微波烫漂与热水烫漂毛豆仁风味成分比较.pdf

321 分析检测食品科学2010, Vol. 31, No. 18 微波烫漂与热水烫漂毛豆仁风味成分比较 卓成龙 1,2,3，李大婧2,3，宋江峰2,3，金邦荃1，刘春泉2,3,* (1.南京师范大学金陵女子学院，江苏 南京 210097；2.江苏省农业科学院农产品加工研究所，江苏 南京 210014； 3.国家农业科技华东(江苏)创新中心，农产品加工工程技术研究中心，江苏 南京 210014) 摘 要：选取苏ZY01 和苏ZY02 两个毛豆品种，采用微波烫漂方法和热水烫漂进行处理，用GC-MS 分析并比较 经响应曲面优化的较佳微波烫漂工艺和传统的热水烫漂工艺条件对毛豆仁挥发性风味成分的影响。结果显示：1-辛 烯 -3-醇、异戊醛、2-癸烯醛、2-庚烯醛、戊醛、1-辛烯 -3-酮、3-辛酮、己醛、己醇等对毛豆仁产生重要影 响的化合物在优化的微波烫漂中均比热水烫漂保存好，表明微波烫漂对毛豆仁风味形成贡献较大。 关键词：毛豆仁；风味成分；微波烫漂；热水烫漂 Comparison of the Flavor of Green Soybean with Microwave and Hot Water Blanching ZHUO Cheng-long1,2,3，LI Da-jing2,3，SONG Jiang-feng2,3，JIN Bang-quan1，LIU Chun-quan2,3,* (1. Ginling College, Nanjing Normal University, Nanjing 210097, China；2. Institute of Farm Product Processing, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing 210014, China ；3. Engineering Research Center for Agricultural Products Processing, National Agricultural Science and Technology Innovation Center in East China, Nanjing 210014, China) Abstract ：In order to investigate the effect of microwave blanching on the volatile components of soybean, green soybean samples from the varieties of Su ZY01 and Su ZY02 were treated by optimized microwave blanching and hot water blanching. The results showed that the important volatile components of soybean, including 1-octen-3-ol, 3-methyl-butanal, 2-decenal, 2- heptenal, pentanal, 1-octen-3-one, 1-hexanol and hexanal were maintained better in microwave blanching than in hot water blanching. Thus, microwave blanching makes great contributions to the formation of green soybean flavor, which can provide a theoretical reference for the improvement of green soybean blanching process. Key words：green soybean；volatile components；microwave blanching；hot water blanching 中图分类号：TS205.7 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2010)18-0321-04 收稿日期：2010-05-20 基金项目：江苏省农业科技自主创新资金项目(CX(10)232) 作者简介：卓成龙(1985 )，男，硕士研究生，研究方向为农产品加工。E-mail：zhuochenglong * 通信作者：刘春泉(1959 )，男，研究员，硕士，研究方向为农产品精深加工及产业化开发。 E-mail：liuchunquan2009 新鲜蔬菜一般不宜直接冻藏，速冻过程并不能杀灭 原料中的微生物及钝化内源酶。各种酶作用会使果蔬在 冻藏过程中品质变劣，严重影响果蔬的风味、色泽和 营养价值，降低可食用性。速冻前烫漂处理不仅能起 到灭酶的效果，且能减少果蔬表面微生物的总数，排 除组织中的空气，防止氧化作用，降低果蔬中的硝酸 盐及软化组织等。但是常规加热方法烫漂时间较长，且 产品品质下降1-2。为了保持果蔬中的营养物质以及最大 限度地保留果实的色、香、味等品质，新型烫漂方式 不断涌现3-4。 微波烫漂是近些年广泛应用于食品领域的一项新技 术，微波烫漂具有热穿透力强，处理均匀、速度快、 营养物质损失少、能耗小和调控方便等优点而被广泛研 究和应用5-6。但微波烫漂对蔬菜挥发性风味成分的影响 研究甚少，尚未见不同烫漂方式对毛豆仁挥发性风味成 分影响的报道。本实验以苏 ZY01 和苏 ZY02 毛豆为原 料，采用顶空固相微萃取法萃取，用 GC-MS 分析并比 较经响应曲面优化的较佳微波烫漂工艺和传统的热水烫 漂工艺条件对毛豆仁挥发性风味成分的影响，旨在探索 新型烫漂方法对毛豆仁挥发性风味成分形成的贡献，以 期为毛豆仁烫漂工艺的改进提供理论参考。 1材料与方法 1.1材料与试剂 2010, Vol. 31, No. 18食品科学分析检测322 苏 ZY01和苏 ZY02两个毛豆(Glycine max(L.) Merr.) 品种。成熟度适宜、无病虫害，由江苏省农业科学院 溧水植物基地提供。 氯化钠(分析纯) 南京化学试剂有限公司。 1.2仪器与设备 手动SPME进样器(75 m CAR/PDMS萃取头) 美国 Supelco 公司；Trace MS 气相色谱-质谱联用仪 美国 Finnigan 公司；二合一搅拌机 飞利浦家庭电器有限公 司；LWMC-205 可调功率微波化学反应器 南京陵江科 技开发有限责任公司；HH-8 数显恒温水浴锅 江苏省 金坛市荣华仪器制造有限公司。 1.3方法 1.3.1微波烫漂 新鲜毛豆去壳清洗，以 POD 酶活为指标，在单因 素试验基础上，采用中心组合设计(central composite design，CCD)方法，对影响 POD 酶活的 3 个主要因素 即微波功率、微波时间和料水比进行优化试验，通过 响应面法得到较优的微波烫漂工艺为微波 650W、料水 比 2:1(g/mL)条件下处理80s，此条件下POD 酶活在生产 允许范围之内，且营养品质较佳7。毛豆仁经微波烫漂 处理后取出迅速冷却沥干，备用。 1.3.2热水烫漂 新鲜毛豆去壳清洗，以 POD 酶活为指标，采用许 韩山等1研究的传统热水烫漂的工艺条件于(98 2)条 件下烫漂 2min，POD 酶活在生产允许范围之内，毛豆 仁经热水烫漂处理后取出迅速冷却沥干，备用。 1.3.3毛豆挥发性风味成分SPME 萃取 毛豆样品清洗沥干，用搅拌机打碎后，取 2g 置于 20mL 样品瓶中，加入8mL 饱和氯化钠。将样品瓶放入 50的水浴中，于磁力搅拌器上加热平衡15min，将已 老化好的萃取针头插入样品瓶中，用手柄将石英纤维头 推出暴露到样品瓶顶空气体中，恒温 50萃取 30min， 用手柄将纤维头推回针头内，将萃取针头拔出，插入 GC-MS 进样器中解析。 1.3.4仪器条件 色谱条件：色谱柱为 DB-WAX 毛细管柱(30m 0.25mm，0.25m)；载气：He 气；流量：0.8mL/min， 不分流进样。程序升温：起始温度 40，保持 4min， 以 5/min 的速率升至90，再以10/min 的速率升至 220，保持 6min。 质谱条件：离子化方式：EI；电子能量：70eV； 检测电压：350V；发射电流：350A；离子源温度： 200；接口温度：250。 1.3.5数据处理 定性方法：通过GC-MS 所带的NIST、Willey 谱图 库对毛豆挥发性风味成分进行解析，再结合有关文献进 行人工谱图解析，确定其化学成分。仅报道正反匹配 度均大于 800(最大值1000)的鉴定结果8。 定量方法：利用谱图库工作站数据处理系统按峰面 积归一化法进行定量分析，求得各化学成分在挥发性风 味物质中的相对含量。 1.3.6风味成分评价方法 根据Guadagni 的香气值(U0)理论评价各化合物对样 品总体风味的贡献，即 U0=C/T (1) 式中：C 为物质浓度；T 为感觉阈值。 U01，说明该物质对总体风味无实际作用；U0 1，说明该物质可能对总体风味有直接影响；且在一定 范围内，U0越大说明该物质对总体风味贡献越大9。由 于所研究样品往往包含几十甚至上百种挥发性化合物， 绝对定量几乎不可能。研究领域一般用化合物的相对浓 度 Cr代替绝对浓度进行分析，即： Cr C (2) 各化合物的相对浓度可以通过峰面积归一化法计算 得到。这样结合感觉阈值就可以通过相对浓度来判断某 挥发性化合物对总体风味的贡献10，即相对含量较高， 感觉阈值较小的组分对样品总体风味的贡献也越大。 2结果与分析 序号化合物 相对含量/% ABCD 1乙醇21.076.912.5412.38 2已醇1.894.471.461.61 3庚醇0.34 4辛醇0.430.26 5丁醇0.28 6戊醇1318.2815.818.17 7壬醇0.49 8异丁醇0.50.32 9异戊醇0.681.594.74 10丁烯醇2.13 11环戊醇0.41 123-辛醇0.22 131-戊烯-3-醇0.931.491.892.38 141-庚烯-3-醇0.11 151-辛烯-3-醇4.4314.938.069.57 162-壬烯-1-醇0.37 172-庚烯-1-醇1.31.360.670.57 182-辛炔-1-醇0.29 191,3-丁二醇1.15 202,3-丁二醇6.99 21L-(+)-2,3-丁二醇0.826.625.79 表1 不同处理毛豆仁挥发性风味成分及相对含量 Table 1 Contents of flavor compounds in different treated green soybean 323 分析检测食品科学2010, Vol. 31, No. 18 序号化合物 相对含量/% ABCD 22(E)-2-戊烯醇1.130.1 23(Z)-2-戊烯醇1.671.041.44 24(Z)-3-己烯醇0.160.09 25(E)-2-辛烯醇1.792.541.892.46 263-环己烯-1-乙醇0.32 274-乙基环已醇0.240.4 282,4-二甲基环己醇0.33 291,5-辛二烯-3-醇0.97 30己醛3.163.92.292.8 31辛醛0.260.2 32壬醛0.460.330.210.26 33戊醛2.22 34异戊醛0.45 35苯甲醛0.180.11 362-庚烯醛6.2511.363.935.47 372-丁烯醛2.33 382-癸烯醛0.1 392-辛烯醛0.340.70.20.25 40(E,E)-2,4-庚二烯醛0.510.630.19 413-辛酮0.870.15 422-戊酮1.930.51 431-辛烯-3-酮0.982.040.66 443-羟基-2-丁酮3.965.4913.1411.54 456-甲基-5-庚烯-2-酮0.330.110.160.12 46乙酸2.291.80.2 47己酸0.12 48甲酸辛酯0.37 49乙酸丁酯0.86 503,5,5-三甲基-2-己烯0.940.610.91 51三氯甲烷1.12 52 -石竹烯0.4 53乙苯0.38 543,5-二甲基-1-己烯0.17 55吡啶1.282.411.71 56 1- (4-甲氧基苯基)- 1-甲氧基丙烷 8.695.715.64 总计82.6394.4182.7493.16 注：.未检出。A.苏ZY01 热水烫漂；B.苏ZY01 微波烫漂；C.苏ZY02 热水烫漂；D.苏 ZY02 微波烫漂。 续表1 2.1不同烫漂处理毛豆仁挥发性风味成分检测 由表 1 可见，苏ZY01 热水烫漂处理共检出25 种挥 发性化合物，占总峰面积的 82.63%，其中醇类 14 种， 醛类 6 种、酮类 3 种、其他 2 种，相对含量较高的有 乙醇、1-辛烯 -3-醇、2,3-丁二醇、己醛、2-庚烯醛、 1-(4-甲氧基苯基)-1-甲氧基丙烷等；苏ZY01微波烫漂处 理共检出 36 种挥发性化合物，占总峰面积的 94.41%， 其中醇类 17 种、醛类 11 种、酮类 4 种、其他 4 种， 相对含量较高的有乙醇、己醇、戊醇、1-辛烯 -3-醇、 己醛、2-庚烯醛、3-羟基 -2-丁酮等。 苏ZY02 热水烫漂处理共检出31 种挥发性化合物， 占总峰面积的 82.74%，其中醇类 16 种、醛类 5 种、酮 类 3 种、烃类 4 种、其他 3 种，相对含量较高的有乙 醇、戊醇、1-辛烯 -3-醇、L-(+)-2,3-丁二醇、2-庚烯 醛、3-羟基 -2-丁酮等；苏 ZY02 微波烫漂处理共检出 30 种挥发性化合物，占总峰面积的 93.16%，其中醇类 14 种、醛类 5 种、酮类 5 种、烃类 2 种、其他 4 种， 相对含量较高的有乙醇、戊醇、异戊醇、1-辛烯-3-醇、 L-(+)-2,3-丁二醇、2-庚烯醛、3-羟基 -2-丁酮等。 毛豆仁是一种风味较浓郁的蔬菜，含有大量的醇、 醛、酮类等挥发性化合物，是烫漂后毛豆仁风味的主 要来源之一。由分析可知，苏 ZY01 和苏 ZY02 微波烫 漂后毛豆仁挥发性风味成分相对含量均高于热水烫漂处 理，苏ZY01 微波烫漂化合物种类数明显多于热水烫漂， 苏ZY02 微波烫漂和热水烫漂化合物种类数相差不多。 2.2不同烫漂处理后醇类化合物比较 两个毛豆品种热水烫漂和微波烫漂相对含量最高的 均为醇类，但是醇类化合物感觉阈值也较高，除少数 不饱和醇外，它们对毛豆仁风味贡献不大。如乙醇感 觉阈值为 52000g/kg10、异丁醇为 7000g/kg11、戊 醇为4000g/kg11等阈值较大，对毛豆仁风味贡献不大， 因此不管是微波烫漂还是热水烫漂这些化合物的变化对 毛豆仁风味的影响也不大；而1-辛烯 -3-醇感觉阈值为 1g/kg11，相对其他醇类感觉阈值较小，则对毛豆仁 风味产生重要影响。从表 1 可以看出，1-辛烯 -3-醇在 两个毛豆仁品种中微波烫漂的相对含量均比热水烫漂后 高，且两个品种相对含量均较高，分别为 14.93% 和 9.57%。1-辛烯-3-醇是一种亚油酸的氢过氧化物的降解 产物，具有植物的芳香和果香香气12，是毛豆仁烫漂 后主要挥发性化合物之一。 2.3不同烫漂处理后醛类化合物比较 醛类化合物在毛豆仁中的相对含量仅次于醇类，醛 类化合物阈值较低，在烫漂后毛豆仁中含量也较高，对 毛豆仁风味影响较大，在两种处理中检出的醛类化合物 感觉阈值较低的有壬醛(1g/kg)10、辛醛(0.7g/kg)10、 2-癸烯醛(0.3g/kg)10、异戊醛(0.2g/kg)11，这些挥 发性化合物对烫漂毛豆仁风味有重要贡献。壬醛阈值较 低，但是在两个毛豆品种的两个处理中含量均较低，且 不同处理之间相对含量相差不大，如苏 ZY02 热水烫漂 中相对含量为 0.21%，微波烫漂中为 0.26%，所以就两 种处理来说，微波烫漂和热水烫漂均没有较大差别。辛 醛阈值较低，其变化规律和壬醛相似。异戊群 -癸烯 醛均只在苏 ZY01 微波烫漂处理中检出，且它们的阈值 在所检出的醛类中较低，相对含量虽然不高，但是也 对毛豆仁产生一定贡献。异戊醛具有果香和焦甜气息， 是亮氨酸、缬氨酸等氨基酸降解产生的10。 醛类在2 个品种不同处理中含量较高的还有 2-庚烯 醛和戊醛，2-庚烯醛在苏ZY01 热水烫漂中相对含量为 2010, Vol. 31, No. 18食品科学分析检测324 6.25%、微波烫漂中为 11.36%，ZY02 热水烫漂中相对 含量为3.93%、微波烫漂为5.47%，2-庚烯醛感觉阈值 为 13g/kg10，虽然阈值较大，但是相对含量也较高， 2-庚烯醛具有油脂样香味，对烫漂毛豆仁风味也产生一 定影响，因此可认为微波烫漂对毛豆仁的风味贡献比热 水烫漂毛豆仁较大。戊醛仅在苏 ZY01 微波烫漂处理中 检出，且相对含量较高为2.22%，戊醛感觉阈值为 12 42g/kg11，主要来源于脂肪氧化，也对毛豆仁风味产 生一定影响。 己醛阈值为 4.5g/kg10，相对含量在相同品种不同 处理之间相差不大，为 3% 左右，己醛在新鲜原料中含 量较高，两种烫漂处理后相对含量均降低。分析其原 因是由于脂肪等物质在脂肪氧化酶等酶类作用下发生氧 化等变化，会产生有特征性的、强烈的青豆气味，称 为豆腥气或生豆臭。这种特征气味的成分正是己醇、己 醛等产生的，而经烫漂后，使脂肪氧化酶等酶类失活， 从而使己醇和己醛等挥发性风味成分相对含量降低，也 一定程度上控制了豆腥气的产生13。 2.4不同烫漂处理后酮类及其它化合物比较 酮类化合物在烫漂后毛豆仁中含量也较高，次于醇 类和醛类，酮类化合物的感觉阈值比醇类低，但高于 醛类。酮类中对风味贡献较大的是1-辛烯 -3-酮，因其 感觉阈值很低为 0.005g/kg11，从表 1 可以看出，苏 ZY01和苏ZY02微波烫漂后1-辛烯-3-酮的相对含量均高 于热水烫漂，这也说明微波烫漂对毛豆风味贡献较大。 1-辛烯 -3-酮具有强烈的壤香、蘑菇香气及金属气，天 然存在于丁香、青豆、大豆和茶叶中，属天然等同香 料。3-辛酮仅在两个品种的微波烫漂中检出，虽然相 对含量不高，但其阈值为28g/kg11，也可认为是微波 烫漂对毛豆仁风味产生的独特作用。另外相对含量较高 的酮类是 3-羟基 -2-丁酮，其感觉阈值为 55g/kg14， 同一品种不同处理之间相对含量差别不大，所以就此化 合物来说，可认为两种处理对其影响不大。 其他化合物如己酸、甲酸辛酯、3,5-二甲基 -1-己 烯等，仅在微波烫漂中检出，这些化合物虽然相对含 量不高，阈值也较大，但是正是这些化合物的共同作 用构成了毛豆仁风味体系，对毛豆仁风味也产生影响。 3结 论 两种烫漂方法后毛豆仁中所含醇类对风味的影响主 要来自于 1-辛烯 -3-醇，两个品种微波烫漂后 1-辛烯 - 3-醇相对含量均比热水烫漂后高说明微波烫漂对毛豆仁 的风味贡献较大。醛类物质可能来源于不饱和脂肪酸氧 化后形成的过氧化物的裂解和氨基酸降解，此类化合物 阈值较低且在烫漂毛豆仁中含量较高，因此对烫漂毛豆 仁风味起重要作用，微波烫漂能够使对烫漂毛豆仁风味 贡献较大的醛类化合物保存较好或增多。如异戊醛、2- 癸烯醛、2 - 庚烯醛、己醛、戊醛等。酮类物质主要 呈现桉叶味、脂肪味和焦燃味，是由多不饱和脂肪酸 的氧化或热降解、氨基酸降解或者微生物氧化产生，阈 值高于其同分异构体的醛，对毛豆仁风味贡献较小，但 不同烫漂处理间的差异主要来自羰基化合物的定性定量 差异，故酮类化合物对形成毛豆风味也具一定影响。 总的来说，对热水烫漂和微波烫漂毛豆仁中挥发性 化合物进行分析比较得出：微波烫漂对毛豆仁中1-辛烯- 3-醇、异戊醛、2- 癸烯醛、2- 庚烯醛、戊醛、1-辛 烯 -3-酮、3-辛酮等化合物相对含量影响较大，而这些 化合物阈值均较小，因此微波烫漂对毛豆仁风味贡献大 于热水烫漂。通过改变烫漂方式可以保存或增加毛豆仁 风味物质的形成。 参 考 文 献 ： 1许韩山, 张憨, 孙金才. 速冻毛豆漂烫工艺J. 食品与生物技术学报, 2009, 28(1): 38-43. 2LOPEZ M A A, ROJAS R M, COSANO G Z, et al. Nutritional changes in the essential trace elements content of asparagus during industrial processingJ. Food Research International, 1999, 32(7): 479-486. 3CRUZ R M S, VIEIRA M C, SILVA C L M. Modeling kinetics of watercress (Nasturtium officinale) color changes due