程麗萍，王孝榮，楊 洲，蔣和體

(西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶400715)

燕麥(Avena sativa L)，又名雀麥、野麥，是谷物中最好的全價(jià)營養(yǎng)食物［1］。它含有多種活性營養(yǎng)成分，具有降血脂、降血糖、減肥和美容等多種功效［2］。近年來，關(guān)于其產(chǎn)地分布、種植環(huán)境、保健功能以及深加工也有一定研究，但目前市場(chǎng)上出售的燕麥產(chǎn)品還主要是燕麥片、燕麥粉等，其他有關(guān)燕麥的深加工制品并不多見。因此，發(fā)展燕麥深加工必然成為谷物加工的一大趨勢(shì)。發(fā)酵類調(diào)味品目前使用的殺菌方式通常是熱力殺菌，但熱力殺菌易導(dǎo)致營養(yǎng)成分的破壞，色澤、風(fēng)味的改變，進(jìn)而影響其感官性質(zhì)。Gao 等人［3］采用固相微萃取和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用研究了中國傳統(tǒng)發(fā)酵醬油在醪發(fā)酵和熱處理階段醬油揮發(fā)性香氣成分的變化，結(jié)果表明熱處理對(duì)醬油揮發(fā)性成分有著重要影響。超高壓處理技術(shù)作為一種非熱處理技術(shù)逐漸受到關(guān)注，超高壓處理技術(shù)不僅能很好的殺滅微生物，而且還具有良好的鈍酶效果［4］，另外，超高壓處理技術(shù)還能很好的保持食品原有的風(fēng)味、色澤及營養(yǎng)成分，能耗低、對(duì)環(huán)境無污染［5-6］。但是，超高壓技術(shù)仍較少應(yīng)用到發(fā)酵調(diào)味品的殺菌中，其對(duì)調(diào)味品的品質(zhì)影響還有待進(jìn)一步研究。本文研究對(duì)比超高壓和熱力殺菌，對(duì)發(fā)酵燕麥調(diào)味汁的理化性質(zhì)、色澤、氨基酸種類及含量以及香氣成分的影響，為燕麥調(diào)味汁的后續(xù)殺菌工藝提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

燕麥 購于重慶北碚永輝超市;豆粕、麩皮 市售;種曲(滬釀米曲霉3.042) 購于石家莊市鼎鑫釀造食品科學(xué)研究所。

QP-2010 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 日本島津公司;L-8800 全自動(dòng)氨基酸分析儀 日本HITACHI;HPP-L3 超高壓處理設(shè)備 華泰森淼生物工程技術(shù)有限公司;HH·S 恒溫水浴渦 上海醫(yī)療器械五廠;pHS-3C 酸度計(jì) 成都世紀(jì)方舟科技有限公司;78-1磁力加熱攪拌器金壇市富華儀器有限公司;VD-650桌上式潔凈工作臺(tái) 蘇州凈化設(shè)備有限公司;CS101-1A 電熱鼓風(fēng)干燥箱 重慶實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠;DSX-280A 不銹鋼手提式滅菌器 海審安醫(yī)療器械廠;DHP-300 電熱恒溫培養(yǎng)箱 重慶永恒實(shí)驗(yàn)儀器廠;Ultra Scan PRO 測(cè)色儀 美國Hunter Lab 公司;KjelFlex K-360 凱氏定氮儀 瑞士步琪有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 燕麥調(diào)味汁制作工藝

1.2.1.1 樣品預(yù)處理 將市售的粉碎后的豆粕分別過篩，取20～60目的豆粕備用。

將購得的麩皮、過篩后的豆粕置于55℃的電熱鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)干燥24h，干燥至其水分含量為12%，呈松脆狀態(tài)，用尼龍復(fù)合袋分裝后進(jìn)行真空包裝。為保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不受原料不同的影響，所有原料均為同批次購得和保存。

1.2.1.2 成曲制備的工藝流程 燕麥→浸泡→適當(dāng)破碎→與一定比例的麩皮豆粕混合→蒸熟滅菌→冷卻→接種→曲盤培養(yǎng)→成曲［7］

1.2.1.3 發(fā)酵階段工藝流程

1.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 研究殺菌條件對(duì)燕麥調(diào)味汁氨基態(tài)氮、還原糖、總酸、色澤、氨基酸及香氣成分的影響，并與原汁作對(duì)照。

所有樣品均用兩層聚乙烯塑料袋(長× 寬=20mm ×15mm)真空封裝，50mL/袋。

實(shí)驗(yàn)所有數(shù)據(jù)均為三次檢測(cè)平均值。

1.2.3 超高壓處理方法 超高壓實(shí)驗(yàn)在室溫(19～22℃)進(jìn)行。

量取調(diào)味汁樣品50mL 裝入兩層聚乙烯塑料袋中，盡量排盡袋中的空氣，用封口機(jī)熱封，將聚乙烯塑料袋置于高壓腔體內(nèi)，進(jìn)行高壓處理。處理?xiàng)l件:300MPa，15min［12］。樣品處理后立即置于4℃冰箱，于8h內(nèi)檢測(cè)完畢［13］。

1.2.4 熱處理方法 采用巴氏殺菌法。將袋裝燕麥調(diào)味汁置于恒溫水浴鍋中殺菌，設(shè)計(jì)殺菌條件為:80℃、10min［14］。樣品冷卻后立即置于4℃冰箱，于8h 內(nèi)檢測(cè)完畢。

1.2.5 理化指標(biāo)的測(cè)定

1.2.5.1 氨基態(tài)氮的測(cè)定 采用甲醛滴定法。參照中華人民共和國專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)氨基態(tài)氮測(cè)定法(ZB X 66038-87)測(cè)定［15］。

1.2.5.2 總氮含量的測(cè)定 凱氏定氮法，參照GBT5511-2008［16］。

1.2.5.3 總酸的測(cè)定 采用酸堿滴定法。參照中華人民共和國專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總酸測(cè)定法(ZB X 66037-87)測(cè)定［17］。

1.2.5.4 還原糖的測(cè)定 直接滴定法，參照中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 5009.7-2008)［18］。

1.2.6 色澤的測(cè)定 用Ultra Scan PRO 測(cè)色儀測(cè)定L*、a*、b*。其中，L*表亮度，值越大亮度越大;a*表紅綠值，正值絕對(duì)值越大，偏紅程度越大，負(fù)值絕對(duì)值越大，偏綠程度越大;b*表黃藍(lán)值，正值絕對(duì)值越大，偏黃程度越大，負(fù)值絕對(duì)值越大，偏藍(lán)程度越大［19］。

1.2.7 氨基酸的測(cè)定

1.2.7.1 樣品的前處理 準(zhǔn)確取樣品0.5mL 于50mL燒杯中，加入14.5mL 4%磺基水楊酸溶液，震蕩搖勻靜置30min。12000r/min 離心5min，用0.22μm 濾膜過濾上機(jī)分析。

1.2.7.2 分析條件 一個(gè)樣品分析周期53min，分析儀有兩個(gè)流路和兩根柱即:(1)分離柱(4.6mm ×60mm)洗脫液流經(jīng)此柱，流速0.4mL/min，柱溫70℃，柱壓12.798MPa;(2)反應(yīng)柱:茚三酮及茚三酮緩沖液流經(jīng)此柱，流速 0.35mL/min，柱溫 135℃，柱壓1.078MPa。

1.2.8 風(fēng)味物質(zhì)的測(cè)定

1.2.8.1 香氣成分提取方法固相微萃取(solid phase microextration，SPME)。

萃取頭的老化:萃取頭第一次使用時(shí)分別在氣相色譜進(jìn)樣口于275℃老化5h，250℃老化3h，第二次以后使用在上述溫度下分別老化1h 和30min［20］。

香氣物質(zhì)的萃取:準(zhǔn)確量取20mL 樣品于40mL的萃取瓶中，于50℃水浴鍋中加熱平衡15min 后，使用SPME 萃取頭進(jìn)行萃取。40min 后，將萃取頭插入GC 進(jìn)樣口，解析5min。

1.2.8.2 GC-MS 參數(shù) 氣相色譜分析條件:Rtx-5MS石英毛細(xì)管柱(0.25mm ×30m，0.25μm);采用分流方式進(jìn)樣，分流比10∶1;載氣:氦氣，流量1mL/min;進(jìn)樣量1μL;進(jìn)樣口溫度250℃;升溫程序:初始溫度40℃，保持4min，以4℃/min 升溫速率升至180℃，以10℃/min 升至230℃，保持6min。

質(zhì)譜分析條件:電離方式EI，電子能源70eV，燈絲發(fā)熱電流0.25mA，電子倍增器1000V，質(zhì)量掃描范圍40～400amu。

1.2.9 數(shù)據(jù)分析方法實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel 2007，Statistix8.0 進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 理化指標(biāo)定結(jié)果及分析

不同處理方式后的燕麥調(diào)味汁的常見理化指標(biāo)測(cè)定結(jié)果如表1 所示。

如表1 總氮的結(jié)果所示，經(jīng)熱力、超高壓處理后的調(diào)味汁與原汁的總氮含量差別不大(p ＞0.05)，說明兩種處理對(duì)總氮含量基本無影響;經(jīng)熱力處理的總酸含量和原汁相比差異不顯著(p ＞0.05)，經(jīng)超高壓處理后的總酸含量有所下降，分析其原因可能是超高壓處理導(dǎo)致有機(jī)酸等轉(zhuǎn)化或者氧化而總酸含量下降。

如表1 氨基態(tài)氮和還原糖測(cè)定結(jié)果所示，熱處理和超高壓處理后的氨基態(tài)氮含量均顯著下降(p ＜0.05)，超高壓處理后下降更明顯;還原糖變化在很大程度上與氨基態(tài)氮含量變化相同，均是經(jīng)熱處理和超高壓處理后含量顯著下降(p ＜0.05)而超高壓處理后降低更多，分析其原因可能是氨基態(tài)氮和還原糖發(fā)生美拉德反應(yīng)導(dǎo)致二者含量均下降，而經(jīng)熱處理的樣品開始會(huì)由于瞬間高溫而導(dǎo)致氨基態(tài)氮含量增加，故與超高壓處理后的樣品相比，氨基態(tài)氮的損失較少［21］。

表1 不同處理方式的常見理化指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果Table 1 Common physicochemical properties in oat sauce under different treatment

表2 不同處理方式對(duì)燕麥調(diào)味汁色澤的影響Table 2 Effect of treatment on the colour of oat sauce

2.2 色澤的測(cè)定結(jié)果及分析

由表2 可知，熱力處理后的L*值顯著增加(p ＜0.05)，即亮度值增加，褐變減輕，但超高壓處理后的樣品與原汁相比增加不顯著(p ＞0.05)，可能是高壓及熱力作用使體系中內(nèi)源酶鈍化抑制了褐變，另外，酚類物質(zhì)易被氧化，與金屬離子反應(yīng)生成黑色物質(zhì)，可能引起酶促褐變和非酶促褐變，高壓處理致使樣品中總酚含量降低，有利于抑制褐變發(fā)生［22-23］。熱力、超高壓處理后的a*值均顯著增加(p ＜0.05)，即偏紅程度增加，熱力處理后a*值增加趨勢(shì)更明顯;超高壓處理對(duì)b*值有顯著影響(p ＜0.05)，熱力處理后無顯著變化(p ＞0.05);由ΔE 計(jì)算結(jié)果可以看出，兩種處理方式的ΔE 值無顯著差異(p ＞0.05)，但以超高壓處理后最低，即能最大限度保持調(diào)味汁原有色澤。

2.3 氨基酸的測(cè)定結(jié)果及分析

氨基酸的檢測(cè)結(jié)果如表3 所示，檢測(cè)結(jié)果包含16 種常見氨基酸，其中7 種為人體必需氨基酸。與原汁相比，各種處理均會(huì)對(duì)氨基酸造成一定損失，就氨基酸總量而言，熱處理、超高壓處理后樣品的總氨基酸保留率分別為:96.66%、99.41%?？梢姡瑑煞N處理對(duì)氨基酸的破壞并不嚴(yán)重，就氨基酸保留率來看，以超高壓的處理方式較佳，并且除去對(duì)精氨酸含量的影響較大之外，對(duì)其余氨基酸的保留率比熱處理方式高或相當(dāng)。

2.4 香氣物質(zhì)的測(cè)定結(jié)果及分析

不同處理方式對(duì)燕麥調(diào)味汁香氣成分的總離子圖見圖1～圖3。

根據(jù)GC-MS 分析與譜庫檢索，結(jié)合文獻(xiàn)進(jìn)行人工譜圖解析，鑒別出調(diào)味汁香氣物質(zhì)的各個(gè)化學(xué)組成及相對(duì)峰面積如表4 所示。

由表4 可知，燕麥調(diào)味汁原汁中共檢測(cè)出71 種化合物，其中酯類物質(zhì)共25 種，醛烯類化合物共11種，醇類物質(zhì)4 種，酚類物質(zhì)3 種，酮類物質(zhì)3 種，酸類物質(zhì)4 種，烷類物質(zhì)共17 種，其他類芳香物質(zhì)2種。相對(duì)含量較多的物質(zhì)為油酸乙酯、棕櫚酸乙酯、亞油酸乙酯、油酸、十五酸及亞油酸。

圖1 燕麥調(diào)味汁原汁總離子流色譜圖Fig.1 Total ion current chromatogram of fresh oat sauce

圖2 超高壓處理燕麥調(diào)味汁總離子流色譜圖Fig.2 Total ion current chromatogram of ultra high pressure treated oat sauce

圖3 熱力處理燕麥調(diào)味汁總離子流色譜圖Fig.3 Total ion current chromatogram of heat treated oat sauce

表3 不同處理方式的氨基酸含量的檢測(cè)結(jié)果Table 3 Amino acid content in oat sauce under different treatment

表4 不同處理后燕麥調(diào)味汁主要香氣成分種類和含量Table 4 Main aroma compounds and contents in oat sauce under different treatment

續(xù)表

續(xù)表

續(xù)表

熱力處理和超高壓處理后的燕麥調(diào)味汁分別檢測(cè)出46 種、44 種化合物，總含量分別是原汁的64.79%和61.97%。如圖4 所示，燕麥調(diào)味汁經(jīng)超高壓和熱處理后各組分的相對(duì)含量變化不大，仍以酯類物質(zhì)為主，其次是烷類和烯醛類物質(zhì)。酯類物質(zhì)以油酸乙酯、棕櫚酸乙酯以及亞油酸乙酯為主要香氣物質(zhì)，在殺菌后的調(diào)味汁及原汁中含量均顯著高于其他芳香物質(zhì)(p ＜0.05)，是燕麥調(diào)味汁的主要芳香物質(zhì)。

圖4 不同處理方式對(duì)燕麥調(diào)味汁主要香氣成分含量的影響Fig.4 Effect of treatment on the content of main aroma contents in oat sauce

3 結(jié)論

3.1 超高壓和熱力處理對(duì)總氮含量無顯著影響(p ＞0.05);經(jīng)熱力處理的總酸含量和原汁相比差異不顯著(p ＞0.05)，經(jīng)超高壓處理后的總酸含量有所下降;經(jīng)熱處理和超高壓處理后的氨基態(tài)氮含量、還原糖含量顯著下降(p ＜0.05)。

3.2 經(jīng)熱力(80℃、10min)和超高壓處理后的調(diào)味汁相比原汁L*值、b*值，a*值均增加，即表現(xiàn)為亮度增加、偏紅程度增加、偏黃程度加深。超高壓處理后的ΔE 值最低，即能最大限度保持調(diào)味汁原有色澤。

3.3 氨基酸的檢測(cè)結(jié)果包含16 種常見氨基酸，其中7 種為人體必需氨基酸。與原汁相比，各種處理均會(huì)對(duì)氨基酸造成一定損失，但損失不大，就氨基酸保留率來看，以超高壓的處理方式較佳。

3.4 經(jīng)超高壓(300MPa，15min)和熱力處理(80℃，10min)后的燕麥調(diào)味汁香氣物質(zhì)種類相比原汁有所減少，總含量分別是原汁的64.79%和61.97%，說明兩種處理方式對(duì)調(diào)味汁的香氣成分有較大影響，但二者之間香氣物質(zhì)的種類和含量差別不大，且不同種類香氣物質(zhì)所占比重也相當(dāng)。燕麥調(diào)味汁的香氣成分中含量最高的是油酸乙酯、棕櫚酸乙酯以及亞油酸乙酯。

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