黃淮麥區(qū)代表性小麥品種面粉風(fēng)味特征分析

關(guān)鍵詞：小麥；矮抗58；周麥18；面粉；揮發(fā)性有機(jī)物中圖分類號(hào)：TS211.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：BDOI:10.19345/j.cnki.1674-7909.2025.08.030文章編號(hào)：1674-7909（2025)8-139-6

0 引言

小麥（TriticumaestivumL.)是世界上種植最廣泛的作物，年產(chǎn)量超過7億t，提供了人類日常飲食中約 20 % 的能量和蛋白質(zhì)，消費(fèi)形式以面包和饅頭為主[1-3]。長(zhǎng)期以來，小麥產(chǎn)量和加工品質(zhì)作為重點(diǎn)育種目標(biāo)被不斷改良，而香氣作為消費(fèi)者最先感知的品質(zhì)特征，在品種選育和產(chǎn)品加工過程中卻關(guān)注較少[1-2，4]。當(dāng)前，大多數(shù)面包和饅頭平淡的香味不能滿足消費(fèi)者和生產(chǎn)者的需求[5-6]。一方面，隨著消費(fèi)水平的提高，消費(fèi)者對(duì)面制品品質(zhì)提出了更高的要求；另一方面，育種專家長(zhǎng)期對(duì)高產(chǎn)和高蛋白性狀的單一選擇間接導(dǎo)致小麥籽粒中揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)含量下降。作為面包和饅頭加工的原料，面粉為其提供了香氣物質(zhì)及前體，對(duì)其香氣特征的

形成有較大貢獻(xiàn)[1，8]

面粉中VOCs構(gòu)成了面粉及面制品的特征香氣，而面粉中VOCs的含量和組成易受環(huán)境條件和基因型的影響。SUN等9發(fā)現(xiàn)鹽堿脅迫下小麥籽粒中3-甲基丁酸乙酯和1-辛烯-3-酮含量顯著降低，而1-丁醇和1-辛烯-3-醇含量顯著升高，使小麥香氣更濃郁。劉立偉等檢測(cè)了徐麥系列9個(gè)小麥品種面粉中的VOCs，共檢測(cè)出69種VOCs，其中乙醇、鄰二氯苯、十一烷、壬醛、十二烷、十三烷和β-柏木烯為所有品種共有，醇類物質(zhì)含量最高( 5 8 . 7 3 % ～ 8 3 . 5 8 % )。燕雯等通過檢測(cè)不同筋力小麥面粉中的VOCs，發(fā)現(xiàn)香氣成分以烴類、醇類、酯類、羧酸類為主，且與小麥筋力強(qiáng)弱無關(guān)。上述研究多關(guān)注于環(huán)境條件、遺傳背景、加工特性等對(duì)面粉VOCs的影響，而針對(duì)黃淮麥區(qū)代表性小麥品種面粉中VOCs的研究報(bào)道較少。

研究以黃淮麥區(qū)代表性品種矮抗58和周麥18為材料，利用頂空固相微萃取一氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用的方法對(duì)其面粉中的VOCs進(jìn)行了檢測(cè)，明確了矮抗58和周麥18面粉中VOCs的種類和含量，為了解黃淮麥區(qū)當(dāng)代小麥代表性品種籽粒面粉中VOCs的特征與小麥風(fēng)味品質(zhì)的遺傳改良提供參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)和樣品準(zhǔn)備

試驗(yàn)以黃淮麥區(qū)代表性小麥品種矮抗58（AK58)和周麥18(ZM18)為試驗(yàn)材料，種子由河南科技學(xué)院小麥中心提供。試驗(yàn)于2023一2024年在河南科技學(xué)院試驗(yàn)田進(jìn)行，試驗(yàn)按照隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積為 ，重復(fù)3次。成熟后分小區(qū)統(tǒng)一收獲，各處理籽粒樣品使用自動(dòng)實(shí)驗(yàn)?zāi)?MLU-202，布勒，瑞士)進(jìn)行磨粉，出粉率控制在6 5 % 左右。

1.2 面粉VOCs檢測(cè)

面粉樣品中VOCs采用頂空固相微萃取聯(lián)合氣相色譜-質(zhì)譜儀(8890-7000D，安捷倫，美國(guó))進(jìn)行測(cè)定。試驗(yàn)步驟如下。

1.2.1 面粉VOCs的吸附與解析

使用 1 2 0 μm 萃取頭在 下老化 5 m i n 。稱取面粉 0 . 2g， N a C l 粉末 0 . 2g ，取 2 0 μ L 內(nèi)標(biāo)溶液置于2 0 m L 頂空瓶中，并放在恒溫加熱器上在 平衡5 m i n 。將老化后的萃取頭插入頂空瓶吸附 1 5 m i n ，用于GC-MS分析。

1.2.2 氣相色譜和質(zhì)譜條件

DB-5MS毛細(xì)管柱 ，安捷倫，美國(guó))，載氣為高純氮?dú)?，恒流流? ，進(jìn)樣口溫度 ，不分流進(jìn)樣，溶劑延遲 3 . 5m i n 。程序：升溫 保持 3 . 5 m i n ，以 升至 C，再以 升至 ，最后以 升至 ，保持 5 m i n 。電子轟擊離子源(EI)，離子源溫度 ，四級(jí)桿溫度 ，質(zhì)譜接口溫度 ，電子能量 7 0e V ，利用離子檢測(cè)模式(SIM)進(jìn)行定性定量離子精準(zhǔn)掃描。

1.2.3 定性和定量分析

質(zhì)譜分析后的原始數(shù)據(jù)用MassHunter軟件進(jìn)行處理，根據(jù)代謝物保留時(shí)間與峰型對(duì)每個(gè)代謝物的色譜峰進(jìn)行積分和校正，用于各樣品中VOCs的定性和定量分析。

1.3VOCs氣味活度值的計(jì)算

氣味活度值(OdorActivityValue，OAV)是結(jié)合化合物的感覺閾值建立的確定食品關(guān)鍵風(fēng)味化合物的方法，用于衡量風(fēng)味物質(zhì)對(duì)樣品整體香氣特征的貢獻(xiàn)。當(dāng) O A V ≥ 1 ，表明該化合物對(duì)樣品風(fēng)味有直接的貢獻(xiàn)。OAV計(jì)算公式見式（1）。

O A V=C / T

式(1)中： C 為化合物的相對(duì)含量， μ g / g ；T為化合物的感覺閾值， μ g / g 。

1.4差異VOCs篩選

利用正交偏最小二乘法判別分析（OrthogonalPartialLeast Squares-DiscriminantAnalysis，OPLS-DA)模型得到變量重要性投影（VariableImportanceinProjection，VIP）。研究選取 V I P>1 . 0 和差異倍數(shù)(FoldChange， F C )?2 . 0 或 V I P>1 . 0 和 F C?0 . 5 的代謝物為差異代謝物。

1.5數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

利用邁維代謝云平臺(tái)和Excel軟件分析數(shù)據(jù)，利用邁維代謝云平臺(tái)和Origin軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1面粉中VOCs的種類和含量

矮抗58和周麥18面粉中共檢測(cè)到899種VOCs，其中酯類物質(zhì)最多，為146種，占比 1 6 . 2 % ；其次為萜類、酮類、雜環(huán)化合物、醇類、烴類、醛類和酸類，分別占比 1 6 . 0 % ? 1 3 . 1 % ? 1 0 . 7 % ? 8 . 7 % ? 8 . 1 % 7 . 2 % 和 5 . 5 % ；芳烴、胺類、酚類、含氮化合物、醚類、鹵代烴和含硫化合物種類占比較少，在 4 . 0 % 及以下[見圖1(a)」。3-丙基吡啶、松油烯、2-羥基-3，4-二甲基-2-環(huán)戊烯-1-酮、萘、7-羥基-3，7-二甲基辛醛和4-羥基-3-甲氧基苯丙醇等6種物質(zhì)僅在矮抗58面粉中檢測(cè)到，2-已酮、3-已酮和1H-咪唑-4-甲醇這3種物質(zhì)僅在周麥18面粉中檢測(cè)到。從相對(duì)含量上看，矮抗58中總VOCs相對(duì)含量為 4 2 8 . 7 8 μ g / g ，周麥18中總VOCs相對(duì)含量為 4 2 8 . 0 0 μ g / g 。酮類、雜環(huán)化合物、萜類、酯類和醛類含量在總VOCs中占比均超過 12 % ，其中酮類最高，在矮抗58和周麥18中分別占比 2 2 . 5 % 和 2 5 . 2 % 。酚類、胺類、醚類、含硫化合物和鹵代烴含量較低，占比均在 1 . 0 % 以下。矮抗58和周麥18中各類VOCs的相對(duì)含量及分布趨勢(shì)基本一致[見圖1(b)]。

2.2面粉中的香氣物質(zhì)

面粉中的VOCs是否對(duì)面粉整體香氣特征有貢獻(xiàn)，主要取決于其 O A V ， O A V 大于1則認(rèn)為有貢獻(xiàn)，反之則沒有貢獻(xiàn)。矮抗58面粉中OAV大于1的VOCs有171種，其中萜類、醛類、酯類、酮類、醇類、雜環(huán)化合物、芳烴和酚類分別有29、28、28、26、17、13、12和9種；周麥18面粉中有168種，其中萜類30種、醛類27種、酯類27種、酮類24種、醇類18種、雜環(huán)化合物12種、芳烴11種和酚類9種；2個(gè)品種面粉中OAV大于1的含氮化合物、醚類、胺類、含硫化合物、鹵代烴和烴類物質(zhì)均較少(見圖2)。矮抗58和周麥18中大部分VOCs的OAV相近，OAV較高的VOCs主要是酮類和醛類物質(zhì)，其中二氫-2-甲基-3(2H)-呋喃酮的OAV值在矮抗58和周麥18中均最高。

2.3 面粉中主要香氣物質(zhì)的風(fēng)味特征

為更好地了解面粉的主要風(fēng)味特征，對(duì)兩品種面粉VOCs中OAV最大的20種風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分別為二氫-2-甲基-3(2H)-呋喃酮、1-己烯-3-酮、苯甲硫醇、1-壬烯-3-酮、(Z，Z)-3，6-壬二烯醛、8-壬烯醛、 ( E， Z ) - 2 ， 6 - 壬二烯醛、(E)-2-己烯醛、(E，E)-3，5-辛二烯-2-酮、2，4-壬二烯醛、反式-2，6-壬二烯-1-醇、順式-2，6-壬二烯-1-醇、(E)-2-壬烯醛、3-巰基乙酸酯、2-壬烯醛、S-乙硫代乙酯、乙基甲基二硫醚、2-己烯醛、癸醛、4-甲氧基苯甲醛和(E，E)-2，4-壬二烯醛。上述20種VOCs的風(fēng)味主要集中在綠調(diào)香、黃瓜味、脂肪味、果香、甜香、硫黃味、蠟質(zhì)香和綠葉香等，其中綠調(diào)香和黃瓜味最為突出(見圖3）。

為進(jìn)一步了解矮抗58和周麥18面粉風(fēng)味的差異，對(duì)矮抗58和周麥18面粉中存在顯著差異且OAV大于1的VOCs進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，共10種，分別為左旋龍腦、2-己酮、反式玫瑰氧化物、3-乙基苯甲醚、2，6，6-三甲基-2-環(huán)己烯-1，4-二酮、萘、龍腦、3-己酮、(2S-順式)-四氫化-4-甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)-2H-吡喃和四氫-4-甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)-2H-吡喃，其中只有萘在矮抗58中的含量顯著高于周麥18(見圖4)。2-己酮和3-己酮在周麥18中的含量是矮抗58的5倍以上，其余物質(zhì)在周麥18中的含量約是矮抗58的1.8倍。根據(jù)風(fēng)味特征分析發(fā)現(xiàn)，與矮抗58相比，周麥18中木香、花香和甜香最為突出，但同時(shí)樟腦味也更為明顯(見圖5)。

3討論與結(jié)論

毛紅艷等[12]在12個(gè)新疆小麥品種面粉中共鑒定出143種VOCs，主要包括烷烴類、烯烴類、醛類、醇類、酮類、酯類和酸類;燕雯等\"在4個(gè)冬小麥品種面粉中檢測(cè)出VOCs50余種，主要是烴類、醇類、酯類和羧酸類；強(qiáng)婉麗等[13在不同產(chǎn)地的5個(gè)小麥品種面粉中鑒定出醇類、醛類、酮類、酯類等VOCs48種，其中醇類16種、醛類9種、酮類7種、酯類11種。劉立偉等[1在徐麥系列9個(gè)品種面粉中共檢測(cè)出VOCs69種，以烷烴類、醇類、酯類和醛類為主。與上述研究不同，該研究面粉中VOCs以酯類、萜類、酮類、雜環(huán)化合物、醇類、烴類、醛類和酸類較多，結(jié)果存在差異的原因可能是環(huán)境條件、品種引起VOCs種類和含量產(chǎn)生差異，也可能是所用檢測(cè)技術(shù)使前期研究中酯類、萜類等含量較低且易揮發(fā)的VOCs大部分未被檢出[14]。對(duì)面粉香氣有貢獻(xiàn)的VOCs主要是萜類、醛類、酯類、酮類、醇類和雜環(huán)化合物。小麥面粉中酯類、醇類、醛類的香氣閾值較低，是構(gòu)成小麥粉香味的主要物質(zhì)[15]，酯類、雜環(huán)化合物和萜類也是決定蒙古沙蔥風(fēng)味的關(guān)鍵代謝物[16]

新疆小麥面粉主要呈現(xiàn)出青草香、玫瑰香、柑橘香、果香和甜香等[12]。研究中矮抗58和周麥18面粉中OAV最大的前20種VOCs一致。二氫-2-甲基-3(2H)-呋喃酮、1-己烯-3-酮、苯甲硫醇和1-壬烯-3-酮等是2個(gè)品種面粉中的主體VOCs，在面粉整體香氣中發(fā)揮重要作用，風(fēng)味特征主要集中在綠調(diào)香、黃瓜味、脂肪味、果香、甜香和硫黃味上。比較矮抗58和周麥18面粉中差異VOCs，發(fā)現(xiàn)在899種VOCs中僅有10種存在顯著差異且OAV大于1，其中僅有3種物質(zhì)的相對(duì)含量差異在5倍以上，其余物質(zhì)相對(duì)含量差異低于2倍，表明矮抗58和周麥18面粉在VOCs的組成、含量及風(fēng)味特征上都具有較大的相似性，這和現(xiàn)代小麥品種與農(nóng)家種相比，其面粉及制成面包中VOCs表現(xiàn)出更多相似性的研究結(jié)果一致。研究結(jié)果表明，黃淮麥區(qū)代表性小麥品種面粉中VOCs和風(fēng)味特征具有單一性，且提升小麥面粉氣味品質(zhì)十分必要

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FlourFlavor CharacteristicsofRepresentative Wheat Varieties in Huanghuai Wheat Region

ZHANG Dazhong CHEN XiangdongWANG Yuquan LIGan RU Zhengang

Center of WheatResearch，Henan Institute of Science and Technology，Xinxiang 453OO3，China

Abstract: To understand the composition and flavor characteristics of volatile organic compounds (VOCs) in flour form representative wheat varieties in Huanghuai wheat region，the VOCs in Aikang58 and Zhoumai18 flours were determined by headspace solid-phase microextraction and gas chromatography mass spectrometry.The VOCs composition，key flavor substances，flavor characteristics，and differences between the two varieties were analyzed.A total of 899 VOCs were identified， mainly esters， terpenoids，ketones，heterocyclic compounds and alcohols.Dihydro- methyl (2H)- furanone，1-hexene - 3 - one，benzenemethanethiol， 1 - nonene one，and (Z，Z)-3，6-nonadienal had higher odor activity value (OAV) in flour. The main flavor characteristics were green，cucumber，fatty， fruityand sweet.Inall VOCs，there were only1O substances with significant diference in relative content and O A V greater than 1 between the two varieties，of which 3 had arelative content difference of more than 5 times，and the relative content diffrence of the remaining substances were less than twice.The result showed thatthe composition and aroma characteristics of VOCs in flour of representative wheat varieties in Huanghuai wheat region were consistent，and it was necessary and urgent to improve the odor quality.

Key words:wheat;Aikang58; Zhoumai18; flour; volatile organic compounds