TOFMS 檢測(cè),結(jié)果見表2。由表2 可知,3 種樣品共鑒定出98 種化合物,包括醇類、醛類、酯類、酮類、酸類、酚類、烷烴類、雜環(huán)類以及其它類,數(shù)量以醇類、醛類、酯類和酮類為主。
2.2.1 物質(zhì)數(shù)量差異分析 米粉、米飯和加酸米飯中分別檢測(cè)出65,55 種和68 種物質(zhì),圖1a 是3種樣品的總離子流圖,從圖中發(fā)現(xiàn)3 種樣品的總離子流圖出峰情況存在差異,加酸米飯出峰情況是最多的,米飯的出峰情況是最少。圖1b 是韋恩圖,圖中3 種圓圈的重疊部分代表3 種樣品檢出物質(zhì)的共有成分,可以看出3 種樣品共有物質(zhì)為31 種,其中醇類7 種、醛類8 種、酯類7 種、酮類4種、酸類2 種、雜環(huán)類2 種和其它1 種。米粉和米飯、米粉與加酸米飯、米飯與加酸米飯共有物質(zhì)分別為40,44,37 種。米粉與米飯和加酸米飯之間物質(zhì)差異主要是通過(guò)蒸煮時(shí)收到的溫度和壓力導(dǎo)致,米飯與加酸米飯之間物質(zhì)差異主要是受蒸煮酸性環(huán)境導(dǎo)致。
圖1 米粉、米飯和加酸米飯的離子流圖(a)和韋恩圖(b)Fig.1 Total ion flow diagram(a)and venn diagram(b)
表3 揮發(fā)性物質(zhì)OAV>0.1 信息清單Table 3 Information list of volatile substances with OAV>0.1
2.2.2 物質(zhì)種類數(shù)量和含量差異分析圖2a 為鑒定物質(zhì)種類數(shù)量圖,圖2b 為鑒定物質(zhì)種類含量圖??梢钥闯雒追壑形镔|(zhì)數(shù)量以醇類、酯類和酮類相對(duì)較高,分別為13,12 種和11 種,酚類和其它相對(duì)較低, 均為2 種。米粉物質(zhì)種類含量中以酯類、醛類和醇類相對(duì)較高,分別為47.08,14.482 μg/kg和12.8 μg/kg,其它類較少,僅為0.337 μg/kg,米粉中所有物質(zhì)含量最高的是己酸乙酯、乙酸乙酯和己醛,其物質(zhì)含量分別為24.501,20.804 μg/kg和8.170 μg/kg。
圖2 米飯、米粉及加酸米粉鑒定物質(zhì)數(shù)量圖(a)和物質(zhì)含量圖(b)Fig.2 Quantity diagram(a)and content diagram(b)of identified substances of rice,rice noodles and sour rice noodles
米飯中物質(zhì)數(shù)量以酮類、醛類和酯類相對(duì)較高,分別為12,11種和10 種,烷類和其它較少,僅為1 種。 米飯物質(zhì)種類含量以酯類、醛類和酮類相對(duì)較高,分別為9.038,1.607 μg/kg和1.258 μg/kg。 烷類和其它相對(duì)較少,僅為0.022 μg/kg 和0.021 μg/kg。 米飯中所有物質(zhì)含量最高的是己酸乙酯、2,3-二氫苯并呋喃和苯甲醛,其物質(zhì)含量分別為8.187,2.150 μg/kg 和0.596 μg/kg。
加酸米飯中物質(zhì)數(shù)量以醛類、酯類和酮類相對(duì)較高,分別為18,14和11種,烷類和其它和米飯中一致,相對(duì)較少,僅為1種。 加酸米飯種類含量以醛類、酸類和酯類相對(duì)較高,分別為32.083,23.735 μg/kg 和19.926 μg/kg。 烷類和其它較少,僅為0.025 μg/kg和0.062 μg/kg。 加酸米飯中所有物質(zhì)含量最高的是糠醛、己酸乙酯和乙酸,其物質(zhì)含量分別為19.536,16.835 μg/kg和9.338 μg/kg。
由表1 可知,3 種樣品中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)數(shù)量和含量具有較大差異。 其中,3種樣品之間的的醇類、醛類、酯類和酮類物質(zhì)數(shù)量較高,是米粉和米飯的主要風(fēng)味構(gòu)成;酸類、酚類、烷類、雜環(huán)類和其它類較少,推測(cè)是構(gòu)成3種樣品之間風(fēng)味差異的主要原因之一。 在物質(zhì)含量方面,3 種樣品中除雜環(huán)類物質(zhì)外其它所有類別物質(zhì)之間含量都差距明顯,這與米飯?jiān)诩訜釙r(shí)所處的蒸煮環(huán)境有關(guān)。
2.2.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)差異分析 和主成分分析相比,有監(jiān)督的OPLS-DA 模型分析,能更好的實(shí)現(xiàn)高水平的群里分離,分析樣品間差異較大的物質(zhì)[22]。圖3為OPLS-DA 得分圖,3 組樣品的R2Y 為0.8,Q2為0.976,其中R2Y=0.8 表明該模型能反映80%的數(shù)據(jù)變化,二者均接近1,表明本模型符合樣品數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)。從OPLS-DA 得分圖得知,3 組基本上都置于95%的置信區(qū)間內(nèi),可以較好地區(qū)分開組間樣品。通過(guò)置換檢驗(yàn)功能可驗(yàn)證模型的可靠性,避免OPLS-DA 模型出現(xiàn)過(guò)擬合現(xiàn)象[23],黃浩等[24]在進(jìn)行置換檢驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)R2和Q2均低于置換保留等于1.0 的值時(shí),Q2點(diǎn)回歸線與橫坐標(biāo)交叉或小于0 則沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)擬合現(xiàn)象。如圖3b 所示,置換檢驗(yàn)時(shí)樣本的保留度在橫坐標(biāo)表示,保留度等于1.0 處的點(diǎn)即為原OPLS-DA 模型所得的R2和Q2,經(jīng)模型200 次交叉驗(yàn)證后,模型Q2回歸線與橫坐標(biāo)交叉,且與縱坐標(biāo)交叉的截距小于0,表明模型沒(méi)有過(guò)擬合,所建立的OPLS-DA 模型較穩(wěn)定,能較好的反應(yīng)樣品間物質(zhì)的差異。
圖3 米粉、米飯和加酸米飯樣品基于OPLS-DA 的得分圖(a)、置換驗(yàn)證圖(b)、VIP 值圖(c)、VIP>1 聚類熱圖(d)Fig.3 Score graph(a),substitution verification graph(b),VIP value graph(c),VIP>1 clustering heat graph(d)of rice noodles,rice and sour rice samples based on OPLS-DA
OPLS-DA 模型的VIP 值是變量重要性因子,可以衡量各組分積累差異對(duì)各組樣本分類判別的影響強(qiáng)度和解釋能力[23],VIP 值越大,變量在不同樣本之間差異越顯著。本研究所建立的OPLS-DA分析模型中(圖3c、3d),表明不同大米之間風(fēng)味具有顯著差異。通過(guò)計(jì)算可變重要性的投影VIP 值表示變量對(duì)組間差異的貢獻(xiàn)值,VIP 值>1 表示“重要”變量[25]。VIP 值大于1 的化合物有54 種,具體含量高低見圖3d。從圖3d 可以看出,米粉、米飯和加酸米飯中的物質(zhì)有著明顯的區(qū)分,聚類分析大類也分為3 類,米粉、米飯與加酸米飯的物質(zhì)顏色分析得知,米粉中造成與其它樣品風(fēng)味差異較大的為2-庚酮、2,3-辛二酮和丙位壬內(nèi)酯等24種物質(zhì),正常蒸煮的米飯中3-噻吩甲醛、2,3-戊二酮、茶香酮和2-乙酰基噻唑含量較高,在酸性條件下蒸煮的加酸米飯糠醇、糠醛、異戊酸和3-呋喃甲醛等24 種物質(zhì)與米飯物質(zhì)含量差異較大,是造成風(fēng)味差異的主要原因。推測(cè)在蒸酒過(guò)程中會(huì)增加糠醇、糠醛、異戊酸和3-呋喃甲醛等24 種物質(zhì)的含量,相比之下會(huì)減少3-噻吩甲醛、2,3-戊二酮、茶香酮和2-乙?;邕虻任镔|(zhì),具體米飯與加酸米飯揮發(fā)性風(fēng)味轉(zhuǎn)變機(jī)理之間的量效關(guān)系還需深入探索。
OAV 代表單一的香氣成分對(duì)整體香氣的貢獻(xiàn)程度,一般認(rèn)為OAV>1 的成分可能對(duì)總體風(fēng)味有直接影響,認(rèn)為0.1<OAV<1 對(duì)整體風(fēng)味起輔助作用。3 種樣品中的OAV>0.1 的揮發(fā)性物質(zhì)列于表3(不包括未查到嗅覺(jué)閾值的物質(zhì))。
米粉中共8 種OAV>1 的香氣化合物,0.1<OAV<1 共5 種,最高的為己酸乙酯(24.501),其次為2-乙?;?1-吡咯啉(15.528),OAV>10,對(duì)米粉風(fēng)味有直接作用。酯類物質(zhì)在米粉風(fēng)味物質(zhì)中含量最大,總含量高達(dá)47.080 μg/kg,因嗅覺(jué)閾值過(guò)大,OAV 并不高,而己酸乙酯OAV 含量在樣品中較高是因含量在樣品中較高,2-乙?;?1-吡咯啉因嗅覺(jué)閾值很小,故OAV 大,因此2-乙?;?1-吡咯啉在米粉中的OAV 僅次于己酸乙酯,對(duì)米粉的整體香氣起到重要作用。米粉中的醛類和醇類物質(zhì)含量雖比酯類物質(zhì)含量低,但因嗅覺(jué)閾值較低,導(dǎo)致1-辛烯-3-醇(3.014)、己醛(1.634)、壬醛(2.849)、癸醛(1.850)和E-2-壬醛(1.874)的OAV 大于1,對(duì)米粉整體香氣貢獻(xiàn)較高。0.1<OAV<1 共5 種,分別是1-己醇(0.416)、E-2-辛烯醛(0.1)、辛醛(0.269)、丁酸乙酯(0.308)和2-戊基呋喃(0.334),因此對(duì)米粉的整體香氣起到輔助作用。
米飯中OAV>1 僅有己酸乙酯(8.187)和2-乙?;?1-吡咯啉(10.774),相比于米粉OAV 值,2-乙?;?1-吡咯啉的OAV 比己酸乙酯高,說(shuō)明大米在蒸煮時(shí)產(chǎn)生香氣變化。0.1<OAV<1 共5 種,分別是1-辛烯-3-醇(0.166)、己醛(0.105)、壬醛(0.181)、癸醛(0.250)和丁酸乙酯(0.158),對(duì)米飯整體香氣起到輔助作用。
加酸米飯中OAV>1 共4 種,分別是己酸乙酯(16.835)、E-2-壬醛(4.011)、癸醛(4.050)和壬醛(1.042),和米飯中共有物質(zhì)OAV 相差較大,2-乙?;?1-吡咯啉未在加酸米飯中檢出,因此無(wú)法計(jì)算其OAV,推斷大米在酸性環(huán)境下蒸煮可導(dǎo)致風(fēng)味轉(zhuǎn)變。0.1<OAV<1 共8 種,分別是1-辛烯-3-醇(0.345)、己醛(0.245)、E-2-辛烯醛(0.122)、辛醛(0.181)、E-2-丁烯醛(0.237)、乙酸乙酯(0.247)、丁酸乙酯(0.504)和2-戊基呋喃(0.471),對(duì)加酸米飯整體香氣起到輔助作用。
3 種樣品的關(guān)鍵香氣化合物的OAV 值雖有差異,但己酸乙酯是3 種樣品中共有OAV>1 的香氣化合物,己酸乙酯具有明顯的水果菠蘿香氣,給人愉悅、自然清新的感覺(jué),對(duì)“大米風(fēng)味”的果香香韻有重要的貢獻(xiàn)。己酸乙酯OAV 值最高,在米粉中為24.501,在米飯中為8.187,在加酸米飯中為16.835,說(shuō)明對(duì)3 種樣品的整體香氣有著十分重要的作用。2-乙?;?1-吡咯啉是米粉和米飯中共有的OAV>10 的物質(zhì),遠(yuǎn)高于其它物質(zhì)的OAV值,對(duì)米粉和米飯的香氣有顯著貢獻(xiàn),因此是消費(fèi)者日常食用大米或米飯中的重要香氣物質(zhì),對(duì)米飯整體香氣起到?jīng)Q定性作用。在米飯與加酸米飯共有物質(zhì)OAV>0.1 中有6 種,分別是1-辛烯-3-醇、己醛、壬醛、癸醛、丁酸乙酯和己酸乙酯,這6種物質(zhì)中,加酸米飯的OAV 值均大于米飯,因此在酸性條件下蒸煮的米飯相比正常蒸煮的米飯關(guān)鍵性風(fēng)味物質(zhì)改變導(dǎo)致整體香氣產(chǎn)生變化。酯類物質(zhì)主要是酸類和醇類物質(zhì)酯化反應(yīng)的產(chǎn)物,在稻米中僅表現(xiàn)出烘托米飯整體香氣的效果[27-29]。2-乙?;?1-吡咯啉被認(rèn)為是大米中的關(guān)鍵香氣物質(zhì)和特征揮發(fā)性物質(zhì)[30],然而未在加酸米飯中檢出。2-戊基呋喃是亞油酸氧化產(chǎn)物[31],3 種樣品中加酸米飯中OAV 值最高。2-乙?;?1-吡咯啉標(biāo)準(zhǔn)品具有濃郁爆米花香、堅(jiān)果氣息的特征,在蒸煮米飯中表現(xiàn)出類似于蒸糧食的香氣,是“大米糧香”特征物質(zhì)、不可或缺的組分之一。有關(guān)大米在酸性條件下蒸煮對(duì)米飯風(fēng)味物質(zhì)的影響,有待進(jìn)一步深入研究。
米粉中的化合物主要是在稻米生長(zhǎng)、儲(chǔ)存和加工過(guò)程中產(chǎn)生。米飯中的揮發(fā)性化合物轉(zhuǎn)變主要是在蒸煮過(guò)程中把生大米香氣通過(guò)加熱蒸煮轉(zhuǎn)變成米飯的香氣,主要是通過(guò)熱反應(yīng)和美拉德反應(yīng)產(chǎn)生。美拉德反應(yīng)是食品烹飪、加工及和儲(chǔ)存過(guò)程中普遍存在的一種重要化學(xué)反應(yīng),對(duì)于食品色澤、風(fēng)味和滋味的形成起著至關(guān)重要的作用[32],探索大米風(fēng)味在蒸煮過(guò)程中產(chǎn)生是對(duì)蒸酒風(fēng)味的初步探索。米飯?jiān)谡糁筮^(guò)程中的香氣主要來(lái)源于熱反應(yīng)與美拉德反應(yīng)產(chǎn)生,熱反應(yīng)的底物主要是大米中的脂肪,主要產(chǎn)生醛類物質(zhì),代表物質(zhì)有己醛、戊醛和E-2-辛烯醛等醛類物質(zhì)[33]。米粉中醛類主要是通過(guò)氨基酸和脂肪酸氧化形成,呈現(xiàn)類似脂肪氣味,含量過(guò)高會(huì)產(chǎn)生腐敗氣味,這與大米在貯藏過(guò)程中產(chǎn)生陳味有著密切關(guān)聯(lián)[34]。美拉德反應(yīng)底物主要是還原糖和氨基酸,主要產(chǎn)生雜環(huán)類和醛類物質(zhì),代表物質(zhì)有吡嗪、吡咯、乙?;量┻涂啡┑然衔颷35]。
醛類揮發(fā)性物質(zhì)含量可以用來(lái)評(píng)價(jià)大米的新鮮度,適當(dāng)?shù)娜╊愇镔|(zhì),會(huì)賦予大米清新的青草味及淡淡果香,如含量過(guò)高則會(huì)產(chǎn)生令人不適的腐敗氣味[36-37]。同時(shí)醛類化合物風(fēng)味閾值較低,風(fēng)味特征明顯[38]。己醛在米粉中醛類含量中最高(8.170 μg/kg)、在米飯中和加酸米飯中含量分別為0.526 μg/kg 和1.224 μg/kg,三者相差較大,己醛是大米風(fēng)味變差的指示劑,因此米粉中的己醛含量過(guò)高可能是大米的貯藏期產(chǎn)生的酸敗氣味[39]。壬醛在米粉、米飯和加酸米飯中的含量分別為3.134,0.199 μg/kg 和1.146 μg/kg,己醛和壬醛含量相對(duì)較高,同時(shí)Yang 等[40]和Zeng 等[41]也發(fā)現(xiàn)己醛和壬醛在大米風(fēng)味中含量較高。己醛和壬醛可以產(chǎn)生令人不適的油脂酸敗氣味,是醛類物質(zhì)中的主要成分。
雜環(huán)類物質(zhì)主要通過(guò)高溫產(chǎn)生,呈現(xiàn)烘烤、堅(jiān)果或焦香,是米飯整體風(fēng)味形成中的不可或缺的組分之一。雜環(huán)類物質(zhì)在米粉、米飯和加酸米飯中分別有4,7 種和5 種,米飯中比米粉中增加了吡啶(0.121 μg/kg)、2-乙?;邕颍?.064 μg/kg)和2,3-二氫苯并呋喃(2.150 μg/kg)化合物。米飯比加酸米飯中增加了2-乙?;?1-吡咯啉(0.571 μg/kg)、川芎嗪(0.061 μg/kg)、吡啶(0.121 μg/kg)、2-乙?;邕颍?.064 μg/kg)。兩種米飯之間的風(fēng)味存在較大差異,這與蒸煮時(shí)處于酸性條件下有關(guān)。米飯和加酸米飯中含量相差最大的3 種物質(zhì)分別為糠醛、乙酸和己酸乙酯,兩者之間含量分別相差19.429,9.125,8.648 μg/kg。
米粉中的醇類和酯類含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它兩種樣品,其醇類和酯類物質(zhì)中含量最高的為1-辛烯-3-醇(4.521 μg/kg)和己酸乙酯(24.501 μg/kg),推測(cè)是自然生長(zhǎng)中和后期貯藏中形成。加酸米飯中的醛類和酸類含量高于其它兩種樣品,其醛類和酸類中含量最高的為糠醛(19.536 μg/kg)和乙酸(9.338 μg/kg),推測(cè)是在酸性條件下造成的揮發(fā)性物質(zhì)轉(zhuǎn)變或在酸性條件下把大米中包埋不易揮發(fā)的風(fēng)味游離出。綜上所述,在酸性條件下蒸煮的加酸米飯與正常蒸煮的米飯整體香氣差異較大,因此在白酒蒸酒過(guò)程中探索大米生到熟之間的風(fēng)味變化還需根據(jù)蒸酒環(huán)境深入研究。
采用HS-SPME-GC-TOFMS,探索米粉、米飯及加酸米飯的風(fēng)味差異,研究結(jié)果表明:
1)3 種樣品的揮發(fā)性物質(zhì)組分上存在較大差異,米粉、米飯和加酸米飯中檢測(cè)物質(zhì)數(shù)量最多的分別是醛類、酮類和醛類;含量最多的分別是酯類和醛類。
2)通過(guò)分析米飯與加酸米飯揮發(fā)性風(fēng)味差異發(fā)現(xiàn),米飯和加酸中含量相差最大的3 種物質(zhì)分別為糠醛、乙酸和己酸乙酯,是造成兩者之間風(fēng)味差異的關(guān)鍵物質(zhì),因此蒸酒過(guò)程可能會(huì)增加酒液中糠醛、乙酸和己酸乙酯的含量,2-乙?;?1-吡咯啉未在加酸米飯中檢出。
3)通過(guò)OPLS-DA 模型分析發(fā)現(xiàn),造成米粉、米飯和加酸米飯產(chǎn)生差異較大的物質(zhì)有明顯區(qū)分,加酸米飯中糠醇、糠醛、異戊酸和3-呋喃甲醛等24 種物質(zhì)含量相對(duì)于米飯中物質(zhì)較高;正常蒸煮米飯中3-噻吩甲醛、2,3-戊二酮、茶香酮和2-乙?;邕蚝枯^高;米粉中2-庚酮、2,3-辛二酮和丙位壬內(nèi)酯等24 種物質(zhì)較高,這些是造成3種樣品整體風(fēng)味差異的主要物質(zhì)。
4)通過(guò)OAV 分析發(fā)現(xiàn),己酸乙酯在3 種樣品中OAV 值較高,對(duì)整體風(fēng)味起到重要貢獻(xiàn)作用,米粉和米飯中2-乙酰基-1-吡咯啉OAV>10,是米粉和米飯風(fēng)味中最重要香氣物質(zhì),但在加酸米飯中未檢出;加酸米飯對(duì)比米飯中共同含有OAV>0.1 的物質(zhì)相比,如1-辛烯-3-醇、壬醛、己酸乙酯等物質(zhì)的OAV 值均有不同程度的上升,這些共同含有OAV>0.1 的物質(zhì)可以輔助整體香氣呈現(xiàn),是造成米飯與加酸米飯香氣差異的原因之一。