不同炒制時間對燕麥揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)形成的影響

李 崢, 孫冰華, 錢曉潔, 楊舒婷, 王曉曦

(河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院,鄭州 450000)

燕麥作為一種富含膳食纖維、不飽和脂肪酸等營養(yǎng)物質(zhì)的谷物而受到廣泛關(guān)注[1-3]。然而,較高的脂肪含量和內(nèi)源酶活性限制了燕麥的商業(yè)加工和應(yīng)用。因此,在燕麥加工前通常會進行熱處理滅酶,以增強脂質(zhì)穩(wěn)定性并改善燕麥制品的質(zhì)量[4]。

炒制是燕麥工業(yè)生產(chǎn)中最常見的熱處理方式[5]。在炒制過程中持續(xù)的高溫引發(fā)一系列的反應(yīng),如美拉德反應(yīng)、脂質(zhì)氧化等,通常會通過無味前體的降解、結(jié)合而生成燕麥重要香氣物質(zhì),從而賦予燕麥及其制品獨特的風(fēng)味。鑒于燕麥脂肪含量較高、不飽和脂肪酸比例高的特點,炒制燕麥的風(fēng)味物質(zhì)種類和豐富度明顯高于炒制青稞[6]、烘烤藜麥[7]等其他雜糧。目前,燕麥及其制品的加工特性和營養(yǎng)功能特性的研究受到廣泛關(guān)注,關(guān)于燕麥風(fēng)味的研究相對較少,且多聚焦于燕麥片、燕麥面條等成品風(fēng)味[8-11]。然而,有關(guān)燕麥炒制過程中風(fēng)味物質(zhì)含量與組成的動態(tài)變化鮮有報道,炒制過程中脂肪氧化程度的變化與風(fēng)味的關(guān)聯(lián)性尚不明確。

基于此,本研究以燕麥為原料,通過采用頂空-固相微萃取結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜法(HS-SPME-GC-MS)探究不同炒制時間對燕麥主要揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響,通過相對氣味活度值(ROAV)并結(jié)合主成分分析(PCA)確定燕麥的關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì);并探究不同炒制時間對燕麥脂肪氧化的影響,建立脂肪氧化程度與燕麥風(fēng)味的關(guān)聯(lián)性,以期能夠從脂肪氧化的角度初步解析不同炒制時間對燕麥獨特風(fēng)味形成的影響規(guī)律,為燕麥制品風(fēng)味的改善和提升提供參考和依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

壩莜8號燕麥,將燕麥籽粒清理去雜后,4 ℃儲藏。

異辛烷、1-丁醇、氫氧化鉀、三氟化硼-乙醚、2-硫代巴比妥酸、p-茴香胺、氯化鈉、氫氧化鈉均為分析純;甲醇、正己烷為色譜純;2-辛醇、C8-C25正構(gòu)烷烴混標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)品。

1.2 儀器與設(shè)備

DCCZ3-4電磁炒貨機,ST-528超微粉碎機,RE100-PRO旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,臺式封閉電爐,57330-U固相微萃取手柄,50/30 μmDVB/CAR/PDMS固相微萃取頭,7890A-5975C氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀,NexisGC-2030氣相色譜儀。

1.3 實驗方法

1.3.1 炒制燕麥粉的制備

準(zhǔn)確稱量1 kg燕麥,將其水質(zhì)量分?jǐn)?shù)調(diào)至27.5%并平衡水分12 h,使用電磁炒貨機在160 ℃下炒制5、15、25、35、45 min,以未處理的燕麥作為對照組。炒制結(jié)束后快速冷卻至室溫,在4 ℃條件下密封保存。將處理過的和未經(jīng)處理的燕麥在超微粉碎機中粉碎,全部通過80目篩,獲得6個全燕麥粉樣品,分別編號為C0、C5、C15、C25、C35和C45,置于自封袋中,封口備用。

1.3.2 揮發(fā)性物質(zhì)測定

1.3.2.1 固相微萃取條件

參考文獻[12]方法,并稍作修改。稱取已粉碎的燕麥粉3.0 g置入20 mL的頂空瓶中,加入2 μL 2-辛醇(0.20 mg/mL)作為內(nèi)標(biāo),用PTFE/硅橡膠隔墊密封壓緊。樣品置于60 ℃水浴條件下平衡10 min后,將已老化好的50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭插入頂空瓶中萃取50 min,萃取完成后將萃取頭置于進樣口中解吸2 min用于GC-MS分析,每個樣品重復(fù)3次。

1.3.2.2 氣相色譜質(zhì)譜條件

GC條件:HP-5MS色譜柱(30.00 m×0.25 mm×0.25 μm),載氣為He,柱流速設(shè)置為1.0 mL/min,進樣口溫度250 ℃,采用不分流進樣。升溫程序設(shè)定起始溫度為40 ℃,保持溫度持續(xù)2 min,先以10℃/min升溫至70 ℃保持2 min;再以3 ℃/min升至170 ℃,保留2 min,再以8 ℃/min升至210 ℃保持2 min。

MS條件:傳輸線溫度250 ℃,離子源溫度為230 ℃,電子能量為70 eV,四級桿溫度150 ℃,輔助加熱器溫度280 ℃,采用全掃描(Scan)模式采集信號,掃描范圍35～500m/z。

1.3.2.3 化合物的定性和定量分析

定性分析:根據(jù)MS結(jié)果得到的各色譜峰經(jīng)NIST17譜庫檢索,選擇匹配度大于80%的鑒定結(jié)果予以確認,同時根據(jù)正構(gòu)烷烴混標(biāo)(C8～C25)標(biāo)準(zhǔn)品的出峰時間計算各化合物的實際保留指數(shù),并與文獻報道的理論保留指數(shù)對比對化合物進行再次鑒定。

定量分析:根據(jù)內(nèi)標(biāo)法(2-辛醇)確定各物質(zhì)的含量,各物質(zhì)的含量按公式計算:

式中:Sx和SA分別為目標(biāo)化合物的峰面積和內(nèi)標(biāo)化合物的峰面積;2為加入內(nèi)標(biāo)品體積/μL;3為加入樣品質(zhì)量/g;Mx為目標(biāo)化合物含量/μg/kg。

1.3.2.4 關(guān)鍵風(fēng)味化合物的確定

通過計算ROAV[13],確定各揮發(fā)性物質(zhì)對樣品風(fēng)味的貢獻。選取化合物中對樣品風(fēng)味貢獻最大的ROAVmax為100,其余各組分的ROAV按公式計算:

式中:OAVmax為揮發(fā)性化合物中的最高氣味活性值;OAVi為某揮發(fā)性化合物的OAV。OAV通過方程OAVi=Ci/Ti計算,其中Ci為燕麥粉中某揮發(fā)性化合物的含量/μg/kg;Ti為各揮發(fā)物的閾值/μg/kg。

1.3.3 脂肪氧化情況的測定

1.3.3.1 燕麥油提取

參考李歡康等[14]方法,并稍作修改。準(zhǔn)確稱量350.0 g燕麥粉于2 000 mL燒杯中,加入1 000.0 mL正己烷,攪拌提取6 h,4 000 r/min離心10 min,上清液采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸發(fā),至無液滴滴下,收集燕麥油,重復(fù)提取2次,合并油脂。

1.3.3.2 脂肪酸組成測定

脂肪酸組成參照GB 5009.168—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪酸的測定》進行測定。以比對標(biāo)準(zhǔn)品的保留時間進行定性分析,以峰面積歸一化法進行定量分析。

1.3.3.3 茴香胺值(p-AV)測定

p-AV參照GB 24304—2009《動植物油脂茴香胺值的測定》執(zhí)行。

1.3.3.4 硫代巴比妥酸值(TBARS)測定

TBARS值參照GB/T 35252—2017《動植物油脂 2-硫代巴比妥酸值的測定 直接法》執(zhí)行。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有指標(biāo)測定重復(fù)3次;利用TBtools軟件對揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的進行聚類熱圖分析;利用SPSS 26.0對數(shù)據(jù)進行差異顯著性分析;利用Origin 2018軟件對數(shù)據(jù)進行繪圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同炒制時間燕麥粉揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析

采用HS-SPME結(jié)合GC-MS對不同炒制時間燕麥粉樣品的揮發(fā)性化合物成分及相對含量進行分析鑒定。由表1可見,燕麥粉中共鑒定出70種化合物,包括29種烴類化合物、14種醛類化合物、8種酯類化合物、3種酮類化合物、3種醇類化合物、4種酸類化合物、6種雜環(huán)類化合物、酚類和醚類等其他化合物3種。其中,處于不同炒制階段的燕麥粉樣品均存在31種化合物,與前期關(guān)于燕麥制品風(fēng)味研究中檢出的風(fēng)味化合物基本保持一致[11,15]。烴類化合物和醛類化合物在炒制燕麥粉樣品中種類多且總含量高,均在100 μg/kg以上,而吡嗪類化合物在炒制后期(≥35 min)顯著增加,在炒制45 min樣品中含量達到100.43 μg/kg。這與張垚等[6]有關(guān)青稞炒制過程中揮發(fā)性化合物的變化規(guī)律保持一致。

2.1.1 烴類揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析

烴類物質(zhì)的閾值較高,即使在濃度較高的范圍下對燕麥風(fēng)味的貢獻性依舊較小。從表1中可看出2,2,4,6,6-五甲基庚烷是燕麥粉烴類化合物中含量最高的物質(zhì)(46.95～81.68 μg/kg),其他含量在5 μg/kg以上的化合物有對二甲苯、十一烷、3-甲基-十一烷、十二烷和十三烷。其中對二甲苯作為芳香烴化合物,在燕麥生粉中含量最高,對燕麥粉的青草味有一定貢獻。張銘銘等[16]研究發(fā)現(xiàn)對二甲苯具有一定的芳香氣息,參與綠茶獨特的栗香氣味的形成。烴類化合物在燕麥生粉中含量比較豐富,隨著炒制時間的增加,在高溫的作用下脂肪酸烷氧自由基的裂解以及長鏈烷烴的斷裂導(dǎo)致烴類化合物含量逐漸升高,在炒制25 min時達到最高;炒制后期飽和脂肪烴的氧化加劇分解,導(dǎo)致其含量減少。

2.1.2 醛類揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析

醛類化合物的閾值較低,是肉類食品、水果、谷物制品風(fēng)味的重要來源。汪新潔等[12]發(fā)現(xiàn)己醛、壬醛是形成擠壓燕麥片獨特風(fēng)味的關(guān)鍵化合物。由表1可知,主要呈花香味的壬醛是燕麥粉中含量最高的醛類化合物(66.20～157.72 μg/kg),其他醛類化合物還包括己醛、庚醛、苯甲醛、水楊醛、癸醛、2-甲氧基苯甲醛、十一醛、十二醛、2-丁炔醛、(E)-2-庚烯醛、(E)-2-辛烯醛、(E)-2-壬烯醛和2,4-癸二烯醛。研究表明,燕麥制品中醛類物質(zhì)的主要來源是脂肪酸的氧化分解[17]。己醛作為一種低碳原子直鏈醛類,具有青草香、脂肪味的特征,主要由亞油酸的氧化裂解產(chǎn)生。隨著炒制時間的增加,己醛的含量由1.82 μg/kg增加至炒制35 min時的57.74 μg/kg。呈花香味的壬醛由油酸氧化產(chǎn)生,而呈果香味的庚醛是花生四烯酸的氧化產(chǎn)物[11]。在燕麥炒制過程中,壬醛、庚醛的含量隨炒制時間的增加呈先升高后降低趨勢,在炒制25～35 min時含量達到最高,而隨著炒制時間繼續(xù)增加,碳氧雙鍵開始斷裂,其含量開始逐漸降低。苯甲醛、水楊醛、2,4-癸二烯醛、(E)-2-壬烯醛等醛類對風(fēng)味起重要作用,在炒制25～35 min時含量較高。

表1 不同炒制時間燕麥粉揮發(fā)性化合物相對含量及種類表

續(xù)表1

2.1.3 酮類、酯類和醇類揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析

酮類化合物在炒制過程中可通過脂肪酸降解和美拉德反應(yīng)生成,同時也會作為中間產(chǎn)物氧化分解生成其他物質(zhì)。酮類物質(zhì)閾值較低,燕麥粉中的酮類物質(zhì)有3種,質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于2%,分別為4-甲基-2-己酮、(E,E)-3,5-辛二烯-2-酮和2-癸酮。4-甲基-2-己酮作為一種甲基酮,呈脂肪香氣,含量變化與脂肪氧化密切相關(guān),在炒制后期含量在2.38～4.47 μg/kg范圍。(E,E)-3,5-辛二烯-2-酮在炒制25 min后未檢測到,可能是由于進一步氧化分解生成酸或醇等。

酯類物質(zhì)一般具有油脂、芳香氣味。有研究表明,高碳鏈的酯類(16個碳原子以上)閾值較高,對食品的風(fēng)味貢獻不大[18]。燕麥粉中共檢測出8種酯類,含量最高的酯類化合物是鄰苯二甲酸二異丁酯,在所有炒制樣品中均存在的有1,2-苯二甲酸丁酯 2-乙基己酯、2,4,4-三甲基戊烷-1,3-二基雙異丁酸酯和鄰苯二甲酸-1-丁酯-2-異丁酯,而戊二酸二甲酯只在炒制前期(≤15 min)出現(xiàn),大多數(shù)酯類是由脂肪代謝物與其他物質(zhì)的酯化反應(yīng)產(chǎn)生的。

飽和醇類化合物的閾值較高,而不飽和醇類化合物的閾值較低。呈蘑菇味、干草味的1-辛烯-3-醇在軋制燕麥片、燕麥粉中均有發(fā)現(xiàn)[11]。燕麥粉中檢測到醇類物質(zhì)種類較少,包括1-辛烯-3-醇、1-辛醇、1-壬醇3種,其中1-壬醇為燕麥生粉中獨有的醇類化合物,含量為3.42 μg/kg。而1-辛烯-3-醇、1-辛醇的含量隨著炒制時間的增加呈先升高后降低的趨勢,可能的原因是在炒制過程中不飽和脂肪酸的氧化及Strecker降解反應(yīng)的作用下,醇類物質(zhì)含量升高,過長時間的高溫又會使部分醇類降解。

2.1.4 其他類揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析

雜環(huán)類中吡嗪類化合物閾值較低,主要呈強烈的烤香和堅果味香氣,是烘焙、炒制食品的主要呈味物質(zhì),對炒制燕麥的焙烤香味有重要貢獻。燕麥粉中雜環(huán)類物質(zhì)包括2-甲基吡嗪、2,5-二甲基吡嗪、吡咯、2-乙基-3,6-二甲基吡嗪、3,5-二乙基-2-甲基吡嗪和3,5-二甲基-2-丙基吡嗪。5種吡嗪類物質(zhì)均在炒制25 min后被檢測到,且含量隨時間增加而急劇升高,在45 min時2-乙基-3,6-二甲基吡嗪含量達到25.24 μg/kg,2,5-二甲基吡嗪含量達到52.19 μg/kg,2-甲基吡嗪含量達到16.60 μg/kg,這些吡嗪類物質(zhì)的主要來源是還原糖和氨基酸之間的美拉德反應(yīng)、Strecker降解反應(yīng)以及焦糖化反應(yīng),在炒制后期對燕麥粉的風(fēng)味產(chǎn)生重要影響。Heydanek等[19]研究認為熱物理化學(xué)反應(yīng)下生成的吡咯、吡嗪類物質(zhì)具有顯著較低的風(fēng)味閾值,對烘烤燕麥的整體風(fēng)味產(chǎn)生重要的感官影響,本研究檢測出吡咯和吡嗪物質(zhì)含量較高,輔證了其觀點。

燕麥粉中被檢測到的酸類、醚類、酚類等化合物種類少且含量低,對與整體風(fēng)味影響較小。酸類包括壬酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸和硬脂酸,其中壬酸閾值比較高,可能來源于醇或醛的氧化。酚類有3,5-二叔丁基苯酚和4-乙烯基-2-甲氧基苯酚,醚類只有癸醚一種。4-乙烯基-2-甲氧基苯酚在Dach等[20]對燕麥糕點生產(chǎn)過程中關(guān)鍵香氣化合物的變化研究中發(fā)現(xiàn),但由于閾值較高且含量較低,對燕麥粉的風(fēng)味貢獻很小。

2.2 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)熱圖聚類分析

為進一步明確燕麥粉揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量及種類與炒制時間的關(guān)系,將實驗數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化后繪制成聚類熱圖。熱圖中顏色深淺代表物質(zhì)含量的高低,偏向藍色代表某種物質(zhì)含量較低,而偏向紅色代表某種物質(zhì)含量較高[21]。如圖1所示,在炒制前期(≤15 min),鄰苯二甲酸二甲酯、1,2-苯二甲酸丁酯-2-乙基己酯、鄰苯二甲酸二異丁酯等酯類物質(zhì)較多,但由于閾值較高對整體風(fēng)味貢獻不大。隨著炒制時間的增加,風(fēng)味物質(zhì)的種類及含量也不斷增加。在炒制25 min之后有大量ROAV值大于1的風(fēng)味物質(zhì)生成,如己醛、1-辛烯-3-醇、壬醛、(E)-2-壬烯醛、癸醛、2-甲基吡嗪、2-乙基-3,6-二甲基吡嗪等,這些物質(zhì)共同形成炒制燕麥粉的特征風(fēng)味。而主要呈焦香味、堅果味的吡嗪類物質(zhì)在炒制后期大量增加,在炒制時間為45 min時燕麥粉中吡嗪類物質(zhì)種類及含量為最高,但過量的吡嗪類物質(zhì)會使樣品有“焦糊味”的感官屬性。通過聚類分析可知炒制時間為25、35、45 min的樣品中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)可聚為一類,與炒制前期的樣品能明顯區(qū)分。

圖1 不同炒制時間燕麥粉揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)聚類熱圖

2.3 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)PCA分析

燕麥在炒制過程中形成的風(fēng)味物質(zhì)成分較為復(fù)雜,因此為了能直觀體現(xiàn)此過程中風(fēng)味物質(zhì)的差異,對不同炒制時間燕麥粉的主體風(fēng)味物質(zhì)進行了主成分分析,圖2為燕麥炒制過程中關(guān)鍵性風(fēng)味物質(zhì)的主成分載荷圖,圖3為燕麥炒制過程中關(guān)鍵性風(fēng)味物質(zhì)的主成分得分圖。表2表明,PC1、PC2、PC3的方差貢獻率分別為58.381%、21.854%和11.005%,累計方差貢獻率為91.246%,根據(jù)主成分分析的要求,累計方差貢獻率大于85%可以反映原始數(shù)據(jù)的可靠性[20]。

在圖2中,同一樣品的坐標(biāo)點聚集較為緊密,說明實驗的重復(fù)性和穩(wěn)定性較好[22]。炒制5 min和炒制15 min樣品均分布在第二象限且分布區(qū)域接近,說明炒制前期風(fēng)味物質(zhì)沒有太大變化,棕櫚酸甲酯、(E,E)-3,5-辛二烯-2-酮、戊二酸二甲酯是其主要風(fēng)味物質(zhì)。炒制25 min和炒制35 min樣品分布在第四象限,說明兩者主體風(fēng)味物質(zhì)接近,這部分區(qū)域分布的醛類化合物和醇類化合物較多,ROAV值較大的(E)-2-壬烯醛、壬醛、己醛、苯甲醛、水楊醛1-辛烯-3-醇等物質(zhì)對這個炒制階段的燕麥粉風(fēng)味貢獻較大。炒制45 min的樣品單獨處于第一象限,其主體風(fēng)味物質(zhì)有明顯變化,2,5-二甲基吡嗪、吡咯、2-乙基-3,6-二甲基吡嗪、3,5-二乙基-2-甲基吡嗪、(E)-2-庚烯醛等呈焦香味、焙烤味的物質(zhì)對此樣品具有明顯影響。從整體來看,結(jié)合前期對風(fēng)味物質(zhì)成分及相對含量的分析,炒制前期(≤15 min)和炒制45 min的燕麥粉樣品揮發(fā)性風(fēng)味具有明顯差異,用PCA分析手段可對不同樣品的風(fēng)味進行較可靠的區(qū)分。

圖2 不同炒制時間燕麥粉揮發(fā)性物質(zhì)的主成分載荷圖

圖3 不同炒制時間燕麥粉樣品的主成分得分圖

表2 主成分特征值及方差貢獻率

2.4 關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)鑒定

燕麥粉的關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)是指對其整體風(fēng)味具有顯著貢獻的小部分化合物,但并不是物質(zhì)的含量越高就對風(fēng)味貢獻越高,通常由該物質(zhì)閾值的大小和含量的高低共同決定[23]。本研究中引入ROAV值對燕麥炒制過程中各揮發(fā)性物質(zhì)對整體風(fēng)味的貢獻程度進行分析。表3中列出23種物質(zhì)的相對氣味活度值,ROAV值在0.1≤ROAV<1.0的物質(zhì)對燕麥粉風(fēng)味起重要修飾作用,當(dāng)ROAV值>1.0時,ROAV值越大,其對樣品風(fēng)味的貢獻越大。(E)-2-壬烯醛、壬醛是對所有炒制階段燕麥粉風(fēng)味貢獻最大的物質(zhì)。1-壬醇是燕麥生粉中特有的主體風(fēng)味物質(zhì)。在炒制前期(≤15 min)的樣品中,ROAV值在1～100的物質(zhì)有苯甲醛、1-辛烯-3-醇、壬醛、(E)-2-壬烯醛和癸醛,這些物質(zhì)是其關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì),風(fēng)味特征主要有水果香、甜香、花香、弱油脂香等;在炒制中后期(≥25 min)的樣品中,關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)有己醛、苯甲醛、1-辛烯-3-醇、2-乙基-3,6-二甲基吡嗪、壬醛、3,5-二乙基-2-甲基吡嗪和癸醛(ROAV≥1)。庚醛、2,5-二甲基吡嗪、2-乙基-3,6-二甲基吡嗪、3,5-二乙基-2-甲基吡嗪可以作為炒制中后期燕麥粉風(fēng)味變化的關(guān)鍵性揮發(fā)性物質(zhì),這幾種物質(zhì)的含量在炒制中后期顯著增加,逐漸對燕麥粉的風(fēng)味起主導(dǎo)作用,這個階段整體風(fēng)味呈現(xiàn)焦香味、堅果味、果香味的屬性。同時也表明美拉德反應(yīng)在炒制中后期對燕麥風(fēng)味的影響逐漸顯著。

表3 不同炒制時間燕麥粉揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的ROAV值

表4 不同炒制時間燕麥粉脂肪酸組成及相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化

2.5 脂肪酸組成

如表4所示,燕麥粉中被檢測出的脂肪酸共有7種,主要包括油酸、亞油酸和棕櫚酸等。燕麥粉中飽和脂肪酸(SFA)有4種,分別為肉豆蔻酸(C14∶0)、棕櫚酸(C16∶0)、硬脂酸(C18∶0)和花生酸(C20∶0),僅占總脂肪酸的15.59%～18.55%,其中棕櫚酸含量最高,約占SFA質(zhì)量的92.00%。而在燕麥粉中的不飽和脂肪酸(UFA)中,分別有油酸(C18∶1)、亞油酸(C18∶2)和亞麻酸(C18∶3n-3)3種,質(zhì)量分?jǐn)?shù)達到81.45%～84.41%,油酸、亞油酸具有降低膽固醇等保健功效,且在燕麥?zhǔn)称返募庸ぶ胁伙柡椭舅岬姆纸馐瞧滹L(fēng)味的重要來源[4,25]。

不同炒制樣品脂肪酸組成基本不變,說明炒制對燕麥的脂肪酸組成影響不大。亞油酸是燕麥粉中含量最高的脂肪酸,不同炒制樣品中其質(zhì)量分?jǐn)?shù)均在42.00%以上,在生粉中含量最高,其含量隨炒制時間的增加呈下降趨勢。油酸在炒制5 min即顯著降低(P<0.05),質(zhì)量分?jǐn)?shù)從37.00%降至35.89%。亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.65%～2.81%,在炒制中后期變化不大。隨著炒制時間的增加,燕麥中UFA質(zhì)量分?jǐn)?shù)在初期即顯著降低(P<0.05),由84.41%降至81.72%。這說明UFA在炒制初期即大量氧化分解,生成氫過氧化物和少量的醛、酮等次級產(chǎn)物,而這些氫過氧化物隨炒制時間的增加繼續(xù)分解,導(dǎo)致壬醛、癸醛等重要風(fēng)味物質(zhì)大量增加,對形成燕麥粉的特征風(fēng)味起重要作用。

2.6 茴香胺值變化

茴香胺值(p-AV)通過二級氧化產(chǎn)物(醛、酮等)的含量高低評估油脂次級氧化的程度。由圖4可見,本研究中燕麥油脂的氧化程度隨炒制時間的增加而不斷升高,p-AV值從C0樣品中的0.73增加到C35樣品的4.49并達到最高,其不斷上升的原因是炒制過程中羰基鍵等不飽和雙鍵不斷形成,產(chǎn)生較多的醛酮類物質(zhì);而當(dāng)炒制時間高于35 min時,p-AV值呈下降趨勢,其原因是隨炒制程度的進一步加深,高溫條件下脂肪氧化加劇,初期生成的二級產(chǎn)物繼續(xù)分解,導(dǎo)致燕麥油的p-AV值又降低。從整個炒制過程來看,燕麥油p-AV值的變化隨炒制時間的增加,呈先增加后降低的趨勢,這與表1中醛酮類物質(zhì)總量的變化趨勢基本保持一致。董聰慧等[14]研究表明,咖啡豆的p-AV值隨著烘焙度的增加呈先增加后降低的趨勢,這與本研究結(jié)果類似。

2.7 硫代巴比妥酸值變化

硫代巴比妥酸值(TBARS值)是脂質(zhì)氧化后期的衡量指標(biāo),其原理是食品中不飽和脂肪酸氧化分解而產(chǎn)生丙二醛(MDA),而MDA的含量越高,說明脂質(zhì)的氧化程度越深[26]。在燕麥炒制過程中,其特征風(fēng)味形成的重要途徑是燕麥脂質(zhì)氧化或降解產(chǎn)生的揮發(fā)性化合物,因此以TBARS值表征燕麥炒制過程中脂質(zhì)氧化程度是必要的。由圖5可知,隨著燕麥炒制時間的增加,燕麥油的TBARS值由C5樣品的0.023 mg/kg增長到C45樣品的0.039 mg/kg,在炒制35 min之后其TBARS值基本保持不變,結(jié)果表明燕麥油中次級氧化產(chǎn)物的含量會隨著炒制時間的增加而逐漸增多,但在炒制后期脂肪氧化會達到閾值,此后次級氧化產(chǎn)物的含量基本不變。燕麥TBARS值在炒制前中期(<35 min)的變化趨勢與表1中醛類等主要風(fēng)味物質(zhì)變化情況基本保持一致。在對照組燕麥生粉的TBARS值也比較高,可能是因為在提取過程中燕麥油與氧氣有一定接觸,導(dǎo)致不飽和脂肪酸氧化形成使硫代巴比妥酸過量的物質(zhì),燕麥油的氣味有部分的“哈喇味”也在一定程度上佐證了這一判斷。

圖5 不同炒制時間燕麥粉TBARS值變化

3 結(jié)論

通過分析不同炒制時間下制備的6個燕麥樣品中的揮發(fā)性物質(zhì),共鑒定出70種風(fēng)味物質(zhì),以醇類、醛類、酮類和雜環(huán)類為主。炒制會使燕麥中風(fēng)味物質(zhì)豐富度增加,烴類、醛類、醇類、吡嗪類等物質(zhì)含量呈現(xiàn)規(guī)律性變化。聚類分析結(jié)果表明,炒制中后期(≥25 min)樣品能與炒制前期(≤15 min)樣品明顯區(qū)分。ROAV、PCA分析結(jié)果表明,炒制前期樣品的特征風(fēng)味物質(zhì)以醛類為主,主要呈甜香、花香、弱油脂香等;炒制后期(≥35 min)樣品中吡嗪類物質(zhì)對樣品風(fēng)味開始起主導(dǎo)作用,呈焦香味、果香味的屬性。通過對不同炒制樣品的脂肪酸含量及組成、p-AV值、TBARS值的測定,發(fā)現(xiàn)燕麥中UFA質(zhì)量分?jǐn)?shù)在炒制初期即顯著降低,由84.41%降至81.72%;p-AV值從0.73升高到4.49后開始降低;TBARS值從0.023 mg/kg升高到0.039 mg/kg后保持不變。這說明了在炒制前中期(<35 min)燕麥脂肪氧化程度與醛類等重要風(fēng)味物質(zhì)的含量呈正相關(guān),脂肪在炒制過程中形成一些氧化、裂解產(chǎn)物,這些產(chǎn)物參與醛類等物質(zhì)的合成。