Maillard反應(yīng)前后方格星蟲酶解物揮發(fā)性風(fēng)味成分和感官特性的變化

(北部灣大學(xué)食品工程學(xué)院,欽州市特色果蔬發(fā)酵重點實驗室, 廣西高校北部灣特色海產(chǎn)品資源開發(fā)與高值化利用重點實驗室,廣西欽州 535011)

方格星蟲(Sipunculusnudu)又稱光裸星蟲、沙蟲,是廣西北部灣海域特色水產(chǎn)品[1]。近年來,方格星蟲加工研究集中于活性物質(zhì)提取[1-2]、酶解肽制備及抗氧化性[3-4]和加工過程中風(fēng)味變化[5]等方面。由于方格星蟲肉及其酶解物中存在泥土腥味而呈現(xiàn)較差感官品質(zhì),同時,酶解加重了苦味,影響了其在食品中的應(yīng)用,因此,利用Maillard反應(yīng)改善酶解物的感官特性和揮發(fā)性風(fēng)味十分必要[6]。

目前,關(guān)于定性定量分析揮發(fā)性化合物種類及濃度變化多采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)[7],然而,鑒定單一揮發(fā)性化合物的風(fēng)味特征不能夠準(zhǔn)確地評價其對整體風(fēng)味品質(zhì)的貢獻(xiàn),因為可感知的風(fēng)味通常是混合的揮發(fā)性化合物組成且發(fā)生相互作用形成的[8]。例如,Aprea等[8]證實了蘋果的感官風(fēng)味是由不同揮發(fā)性風(fēng)味成分混合形成的,盡管醛類、醇類、酮類等物質(zhì)分別呈現(xiàn)獨(dú)特的風(fēng)味,但當(dāng)不同揮發(fā)性化合物混合時，形成的復(fù)合特征氣味是區(qū)別于它們單獨(dú)呈現(xiàn)的感官風(fēng)味;進(jìn)而,采用分離鑒定單一揮發(fā)性風(fēng)味組分的方法來評價其對整體感官風(fēng)味的貢獻(xiàn)具有一定的局限性。游剛等[9]采用多重變量分析(主成分分析、聚類分析和偏最小二乘回歸分析)找出4種糖(葡萄糖、麥芽糖、木糖和阿拉伯膠)與方格星蟲酶解物Maillard反應(yīng)產(chǎn)物的揮發(fā)性風(fēng)味成分差異及其與感官特性相關(guān)性,可用于評價不同糖Maillard反應(yīng)產(chǎn)物對整體風(fēng)味品質(zhì)的貢獻(xiàn)。因此,多重變量分析適用于探索分析主要揮發(fā)性成分與樣品和感官品質(zhì)之間的相關(guān)性,從而闡明不同樣品的混合組分的風(fēng)味特征與感官品質(zhì)的相關(guān)性[10]。

在前期研究酶解工藝優(yōu)化和Maillard反應(yīng)特性變化(褐變度、pH、色差、總/游離氨基酸、熒光強(qiáng)度)的基礎(chǔ)上[11],選擇胰蛋白酶制備酶解物,并與半乳糖形成Maillard反應(yīng)產(chǎn)物,實驗進(jìn)一步采用電子鼻結(jié)合頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(HS-SPME-GC-MS)和定量描述感官分析法探討方格星蟲肉(SN)、酶解物(SNH)和Maillard反應(yīng)產(chǎn)物(SNHG)的主要揮發(fā)性成分和感官特性變化,運(yùn)用主成分分析和偏最小二乘回歸分析找出它們之間潛在的相關(guān)性,旨在為改善酶解物的風(fēng)味品質(zhì)及其在食品風(fēng)味添加劑中的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮方格星蟲[體長(10±2) cm,體寬(1±0.5) cm,體質(zhì)量(9±2) g] 廣西欽州東風(fēng)市場;胰蛋白酶(250 N.F.U/mg) 索萊寶生化試劑有限公司;D-半乳糖(食品級) 浙江一諾生物科技有限公司;1-辛烯-3-醇、十一醛和1,2-二氯苯(純度>99%) Sigma試劑有限公司。

GC-MS儀 美國Agilent公司;65 μm DVB固相微萃取纖維頭 美國Supelco公司;PEN3電子鼻 德國Airsense公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品制備 參考文獻(xiàn)[11],將已去內(nèi)臟、清洗、瀝干的方格星蟲肉(SN)攪碎,加去離子水(碎肉∶水=1∶5,g/mL)混合,水浴加熱(85 ℃,30 min)后冷卻至室溫,調(diào)節(jié)pH=7.5,按底物質(zhì)量的3%加入胰蛋白酶,于50 ℃水浴中酶解120 min。滅酶(95 ℃,10 min),冰浴、冷卻至室溫,離心(8000 r/min,15 min),收集上清液、凍干,制備酶解物(SNH)。

將凍干粉SNH和半乳糖(凍干粉∶糖=3∶4,m/m)混合溶于去離子水中,調(diào)節(jié)pH=9.0,于130 ℃反應(yīng)60 min,制備Maillard反應(yīng)產(chǎn)物SNHG(7%,w/v),立即冰浴、冷卻,于-20 ℃保存?zhèn)溆谩Ｍ瑫r制備相同濃度的SN勻漿液(7 g方格星蟲肉+100 mL去離子水)和酶解物SNH(7 g凍干粉+100 mL去離子水)。

1.2.2 電子鼻測定 參考文獻(xiàn)[12],分別取20 mL樣品(SN勻漿液,酶解液SNH和SNHG,濃度均為7%,w/v)置于50 mL保鮮膜密封的離心管中,水浴(50 ℃)加熱15 min后測定。設(shè)定參數(shù)為:傳感器室流量300 mL/min,測量樣品流量300 mL/min,清洗 120 s,測量90 s。傳感器名稱和敏感物質(zhì)如下:1(W1C,芳香苯類),2(W5S,氮氧化物),3(W3C,氨類),4(W6S,氫氣),5(W5C,烷烴),6(W1S,甲烷),7(W1W,硫化氫類),8(W2S,乙醇),9(W2W,硫化氫),10(W3S,芳香烷烴)。

1.2.3 HS-SPME-GC-MS測定 參考文獻(xiàn)[13],HS-SPME條件:分別取5 mL上述樣品于10 mL專用瓶中,加入內(nèi)標(biāo)1,2-二氯苯甲醇溶液(50 μg/mL),55 ℃磁力攪拌加熱20 min后,萃取30 min(250 ℃預(yù)老化30 min)。

GC條件:DB-WAX毛細(xì)管色譜柱(60 m×0.25 mm,0.25 μm);氦氣1.0 mL/min;進(jìn)樣口溫度230 ℃;升溫程序:40 ℃保持4 min,以5 ℃/min升至230 ℃后保持5 min;采用不分流模式。萃取頭解析5 min后取出。

MS條件:電噴霧電離源,電子能量70 eV,離子阱溫度150 ℃,GC-MS傳輸線溫度250 ℃,質(zhì)量掃描范圍m/z 45～550,掃描速率0.220 s/scan。

1.2.4 揮發(fā)性風(fēng)味成分的定性與定量 參考文獻(xiàn)[7,14]方法定性:采用NIST14.0譜庫檢索,選取結(jié)果匹配度大于80的化合物,并根據(jù)相同條件下正構(gòu)烷烴標(biāo)準(zhǔn)品(C6-C33)保留時間和公式(1)計算化合物的保留指數(shù)(Retention Index,RI),與文獻(xiàn)報道值進(jìn)行比對定性。

式(1)

式中:tR(X)-待測化合物的保留時間;tR(Z)-碳原子數(shù)為n的正構(gòu)烷烴保留時間;tR(Z+1)-碳原子數(shù)為n+1的正構(gòu)烷烴保留時間;Z-碳原子數(shù)。

定量:采用內(nèi)標(biāo)法對揮發(fā)性成分進(jìn)行定量,根據(jù)公式(2)計算化合物的濃度。

式(2)

式中:Cx為化合物濃度;Cs為內(nèi)標(biāo)物濃度;Ax為化合物的色譜峰面積;As為內(nèi)標(biāo)物色譜峰面積。

1.2.5 感官評價 參考文獻(xiàn)[6,14],稍作修改。依據(jù)GB/T 16291.1-2012方法[15]進(jìn)行感官評價員的選拔、培訓(xùn),形成由年齡在30～45歲之間食品專業(yè)的5名男性和3名女性組成的定量描述感官分析小組。實驗前2 h,評價員充分熟悉樣品特性,并經(jīng)討論后,確定樣品主要貢獻(xiàn)特征風(fēng)味為:焦糖味、芳香味、肉香味、苦味。采用1～9分制評價樣品特征風(fēng)味強(qiáng)度,對照組感官分值設(shè)為5分。設(shè)置對照組樣品如下:焦糖味(2.5 g熔融白糖+80 mL去離子水)、芳香味(5 mmol/L十一醛)、肉香味(2.5 g熱脫脂牛胸肉+100 mL去離子水,過濾)、苦味(5 mmol/L咖啡因)。樣品溶于質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5% NaCl中配置成濃度為1%溶液,分別取60 mL樣品和60 mL對照組樣品置于40 ℃水浴中恒溫10 min。采取三位數(shù)隨機(jī)編碼樣品,同一樣品編3個不同號碼,保證評價員在三次重復(fù)試驗中拿到的樣品編號不重復(fù),且以隨機(jī)順序呈送進(jìn)行感官評分。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Origin 2017軟件對三次重復(fù)實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析和多重變量分析(主成分分析和偏最小二乘回歸分析,數(shù)據(jù)預(yù)先標(biāo)準(zhǔn)化處理)并作圖,顯著性水平設(shè)為P<0.05。采用WinMuster軟件對電子鼻數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 電子鼻分析

圖1顯示了SN、SNH和SNHG的主成分分析結(jié)果。第一主成分PC1的貢獻(xiàn)率為94.49%,PC1和PC2的總貢獻(xiàn)率為99.81%,表明PCA分析能較好地反映原始樣品數(shù)據(jù)信息[15]。SN、SNH和SNHG揮發(fā)性化合物響應(yīng)值沒有重疊區(qū)域,表明SN經(jīng)胰蛋白酶酶解及Maillard反應(yīng)均可明顯改變揮發(fā)性風(fēng)味成分,電子鼻PCA方法可有效區(qū)分SN、SNH和SNHG的特征風(fēng)味變化。

圖1 電子鼻PCA Fig.1 Principal component analysis of electronic nose

SN、SNH和SNHG的電子鼻Loadings分析如圖2所示。Loadings分析可直觀地呈現(xiàn)每個傳感器對PCA的貢獻(xiàn)率。1、3、5和10號傳感器位于坐標(biāo)(0,0)附近,且位置相鄰,表明傳感器信號變化較弱,對應(yīng)的風(fēng)味(芳香苯類、氨類、烷烴、芳香烷烴)貢獻(xiàn)率較小。4號傳感器在第1主成分上稍有貢獻(xiàn),6、8和9號傳感器在第2主成分上貢獻(xiàn)率較大,2號傳感器在第1主成分上貢獻(xiàn)率較大,7號傳感器在第1和2主成分上貢獻(xiàn)率都較大,表明氮氧化物、硫化物類和醇類揮發(fā)性化合物對特征風(fēng)味變化貢獻(xiàn)較大。盡管電子鼻可以區(qū)分不同物質(zhì)的整體風(fēng)味,但不能解釋酶解和Maillard反應(yīng)如何引起產(chǎn)物整體風(fēng)味變化、揮發(fā)性化合物的種類組成及含量變化,所以有必要進(jìn)一步采用SPME-GC-MS定性定量分析主要揮發(fā)性風(fēng)味成分及濃度變化,闡明產(chǎn)物的揮發(fā)性風(fēng)味成分變化機(jī)制。

圖2 電子鼻Loadings分析Fig.2 Loadings analysis of electronic nose注:1～10代表不同傳感器。

表1 SN、SNH和SNHG的主要揮發(fā)性風(fēng)味成分組成及含量Table 1 Composition and contents of main volatile flavor components of SN,SNH and SNHG

注:“NA”表示無法確定,“-”表示未檢出。

圖3 揮發(fā)性化合物種類及濃度Fig.3 Types and concentrations of volatile compounds注:同組不同小寫字母表示結(jié)果差異顯著(P<0.05)。

2.2 揮發(fā)性風(fēng)味成分變化

SN、SNH和SNHG的主要揮發(fā)性化合物和濃度如表1所示;對應(yīng)的揮發(fā)性化合物種類及濃度如圖3所示。SN主要含有17種揮發(fā)性化合物,其中醛類2種(156.086 ng/g)、醇類6種(937.855 ng/g)、酮類3種(175.808 ng/g)、烯烴類3種(889.969 ng/g)和其他類3種(2379.273 ng/g)。SN經(jīng)胰蛋白酶水解(50 ℃,120 min)后,形成SNH的主要揮發(fā)性化合物種類減少至12種,其中醛類3種(970.563 ng/g)、吡嗪類2種(870.542 ng/g)、呋喃類1種(37.772 ng/g)、苯類1種(199.695 ng/g)、酯類1種(216.266 ng/g)、噻唑類1種(97.322 ng/g)、酚類1種(197.115 ng/g)和其他類2種(1481.008 ng/g);SNH進(jìn)一步與半乳糖發(fā)生Maillard反應(yīng)(130 ℃,60 min),形成SNHG的主要揮發(fā)性化合物種類增加至23種,其中醛類5種(2766.066 ng/g)、醇類1種(53.194 ng/g)、吡嗪類4種(318.119 ng/g)、呋喃類2種(214.356 ng/g)、烯烴類1種(23.325 ng/g)、苯類4種(91.110 ng/g)、酯類1種(91.247 ng/g)、噻唑類1種(44.124 ng/g)、酚類2種(1116.488 ng/g)和其他類2種(2330.967 ng/g)。酶解作用和Maillard反應(yīng)均影響產(chǎn)物的揮發(fā)性風(fēng)味成分種類和濃度,特別是醛類、醇類、吡嗪類、呋喃類和酚類等成分。

醛類化合物是由不飽和脂肪酸氧化分解或者Strecker降解形成的,產(chǎn)生較強(qiáng)的果香味、花香味和堅果味等,由于具有較低的感官風(fēng)味閾值,對產(chǎn)物揮發(fā)性風(fēng)味影響較大[16]。圖3結(jié)果顯示SN經(jīng)酶解和Maillard反應(yīng)后,醛類物質(zhì)濃度顯著增加(P<0.05),表現(xiàn)為:SN(156.086 ng/g)

由于飽和醇的風(fēng)味閾值較高,對整體風(fēng)味的貢獻(xiàn)較小[17]。SN中的醇類和酮類揮發(fā)性物質(zhì)種類多且含量高,特別是壬醇(395.727 ng/g)和癸醇(200.069 ng/g)的濃度較高,賦予一定的果香味和花香味;但經(jīng)胰蛋白酶水解后,形成的SNH沒有檢測出醇類和酮類揮發(fā)性成分,經(jīng)Maillard反應(yīng)后形成的SNHG中也只檢測出壬醇,這是因為方格星蟲肉中脂肪含量較低[18],酶解后制備的SNH脂肪含量未檢出,所以來源于脂肪氧化分解的醇類和酮類化合物在SNH中未檢出;然而,在SNHG中形成的壬醇可能源于氨基酸還原[17]。

吡嗪類和呋喃類物質(zhì)由于具有肉香味、果香味和咖啡香味,且感官風(fēng)味閾值較低,對樣品整體風(fēng)味貢獻(xiàn)較大[19]。SN中未檢出吡嗪類和呋喃類揮發(fā)性物質(zhì)成分,經(jīng)酶解作用后,SNH中檢測出2,5-二甲基吡嗪(713.564 ng/g)、2-甲基-5-異丙基吡嗪(156.977 ng/g)和2-戊基呋喃(37.772 ng/g),進(jìn)一步經(jīng)Maillard反應(yīng)后,SNHG中的吡嗪類和呋喃類揮發(fā)性物質(zhì)種類均增加,其中,吡嗪(16.502 ng/g,果香味)、甲基吡嗪(101.415 ng/g,肉香味、果香味)、三甲基吡嗪(29.199 ng/g,炒花生香味)和3-苯基呋喃(173.211 ng/g,肉香味、果香味)僅在SNHG中檢測出,結(jié)果表明Maillard反應(yīng)增加了吡嗪類和呋喃類揮發(fā)性物質(zhì)種類。另外,SNH中的2,5-二甲基吡嗪濃度是SNHG的4.17倍,但其2-戊基呋喃(感官閾值約 6 ng/g)濃度低于SNHG,表明酶解和Maillard反應(yīng)均可改善SN的揮發(fā)性風(fēng)味,但Maillard反應(yīng)在增加揮發(fā)性物質(zhì)種類方面好于酶解作用。本研究結(jié)果與Sun等[19]發(fā)現(xiàn)雞骨水解提取物Maillard反應(yīng)過程中吡嗪類和呋喃類揮發(fā)性風(fēng)味成分增加一致。

烴類物質(zhì)由于感官風(fēng)味閾值較高,所以對樣品整體風(fēng)味貢獻(xiàn)較小。SN中檢測出3種烯烴類化合物(D-檸檬烯、茴香烯和癸烯),然而,在SNH中未檢測出烯烴類化合物,歸因于烴類物質(zhì)主要來源于脂肪酸烷氧自由基的均裂,而SNH中脂肪含量較低。經(jīng)Maillard反應(yīng)后,SNHG中只檢測出苯乙烯,表明烯烴類物質(zhì)成分對SNH和SNHG的風(fēng)味無貢獻(xiàn)。另外,Maillard反應(yīng)可顯著增加產(chǎn)物SNHG中的苯類物質(zhì)種類(見表1),但其總含量低于SNH中僅有的1,2,3,4-四甲基苯的濃度,而在SN中未檢出苯類揮發(fā)性成分;然而,電子鼻中對芳香苯類物質(zhì)敏感的1號傳感器(W1C)證實了苯類物質(zhì)對樣品整體揮發(fā)性風(fēng)味貢獻(xiàn)小。酯類物質(zhì)具有較高的感官風(fēng)味閾值,對樣品的風(fēng)味貢獻(xiàn)較小,SN中未檢出苯類物質(zhì)成分,在SNH和SNHG中分別檢測出肉豆蔻酸異丙酯(216.266 ng/g)和甲酸辛酯(91.247 ng/g),豐富了樣品揮發(fā)性成分。

噻唑類物質(zhì)是由含硫類化合物和含氮類化合物相互作用形成的,這類物質(zhì)風(fēng)味閾值低,對樣品風(fēng)味貢獻(xiàn)較大[20]。SNH和SNHG中分別檢測出2-乙?；邕?97.322 ng/g,爆玉米花香氣)和苯并噻唑(44.124 ng/g,肉香味),在SN中未檢測出噻唑類物質(zhì);結(jié)果表明酶解和Maillard反應(yīng)可增加揮發(fā)性風(fēng)味成分和種類。另外,SNHG中檢出抗氧化性較強(qiáng)的酚類物質(zhì)成分,叔丁基對甲酚(577.592 ng/g)和2,4-二叔丁基苯酚(538.896 ng/g),這與文獻(xiàn)報道的Maillard反應(yīng)增強(qiáng)產(chǎn)物的抗氧化結(jié)論一致[21]。同時,在SNH中也檢測出2,4-二叔丁基苯酚(197.115 ng/g),表明酶解液也具有一定的抗氧化性,與孫雪萍等[22]研究結(jié)論一致;然而,在SN中未檢出酚類物質(zhì)成分。

2.3 感官特性變化分析

SN、SNH和SNHG的感官評分如圖4所示。Maillard反應(yīng)產(chǎn)物SNHG的焦糖味、肉香味和芳香味得分最高。SNHG是由SNH和半乳糖在130 ℃反應(yīng)60 min形成的,高溫促進(jìn)了焦糖化反應(yīng)和碳水化合物降解,形成一些具有焦糖味特征的揮發(fā)性化合物[14],另外,與SN比較,Maillard反應(yīng)豐富了醛類(2766.066 ng/g)、吡嗪類(318.119 ng/g)和呋喃類(214.356 ng/g)等揮發(fā)性風(fēng)味成分(見表1和圖3),增強(qiáng)了芳香味和肉香味[6,16]。苦味得分表現(xiàn)為:SNH>SNHG>SN;因為SN中游離氨基酸較少,所以苦味較輕;SNH中含有大量的氨基酸和肽,其中疏水性氨基酸導(dǎo)致產(chǎn)物呈現(xiàn)較重苦味[23];經(jīng)Maillard反應(yīng)后,氨基酸或肽與糖相互作用形成SNHG,游離氨基酸和肽的濃度減少,同時Maillard反應(yīng)產(chǎn)物具有包埋掩蓋苦味的作用[24],進(jìn)而減輕了SNHG的苦味。Chen等[14]研究發(fā)現(xiàn)Maillard反應(yīng)減弱了蘑菇酶解液苦味,增強(qiáng)了Maillard產(chǎn)物焦糖味和肉香味;Eric等[24]證明了Maillard反應(yīng)減弱了太陽花蛋白水解液的苦味,增強(qiáng)了產(chǎn)物的焦糖味和肉香味,以上均與本研究結(jié)果類似。

圖4 感官評分圖Fig.4 Sensory scores for SN,SNH and SNHG

2.4 不同樣品與揮發(fā)性風(fēng)味成分之間的相關(guān)性分析

主成分分析法(PCA)用來研究不同樣品(SN、SNH和SNHG)與揮發(fā)性風(fēng)味成分之間的相關(guān)性。采用表1數(shù)據(jù)進(jìn)行PCA分析,結(jié)果如圖5所示。第一主成分PC1的貢獻(xiàn)率為57.1%,PC1和PC2的總貢獻(xiàn)率為99.3%,表明PCA能較好地反映原始高維矩陣數(shù)據(jù)信息[10]。根據(jù)3種樣品在圖5中的分布位置可知,SN、SNH和SNHG位置分布分散,無重疊,表明它們在風(fēng)味組成上差異明顯,這與電子鼻分析結(jié)果一致。SNHG位于PC1的正區(qū)域和PC2的負(fù)區(qū)域,與醛類(3-甲基丁醛、2-甲基丁醛、壬醛、苯乙醛)、吡嗪類(三甲基吡嗪、吡嗪)、3-苯基呋喃、2,4-二叔丁基苯酚、苯并噻唑、苯乙烯等主要揮發(fā)性化合物分布的位置緊鄰,表明SNHG的揮發(fā)性風(fēng)味與這些化合物呈現(xiàn)較高的相關(guān)性,賦予了SNHG一定的焦糖味、肉香味和芳香味;SNH區(qū)域與揮發(fā)性化合物肉豆蔻酸異丙酯、2-二甲基-5-異丙基吡嗪、萘、1,2,3,4-四甲基苯,2,5-二甲基吡嗪、苯甲醛、2-戊基呋喃、2,4-二叔丁基苯酚位置分布存在偏離,即其揮發(fā)性風(fēng)味與化合物呈現(xiàn)的相關(guān)性較低;SN位于PC1和PC2的負(fù)區(qū)域,表明SN的揮發(fā)性風(fēng)味與癸醛、癸醇、己醇、壬醇、D-檸檬烯、茴香烯、桉油精和對烯丙基茴香醚成分呈現(xiàn)較高的相關(guān)性。從揮發(fā)性物質(zhì)與樣品之間的相關(guān)性可以看出,SNHG的揮發(fā)性物質(zhì)種類,特別是醛類和吡嗪類,明顯多于SNH和SN,因此具有較好的風(fēng)味特征和感官品質(zhì)。

圖5 不同樣品(SN、SNH和SNHG) 與揮發(fā)性風(fēng)味成分之間的相關(guān)性Fig.5 Correlation between different volatile compounds and samples for SN,SNH and SNHG

2.5 感官特性與揮發(fā)性風(fēng)味成分之間的相關(guān)性分析

盡管每種化合物獨(dú)立存在時具有獨(dú)特的風(fēng)味(見表1),但當(dāng)不同揮發(fā)性化合物混合時可形成更加復(fù)雜的氣味,感官風(fēng)味源于不同風(fēng)味特征的揮發(fā)性化合物之間相互作用形成的復(fù)雜氣味[8],因此,可感知的風(fēng)味特征不是單個組分的風(fēng)味特征,而是混合揮發(fā)性風(fēng)味成分相互作用形成的復(fù)合風(fēng)味特征,進(jìn)而單一揮發(fā)性化合物的風(fēng)味特征不能夠準(zhǔn)確地評價其對整體風(fēng)味的貢獻(xiàn)。采用偏最小二乘回歸分析法(PLSR)進(jìn)一步考察感官特性與揮發(fā)性風(fēng)味成分之間的相關(guān)性,建立PLSR模型計算回歸系數(shù)確定哪些揮發(fā)性風(fēng)味成分對感官特性有貢獻(xiàn)[6,14,16]。

圖6分別顯示了芳香味、肉香味和焦糖味與揮發(fā)性風(fēng)味成分之間的回歸系數(shù);苦味主要與產(chǎn)物中的非揮發(fā)性物質(zhì)(例如氨基酸、Maillard肽等)有關(guān)[23],而受揮發(fā)性化合物的影響較小,因此未考察苦味與揮發(fā)性風(fēng)味成分之間的回歸分析。由圖6a可知,芳香味主要與2-甲基丁醛、3-甲基丁醛、壬醛、苯乙醛、壬醇、吡嗪、甲基吡嗪、三甲基吡嗪、3-苯基呋喃、苯乙烯、甲酸辛酯、苯并噻唑、叔丁基對甲酚、2,4-二叔丁基苯酚等揮發(fā)性風(fēng)味成分呈現(xiàn)正相關(guān)性,此外還與一些回歸系數(shù)較低的醇類(癸醇、己醇、庚醇、芳樟醇、辛醇)、酮類(3-辛酮、2-甲基-5-(1-甲基乙基)環(huán)己酮、(e)-6-,10-二甲基-5,9-十一碳烯-2-酮)、烯烴類(D-檸檬烯、茴香烯、癸烯)和其他類(桉油精、對烯丙基茴香醚)化合物呈現(xiàn)正相關(guān)性。由圖6b和6c可知,肉香味和焦糖味主要與2-甲基丁醛、3-甲基丁醛、壬醛、苯甲醛、苯乙醛、吡嗪、甲基吡嗪、三甲基吡嗪、2-戊基呋喃、3-苯基呋喃、苯乙烯、甲酸辛酯、苯并噻唑、叔丁基對甲酚和2,4-二叔丁基苯酚等揮發(fā)性風(fēng)味成分呈現(xiàn)正相關(guān)性。相關(guān)研究[14,16,24]表明呋喃類化合物主要是由糖焦化作用和碳水化合物分解形成,它們對焦糖味具有較強(qiáng)貢獻(xiàn);另外,含硫和含氮類雜環(huán)化合物是Maillard反應(yīng)典型成分,對肉香味具有較強(qiáng)貢獻(xiàn)作用。這與Aprea等[8]研究水果揮發(fā)性風(fēng)味時發(fā)現(xiàn)蘋果香味是由不同風(fēng)味特征的揮發(fā)性風(fēng)味化合物混合形成的結(jié)論一致。

圖6 感官特性與揮發(fā)性風(fēng)味成分之間的回歸系數(shù)圖Fig.6 Regression coefficient between sensory characteristics and valatile flavor components

3 結(jié)論

采用電子鼻結(jié)合頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用和定量描述感官分析法，探究方格星蟲酶解物-半乳糖Maillard反應(yīng)前后產(chǎn)物揮發(fā)性風(fēng)味成分和感官特性變化及其相關(guān)性。結(jié)果表明,電子鼻可區(qū)分方格星蟲、酶解物和Maillard反應(yīng)產(chǎn)物的揮發(fā)性特征風(fēng)味;方格星蟲經(jīng)酶解和Maillard反應(yīng)后,產(chǎn)物的主要揮發(fā)性化合物種類增加,特別是醛類和吡嗪類,增強(qiáng)了芳香味、肉香味和焦糖味,同時減弱了苦味和泥土腥味,改善了產(chǎn)物的感官特性;且具有抗氧化性的酚類物質(zhì)濃度增大。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),方格星蟲主要揮發(fā)性風(fēng)味與癸醛、癸醇、己醇、壬醇、D-檸檬烯、茴香烯、桉油精和對烯丙基茴香醚等相關(guān);經(jīng)酶解和Maillard反應(yīng)后,產(chǎn)物揮發(fā)性風(fēng)味主要與醛類(3-甲基丁醛、2-甲基丁醛、壬醛、苯乙醛)、吡嗪類(三甲基吡嗪、吡嗪)、3-苯基呋喃、2-戊基呋喃、2,4-二叔丁基苯酚、苯并噻唑、苯乙烯等呈現(xiàn)顯著的相關(guān)性,這些揮發(fā)性化合物與芳香味、肉香味和焦糖味呈現(xiàn)正相關(guān)性。因此,通過酶解和Maillard反應(yīng)能夠增加產(chǎn)物的揮發(fā)性化合物種類和濃度,形成特有的揮發(fā)性風(fēng)味,有利于其在食品風(fēng)味添加劑中的應(yīng)用。后續(xù)實驗將進(jìn)一步研究不同分子量的酶解肽對Maillard反應(yīng)特性及其產(chǎn)物揮發(fā)性風(fēng)味成分的影響,為其在食品風(fēng)味添加劑中的應(yīng)用提供理論參考。