基于氣相色譜-離子遷移譜和電子鼻技術(shù)研究秈米口腔加工過(guò)程中的風(fēng)味釋放

賽里木汗·阿斯米，任 欣，張 敏，劉東曉，關(guān)麗娜

（北京工商大學(xué)食品與健康學(xué)院，北京食品營(yíng)養(yǎng)與人類(lèi)健康高精尖創(chuàng)新中心（北京工商大學(xué)），北京市食品添加劑工程技術(shù)研究中心（北京工商大學(xué)），北京 100048）

食品的口腔加工是指食物進(jìn)入口腔，在唾液分泌、牙齒咀嚼和舌頭攪拌的作用下，變成可安全吞咽食團(tuán)的過(guò)程。食品口腔加工包括食物攝取、牙齒咀嚼、非周期性唾液分泌、口腔食團(tuán)形成、吞咽和殘留回味等。食物的口腔加工與感官知覺(jué)，特別是食物的質(zhì)地和風(fēng)味密切相關(guān)。How等提出了米飯口腔加工過(guò)程的風(fēng)味釋放概念性模型，從而將米飯口腔加工參數(shù)與米飯的香氣釋放聯(lián)系起來(lái)。然而，該模型未考慮受試者的生理因素（如進(jìn)食體積、比表面積）和風(fēng)味物質(zhì)的理化特性。本實(shí)驗(yàn)室前期研究結(jié)果顯示，秈米入口到吞咽需要（19.61±3.58）s。在如此短的時(shí)間內(nèi)，測(cè)定大米的風(fēng)味物質(zhì)的變化，需要一種無(wú)復(fù)雜前處理的快速測(cè)定方法。氣相色譜-離子遷移譜（gas chromatography-ion mobility spectrometry，GC-IMS）技術(shù)結(jié)合GC分離能力強(qiáng)和IMS快速響應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)?；贕C-IMS技術(shù)分離效率高、分析時(shí)間短、定性分析更準(zhǔn)確、成本低、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，在過(guò)去的幾年里被廣泛應(yīng)用于食品領(lǐng)域，如稻米儲(chǔ)藏過(guò)程中的品質(zhì)變化研究，不同品種稻米品質(zhì)差異的研究，稻米中霉菌和真菌的快速檢測(cè)研究，面包在發(fā)酵過(guò)程中風(fēng)味變化等。隨著食品口腔加工研究的不斷深入，GC-IMS技術(shù)也已成為研究食品口腔加工過(guò)程中風(fēng)味變化的最佳選擇。如Pu Dandan等通過(guò)該設(shè)備研究了面包在口腔加工過(guò)程中的香氣釋放規(guī)律，并確定了面包口腔加工過(guò)程的關(guān)鍵風(fēng)味化合物。

秈米是我國(guó)南方的主要糧食原料，在我國(guó)水稻生產(chǎn)、消費(fèi)和貿(mào)易中占有重要角色。隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)大米的口感和品質(zhì)的要求也逐漸提高。米飯風(fēng)味作為食品口感的重要組成部分，很大程度上決定了消費(fèi)者對(duì)米飯的喜好程度。有關(guān)大米風(fēng)味的研究已經(jīng)成為近年來(lái)的熱點(diǎn)之一，如苗菁等采用固相微萃取和同時(shí)蒸餾萃取2 種方法確定了大米風(fēng)味中10 個(gè)關(guān)鍵化合物；張敏等研究表明粳米和秈米的關(guān)鍵風(fēng)味化合物存在顯著差異。但是以往對(duì)于米飯風(fēng)味的研究，僅把米飯當(dāng)作孤立的實(shí)驗(yàn)材料，用材料學(xué)的方法研究其風(fēng)味物質(zhì)，而米飯食用時(shí)入口咀嚼是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程。隨著食品口腔加工研究快速興起，很多研究者開(kāi)始探究食物在口腔內(nèi)咀嚼過(guò)程中風(fēng)味的動(dòng)態(tài)釋放情況。本研究結(jié)合GCIMS和電子鼻技術(shù)，探究秈米米飯?jiān)诰捉肋^(guò)程中風(fēng)味物質(zhì)成分的變化情況，并區(qū)分秈米米飯?jiān)诰捉赖牟煌A段風(fēng)味組分是否存在差異，旨在研究秈米米飯?jiān)诳谇患庸み^(guò)程中的風(fēng)味釋放規(guī)律，為秈米的品種改良及方便米飯的品質(zhì)提升提供科學(xué)依據(jù)和理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豐兩優(yōu)秈米，2020年產(chǎn)于安徽合肥，選購(gòu)于中糧集團(tuán)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

HD3060飛利浦電飯煲 飛利浦（嘉興）健康科技有限公司；PL203電子天平 梅特利-托利多（上海）儀器有限公司；PEN3電子鼻 德國(guó)Airsense公司；BreathSpec GC-IMS 德國(guó)GAS公司。

1.3 方法

1.3.1 米飯的制備

大米和蒸餾水質(zhì)量比1∶1.2，室溫下浸泡30 min，電飯煲蒸煮程序30 min，大米蒸熟后，稱(chēng)?。?0.0±0.1）g飯團(tuán)，用塑料膜包裹，放入40～50 ℃熱蒸汽儲(chǔ)存罐中備用。

1.3.2 志愿者篩選

根據(jù)Liu Dongxiao等方法，召集30 名牙齒可以正常閉和的健康成年志愿者，年齡范圍為18～25 歲。所有志愿者均未服用任何可能影響肌肉功能或唾液流量的藥物。通過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)排除唾液流速低/高（最高和最低的10%）、咀嚼時(shí)間快/慢（最快和最慢的10%）的志愿者，最終確定10 名志愿者（5 名女性和5 名男性）參與咀嚼實(shí)驗(yàn)。

1.3.3 食團(tuán)的準(zhǔn)備

志愿者自然咀嚼塑料薄膜包裹的（10.0±0.1）g飯團(tuán)，正常入口到吞咽的總時(shí)間記錄為100%吞咽時(shí)間。吞咽時(shí)間等距劃分為0%（入口）、25%（咀嚼）、50%（成粒）、75%（食團(tuán)）和100%（吞咽）樣本采集點(diǎn)。每個(gè)取樣點(diǎn)在每次實(shí)驗(yàn)中重復(fù)3 次。每組實(shí)驗(yàn)平行進(jìn)行10 次。

1.3.4 電子鼻分析

不同口腔加工階段的食團(tuán)收集后，立即稱(chēng)?。?0.0±0.1）g食團(tuán)放入50 mL樣品杯中密封，在37 ℃靜置5 min。

直接頂空吸氣法：直接將進(jìn)樣針頭插入含樣品的密封樣品杯中，電子鼻進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定條件：采樣時(shí)間1 s/組；傳感器自清洗時(shí)間100 s；傳感器歸零時(shí)間5 s；樣品準(zhǔn)備時(shí)間5 s；進(jìn)樣流量300 mL/min；分析采樣時(shí)間80 s。每個(gè)樣品進(jìn)行3 次平行實(shí)驗(yàn)。電子鼻傳感器性能如表1所示。

表1 電子鼻傳感器性能Table 1 The performance of electronic nose sensors

1.3.5 GC-IMS分析

通過(guò)高分辨率的Breath Spec GC-IMS監(jiān)測(cè)大米在口腔加工過(guò)程中釋放的揮發(fā)性化合物。將在4 個(gè)不同咀嚼時(shí)間，用專(zhuān)用5 mL注射器收集釋放到口腔中的揮發(fā)性化合物后立即注射到儀器中進(jìn)行分析。

揮發(fā)性化合物的分離使用WAX柱（30 m×0.53 mm，1 μm），恒溫60 ℃。初始載氣（N，純度99.9%）流速為5 mL/min，保持2 min。然后在15 min內(nèi)將載氣流量提高到100 mL/min。在IMS中，漂移管溫度45 ℃，載氣流速150 mL/min。電離源為H（300 MBq），漂移電壓6.5 keV。風(fēng)味物質(zhì)的鑒定根據(jù)Pu Dandan等的方法，被檢測(cè)化合物與數(shù)據(jù)庫(kù)中標(biāo)準(zhǔn)品的保留指數(shù)和漂移時(shí)間鑒定氣味化合物。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用IBM SPSS Statistics 20.0軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，使用Origin 2021對(duì)電子鼻響應(yīng)值進(jìn)行主成分分析（principal component analysis，PCA）和雷達(dá)圖繪制。LAV（laboratory analytical viewer）以及GC-IMS Library Search軟件內(nèi)置的NIST2014數(shù)據(jù)庫(kù)和IMS數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)特征風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行定性分析。使用MetaboAnalyst 5.0進(jìn)行偏最小二乘判別分析（partial least squares-discrimination analysis，PLS-DA）。

2 結(jié)果與分析

2.1 電子鼻分析

運(yùn)用電子鼻對(duì)不同咀嚼階段食團(tuán)進(jìn)行快速判別，由圖1可知，大部分種類(lèi)的風(fēng)味物質(zhì)在不同咀嚼階段風(fēng)味強(qiáng)度差異不大，W1S所代表的烷烴類(lèi)物質(zhì)強(qiáng)度最大；W2S、W2W、W5S三個(gè)傳感器所代表的醇、醛、酮類(lèi)，有機(jī)硫化物，氮氧化合物存在較大差異，其中醛類(lèi)、酮類(lèi)和醇類(lèi)物質(zhì)變化最大。通過(guò)電子鼻分析大致可以判定，醛類(lèi)、酮類(lèi)、醇類(lèi)物質(zhì)在咀嚼過(guò)程中含量變化最大，其次是一些芳香成分。醛類(lèi)、酮類(lèi)和醇類(lèi)物質(zhì)主要來(lái)自秈米本身，是秈米風(fēng)味的主要貢獻(xiàn)成分，Cao Jun等研究指出稻谷中的醛類(lèi)、酮類(lèi)、酸酯類(lèi)風(fēng)味物質(zhì)在不同濕度時(shí)差異明細(xì)。

圖1 不同咀嚼階段食團(tuán)揮發(fā)性化合物的雷達(dá)圖Fig. 1 Radar map of volatile compounds in bolus at different stages of oral processing

2.2 秈米在口腔加工過(guò)程中風(fēng)味物質(zhì)GC-IMS分析

如圖2所示，與軸平行的紅線(xiàn)在軸1.0刻度處表示反應(yīng)性離子峰值，每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)代表一種揮發(fā)性化合物，其強(qiáng)度信息用顏色表示（即白色代表?yè)]發(fā)性化合物濃度較低，紅色代表濃度較高）。

圖2 秈米口腔加工過(guò)程中揮發(fā)性有機(jī)物的GC-IMS三維譜圖（a）和二維譜圖（b）Fig. 2 Three- (a) and two-dimensional (b) GC-IMS topographic images of volatile compounds during oral processing of cooked rice

為了更好地對(duì)不同咀嚼階段揮發(fā)性化合物進(jìn)行比較分析，采用差異對(duì)比模式。取0%階段樣品作為參比，其余4 組樣品依次扣除參比，若樣品中揮發(fā)性化合物含量高于參比，該物質(zhì)顯示紅色，若樣品中揮發(fā)性化合物低于參比，該物質(zhì)則顯示藍(lán)色。圖2b中數(shù)據(jù)點(diǎn)顏色的變化可以直觀看出風(fēng)味物質(zhì)在不同咀嚼階段的濃度變化主要對(duì)集中在不同咀嚼時(shí)間之間A、B區(qū)域的化合物。相比較，A區(qū)域中部分化合物顏色加深，B區(qū)域的化合物顏色變淺，說(shuō)明隨著咀嚼時(shí)間的延長(zhǎng)，A區(qū)域的化合物含量增加，B區(qū)域的化合物含量降低。

圖3 秈米口腔加工過(guò)程中揮發(fā)性有機(jī)物的 GC-IMS指紋圖譜（a）和PCA（b）Fig. 3 Fingerprint (a) and PCA plot (b) of volatile compounds during oral processing of cooked rice

2.3 秈米在口腔加工過(guò)程中風(fēng)味物質(zhì)指紋圖譜分析

如圖3所示，同一行表示同一咀嚼階段食團(tuán)的揮發(fā)性化合物的信號(hào)峰，同一列表示同一揮發(fā)性化合物在不同咀嚼階段的信號(hào)峰。顏色由淺到深表示揮發(fā)性化合物的含量由低到高。秈米在不同咀嚼階段的風(fēng)味物質(zhì)存在明顯差異。A框中的物質(zhì)隨著咀嚼時(shí)間的延長(zhǎng)，其含量呈減少趨勢(shì)，包括多己醛、戊醛、庚醛、辛醛、2-戊基呋喃、()-2-己烯醛、2,3-戊二酮和()-2-戊烯醛，多數(shù)為醛類(lèi)和酮類(lèi)。此結(jié)果與電子鼻結(jié)果相互驗(yàn)證。B框中展示了丙酮類(lèi)的變化，隨著口腔加工的進(jìn)行，丙酮濃度不斷升高，而1-丙醇和2-丙醇在呈現(xiàn)先增多后減少的變化趨勢(shì)。C框中的乙醇（二聚體）在整個(gè)咀嚼階段保持比較高的濃度。一些未知的風(fēng)味化合物后期需要進(jìn)一步鑒定。

以秈米不同咀嚼階段食團(tuán)中揮發(fā)性化合物的峰強(qiáng)度值為參數(shù)變量，對(duì)5 個(gè)階段的食團(tuán)進(jìn)行PCA。如圖3b得知，3 個(gè)PC的貢獻(xiàn)率（PC1，47.6%；PC2，26.0%；PC3，18.6%）為92.2%，能反映出樣品的總體特征。未咀嚼秈米和不同咀嚼階段食團(tuán)可在PC1上區(qū)分。咀嚼25%～100%階段食團(tuán)在PC3上呈現(xiàn)遞變。

2.4 秈米在口腔加工過(guò)程中風(fēng)味物質(zhì)定性分析

根據(jù)保留指數(shù)、保留時(shí)間和離子遷移時(shí)間對(duì)秈米在不同咀嚼階段的揮發(fā)性化合物進(jìn)行定性分析，用峰面積相對(duì)定量法表示每種化學(xué)物質(zhì)的相對(duì)含量，結(jié)果如表2所示。部分揮發(fā)性化合物出現(xiàn)了二聚體甚至多聚體，他們具有相近的保留時(shí)間和不同的遷移時(shí)間。秈米口腔加工過(guò)程中共檢測(cè)出33 種風(fēng)味物質(zhì)，其中醛類(lèi)物質(zhì)8 種，醇類(lèi)物質(zhì)5 種，酮類(lèi)物質(zhì)5 種，呋喃類(lèi)2 種，有機(jī)酸、硫化物、酯類(lèi)、胺類(lèi)、萜烯類(lèi)各1 種。本研究鑒定出的風(fēng)味物質(zhì)種類(lèi)高于張敏等7 種秈米的風(fēng)味物質(zhì)。醛類(lèi)（戊醛、己醛、辛醛和庚醛）、酮類(lèi)（2-庚酮和2,3-戊二酮）、呋喃（2-戊基呋喃）的相對(duì)含量隨著咀嚼時(shí)間延長(zhǎng)顯著降低（＜0.05）。在先前關(guān)于白面包口腔加工過(guò)程中風(fēng)味釋放的研究中，也發(fā)現(xiàn)了白面包咀嚼后風(fēng)味物質(zhì)含量顯著降低的類(lèi)似結(jié)果。揮發(fā)性化合物的化學(xué)性質(zhì)和食物基質(zhì)的理化性質(zhì)是影響咀嚼過(guò)程中香氣釋放的主要因素。據(jù)報(bào)道，風(fēng)味物質(zhì)的含量隨氣相色譜與液相色譜的濃度比、香氣物的疏水性和分子的極性而變化。在咀嚼過(guò)程中，食物被粉碎和唾液稀釋?zhuān)澄镏邢銡饣衔锏膫鬟f系數(shù)降低，因而，咀嚼后食團(tuán)中的風(fēng)味物質(zhì)含量降低。

圖4 秈米口腔加工過(guò)程中揮發(fā)性有機(jī)物的種類(lèi)分析（A）和熱圖（B）Fig. 4 Analysis of volatile compound classes (A) and heat map of volatile compounds (B) during oral processing of cooked rice

醛類(lèi)是米飯風(fēng)味形成的關(guān)鍵性物質(zhì)，對(duì)米飯的風(fēng)味起重要作用。從圖4A可知，與0%相比，25%、50%、75%和100%食團(tuán)的醛類(lèi)物質(zhì)相對(duì)含量分別降低了62.01%、47.60%、69.19%和71.78%。這種先降低后增多的現(xiàn)象，主要和唾液的分泌有關(guān)，前期研究表明，米飯?jiān)诰捉篮笸僖簳?huì)迅速分泌，此時(shí)唾液會(huì)包裹食團(tuán)從而影響了風(fēng)味物質(zhì)的釋放，隨著咀嚼進(jìn)行，食物被粉碎及唾液酶作用，大量風(fēng)味物質(zhì)被釋放出來(lái)。本實(shí)驗(yàn)共鑒定出8 種醛類(lèi)物質(zhì)，()-2-戊烯醛、()-2-己烯醛、戊醛、己醛、辛醛、庚醛、乙醛和丙醛。其中()-2-戊烯醛、()-2-己烯醛和正戊醛（二聚體）僅在0%階段檢測(cè)到，25%～100%階段沒(méi)有檢測(cè)到，這可能是因?yàn)檫@幾種醛類(lèi)物質(zhì)含量相對(duì)較低，當(dāng)入口咀嚼時(shí)唾液的迅速分泌會(huì)覆蓋、吸收和稀釋香味化合物。有關(guān)研究表明，醛類(lèi)物質(zhì)的氣味活性值占大米中各類(lèi)風(fēng)味物質(zhì)氣味活性值的97%。大米的主要揮發(fā)性醛類(lèi)風(fēng)味化合物為己醛、辛醛和庚醛，己醛有助于產(chǎn)生宜人的青草香氣，辛醛表現(xiàn)出青草味和柑橘味，庚醛表現(xiàn)出脂肪味。在米飯蒸煮過(guò)程中，辛醛、庚醛由油酸熱降解形成，而己醛由亞油酸的熱降解生成。本研究的結(jié)果表明，在口腔加工過(guò)程中，與0%相比，25%、50%、75%和100%食團(tuán)的己醛相對(duì)含量分別降低了45%、25%、54%和57%；辛醛相對(duì)含量分別降低了31%、25%、41%和44%；庚醛相對(duì)含量分別降低了55%、23%、55%和59%。

表2 秈米在不同咀嚼階段的風(fēng)味物質(zhì)定性分析Table 2 Qualitative analysis of volatile substances in bolus at different stages of oral processing

醇類(lèi)是在秈米中鑒定出的第2大類(lèi)風(fēng)味物質(zhì)。醇類(lèi)物質(zhì)氣味閾值較高，對(duì)秈米米飯風(fēng)味的貢獻(xiàn)要小于醛類(lèi)物質(zhì)。與0%相比，25%、50%、75%和100%食團(tuán)的醇類(lèi)相對(duì)含量分別增加了59.89%、42.59%、29.94%和17.73%。食團(tuán)中共鑒定出5 種醇：3-呋喃甲醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、乙醇。醇類(lèi)賦予米飯香蕉甜味和輕微的酒精香味。這幾種醇類(lèi)物質(zhì)在之前有關(guān)米飯風(fēng)味的研究中僅僅出現(xiàn)過(guò)乙醇且含量較低，對(duì)于米飯風(fēng)味貢獻(xiàn)較?。馕痘疃戎担╫dor active value，OAV）＜1），因此本研究乙醇可能主要來(lái)源于口腔氣體，并對(duì)米飯的風(fēng)味產(chǎn)生積極影響，形成醇香的味道，其余的這幾種醇類(lèi)物質(zhì)鮮有報(bào)道，原因可能是之前研究檢測(cè)到的僅是米飯中的醇類(lèi)物質(zhì)，而經(jīng)過(guò)口腔加工以后唾液可能與米飯中的糖類(lèi)物質(zhì)發(fā)生某些酶促反應(yīng)所引起醇類(lèi)物質(zhì)增多。對(duì)于大米主要揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)1-丙醇，與0%相比，25%、50%、75%和100%食團(tuán)相對(duì)含量分別增加了76%、61%、57%和35%。

酮類(lèi)是秈米中鑒定出的第3大類(lèi)風(fēng)味物質(zhì)。與0%相比，25%、50%、75%和100%食團(tuán)的酮類(lèi)相對(duì)含量分別降低了31.92%、17.87%、34.92%和38.45%。酮類(lèi)作為秈米的關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)，是油酸和亞油酸的氧化分解產(chǎn)物，賦予米飯果香味、愉悅的辛辣風(fēng)味。Pagès-Hélary等研究表明-淀粉酶能降低酮類(lèi)化合物的釋放。因而，秈米在不同咀嚼階段酮類(lèi)含量降低。本研究檢測(cè)到的酮類(lèi)主要為丙酮、2-庚酮和2-丁酮，與前人的檢測(cè)結(jié)果一致。與0%相比，25%、50%、75%和100%食團(tuán)的丙酮相對(duì)含量分別增加了13.86%、4.95%、15.84%和20.79%；2-庚酮相對(duì)含量分別減少了33.66%、20.79%、40.59%和42.57%；50%食團(tuán)的2-丁酮相對(duì)含量增加了7.92%，25%、75%和100%食團(tuán)的2-丁酮含量分別減少了0.99%、15.84%和37.62%。

呋喃類(lèi)物質(zhì)是秈米中鑒定出的第4大類(lèi)風(fēng)味物質(zhì)。與0%相比，25%、50%、75%和100%食團(tuán)的呋喃類(lèi)相對(duì)含量分別降低了23.43%、36.24%、35.97%和38.69%。2-戊基呋喃是由亞油酸生成，也是米飯風(fēng)味的重要貢獻(xiàn)者，表現(xiàn)出甜香和堅(jiān)果香氣味。2-戊基呋喃相對(duì)含量在0%～25%咀嚼階段顯著減少（＜0.05），而50%～100%咀嚼階段無(wú)顯著差異（＞0.05）。

-檸檬烯在整個(gè)咀嚼階段無(wú)顯著變化（＞0.05）。乙酸主要來(lái)自于口腔中，不屬于米飯中的物質(zhì)，主要來(lái)自口腔桿菌屬的代謝產(chǎn)物。含硫化合物主要由含硫氨基酸的分解代謝形成。這些揮發(fā)性物質(zhì)賦予米飯不愉快的硫磺味和酸味。由此可見(jiàn)，在口腔加工過(guò)程中，感受到的不僅是米飯本身的風(fēng)味物質(zhì)，也可能是口腔氣體和米飯中風(fēng)味物質(zhì)相互作用的結(jié)果。

為了更加直接地區(qū)分不同咀嚼階段下秈米食團(tuán)揮發(fā)性化合物的變化，依據(jù)每種風(fēng)味物質(zhì)的峰強(qiáng)度值繪制熱圖，結(jié)果如圖4B所示。不同咀嚼階段各揮發(fā)性化合物間的含量存在較大差異，顏色越紅表示該物質(zhì)含量高，越藍(lán)表示該物質(zhì)含量低。其中米飯中()-2-戊烯醛、()-2-己烯醛和2,3-戊二酮等風(fēng)味物質(zhì)的含量高，隨著咀嚼的進(jìn)行以上物質(zhì)含量不斷降低。隨著口腔加工的進(jìn)行，25%～75%階段的風(fēng)味變化差異較小，100%即達(dá)到吞咽點(diǎn)時(shí)很多物質(zhì)的含量相較于前幾個(gè)階段變化明顯，例如己醛、2-正戊基呋喃、檸檬烯等物質(zhì)減少，而一些醇酮類(lèi)物質(zhì)相對(duì)含量先增大后減少。由此說(shuō)明米飯中的關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)含量，在咀嚼過(guò)程中不斷減少，香氣也隨著咀嚼不斷變淡。25%和50%風(fēng)味物質(zhì)相似因而聚在一起，75%和100%風(fēng)味物質(zhì)相似因而聚在一起。

2.5 秈米在口腔加工過(guò)程中風(fēng)味物質(zhì)PLS-DA

PLS-DA因子載荷圖可直觀地反映每一個(gè)變量在得分圖上的貢獻(xiàn)。如圖5b所示，0%咀嚼階段的特征風(fēng)味物質(zhì)主要是醛類(lèi)和酮類(lèi)，如4（戊醛）、5（己醛）、8（庚醛）、7（辛醛）和13（2-庚酮）；9（乙醛）、19（3-呋喃甲醇）、20（1-丙醇）、23（2-丙醇）和25（乙醇）是25%咀嚼階段的特征風(fēng)味物質(zhì)，以醛類(lèi)和醇類(lèi)為主，此結(jié)果與圖4b結(jié)果一致；50%咀嚼階段的特征風(fēng)味物質(zhì)主要是醛類(lèi)、酮類(lèi)和醇，如11（丙醛）、12（2,3-戊二酮）、16（2-丁酮）、24（1-丁醇）、26（乙醇）；75%～100%咀嚼階段的特征風(fēng)味物質(zhì)有酮類(lèi)和脂類(lèi)等，如14（丙酮）、15（3-羥基-2-丁酮）和31（異戊酸異戊酯）。米飯的關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)種類(lèi)多，風(fēng)味強(qiáng)，隨著咀嚼時(shí)間的延長(zhǎng)，牙齒破碎米粒，唾液不斷的分泌，碎米與唾液混合形成食團(tuán)，米粒中的風(fēng)味物質(zhì)被唾液稀釋?zhuān)蚨捉篮笃谑硤F(tuán)風(fēng)味變淡。

變量投影重要性（variable important for the projection，VIP）可用于篩選秈米不同口腔加工階段的關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)。如圖5c所示，11 種VIP值大于1的揮發(fā)性化合物在判別中具有重要作用，分別是己醛（單體）、己醛（二聚體）、辛醛、庚醛、1-丙醇（單體）、1-丁醇、2,3-戊二酮、2-庚酮、2-戊基呋喃、-檸檬烯（單體）和-檸檬烯（二聚體），VIP值越大，差異越顯著（＜0.05）。在以上化合物中，有4 種醛類(lèi)化合物、2 種醇類(lèi)化合物、2 種酮類(lèi)化合物以及1 種呋喃類(lèi)化合物，因此醛類(lèi)、醇類(lèi)、酮類(lèi)和呋喃類(lèi)對(duì)于秈米米飯?jiān)诳谇患庸み^(guò)程風(fēng)味的影響尤為關(guān)鍵。

圖5 秈米口腔加工過(guò)程中揮發(fā)性有機(jī)物的PLS-DA置換檢驗(yàn)結(jié)果（a）、因子載荷圖（b）和VIP圖（c）Fig. 5 PLS-DA of volatile compounds during oral processing of cooked rice: permutation test plot (a), factor loading plot (b), VIP plot (c)

3 結(jié) 論

采用電子鼻和GC-IMS對(duì)秈米不同口腔加工階段的香氣特征進(jìn)行分析。電子鼻結(jié)果表明秈米在咀嚼前后香氣物質(zhì)變化明顯。隨著口腔加工過(guò)程的進(jìn)行，醛類(lèi)物質(zhì)（己醛、戊醛、辛醛、庚醛）和酮類(lèi)（2-庚酮和2-丁酮）含量減少；通過(guò)風(fēng)味物質(zhì)的PLS-DA，共篩選出11 種標(biāo)志性化合物，包括己醛（單體）、己醛（二聚體）、辛醛、庚醛、1-丙醇（單體）、1-丁醇、2,3-戊二酮、2-庚酮、2-戊基呋喃、-檸檬烯（單體）和-檸檬烯（二聚體）等。本研究發(fā)現(xiàn)米飯中的大部分風(fēng)味物質(zhì)相對(duì)含量隨口腔加工的延長(zhǎng)而逐漸減少。隨著口腔加工的進(jìn)行，還會(huì)出現(xiàn)一些米飯中沒(méi)有的揮發(fā)性風(fēng)味成分，這些可能來(lái)自于唾液與米飯中的某些成分的生化反應(yīng)，因此在咀嚼米飯時(shí)感受到的風(fēng)味物質(zhì)成分和單純用儀器檢測(cè)到的風(fēng)味物質(zhì)可能存在差別，關(guān)于這些新產(chǎn)生的風(fēng)味成分的形成機(jī)理還有待進(jìn)一步探究。