青薯9號復熱風味物質變化研究

宋國慶 徐瑞蘭 辛世華

基金項目：寧夏回族自治區自然科學基金（2021AAC03250）；寧夏回族自治區青年拔尖人才培養工程；寧夏工商職業技術學院應用技術研發項目（NXGSYFZX2020003）。

作者簡介：宋國慶（1972—），男，寧夏固原人，本科，講師。研究方向：食品科學和烹飪工藝。

通信作者：辛世華（1986—），男，寧夏石嘴山人，博士，講師。研究方向：農產品加工。E-mail：xinshihua@vip.qq.com。

摘 要：使用靜態頂空氣相離子遷移譜技術測定不同烹飪方式加工的青薯9號在凍融后的風味物質，分析青薯9號復熱時的風味物質變化。結果表明，不同烹飪加工方式對青薯9號馬鈴薯復熱時的風味物質有明顯影響。烤制和微波處理的馬鈴薯風味物質復原度最差，凍藏過程中生鮮馬鈴薯和烤制處理的馬鈴薯會產生呋喃類物質，煮制的馬鈴薯會產生二烯醛類物質（3-甲基-2-丁烯醛和異戊烯醛），出現明顯的異味，油炸處理可以避免產生異味。

關鍵詞：靜態頂空-氣相色譜-離子遷移譜法；青薯9；風味分析；復熱過程

Study on the Flavor Changes of Qingshu No. 9 after Reheating

SONG Guoqing1， XU Ruilan2， XIN Shihua1，3*

（1.Ningxia Vocational Technical College of Industry &Commerce， Yinchuan 750021， China; 2.Yinchuan Vocational Technical College， Yinchuan 750021， China; 3.Ningxia University Food College， Yinchuan 750021， China）

Abstract： Static headspace-gas chromatograph-ion mobility spectrometry was used to determine the flavor compounds of Qingshu No. 9 processed by different cooking methods after freezing and thawing， and to analyze the changes in flavor compounds of Qingshu No. 9 during reheating. The results showed that different cooking and processing methods had significant effects on the flavor substances of Qingshu No. 9 when reheating. Potatoes with baking and microwave treatments had the worst recovery of flavor substances， while raw and baking-treated potatoes produced furans during freezing and storage， and boiled potatoes produced dienal （3-methyl-2-butenal and isopentenal）， resulting in obvious off-flavors， which could be avoided by frying treatment.

Keywords： headspace-gas chromatograph-ion mobility spectrometry; Qingshu No. 9; flavor analysis; heating-freezing-reheating process

馬鈴薯作為主食，其香氣分離和風味保持受到長期關注，通過不同技術手段如紅外吸收光譜法、質譜法、頂空氣相-電子鼻等研究不同烹飪方式下馬鈴薯香氣成分已有相關報道[1]。本研究旨在深入探討不同烹飪方式對馬鈴薯揮發性風味物質的影響，特別關注儲藏異味的生成機制[2-3]。以WAGNER等[4]和BLANCH等[5]的研究為基礎，進一步研究熟制馬鈴薯儲藏過程中異味產生的原因，強調氫過氧化物和醛類物質在此過程中的主導作用[6]。氣相離子遷移譜技術（Gas Chromatography-Ion Mobility Spectrometry，GC-IMS）能夠提高復雜組分揮發物鑒定的靈敏度[7]，已被廣泛用于研究復雜的食品樣品，如橄欖油、蜂蜜、雞蛋和干糧[8]。本文采用GC-IMS法測定熟制的青薯9號復熱時的揮發性香氣成分，研究冷凍保藏的馬鈴薯復熱時的風味變化。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

青薯9馬鈴薯，寧夏農科院馬鈴薯研究所提供；色拉油，市售，昊裕公司。

FlavourSpec?氣相色譜離子遷移譜儀，德國G.A.S.公司；MXT-5型色譜柱，美國RESTEK公司；Convotherm?蒸烤箱，馬尼托瓦克起重設備（中國）有限公司；松下超低溫冰箱；炸爐；電磁灶；格蘭仕微波爐。

1.2 方法

1.2.1 青薯9號加工

將青薯9號清洗去皮后，使用模具將原料統一裁切為3 cm×3 cm×1 cm，浸泡在水中防止氧化，隨機分為6組（每組不少于9個）按表1條件進行實驗。

1.2.2 揮發性物質測定

采用氣相色譜離子遷移譜儀測定樣品的揮發性物質。稱量1 g樣品添加到20 mL頂空采樣瓶中，自動取樣器的孵育溫度為70 ℃，孵育時間為10 min。振蕩加熱，振蕩速率為500 r·min-1，注射針溫度為75 ℃，進樣量為400 μL，清洗時間為5 s。

在色譜分析中，色譜柱溫度設置為70 ℃，初始流速為2.0 mL·min-1，保持時間2 min。在第20 min時，流速增加到100.0 mL·min-1。總運行時間為20 min，所使用的色譜柱為MXT-5型（15 m×0.53 mm，1 μm），柱溫為60 ℃。

1.2.3 定性分析

使用FlavourSpec?配套的GCIMS Library Search NIST數據庫和IMS數據庫對樣品揮發性成分進行定性分析。

2 結果與分析

采用不同熟制方法加工青薯9號，凍融后進行揮發性風味物質分析。根據風味軟件內置數據庫，去除空氣中的干擾揮發物，可以明確定性的揮發性成分共有41種（單體及部分物質的二聚體），主要包括酯類11種、醛類11種、醇類2種、酮4種、烷烴類3種、酸類2種、雜環芳香類8種（吡嗪類4種、噻唑類2種、呋喃類2種）。從定性的數據中可知，與凍融保藏前相比，酯類物質減少，醛類物質明顯增長。從種類上看，馬鈴薯貯藏過程中呋喃類物質的出現成為新的特征揮發物，吡嗪類和噻唑類揮發物的增加也印證了馬鈴薯貯藏期間化合物仍保持活性[9]。研究認為游離氨基酸、不飽和脂肪酸和還原糖的相互作用產生了典型香氣[10]，而酯類物質的減少和醛類物質的增加，說明馬鈴薯細胞內的生物酶活性仍然存在[11]。從冷藏后照片可以看到，微波和烤制處理的青薯9號褐變明顯，而蒸、煮加工的青薯9號沒有發生褐變，炸制處理的青薯9號顏色源自加工時美拉德反應，見圖1。

青薯9號凍融后，所有樣品都產生乙酸丁酯、乙酸乙酯、己醛和4-甲基-2-戊酮，鮮馬鈴薯凍融后揮發性物質主要有四氫呋喃和2-丁酸等；煮制馬鈴薯凍融后主要揮發物有2-乙基-5-甲基吡嗪、2-乙基吡嗪、2，4，5-三甲基噻唑、3-甲基-2-丁烯醛和異戊烯醛等；蒸制和烤制的青薯9號主要揮發物有2，4，6，6-四甲基庚烷、2-丁酮等；微波處理的青薯9號會出現特有的乙酸異丁酯和2-乙基-3-甲基吡嗪等；油炸處理的樣品再次復熱后沒有出現典型的異味特征揮發物，乙酸乙酯組分熱度最強，見圖2。

3 結論

馬鈴薯的風味受烹飪方式和其他多種因素的影響，如品種選擇、農藝和儲存條件，分析過程中使用的提取技術可能會影響分離的揮發物的性質和數量。采用GC-IMS技術對青薯9號的揮發性氣味物質進行分析，為揭示馬鈴薯風味變化，減緩馬鈴薯酸敗，延長商品保質期提供了參考。從定性分析可以看出，油炸處理可以避免其他異味的產生，但同時會使香氣被掩蔽。這對于選擇最適宜的烹飪方式，提高馬鈴薯產品口感和風味質量具有指導意義。青薯9號具有相對較高的脂類和維生素C含量，營養成分的差異決定了其獨特的風味。通過實驗可知，馬鈴薯塊莖結構被破壞后，出現令人無法接受的風味，冷凍或熱加工不能使馬鈴薯塊莖保持相對穩定的物性條件。GC-IMS分析用時短，能夠更好地還原馬鈴薯的香氣組分，頂空進樣避免了萃取濃縮二次加熱所帶來的干擾組分，但GC-IMS對于大分子量揮發物質的檢出效果與GC-MS存在差異，還需要后續進一步驗證。

參考文獻

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