程建軍,王兆華,于殿宇,張 赫,尤美月,潘明喆
(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院 哈爾濱 150030)
大豆油是世界三大植物油之一,因獨(dú)特的風(fēng)味以及烹飪特性而受到越來越多的關(guān)注。目前,大豆油的加工方式主要有壓榨法和浸提法2 種。浸提法的優(yōu)勢是提取率較高,成本較低,餅粕中剩余油脂較少,且易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)[1-2]。壓榨法又可分為熱榨和冷榨,采用熱榨工藝生產(chǎn)油脂時(shí),在榨油環(huán)節(jié)前需對(duì)油料進(jìn)行烘焙、炒制等預(yù)處理,其產(chǎn)品風(fēng)味比較豐富,出油率也比較高。然而,冷榨工藝制油過程中沒有上述預(yù)處理環(huán)節(jié),通常冷榨后的油脂只需經(jīng)簡單的精煉處理就可以食用。此外,冷榨油壓榨過程的溫度較低,產(chǎn)品中維生素E、甾醇等生物活性物質(zhì)的損失較少[3],油脂的品質(zhì)也較好。
油脂的風(fēng)味是消費(fèi)者選擇食用植物油的重要標(biāo)準(zhǔn)[4]。食用植物油的風(fēng)味物質(zhì)是由一些揮發(fā)性物質(zhì)構(gòu)成的混合物。其組成較為復(fù)雜,主要含有醛類、酮類、酯類、醇類、酚類、吡嗪類、呋喃類和含硫化合物[5-6]等成分。近年來,關(guān)于加工方式對(duì)食用植物油風(fēng)味的影響研究較為廣泛。Zhang 等[7]研究發(fā)現(xiàn)菜籽烘焙過程中醛類化合物濃度會(huì)產(chǎn)生不同程度的改變,導(dǎo)致壓榨所得菜籽油的風(fēng)味發(fā)生變化。在一些花生油的風(fēng)味研究中,也發(fā)現(xiàn)因加工方式而導(dǎo)致的風(fēng)味差異,如Dun 等[8]研究發(fā)現(xiàn)冷榨花生油的風(fēng)味主要是醛類化合物表現(xiàn)出的清新、油脂的氣味。然而,熱榨花生油不僅呈現(xiàn)油脂的氣味,還具有烘焙和堅(jiān)果味。這可能是由于熱榨花生油的風(fēng)味物質(zhì)中含有吡嗪類和更多的呋喃類化合物。Yin 等[9]研究發(fā)現(xiàn)籽粒經(jīng)烘烤處理的花生油中存在一些特有的雜環(huán)類風(fēng)味化合物,并且萜烯類化合物相較于冷榨花生油有一定的減少,從而導(dǎo)致這兩種花生油在風(fēng)味上存在明顯的差異。上述研究表明加工方式與食用植物油的風(fēng)味密切相關(guān)。
還有一些研究表明大豆油在加工中風(fēng)味物質(zhì)主要包括醇類、醛類、酮類、酯類、烷類和呋喃類化合物[10-13]。Multari 等[14]探究了大豆油的煎炸屬性,發(fā)現(xiàn)煎炸后大豆油的風(fēng)味物質(zhì)中醇類化合物含量下降,醛類、呋喃類化合物含量上升。Xiao 等[15]研究發(fā)現(xiàn)大豆油在烹飪過程中生成一些醛類、酮類、酸類和呋喃類風(fēng)味化合物。上述研究主要針對(duì)大豆油揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)種類和含量的檢測以及對(duì)應(yīng)用中大豆油的風(fēng)味特征進(jìn)行分析,而不同加工方式對(duì)大豆油風(fēng)味的影響鮮見研究報(bào)道。本研究采用電子鼻與氣質(zhì)聯(lián)用(GC-MS)相結(jié)合的方法對(duì)3種加工方式(浸提、熱榨和冷榨)的大豆油產(chǎn)品的整體風(fēng)味及其揮發(fā)性物質(zhì)組成進(jìn)行分析。通過主成分分析(PCA)、層次聚類分析(HCA)和偏最小二乘回歸分析(PLSR)等方法探究3 種加工方式對(duì)大豆油風(fēng)味的影響,并根據(jù)氣味活度值(OAV)判定關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)。研究結(jié)果旨在為追溯大豆油中風(fēng)味物質(zhì)的來源,改善大豆油風(fēng)味提供理論參考。
本試驗(yàn)用浸提油(EO)、熱榨油(HPO)、冷榨油(CPO)為九三糧油工業(yè)集團(tuán)有限公司出品,置于陰涼避光處儲(chǔ)存。1,2-二氯苯(色譜純級(jí)),上海安譜公司,甲醇(色譜純級(jí)),美國Thermo Fisher Scientific 公司。
PEN3 電子鼻,德 國Airsens 公 司;SAAB-57330U 頂空固相微萃取手動(dòng)進(jìn)樣支架,美國Supelco 公司;57328-U 頂空固相微萃取纖維(DVB/CAR/PDMS 50/30 μm),美 國Supelco 公 司;QP2020NX 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS),日本島津儀器公司;DB-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)毛細(xì)管色譜柱,日本島津儀器公司。
1.3.1 加工方式對(duì)大豆油風(fēng)味物質(zhì)的影響
1.3.1.1 電子鼻(E-Nose)參照Tian 等[16]的方法并稍作修改,使用電子鼻對(duì)3 種大豆油氣味特征進(jìn)行分析,電子鼻系統(tǒng)包含10 個(gè)傳感器探針:W1C(對(duì)芳香化合物、苯敏感)、W5S(對(duì)氮氧化物敏感)、W3C(對(duì)氨敏感)、W6S(對(duì)氫化物敏感)、W5C(對(duì)烯烴、短鏈芳香族化合物敏感)、W1S(對(duì)甲基敏感)、W1W(對(duì)硫化物、吡嗪敏感)、W2S(對(duì)醇、醛、酮敏感)、W2W(對(duì)有機(jī)硫化物敏感)、W3S(對(duì)長鏈烷烴敏感)。8 mL 大豆油樣品放置到20 mL 頂空樣品瓶中,60 ℃水浴加熱30 min。電子鼻系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定為腔室流速200 mL/min,注射流速200 mL/min,測量持續(xù)120 s。用空氣作為載氣對(duì)傳感器陣列進(jìn)行清洗,使信號(hào)響應(yīng)歸零;樣品注入量為200 μL。每個(gè)樣品重復(fù)測量3 次,取平均值作進(jìn)一步分析。
1.3.1.2 頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用(HS-SPME/GC-MS)參照秦早等[17]的GC-MS 方法并稍作修改,將浸提、熱榨、冷榨大豆油樣品各取8 mL 于20 mL 頂空樣品瓶中,每種樣品取3 份,分別加入4 μL 標(biāo)準(zhǔn)品1,2-二氯苯并混合,用聚四氟乙烯瓶蓋封隔,避光保存。將二乙烯基苯/羧基/聚二甲基硅氧烷(DVB/CAR/PDMS)纖維頭在GC-MS 進(jìn)樣口處老化30 min,溫度為250 ℃,老化完成后再插入配備好的樣品頂空瓶內(nèi),在60 ℃條件下萃取40 min。采用DB-5 毛細(xì)管色譜柱分離揮發(fā)性化合物。將萃取頭插入氣GC-MS 進(jìn)樣口,在250 ℃條件下解析5 min。升溫程序:40 ℃保持3 min,以5℃/min 升至80 ℃,保持5 min;以10 ℃/min 升至160 ℃,保持2 min;以10 ℃/min 升至230 ℃,保持8 min。載氣(He)流速為1 mL/min。質(zhì)譜條件:電子能量70 eV;傳輸線溫度280 ℃;離子源溫度230℃;質(zhì)量掃描范圍m/z 30~450。通過將試驗(yàn)質(zhì)譜庫與NIST17 的質(zhì)譜庫進(jìn)行比較,鑒定了揮發(fā)性化合物。根據(jù)目標(biāo)化合物的峰面積與內(nèi)標(biāo)物的峰面積之比,計(jì)算最終揮發(fā)性化合物的含量(以mg/kg 表示)。
1.3.2 關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)的確定 根據(jù)Erten 等[18]的研究,進(jìn)行GC-MS 定量檢測后,通過計(jì)算OAV 值來評(píng)價(jià)單個(gè)揮發(fā)性物質(zhì)對(duì)整體風(fēng)味的貢獻(xiàn)度,當(dāng)OAV>1 時(shí),則可以認(rèn)為該揮發(fā)組分對(duì)整體風(fēng)味產(chǎn)生了明顯的影響。
采用SPSS 26 軟件進(jìn)行顯著性分析(P<0.05)。PCA 采用Origin 2022b 軟件。GC-MS 檢測的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)使用Tbtools 中的HCA 熱圖對(duì)比分析。PLSR 使用The Unscrambler X。上述所有試驗(yàn)均進(jìn)行3 次重復(fù),取平均值。
利用PCA 對(duì)大豆油風(fēng)味的空間分布進(jìn)行了分析。如圖1a 所示,PC1 和PC2 對(duì)總方差的貢獻(xiàn)率分別為74.30%和18.90%,總和達(dá)到93.20%,提示主成分分析能夠反映不同加工方式大豆油的風(fēng)味特征。大豆油樣品之間的風(fēng)味差異主要在PC1上,3 個(gè)樣品載荷圖分布差異明顯,EO、HPO、CPO都有各自的香氣區(qū),且平行測定結(jié)果較為穩(wěn)定。EO 風(fēng)味主要聚集在PC2 正軸附近,與W2W、W3S傳感器較為相關(guān)。HPO 風(fēng)味主要聚在PC1 的正軸上,與W1S、W2S、W5S、W6S、W1W 傳感器相關(guān)性較強(qiáng);而CPO 風(fēng)味主要聚在PC1 的負(fù)軸上,與W1C、W3C、W5C 傳感器相關(guān)性較強(qiáng)。這些結(jié)果表明EO、HPO 和CPO 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的主要成分之間存在顯著差異(P<0.05),也表明電子鼻很好的區(qū)分了不同加工工藝大豆油的風(fēng)味。
圖1 加工方式對(duì)大豆油風(fēng)味化合物的影響Fig. 1 Effects of processing methods on flavour compounds in soybean oil
電子鼻對(duì)3 種大豆油樣品響應(yīng)值如圖1b 所示,W1W(對(duì)吡嗪等雜環(huán)物質(zhì)敏感)、W1S(對(duì)甲基敏感)、W2S(對(duì)醇、醛、酮敏感)、W3S(對(duì)長鏈烷類敏感)、W5S(對(duì)烯烴敏感)、W6S(對(duì)氫化物敏感)和W1C(對(duì)芳香化合物、苯敏感)傳感器對(duì)不同加工方式大豆油樣品中揮發(fā)性化合物的響應(yīng)值均有明顯差異。從整體上看,HPO 風(fēng)味較為豐富,EO次之,而CPO 風(fēng)味物質(zhì)較寡淡。W1W、W1S、W6S和W5S 傳感器對(duì)HPO 的響應(yīng)值高于EO 和CPO,表明在HPO 的風(fēng)味物質(zhì)中可能含有更多的雜環(huán)類、硫化物、烯烴及一些氫化物;W2S 傳感器對(duì)HPO 和EO 響應(yīng)值高于CPO,表明HPO 和EO 的風(fēng)味物質(zhì)中醇類、醛類和酮類化合物多于CPO,因此3 種大豆油在傳感器上響應(yīng)值的差異可以表明加工方式對(duì)大豆油揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)組成的影響是顯著的(P<0.05)。
采用HS-SPME/GC-MS 對(duì)EO、HPO 和CPO的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行檢測分析,具體風(fēng)味成分和種類如表1 所示。共檢出86 種風(fēng)味物質(zhì),包括醛類16 種、醇類14 種、酸類7 種、萜類4 種、酯類6 種、酮類12 種、烯烴5 種、雜環(huán)類14 種、烷烴4種、酚類2 種、其它物質(zhì)2 種。不同加工方式的大豆油風(fēng)味物質(zhì)組成存在較大差異,其中EO 中檢測出53 種,HPO 中檢測出54 種,CPO 中檢測出45 種風(fēng)味物質(zhì)。3 種大豆油有相同的揮發(fā)性物質(zhì)24 種。
表1 3 種大豆油中檢出揮發(fā)性風(fēng)味化合物含量及CAS 號(hào)Table 1 Contents and CAS numbers of volatile flavour compounds detected in three soybean oils
2.2.1 大豆油樣品風(fēng)味物質(zhì)種類及所含物質(zhì)數(shù)比較 將3 種大豆油樣品的檢測結(jié)果按照所含揮發(fā)性物質(zhì)的種類進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。如圖2 所示,EO、HPO 和CPO 的風(fēng)味物質(zhì)存在一定的差別。在總體上,3 種大豆油樣品中檢出的醛類、醇類和酮類揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)較多。CPO 檢出的揮發(fā)性物質(zhì)較少(45種),這是由于加工過程經(jīng)歷化學(xué)及熱處理程度較淺[19],風(fēng)味相對(duì)寡淡所致;HPO 樣品中檢出風(fēng)味物質(zhì)的種類最多,而且其中含有13 種雜環(huán)類物質(zhì),明顯多于另外2 種大豆油樣品(只檢測出3 種雜環(huán)類物質(zhì)),這一結(jié)果與電子鼻的檢測結(jié)果一致。造成這種差異的原因可能是HPO 在加工過程中的熱炒或烘烤促進(jìn)了油脂中的羰基與蛋白質(zhì)分解出的氨基發(fā)生美拉德反應(yīng),從而生成酮類和雜環(huán)類等揮發(fā)性物質(zhì);此外,EO 中檢出醛類物質(zhì)14種、醇類物質(zhì)14 種,均多于另外2 種大豆油樣品,這可能是因?yàn)橛土显诩庸み^程中的升溫或者萃取劑的加入引起最終產(chǎn)品風(fēng)味物質(zhì)的變化。從風(fēng)味物質(zhì)的種類上也可以發(fā)現(xiàn)不同加工方式的大豆油存在著明顯的差異。
2.2.2 大豆油風(fēng)味化合物的HCA 分析 采用層次聚類(HCA)分析EO、HPO 和CPO 中風(fēng)味物質(zhì)并繪制熱圖。如圖3 所示,3 種大豆油的揮發(fā)性化合物組成差異明顯,聚集在不同的區(qū)域。檢出的揮發(fā)性物質(zhì)中醛類濃度最大,這主要是因?yàn)橛椭l(fā)生氧化反應(yīng)所產(chǎn)生的結(jié)果,例如,亞油酸發(fā)生氧化反應(yīng)能夠產(chǎn)生己醛和(E,E)-2,4-癸二烯醛,而辛醛和庚醛等則是油酸氧化反應(yīng)的衍生物[13]。此外,一些存在于油脂中經(jīng)典的風(fēng)味物質(zhì),例如1-辛烯-3-醇(20)、(E,E)-2,4-癸二烯醛(13)等在3種大豆油中均有大量的檢出,具有蘑菇和脂肪風(fēng)味[20]。
圖3 大豆油GC-MS 定量檢測HCA 熱圖Fig. 3 Heat map for quantitative detection of HCA in soybean oil by GC-MS
在HPO 風(fēng)味物質(zhì)中檢出了具有焦糖風(fēng)味的麥芽酚(83)以及多種風(fēng)味閾值較低的雜環(huán)類化合物。例如,2,5-二甲基吡嗪(71),具有可可風(fēng)味;糠醛(69)屬于呋喃醛的一種,具有烤土豆和面包風(fēng)味;2-呋喃甲醇(70),具有燒焦的甜味,而在EO和CPO 中并未檢出上述物質(zhì)。產(chǎn)生這種差異的原因可能是HPO 在加工中有一些加熱炒制的環(huán)節(jié),促進(jìn)了美拉德反應(yīng),會(huì)產(chǎn)生二羰基化合物,從而進(jìn)一步形成雜環(huán)類化合物,其中糠醛就是在熱反應(yīng)過程中由1-脫氧索酮生成[21],從而使HPO 的風(fēng)味更加豐富。此外,HPO 風(fēng)味物質(zhì)中還檢出了一些酸類(0.854 mg/L)和酮類(2.906 mg/L)化合物。這些揮發(fā)性物質(zhì)在HPO 的整體風(fēng)味中具有重要貢獻(xiàn)。
CPO 的揮發(fā)物中含有較多的醛類(6.491 mg/L)化合物,例如(E,E)-2,4-庚二烯醛(7)、己醛(3)等物質(zhì),其風(fēng)味通常表現(xiàn)為清新味和脂肪味。CPO 中還含有較多的烷烴和烯烴,這些物質(zhì)是在脂質(zhì)過氧化過程中由脂質(zhì)氫過氧化物所形成[22],如3-甲氧基-1,7-辛二烯(61)(0.049 mg/L)、十二烷(79)(0.213 mg/L)。然而,烷烴和烯烴的氣味閾值較高,對(duì)整體風(fēng)味影響很小。
EO 樣品中風(fēng)味物質(zhì)的種類較多,主要包括醇類(5.024 mg/L)、醛 類(3.809 mg/L)、酸 類(0.737 mg/L)和酮類(1.125 mg/L)等化合物。
值得注意的是,CPO 中醛類物質(zhì)含量高于另外2 種大豆油的。原因在于EO、HPO 兩種油均經(jīng)歷過高溫處理,會(huì)損失一些醛類物質(zhì);而EO 中醛類物質(zhì)總體含量高于HPO 的(3.809 mg/L),這可能是因?yàn)镋O 在精煉過程中的高溫導(dǎo)致油脂氧化程度較高,引起一些醛類物質(zhì)的可逆增長[23]。此外,在CPO 和EO 樣品中還檢測出了一定濃度的α-蒎烯(38)、4-蒈烯(39)等萜烯類揮發(fā)性物質(zhì),具有松油和青草氣味,其對(duì)大豆油樣品整體風(fēng)味具有一定的貢獻(xiàn)。
2.2.3 大豆油風(fēng)味化合物的OAV 分析 揮發(fā)性物質(zhì)濃度的高低并不能直接評(píng)判其對(duì)整體風(fēng)味的影響。在眾多復(fù)雜的揮發(fā)性物質(zhì)中,一些被稱為關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)的化合物對(duì)整體風(fēng)味產(chǎn)生強(qiáng)烈的影響。因此,應(yīng)該確定這些關(guān)鍵風(fēng)味化合物,而不是簡單地觀察揮發(fā)性物質(zhì)的整體情況[5]。OAV 是評(píng)價(jià)揮發(fā)性化合物對(duì)風(fēng)味貢獻(xiàn)的指標(biāo),計(jì)算方法是采用揮發(fā)性化合物的濃度除以其風(fēng)味閾值,這表明濃度和氣味閾值共同影響揮發(fā)性物質(zhì)對(duì)整體香氣的貢獻(xiàn)[24]。通常認(rèn)為OAV>1 的揮發(fā)性成分是關(guān)鍵風(fēng)味化合物。
將GC-MS 定量分析數(shù)據(jù)與氣味閾值相結(jié)合,確定3 種大豆油樣品中揮發(fā)性物質(zhì)OAV 值。EO、HPO 和CPO 中OAV>1 的物質(zhì)及其相應(yīng)風(fēng)味描述如表2 所示,大豆油樣品中OAV>1 的揮發(fā)性物質(zhì)主要是醛類、醇類、酮類和雜環(huán)類化合物。3 種大豆油樣品中共有的關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)包括:己醛、庚醛、(E)-2-辛烯醛、(E)-2-壬烯醛、(E,E)-2,4-庚二烯醛、1-辛烯-3-醇、苯乙醇、2-戊基呋喃和3,5-辛二烯-2-酮。其中具有蘑菇和油脂味的1-辛烯-3-醇在3 個(gè)樣品中OAV 值較高,對(duì)大豆油風(fēng)味有重要的影響。
表2 EO、HPO 和CPO 風(fēng)味物質(zhì)OAV 值Table 2 Flavour compounds OAV value of EO,HPO and CPO
比較3 種大豆油風(fēng)味物質(zhì)的OAV 值,CPO 的關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)以醛類為主,其中具有綠色植物風(fēng)味的(E,E)-2,4-庚二烯醛的OAV 值為71.03、己醛的OAV 值為8.61,大于EO 和HPO 中的OAV。(E,E)-2,4-庚二烯醛和己醛對(duì)CPO 整體風(fēng)味影響較大,導(dǎo)致CPO 與天然油脂的風(fēng)味較為接近。這可能是由于CPO 較低溫度下的直接壓榨,油料細(xì)胞破碎過程中脂氧合酶的鈍化程度低,使得脂氧合酶反應(yīng)程度較大[8]。雷春妮等[25]的研究也發(fā)現(xiàn)促進(jìn)脂氧合酶反應(yīng)可以增強(qiáng)初榨橄欖油中的“綠色”風(fēng)味。
EO 的關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)以醛類、醇類、酮類化合物為主,其中3-壬烯-2-酮的OAV 值為62.91,其風(fēng)味表現(xiàn)為漿果味、香料味和辛辣味;此外,EO 中雖然也檢出了一些雜環(huán)類揮發(fā)性物質(zhì),但只有2-戊基呋喃對(duì)整體風(fēng)味具有貢獻(xiàn)。
HPO 的關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)中含有很多雜環(huán)類揮發(fā)性物質(zhì),例如甲基吡嗪(1.52)、糠醛(1.53)、2,5-二甲基-吡嗪(16.86)等雜環(huán)類化合物,呈現(xiàn)為木質(zhì)、烘焙和可可等風(fēng)味[26]。這些風(fēng)味化合物可能導(dǎo)致HPO 與EO、CPO 的風(fēng)味特征存在較大差異。
使用韋恩圖對(duì)EO、HPO、CPO 中關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行分類,進(jìn)一步探究3 種大豆油樣品關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)的差異。如圖4a 圖所示,HPO 中特有4 種關(guān)鍵風(fēng)味化合物,EO 中特有3 種關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì),這些化合物的存在可能是不同加工方式大豆油之間風(fēng)味特征差異的原因。圖4b 中給出了差異風(fēng)味物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)示意圖。HPO 中是甲基吡嗪、糠醛、5-甲基-2-呋喃甲醛和2,5-二甲基-吡嗪;EO中含有戊醛、3-壬烯-2-酮、(E,Z)-2,6-壬二烯醛。HPO 中特有關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)與壓榨前進(jìn)行的熱處理有很大關(guān)系??啡┖?-甲基-2-呋喃甲醛是在美拉德反應(yīng)第二階段中由Amadori 和Hyens 化合物發(fā)生1,2-烯醇化反應(yīng),釋放氨基,進(jìn)一步降解脫掉一分子水后環(huán)化生成的[27];甲基吡嗪和2,5-二甲基-吡嗪是在Strecker 降解過程中,α-氨基酮的自動(dòng)縮合或與其它氨基酮縮合反應(yīng)而來。吡嗪分子結(jié)構(gòu)中的碳骨架則是來自于美拉德反應(yīng)中碳水化合物的降解,而氮原子則可能來源于氨基酸[28,29]。這可能與HPO 在壓榨工藝之前對(duì)大豆籽粒采取了高溫炒制與烘烤處理有關(guān)。Siegmund等[30]的研究表明高溫烘焙過程中生成的烷基化吡嗪和2-乙酰基吡咯有助于南瓜籽油的堅(jiān)果和烘焙風(fēng)味的形成。Ho 等[31]的研究中也表明棕櫚油中含有的吡嗪類化合物是在油料的加熱處理過程中產(chǎn)生的。EO 在加工過程中經(jīng)歷了較為復(fù)雜的精煉環(huán)節(jié),其中脫臭環(huán)節(jié)的高溫和真空處理對(duì)風(fēng)味物質(zhì)的影響較大,會(huì)損失一些風(fēng)味閾值較低的吡嗪類化合物[23],導(dǎo)致油脂整體風(fēng)味中烘焙味較弱,這與檢測結(jié)果相吻合。EO 中特有關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)戊醛、3-壬烯-2-酮、(E,Z)-2,6-壬二烯醛的產(chǎn)生可能是因?yàn)榫珶掃^程的熱處理導(dǎo)致油脂中生成一些不飽和脂肪酸,而這些不飽和脂肪酸的雙鍵被氧化又會(huì)生成性質(zhì)不穩(wěn)定的氫過氧化物,在高溫下分解成醛類和酮類等二級(jí)氧化產(chǎn)物[32-34],從而導(dǎo)致EO 與HPO、CPO 的風(fēng)味物質(zhì)組成存在較大的差異。綜合上述分析,EO、HPO 和CPO 的整體風(fēng)味差異較大,表明加工方式對(duì)大豆油風(fēng)味產(chǎn)生了明顯的影響。
圖4 EO、HPO、CPO 中關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)差異韋恩圖(a)和分子結(jié)構(gòu)圖(b)Fig. 4 Venn diagram(a)and molecular structure chart(b)of key flavour substance differences in EO,HPO and CPO
采用PLSR 分析電子鼻與GC-MS 檢測結(jié)果的關(guān)聯(lián)性。如圖5 所示,紅色為電子鼻傳感器的響應(yīng)值,藍(lán)色為GC-MS 檢出的揮發(fā)性化合物。
圖5 電子鼻傳感器響應(yīng)值與GC-MS 檢出揮發(fā)性物質(zhì)的相關(guān)性PLSR 圖Fig. 5 PLSR plot of the correlation between E-nose sensor response values and volatile compounds detected by GC-MS
傳感器響應(yīng)值與GC-MS 檢測結(jié)果的總方差分別為82%和85%,因此PLSR 能夠較好的解釋2個(gè)變量之間的關(guān)系。電子鼻和GC-MS 檢測結(jié)果之間的關(guān)系可以采用它們在圖中的位置進(jìn)行說明。位于兩個(gè)橢圓間的揮發(fā)性物質(zhì)被認(rèn)為與電子鼻的檢測結(jié)果相關(guān)。小橢圓內(nèi)部的揮發(fā)性物質(zhì)則與電子鼻檢測結(jié)果的關(guān)聯(lián)性較差。從整體上看,EO、HPO 和CPO 樣品中的大多數(shù)風(fēng)味物質(zhì)存在于兩個(gè)橢圓之間,這表明電子鼻與GC-MS 檢測結(jié)果之間存在較好的相關(guān)性。
傳感器W1C、W3C、W5C 位于因素1 和因素2 的正區(qū)域,與醇類、醛類、酮類和烷類等揮發(fā)性物質(zhì)均有正相關(guān)性。這一區(qū)域包含(E,E)-2,4-癸二烯醛(13)、(E)-2-壬烯醛(11)、1-辛醇(24)、(E)-2-辛烯醛(8)、2-庚酮(48)、3,5-辛二烯-2-酮(52)、十二烷(79)和十四烷(82)等揮發(fā)性物質(zhì)。
傳感器W1W、W5S 位于因素1 負(fù)區(qū)域和因素2 正區(qū)域,與壬醛(9)、十七烯酸(37)、乙二醇二乙酯(47),雜環(huán)類化合物例如2,5-二甲基-呋喃甲醇(71)、2-甲基-二氫呋喃酮(77)和吡咯(74),以及酚類化合物例如5-乙烯基-2-甲氧基-苯酚(84)等呈正相關(guān)關(guān)系。
傳感器W1S、W2S、W6S 位于因素1 和因素2的負(fù)區(qū)域,與2-乙基-3-甲基-2-環(huán)戊烯酮(49)、3-辛醇(21)和(E)-9-十八碳烯酸(33)等化合物存在一定程度的正相關(guān)性。
傳感器W2W、W3S 位于因素1 正區(qū)域和因素2 負(fù)區(qū)域,與1,3-壬二烯(62)、3-甲基-1,6-庚二烯-3-醇(29)、庚醛(5)、戊醛(1)、1-壬烯-4-醇(25)以及萜類化合物例如α-側(cè)柏烯(40)和4-蒈烯(39)等呈正相關(guān)性。綜合上述結(jié)果,采用電子鼻和GC-MS 的協(xié)同分析能夠鑒定不同加工方式大豆油的風(fēng)味。
本研究采用電子鼻與HS-SPME/GC-MS 相結(jié)合的方法對(duì)不同加工方式大豆油的風(fēng)味進(jìn)行研究。表明EO、HPO 和CPO 的風(fēng)味物質(zhì)存在較大差異。在3 種大豆油樣品中,GC-MS 共檢測出86 種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì);通過計(jì)算OAV 值確定EO 的關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)中存在較多的醛類和酮類化合物,其中具有漿果味和辛辣味的3-壬烯-2-酮對(duì)油脂風(fēng)味的影響很大,HPO 的關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)中含有較多的雜環(huán)類化合物例如2,5-二甲基-吡嗪,使油脂具有烘焙和堅(jiān)果風(fēng)味,CPO 的風(fēng)味受醛類物質(zhì)影響較大,與天然油脂的風(fēng)味相近,具有清新的、綠色植物味。另外,PLSR 表明電子鼻與GC-MS 檢測結(jié)果之間具有較好的相關(guān)性。這些結(jié)果表明加工方式對(duì)大豆油的揮發(fā)性物質(zhì)組成以及風(fēng)味特性有明顯的影響。