燙漂及噴霧干燥對(duì)甜玉米揮發(fā)性風(fēng)味化合物的影響

莊志雄，張 雁，鄧媛元，唐小俊，劉 光，李 萍，李 雁

（1.廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部功能食品重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東省農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510610；2.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)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(dǎo)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(zhì)、脂肪、維生素、礦物質(zhì)及多酚類等營(yíng)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(fēng)味化合物[2]，甜玉米清新獨(dú)特的揮發(fā)性風(fēng)味顯著提升了其食用品質(zhì)。

隨著社會(huì)的發(fā)展和生活水平的提高，人們不僅要求食品的營(yíng)養(yǎng)和衛(wèi)生質(zhì)量滿足生理需要，也希望它提供愉快的感官和心理享受，對(duì)風(fēng)味的要求也越來(lái)越高。近年來(lái)，甜玉米揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)及加工方式對(duì)其產(chǎn)生的影響受到研究者們關(guān)注。課題組前期探討了甜玉米成熟過程中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的變化規(guī)律，李國(guó)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(xiàn)甜玉米經(jīng)過熱風(fēng)干燥、微波干燥和紅外干燥后，出現(xiàn)了硫化物和吡嗪類揮發(fā)性成分，而經(jīng)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(xiàn)鮮食糯玉米沸水燙漂后醇、醛、酮類等揮發(fā)性物質(zhì)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(fēng)味成分以吡嗪類化合物為主。燙漂是果蔬加工常見的預(yù)處理方式，可滅酶活、滅菌、排出果蔬組織內(nèi)的空氣，有助于減少營(yíng)養(yǎng)活性成分損失；噴霧干燥因效率高，出風(fēng)溫度低，產(chǎn)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(guān)燙漂及噴霧干燥對(duì)甜玉米揮發(fā)性風(fēng)味的影響研究鮮見報(bào)道。

本研究對(duì)新鮮甜玉米進(jìn)行蒸汽燙漂預(yù)處理，經(jīng)打漿、微磨、均質(zhì)后進(jìn)行噴霧干燥，得到甜玉米全粉，分析燙漂及噴霧干燥對(duì)甜玉米揮發(fā)性風(fēng)味化合物種類、含量、氣味強(qiáng)度及其整體風(fēng)味輪廓的影響。結(jié)合氣相色譜-質(zhì)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(fēng)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(fēng)味成分構(gòu)成，采用風(fēng)味輪廓分析評(píng)價(jià)其整體風(fēng)味及特征，為提升甜玉米制品的風(fēng)味感官品質(zhì)提供參考依據(jù)。

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(hào)’，由廣東天之源農(nóng)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(dāng)日運(yùn)至實(shí)驗(yàn)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(gòu)烷烴混標(biāo) 上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司；氯化鈉（分析純）天津市大茂化學(xué)試劑廠；4-辛醇標(biāo)準(zhǔn)品（純度＞99.0%）東京化成工業(yè)株式會(huì)社。

1.2 儀器與設(shè)備

LPG-5型噴霧干燥機(jī) 常州市金球干燥設(shè)備有限 公司；AH-BASICII型高壓均質(zhì)機(jī) 安拓思納米技術(shù)（蘇州）有限公司；JM-L立式膠體磨 溫州強(qiáng)忠機(jī)械科技有限公司；固相微萃取手動(dòng)進(jìn)樣手柄、50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭 美國(guó)Supelco公司；7890B/5977BMSD GC-MS聯(lián)用儀 美國(guó)Agilent公司；ODP3嗅聞儀 德國(guó) Gerstel公司；20 mm鉗口的100 mL透明頂空樣品瓶 上海安譜科學(xué)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(zé)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(xiàn)[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(jì)時(shí)，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(cè)定、后續(xù)實(shí)驗(yàn)，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(shù)

參考文獻(xiàn)[8]方法，并作適當(dāng)調(diào)整。

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

工藝參數(shù)：燙漂參數(shù)見1.3.1節(jié)；打漿料水質(zhì)量比1∶1；膠體磨剪切時(shí)間5 min；均質(zhì)壓力250 bar、均質(zhì)2 次；噴霧干燥參數(shù)：調(diào)節(jié)甜玉米全漿固形物含量為10%、進(jìn)料速率3 L/h、進(jìn)風(fēng)溫度145 ℃、霧化器轉(zhuǎn)速18000 r/min。

1.3.3 樣品水分含量的測(cè)定

采用GB 5009.3—2016《食品中水分的測(cè)定》恒重 法[9]，分別對(duì)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(jìn)行測(cè)定，設(shè)置3 個(gè)重復(fù)，測(cè)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(fēng)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(yù)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(zhǔn)確稱取3 g左右的樣品，記錄精確到萬(wàn)分之一的實(shí)際稱量質(zhì)量；將樣品轉(zhuǎn)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(jìn)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(xì)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(jìn)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(yùn)行時(shí)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(zhì)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(lián)用儀工作站的自動(dòng)解卷積系統(tǒng)（auto mass spectral deconvolution &identification system，AMDIS）與NIST 14 質(zhì)譜庫(kù)結(jié)合化合物保留指數(shù)（retention index，RI）對(duì)揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行鑒定。

將C5～C25正構(gòu)烷烴混標(biāo)在與樣品相同的色譜、質(zhì)譜條件下進(jìn)樣，記錄保留時(shí)間，根據(jù)程序升溫計(jì)算各揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的RI[11]，RI按式（1）計(jì)算：

式中：tm為甜玉米樣品中某一揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的保留時(shí)間/min；tn＋1、tn分別表示（n＋1）、n個(gè)碳原子數(shù)正構(gòu)烷烴的保留時(shí)間/min；其中n＜m＜n＋1。

1.3.6.2 內(nèi)標(biāo)法定量分析

在樣品中加入200 μL質(zhì)量濃度為3.5 μg/mL的4-辛醇標(biāo)準(zhǔn)品溶液，通過色譜峰面積計(jì)算樣品中揮發(fā)性化合物含量，按式（2）計(jì)算，以干基計(jì)：

式中：S1為待測(cè)揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的峰面積；S2為內(nèi)標(biāo)物的峰面積；m1為樣品干基質(zhì)量/g；m2為內(nèi)標(biāo)物的質(zhì)量/μg。

1.3.7 甜玉米揮發(fā)性風(fēng)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(fēng)味物質(zhì)進(jìn)GC后，按3∶1的比例分別進(jìn)入嗅聞儀和質(zhì)譜檢測(cè)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(qiáng)度分析

參考課題組前期研究方法[3,10]，由6 名經(jīng)過培訓(xùn)后具有嗅聞經(jīng)驗(yàn)的人員組成感官評(píng)定小組，其中3 名女性3 名男性，年齡介于23～27 歲，在實(shí)驗(yàn)過程中描述并記錄揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的出峰時(shí)間、氣味特征和氣味強(qiáng)度。參考文獻(xiàn)[12]方法將氣味強(qiáng)度分4 個(gè)等級(jí)，分別以1、2、3、4 分的形式表示氣味強(qiáng)度值（odor intensity value，OIV），1表示可以準(zhǔn)確識(shí)別氣味但持續(xù)時(shí)間短，2表示能快速識(shí)別氣味且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，3表示能準(zhǔn)確快速識(shí)別氣味且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，4表示能準(zhǔn)確快速識(shí)別氣味且持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)。感官評(píng)定小組的所有成員對(duì)每個(gè)樣品進(jìn)行嗅聞，最終每個(gè)揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的香氣強(qiáng)度值以總強(qiáng)度的平均值取整數(shù)后計(jì)。

1.4 數(shù)據(jù)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(shè)置3 個(gè)重復(fù)，含量數(shù)據(jù)以表示。采用Microsoft Office Excel 2021、Origin 2021對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析及制圖，采用SPSS 26和OriginPro 2021、MetaboAnalyst（5.0版）對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析和PCA，P＜0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同甜玉米樣品揮發(fā)性風(fēng)味化合物分析

3 個(gè)甜玉米樣品中共鑒定出揮發(fā)性風(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)味化合物總計(jì)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(fēng)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(duì)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(fēng)味化合物總計(jì)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(fēng)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(fēng)味化合物總計(jì)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(fēng)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(gè)樣品均檢測(cè)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(jīng)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(fēng)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?；?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(shí)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(chǎn)生的二甲基二硫醚經(jīng)歧化反應(yīng)生成。2-乙?；?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(fēng)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(yīng)形成[14]。相較于新鮮與燙漂甜玉米樣品，揮發(fā)性風(fēng)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(fēng)味化合物種類增加、含量上升。

2.2 甜玉米揮發(fā)性風(fēng)味化合物PCA

PCA是通過將所獲得的多指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化和降維，從而有效識(shí)別樣品間差異的一種方法[15]。首先，以GC-MS檢測(cè)到3 個(gè)甜玉米樣品中所有揮發(fā)性風(fēng)味化合物的含量為描述符進(jìn)行PCA，明確3 個(gè)甜玉米樣品的主要揮發(fā)性風(fēng)味化合物。如表2所示，PC特征值均大于1，方差貢獻(xiàn)最大為86.031%，說(shuō)明PC1貢獻(xiàn)率最大，可以用PC1表示3 個(gè)甜玉米樣品中主要的揮發(fā)性風(fēng)味化合物。

表2 3 個(gè)甜玉米樣品揮發(fā)性化合物PC方差貢獻(xiàn)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(zhuǎn)后載荷矩陣見表3，載荷系數(shù)越接近1，代表甜玉米揮發(fā)性風(fēng)味化合物的影響程度越大，其中PC1載荷系數(shù)不小于0.8主要揮發(fā)性風(fēng)味化合物有以下物質(zhì)：新鮮甜玉米主要揮發(fā)性風(fēng)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(fēng)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(fēng)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(gè)甜玉米樣品的主要揮發(fā)性風(fēng)味化合物存在明顯差異。

表3 3 個(gè)甜玉米樣品揮發(fā)性風(fēng)味化合物PC旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)后載荷矩陣得出甜玉米樣品的主要揮發(fā)性風(fēng)味化合物，并結(jié)合表1的GC-MS含量分析結(jié)果，發(fā)現(xiàn)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(guān)，二甲基硫醚、2-乙?；?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(guān)。

此外，為了更直觀地明確加工處理對(duì)甜玉米整體揮發(fā)性風(fēng)味化合物的影響，分別以每個(gè)甜玉米樣品各個(gè)揮發(fā)性風(fēng)味化合物的含量為描述符，如圖2所示，PC1和PC2代表3 個(gè)甜玉米樣品整體揮發(fā)性風(fēng)味化合物相似程度，其貢獻(xiàn)率分別為99.9%和0.1%，總貢獻(xiàn)率大于95%，說(shuō)明可以通過PC1和PC2對(duì)3 個(gè)甜玉米樣品進(jìn)行區(qū)分。3 個(gè)甜玉米樣品的揮發(fā)性化合物分布相對(duì)獨(dú)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(shuō)明這2 個(gè)樣品的整體揮發(fā)性風(fēng)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(shuō)明噴霧干燥樣品與新鮮、燙漂甜玉米樣品的整體風(fēng)味有明顯差異。

2.3 甜玉米揮發(fā)性風(fēng)味化合物GC-O分析

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

新鮮、燙漂及噴霧干燥3 個(gè)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(fēng)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(gè)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(jīng)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(qiáng)度均在4，表現(xiàn)出較強(qiáng)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(qiáng)度分析結(jié)果表明，經(jīng)噴霧干燥，甜玉米總氣味強(qiáng)度大幅度增加、強(qiáng)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(fēng)味輪廓分析

根據(jù)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(jiān)果香、花香、燒烤香、蠟質(zhì)7 類。以歸屬于這7 類氣味的氣味活性化合物的氣味總強(qiáng)度，進(jìn)行氣味輪廓分析，得到甜玉米樣品整體揮發(fā)性風(fēng)味輪廓，如圖3所示。新鮮與燙漂甜玉米樣品整體風(fēng)味輪廓相似，兩者氣味活性化合物均以果香氣味強(qiáng)度最高，花香、青香氣味強(qiáng)度次之，蠟質(zhì)氣味強(qiáng)度最低，新鮮甜玉米經(jīng)過燙漂后，多種氣味強(qiáng)度降低，尤以青草、果香氣味強(qiáng)度下降明顯，新鮮甜玉米總體氣味強(qiáng)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(fēng)味輪廓較為龐大，其中堅(jiān)果和青香氣味強(qiáng)度均明顯增強(qiáng)，尤其是堅(jiān)果氣味強(qiáng)度，從最低強(qiáng)度增加到最高強(qiáng)度，并新出現(xiàn)較強(qiáng)的燒烤香味。揮發(fā)性風(fēng)味輪廓分析的結(jié)果表明，燙漂處理降低了甜玉米的整體氣味強(qiáng)度，而噴霧干燥處理則可顯著提升甜玉米整體氣味強(qiáng)度。

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

3 討論

3.1 燙漂處理對(duì)甜玉米揮發(fā)性風(fēng)味化合物的影響

新鮮甜玉米經(jīng)過燙漂后總揮發(fā)性風(fēng)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(xì)胞膜與細(xì)胞壁的通透性顯著提升[16]，一方面有助于排出玉米組織內(nèi)的空氣，同時(shí)也導(dǎo)致大量揮發(fā)性風(fēng)味化合物一并損失，這可能是燙漂導(dǎo)致玉米揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量顯著降低的主要原因之一。同時(shí)，在高溫蒸汽作用下，部分醛類、酯類化合物會(huì)發(fā)生水解、氧化反應(yīng)，降解生成烯烴類、酸類等物質(zhì)[17-18]，也可導(dǎo)致其含量降低。但揮發(fā)性風(fēng)味化合物含量降低并不一定意味風(fēng)味品質(zhì)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(fēng)味品質(zhì)[19]。

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

3.2 噴霧干燥處理對(duì)甜玉米揮發(fā)性風(fēng)味化合物的影響

已有研究表明，噴霧干燥過程中會(huì)發(fā)生美拉德反應(yīng)[21]、Strecker降解[22]、焦糖化反應(yīng)[23]、脂肪與脂肪酸的氧化和降解[24]等一系列化學(xué)反應(yīng)。本研究表明經(jīng)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(yīng)，然后與丙氨酸Strecker降解生成的乙醛結(jié)合形成二氫吡嗪，二氫吡嗪進(jìn)一步和Strecker降解生成的α-二羰基化合物結(jié)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(jīng)過Strecker降解分別產(chǎn)生[27]。其次，在噴霧干燥高溫條件下，甜玉米中大量的糖類會(huì)發(fā)生焦糖化反應(yīng)，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(chǎn)生醛類化合 物[29]，如油酸氧化降解產(chǎn)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(huì)影響甜玉米揮發(fā)性風(fēng)味化合物的形成。Yao Lianmou等[4]發(fā)現(xiàn)甜玉米經(jīng)過熱風(fēng)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(jīng)過打漿，漿液還經(jīng)過膠體磨、高壓均質(zhì)，受到膠體磨、高壓均質(zhì)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(fēng)味前體物質(zhì)通過Maillard反應(yīng)、Strecker降解產(chǎn)生[32]，在Yao Lianmou等[4]的研究中，熱風(fēng)干燥、微波干燥和紅外干燥甜玉米為籽粒樣品，未經(jīng)過打漿及膠體磨和高壓均質(zhì)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(yīng)，因此，其吡嗪類、醛類化合物的形成遠(yuǎn)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(yīng)、Strecker降解、焦糖化反應(yīng)、脂肪與脂肪酸的氧化和降解等途徑促進(jìn)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(fēng)味化合物含量。

4 結(jié)論

采用頂空固相微萃取GC-MS技術(shù)結(jié)合NIST14質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)、RI分析、GC-O等方法，對(duì)新鮮、燙漂及噴霧干燥甜玉米樣品揮發(fā)性氣味化合物進(jìn)行分析，共鑒定出58 種揮發(fā)性風(fēng)味化合物，發(fā)現(xiàn)燙漂及噴霧干燥對(duì)甜玉米揮發(fā)性風(fēng)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(duì)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(jìn)作用，尤其是雜環(huán)類、醛類化合物含量經(jīng)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(qiáng)度降低，尤其是青草氣味強(qiáng)度顯著降低；噴霧干燥后，甜玉米整體風(fēng)味強(qiáng)度上升，不僅堅(jiān)果、青香氣味強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，還新增獨(dú)特?zé)鞠阄丁?/p>