劉云花,王 強,胡 暉,劉紅芝,石愛民,劉 麗,李 軍
(1. 河北科技師范學院 食品科技學院,河北 秦皇島 066600; 2. 中國農(nóng)業(yè)科學院 農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品加工綜合性重點實驗室,北京 100193)
熱處理方式對低溫壓榨花生餅風味的影響
劉云花1,2,王 強2,胡 暉2,劉紅芝2,石愛民2,劉 麗2,李 軍1
(1. 河北科技師范學院 食品科技學院,河北 秦皇島 066600; 2. 中國農(nóng)業(yè)科學院 農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品加工綜合性重點實驗室,北京 100193)
采用頂空固相微萃取和氣相色譜-質譜聯(lián)用技術對微波烘烤和烘箱烘烤處理的6個低溫壓榨花生餅樣品風味進行分析,并對鑒定的揮發(fā)性風味成分進行主成分分析(PCA)和聚類分析(CA),以便對各樣品的風味相似性進行明確評價。結果表明:從6個樣品中共鑒定出91 種揮發(fā)性風味物質,包括醛類(10 種)、酮類(4 種)、醇類(6 種)、烴類(4 種)、酚類(5 種)、吡嗪類(25 種)、呋喃類(9 種)、吡咯類(7種)、吡啶類(7種)及其他(14 種);烘箱烘烤處理的低溫壓榨花生餅中醛類、醇類物質的相對含量較高,而微波烘烤處理更有利于吡嗪類、吡咯類、吡啶類、呋喃類等含氮氧雜環(huán)化合物的形成;采用PCA和CA可以區(qū)分不同加熱處理的低溫壓榨花生餅風味,其中烘箱160℃烘烤15 min、烘箱170℃烘烤15 min和540 W微波2 min樣品的風味輪廓相似度較高,540 W微波3 min、烘箱180℃烘烤15 min和540 W微波4 min樣品風味較相似,此外PCA與CA結果一致,可相互驗證。
低溫壓榨花生餅;微波烘烤;烘箱烘烤;風味;主成分分析;聚類分析
花生餅粕是花生仁制油的副產(chǎn)物,營養(yǎng)豐富,其蛋白質含量約50%,總糖含量32.45%,蛋白質和部分糖類經(jīng)水解可以作為風味的前體物質[1-2]。我國每年約產(chǎn)生330萬 t花生餅粕[3],但目前未能得到有效利用,致使花生加工副產(chǎn)物的附加值和利用率較低。近年來,花生油的生產(chǎn)工藝由高溫壓榨型向低溫壓榨型轉變,盡管低溫壓榨花生油的品質和營養(yǎng)成分(VE、甾醇)含量均遠高于高溫壓榨花生油,并且采用低溫壓榨工藝可以得到高附加值的副產(chǎn)物——低溫壓榨花生餅,但是低溫壓榨花生油風味偏弱,無法滿足消費者需求,因此無法大規(guī)模推廣應用。通過研究加熱處理對低溫壓榨花生餅烘烤風味的影響,制備最佳的烘烤風味,并應用于低溫壓榨花生油風味增強以及其他新型花生風味產(chǎn)品的開發(fā),對于實現(xiàn)資源綜合利用,提高花生附加值和增加經(jīng)濟價值有重要意義。
近40年來,大量學者對新鮮花生風味[4]、烘烤花生風味[5-7]、貯存花生風味[8]、花生異味(水果/發(fā)酵味)[9-10]以及不同品種花生的風味[11]等方面的研究不斷深入。其中,Alicia等[6]和Smith等[7]研究了不同微波烘烤和烘箱烘烤處理對花生風味的影響,結果表明烘箱177℃烘烤15 min、微波烘烤2.5 min和微波烘烤3 min處理的花生品質較好,其中烘箱177℃烘烤15 min處理的花生風味最佳。 Young等[12]研究了烘箱烘烤和微波烘烤處理對花生風味的影響,結果表明烘箱烘烤花生風味感官評價的得分低于微波烘烤花生風味。Agila等[13]研究了烘箱烘烤、微波烘烤和油炸處理過程中美拉德反應和氧化反應對杏仁風味的影響,結果表明經(jīng)微波處理后杏仁風味最強。這些研究雖然對比了不同微波烘烤和烘箱烘烤條件對花生、杏仁風味的影響,但未研究熱處理方式對低溫壓榨花生餅烘烤風味的影響。張春紅等[14]雖然對比了花生仁、高溫壓榨花生餅烘烤風味中的揮發(fā)性物質種類,在烘烤花生餅中鑒定出41種揮發(fā)性化合物與烘烤花生仁中的風味物質相同,但是未研究不同熱處理對花生餅風味成分組成與含量差異的影響。
本實驗采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜(HS-SPME-GC-MS)聯(lián)用技術對不同加熱處理的低溫壓榨花生餅的揮發(fā)性風味物質進行分析,比較不同烘箱烘烤和微波烘烤處理條件對其風味物質組成與相對含量的影響,通過主成分分析(PCA)和聚類分析(CA)對各樣品的風味相似性進行評價,旨在為利用低溫壓榨花生餅制備高溫壓榨花生油的關鍵風味物質研究提供理論依據(jù),從而應用于低溫壓榨花生油風味增強以及其他新型花生風味產(chǎn)品的開發(fā)。
1.1 實驗材料
低溫一次壓榨花生餅,由青島長壽食品有限公司提供,殘油率為14.6%,粉碎至40目備用。
QP2010 SE島津單四極桿GC-MS聯(lián)用儀,日本島津公司;65 μm聚二甲基硅氧烷/二乙基苯(PDMS/DVB)萃取頭,美國Supelco公司;MG720KG3-NA1微波爐,廣東美的微波電器制造有限公司;101A-2B型電熱鼓風干燥箱,上海實驗儀器廠有限公司;YP50001電子天平,梅特勒-托利多(上海)儀器有限公司。
1.2 實驗方法
1.2.1 樣品處理
根據(jù)國際風味組織法規(guī)(EC) No 1334/2008,當食品原料的處理溫度不超過180℃,時間不超過15 min時形成的風味,可以視為天然食品風味,因此初步研究以下6種烘箱烘烤和微波烘烤條件對低溫壓榨花生餅風味的影響,如表1所示。
表1 樣品加熱處理條件
1.2.2 揮發(fā)性風味物質的分析
1.2.2.1 HS-SPME條件
準確稱取3.0 g樣品至20 mL頂空進樣小瓶中,置于50℃條件下平衡20 min后,采用65 μm PDMS/DVB萃取頭[15-16],萃取時間40 min,最后將萃取頭拔出并置于250℃的進樣口中解吸2 min,采用GC-MS聯(lián)用儀進行風味分析。
1.2.2.2 GC-MS條件
GC條件:Jamp;W DB-5MS石英毛細管柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm);進樣口溫度250℃;不分流進樣;載氣(He)流速1.2 mL/min;壓力2.4 kPa;升溫程序為35℃保持2 min,以5℃/min升至85℃,以3.5℃/min升至130℃,再以5℃/min升至190℃,保持2 min。
MS條件:電子電離源;電子能量70 eV;離子源溫度200℃;傳輸線溫度250℃;采用全掃描模式采集信號;質量掃描范圍(m/z)35~500。
1.2.2.3 定量計算
使用NIST 14數(shù)據(jù)庫檢索揮發(fā)性風味物質,并采用面積歸一化法計算各揮發(fā)性成分的相對含量。
1.2.3 數(shù)據(jù)處理
2.1 不同熱處理的低溫壓榨花生餅烘烤風味分析
采用HS-SPME-GC-MS對6種不同加熱條件處理花生餅的烘烤風味進行分析,結果如表2所示。
由表2可知,通過譜庫檢索共鑒定出91種揮發(fā)性成分,包括醛類(10種)、酮類(4種)、醇類(6種)、烴類(4種)、酚類(5種)、吡嗪類(25種)、呋喃類(9種)、吡咯類(7種)、吡啶類(7種)以及其他(14種)。根據(jù)表 2中鑒定出的化合物,分析得到各類風味物質的相對含量,結果如表 3所示。
羰基化合物主要由Strecker降解和油脂氧化、降解反應形成,是花生餅經(jīng)輕微加熱后形成的最重要的風味物質。其中,脂肪酸和氨基酸是很多揮發(fā)性醛的前體物質。由表 3可知,3種微波烘烤處理的花生餅中醛類、酮類物質含量占揮發(fā)物總量的8.72%~12.78%,平均相對含量為10.08%,而3種烘箱烘烤處理的花生餅中醛、酮類物質含量達20.01%~22.43%,平均相對含量為21.10%。由此可見,微波烘烤處理的花生餅中羰基化合物含量明顯低于烘箱烘烤花生餅,并且隨著加熱強度增加,羰基化合物基本呈現(xiàn)下降趨勢,可能是由于羰基化合物是美拉德反應的中間體,微波加熱強度較高,導致這些物質與游離氨基進行反應形成吡嗪類、吡咯類等其他物質[6, 17],從而使其含量降低。
此外,在脂質氫過氧化物的裂解過程中也會產(chǎn)生醇類、烴類等化合物,這些化合物閾值較高,因此對風味的直接貢獻不大,但有助于提高油脂整體風味[15-16]。3種微波烘烤處理的花生餅中醇類物質含量占揮發(fā)物總量的1.42%~3.77%,平均相對含量為2.23%,而3種烘箱烘烤處理的花生餅揮發(fā)性物質中醇類物質相對含量達4.89%~8.61%,平均相對含量為6.83%。醇類化合物含量隨著加熱強度的增加而呈現(xiàn)下降趨勢,可能是由于部分醇類在加熱過程中被氧化為酮類化合物,部分烯醇類化合物,如1-辛烯-3-醇,經(jīng)過異構化形成飽和醛類化合物[17-18]。酚類物質主要是由酚酸和木質素熱降解形成,例如2-甲氧基-4-乙烯基苯酚是阿魏酸在高溫條件下熱降解的產(chǎn)物[18]。
大多數(shù)揮發(fā)性吡嗪類物質在加熱過程中形成,是食品烘烤風味的主要物質,這些吡嗪類物質具有強烈的烘烤香和堅果香氣,也是烘烤花生和花生油的關鍵風味物質。吡嗪最可能的形成途徑是Strecker降解生成的氨基酮自身縮合[19-20]。3種微波烘烤處理的花生餅中吡嗪類物質含量占揮發(fā)物總量的35.06%~48.58%,平均相對含量為42.01%,而3種烘箱烘烤處理的花生餅揮發(fā)物中吡嗪類物質相對含量為25.26%~31.12%,平均相對含量為29.09%。因此,與烘箱烘烤處理相比,微波烘烤處理更利于花生餅中吡嗪類物質的形成,從而產(chǎn)生濃郁的烘烤風味。隨著烘箱烘烤強度的升高,吡嗪類化合物相對含量不斷呈現(xiàn)上升趨勢,然而隨著微波加熱強度的升高,吡嗪類物質含量呈現(xiàn)先上升之后迅速下降的趨勢。這可能是由于吡嗪類物質的形成需要高溫,但是加熱溫度過高會導致部分吡嗪類物質轉化為嘧啶、哌啶、咪唑、噻唑、喹唑啉以及其他更復雜的雜環(huán)化合物[16,19],因此微波4 min處理花生餅的風味物質中吡嗪類物質相對含量低于微波3 min 處理的花生餅。
除吡嗪類物質外,吡咯類和吡啶類化合物也是食品加熱過程中形成的重要含氮雜環(huán)化合物。吡咯類化合物可能由Strecker降解中脯氨酸和羥基脯氨酸參與反應而形成,也可能是氨基酸與相應的呋喃反應形成[21]。吡啶類化合物主要是由脂質氧化產(chǎn)物(例如2,4-癸二烯醛等醛類)參與Strecker反應生成,呈現(xiàn)清香和堅果香味[21]。3種微波烘烤處理的花生餅中吡咯類物質含量占揮發(fā)物總量的4.16%~13.71%,平均相對含量為9.98%,而3種烘箱烘烤處理的花生餅揮發(fā)物中吡咯類物質相對含量為5.67%~11.19%,平均相對含量為8.74%。烘箱烘烤和微波烘烤處理都會導致吡咯類物質相對含量呈先下降后上升的趨勢。3種微波烘烤處理的花生餅揮發(fā)物中吡啶類物質的相對含量為2.40%~6.25%,平均相對含量為4.41%,而3種烘箱烘烤處理的花生餅揮發(fā)物中吡啶類物質相對含量為0.85%~3.48%,平均相對含量為2.60%。劉曉君[15]研究結果表明高溫長時炒籽不僅可以生成大量的吡嗪類化合物,對于吡啶類和吡咯類風味物質的形成也是非常必要的。由于吡啶類物質的形成需要經(jīng)過長時間高溫條件才能夠形成,因此隨著烘烤的強度增強,吡啶類物質的相對含量不斷增加,這與劉曉君[15]的研究結果一致。
呋喃類化合物是由Amadori化合物經(jīng)1,2-烯醇化途徑產(chǎn)生的含氧雜環(huán)化合物,其中2-糠醛是其他呋喃類化合物的重要前體物質之一,也是形成其他雜環(huán)化合物如噻吩和吡咯的前體物質[20],具有焦糖味、甜味、水果味和堅果味等風味特征。3種微波烘烤處理的花生餅中呋喃類物質的含量占揮發(fā)物總量的7.47%~16.34%,平均相對含量為11.92%,而3種烘箱烘烤處理的花生餅風味中呋喃類物質相對含量為6.19%~15.17%,平均相對含量為10.86%。烘箱烘烤和微波烘烤處理都會導致呋喃類物質相對含量呈先上升后的下降趨勢。由于呋喃類化合物在烘烤時間較短、溫度較低時即可形成,在加熱前期呋喃類化合物相對含量持續(xù)增加,而呋喃類化合物是吡咯類及其他雜環(huán)化合物的前體物質[21],隨后部分呋喃類化合物進一步反應生成少量的吡咯類以及其他雜環(huán)化合物,從而導致其含量降低。
表2 烘烤低溫壓榨花生餅的揮發(fā)性風味成分組成及相對含量
續(xù)表2
化合物相對含量/%微波2min微波3min微波4min烘箱160℃烘箱170℃烘箱180℃酚類 2-甲氧基苯酚0.13±0.01c0.37±0.04b1.06±0.03a--- 1-萘酚0.20±0.01d0.36±0.01c--0.63±0.01a0.54±0.03b 間甲基苯酚0.09±0.01d0.75±0.02b1.49±0.01a0.11±0.01d-0.36±0.01c 4-乙基苯酚0.04±0.01c0.50±0.03b1.26±0.01a--- 2-甲氧基-4-乙烯基苯酚1.15±0.01de4.73±0.10b1.01±0.02e3.55±0.07c4.92±0.01a1.25±0.01d吡嗪類 吡嗪0.12±0.01c0.21±0.02b0.85±0.02a--0.09±0.01c 甲基吡嗪4.43±0.02b5.16±0.33a5.68±0.13a0.95±0.01e1.88±0.02d3.74±0.11c 2,5-二甲基吡嗪6.42±0.02a6.16±0.04a1.95±0.16e3.73±0.05d4.68±0.02b4.31±0.07c 2,6-二甲基吡嗪2.09±0.04d2.61±0.05b2.24±0.10c0.55±0.01f1.71±0.01e3.42±0.04a 乙基吡嗪1.78±0.04a1.65±0.03a1.17±0.09b1.24±0.03b1.32±0.02b1.42±0.01b 2,3-二甲基吡嗪2.40±0.04a1.77±0.08b1.03±0.01c--- 2-乙基-6-甲基吡嗪2.40±0.05a2.12±0.08b1.67±0.03c0.85±0.02e1.41±0.03d2.25±0.01a 2-乙基-5-甲基吡嗪4.54±0.03a2.80±0.04b0.72±0.03f1.88±0.03d2.02±0.02c1.53±0.02e 三甲基吡嗪3.68±0.08b4.06±0.03a1.60±0.01f2.22±0.02e2.77±0.01c2.44±0.03d 丙基吡嗪-0.23±0.02a0.16±0.03a--- 2,6-二乙基吡嗪-1.18±0.04a0.20±0.01b--- 3-乙基-2,5-二甲基吡嗪4.99±0.06b5.22±0.12a1.36±0.01f3.76±0.05c3.46±0.02d2.55±0.05e 5-乙基-2,3-二甲基吡嗪1.29±0.06b1.53±0.01a0.57±0.01e1.19±0.02c1.29±0.02bc0.88±0.02d 2-甲基-5-丙基吡嗪-1.23±0.06a0.53±0.03b--- 2-乙烯基-6-甲基吡嗪0.49±0.04c0.73±0.01b0.21±0.01d1.19±0.02a0.75±0.02b0.49±0.03c 2,3-二乙基-5-甲基吡嗪0.54±0.03a0.07±0.01b0.52±0.01a--- 3,5-二乙基-2-甲基吡嗪1.66±0.02d3.30±0.02a2.43±0.01b2.26±0.03c1.77±0.04d1.72±0.01d 2-甲基-6-丙烯基吡嗪1.27±0.01d2.03±0.07a0.71±0.03e1.86±0.04b1.50±0.02c0.63±0.02f 2,3-二甲基-5-(2-丙烯基) 吡嗪0.20±0.01e1.13±0.04c1.70±0.04a0.68±0.01d1.43±0.01b0.61±0.01d 2-乙?;拎?.86±0.01d0.12±0.01f1.46±0.02a0.64±0.04e0.87±0.01c1.20±0.01b 異丙烯基吡嗪-0.70±0.01b0.89±0.01a--- 2-乙酰-3-甲基吡嗪1.77±0.03d2.33±0.03c2.72±0.04b1.25±0.06e2.26±0.04c3.02±0.07a 2-甲基-5-(1-丙烯基)吡嗪1.12±0.01d1.39±0.03c2.01±0.05a1.02±0.06d1.77±0.01b0.81±0.02e 2-乙?;?3-5-二甲基吡嗪0.14±0.01b0.04±0.01c0.95±0.01a--- 2,3-二甲基-5-(2-異丁基) 吡嗪0.19±0.04c0.80±0.01b1.73±0.01a---呋喃類 2-甲基呋喃--0.99±0.04--- 2,5-二甲基呋喃--0.69±0.04--- 2-戊基呋喃1.10±0.10c0.28±0.01d0.36±0.01d1.67±0.02a1.16±0.03c1.42±0.02b 5-甲基糠醛0.60±0.02a0.06±0.01d-0.58±0.02a0.47±0.04b0.24±0.01c 5-甲基-2-乙?;秽?-0.43±0.01--- 糠醇2.18±0.04c2.44±0.01b3.16±0.04a--- 呋喃甲醇0.66±0.02d1.55±0.01b2.24±0.06a0.62±0.02d0.86±0.01c- 3,4-二甲基-2,5-呋喃二酮--0.57±0.01--- 2,3-二氫苯并呋喃2.93±0.09f12.01±0.21b3.50±0.03e8.37±0.02c12.68±0.06a4.53±0.01d吡咯類 N-甲基吡咯11.5±0.08a2.51±0.03e8.59±0.01b7.08±0.02c3.80±0.04d8.59±0.01b 1-(4-戊烯基)-吡咯烷--1.21±0.01---
續(xù)表2
化合物相對含量/%微波2min微波3min微波4min烘箱160℃烘箱170℃烘箱180℃ 2-乙基吡咯0.20±0.04b-0.59±0.01a--0.06±0.01c 1-甲基-2-吡咯甲醛--0.63±0.01b0.01±0.01d0.12±0.02c1.54±0.03a 2-乙?;量?.29±0.03f1.10±0.04d2.12±0.01a1.75±0.03b1.21±0.02c0.67±0.01e 2-吡咯烷酮---0.53±0.01a0.54±0.03a0.33±0.01b 3-乙基-4-甲基-吡咯-2, 5-二酮0.06±0.01b0.55±0.01a0.57±0.01a---吡啶類 吡啶--1.94±0.02--- 2-戊基吡啶1.02±0.09b0.87±0.02c0.88±0.04c-1.47±0.04a1.05±0.02b 2-乙?;拎?.27±0.01e0.61±0.01b0.48±0.01c-0.90±0.01a0.39±0.02d N-乙酰吡啶0.53±0.01d1.16±0.06b0.78±0.01c0.36±0.01e0.52±0.02d1.32±0.04a 4-吡啶甲醇0.06±0.01d0.28±0.03b0.50±0.04a0.08±0.01d-0.16±0.01c 6-甲基-2-吡啶甲醛0.15±0.01b1.00±0.03a0.16±0.01b--0.17±0.01b 煙酸甲酯0.37±0.03c0.65±0.01b1.52±0.01a0.41±0.01c0.59±0.01b0.39±0.03c其他 乙酸0.28±0.04e0.82±0.01d0.58±0.01e1.41±0.01c1.61±0.01b1.77±0.03a 3-甲基-2-丁烯酸--0.60±0.01--- 己酸-----1.13±0.03 1,2-丙二胺11.97±0.12a5.25±0.06c10.65±0.18b 3.68±0.02d0.50±0.03e11.81±0.04a 3-甲基丁酰胺--0.62±0.04a0.24±0.01b0.24±0.01b0.12±0.01d 2-甲基哌啶0.46±0.04c0.64±0.03b0.26±0.04d0.78±0.01a0.28±0.01d0.63±0.01b 甲苯0.16±0.01bc0.05±0.01d1.12±0.05a0.08±0.01cd-0.18±0.01b 二甲基二硫0.18±0.02c0.05±0.01e0.66±0.03a0.09±0.01de0.12±0.01cd0.26±0.01b 1-甲基-3-苯基哌嗪0.13±0.01b0.13±0.01b0.55±0.01a--- 4(1H)-喹唑啉酮0.12±0.01c0.38±0.01b1.29±0.04a--- 5-甲基苯并咪唑0.01±0.01b0.41±0.03a0.48±0.04a--- 2,3-二氫-3,5二羥基-6-甲 基-4(H)-吡喃-4-酮---0.99±0.01b1.33±0.01a0.67±0.01c N-甲酰苯胺-0.42±0.01c1.26±0.04a1.23±0.05a0.90±0.01b- 碳酸庚基甲酯---1.20±0.01a0.84±0.02b0.38±0.01c
注:同行不同肩標小寫字母表示差異顯著(Plt;0.05);“-”表示未檢出。下同。
表3 烘烤低溫壓榨花生餅中各類揮發(fā)物的總體相對含量
2.2 不同處理的低溫壓榨花生餅風味的多元數(shù)據(jù)分析
采用不同加熱條件處理的低溫壓榨花生餅中各風味物質含量的數(shù)據(jù)較為離散,利用多元數(shù)據(jù)分析中的PCA和CA進行分析,可以把離散的數(shù)據(jù)標準化處理,以便對樣品的相似性進行明確的評價,從而比較微波烘烤和烘箱烘烤處理對低溫壓榨花生餅整體風味的影響。通過CA圖可以直觀地對不同樣品進行分類,PCA圖可以對不同樣品間風味物質實現(xiàn)多維比較,根據(jù)樣品之間的距離判斷其差異程度。根據(jù)表 2中的91種揮發(fā)性風味物質,對6種不同樣品的風味進行PCA 和CA,結果如圖1所示。
圖1 低溫壓榨花生餅風味的主成分分析圖(a)和聚類分析(b)
由圖1a可知,PC1解釋所有變量方差的60%,是方差貢獻率最大的主成分;PC2解釋所有變量方差的20%,PC1和PC2累計解釋所有變量方差的80%,可以表示所有樣品的大部分信息。隨著加熱處理強度的增加,各樣品在PC1由左至右依次分布,其中烘箱160℃、烘箱170℃和微波2 min與PC1呈負相關,此時加熱強度較低,其風味比較相似,而烘箱180℃、微波3 min和微波4 min與PC1呈正相關,此時加熱強度較高,且3個樣品位置較集中,風味比較相似。因此,通過PCA可以區(qū)分不同加熱處理的強度及其對低溫壓榨花生餅風味的影響。
圖1b中0~25的標度是以樣品間平均距離法作為測量方法,以歐氏距離作為6種花生餅樣品的風味評價指標,將各樣品按統(tǒng)一尺度進行映射。由圖1b可知,當標度為15時,將6個樣品分為2類:烘箱160℃、烘箱170℃和微波2 min的風味輪廓相似度較高,可以聚為一類;同理微波3 min、烘箱180℃和微波4 min在此距離也可聚為一類。通過風味成分的聚類分析,可以基本反映不同熱處理的低溫壓榨花生餅的風味特征,對各樣品的風味相似性進行明確的評價。對比圖1a和圖1b結果發(fā)現(xiàn),CA與PCA結果存在一致性,可相互驗證、互為補充。
采用HS-SPME-GC-MS從不同加熱處理后的低溫壓榨花生餅的風味中共鑒定出91 種揮發(fā)性風味物質,其中3 種微波烘烤處理的花生餅中醛/酮類、醇類、烴/酚類、吡嗪類、呋喃類、吡咯類、吡啶類和其他化合物的相對含量的均值分別為10.08%、2.23%、6.20%、42.01%、11.92%、9.98%、4.41%、13.17%,3 種烘箱烘烤處理的花生餅中醛/酮類、醇類、烴/酚類、吡嗪類、呋喃類、吡咯類、吡啶類和其他化合物的相對含量的均值分別為21.10%、6.83%、9.95%、29.09%、10.86%、8.74%、2.60%、10.82%。通過對比各樣品中風味物質的相對含量,烘箱烘烤處理的低溫壓榨花生餅中醛類、醇類物質的相對含量較高,而微波烘烤處理更有利于吡嗪類、吡咯類、吡啶類、呋喃類等含氮氧雜環(huán)化合物的形成。采用PCA和CA可以區(qū)分不同加熱處理的低溫壓榨花生餅的風味,其中烘箱160℃烘烤15 min、烘箱170℃烘烤15 min和540 W微波2 min樣品的風味輪廓相似度較高,540 W微波3 min、烘箱180℃烘烤15 min和540 W微波4 min樣品風味相似。PCA與CA結果一致,可相互印證、互為補充。本研究僅對低溫壓榨花生餅在微波烘烤和烘箱烘烤處理過程中形成的風味進行了對比分析,而花生餅烘烤風味物質與高溫壓榨花生油中的風味物質對比分析未做闡述,將在后續(xù)研究中進行全面分析,篩選出最佳的烘烤條件制備烘烤風味,并應用于低溫壓榨花生油風味增強以及其他新型花生風味產(chǎn)品的開發(fā),對于實現(xiàn)資源綜合利用,提高花生附加值和增加經(jīng)濟價值有重要意義。
[1] 王強. 花生生物活性物質概論[M]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)大學出版社, 2012: 62-80.
[2] 周瑞寶, 周兵, 姜元榮. 花生加工技術[M]. 2版. 北京: 化學工業(yè)出版社, 2012: 169-182.
[3] 王強. 花生深加工技術[M]. 北京: 科學出版社, 2014: 197-198.
[4] CHETSCHIK I, GRANVOGL M, SCHIEBERLE P. Comparison of the key aroma compounds in organically grown, raw West-African peanuts (Arachishypogaea) and in ground, pan-roasted meal produced thereof[J]. J Agric Food Chem, 2008, 56(21): 10237-10243.
[5] CHETSCHIK I, GRANVOGL M, SCHIEBERLE P. Quantitation of key peanut aroma compounds in raw peanuts and pan-roasted peanut meal: aroma reconstitution and comparison with commercial peanut products[J]. J Agric Food Chem, 2010, 58(20): 11018-11026.
[6] ALICIA L S, SHERYL A B. Color and volatile analysis of peanuts roasted using oven and microwave technologies[J]. J Food Sci, 2014, 79(10): 1895-1906.
[7] SMITH A L, PERRY J J, MARSHALL J A, et al. Oven, microwave, and combination roasting of peanuts: comparison of inactivation of salmonella, surrogate enterococcus faecium, color, volatiles, flavor, and lipid oxidation[J]. J Food Sci, 2014, 79(8): S1584-S1594.
[8] SHU K, SAKAI R, KUMAZAWA K, et al. Key aroma compounds in roasted in-shell peanuts[J]. Biosci Biotechnol Biochem, 2013, 77(7): 1467-1473.
[9] GREENE J L, SANDERS T H, DRAKE M A. Characterization of volatile compounds contributing to naturally occurring fruity fermented flavor in peanuts[J]. J Agric Food Chem, 2008, 56(17): 8096-8102.
[10] GREENE J L, WHITAKER T B, HENDRIX K W, et al. Fruity fermented off-flavor distribution in samples from large peanut lots[J]. J Sens Stud, 2007, 22(4): 453-461.
[11] NG E C, DUNFORD N T. Flavour characteristics of peanut cultivars developed for southwestern United States[J]. Int J Food Sci Technol, 2009, 44(3): 603-609.
[12] YOUNG C T, YOUNG T G, CHERRY J P. The effect of roasting methods on the flavor and composition of peanut butter[J]. Proc Am Peanut Res Educ Assoc, 1974, 6(1):8-16.
[13] AGILA A, BARRINGER S. Effect of roasting conditions on color and volatile profile including HMF level in sweet almonds (Prunusdulcis)[J]. J Food Sci, 2012, 77(4):C461-C468.
[14] 張春紅, 王麗, 李淑榮, 等. 烘烤花生仁、花生粕和花生殼中揮發(fā)性物質的研究[J]. 食品科技, 2009, 34(1): 32-36.
[15] 劉曉君. 炒籽對花生油風味和品質的影響[D]. 江蘇 無錫: 江南大學, 2011.
[16] 史文青. 花生及花生油揮發(fā)性氣味真實性成分的鑒定[D]. 武漢: 武漢工業(yè)學院, 2012.
[17] 劉云花, 胡暉, 劉紅芝,等. 花生餅粕及花生殼烘烤風味分析[J]. 食品科學, 2017, 38(2):146-153.
[18] BELITZ H D, GROSCH W, SCHIEBERLE P. 食品化學[M]. 石階平,霍軍生,譯.北京:中國農(nóng)業(yè)大學出版社, 2008: 297-298.
[19] 劉云花, 楊穎, 胡暉,等. 花生油風味物質解析及風味增強研究進展[J]. 中國油脂, 2017, 42(3):30-34.
[20] 夏延斌. 食品風味化學[M]. 北京: 化學工業(yè)出版社, 2007: 89-106.
[21] 張曉鳴. 食品風味化學[M]. 北京: 中國輕工業(yè)出版社, 2009: 166-174.
Effectofheattreatmentmethodonflavoroflowtemperature-pressedpeanutcake
LIU Yunhua1,2, WANG Qiang2, HU Hui2, LIU Hongzhi2, SHI Aimin2, LIU Li2, LI Jun1
(1. College of Food Science and Technology, Hebei Normal University of Science and Technology, Qinhuangdao 066600, Hebei, China; 2. Key Laboratory of Agro-Products Processing, Ministry of Agriculture, Institute of Agro-Products Processing Science and Technology, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100193, China)
The flavors of six low temperature-pressed peanut cakes samples treated by microwave roasting and oven baking were investigated using headspace solid phase micro-extraction and gas chromatography-mass spectrometry. The principal component analysis (PCA) and cluster analysis (CA) were performed on the volatile flavor compounds identified in order to make a clear evaluation on the flavor similarity of each sample. The results showed that 91 kinds of volatile flavor compounds were identified from six samples, including aldehydes (ten kinds), ketones (four kinds), alcohols (six kinds), hydrocarbons (four kinds), phenols (five kinds), pyrazines (twenty five kinds), furans (nine kinds), pyrroles (seven kinds), pyridines (seven kinds) and other compounds (fourteen kinds). The contents of aldehydes and alcohols compounds in low temperature-pressed peanut cake treated by oven baking were higher. The main volatile compounds in low temperature-pressed peanut cake treated by microwave roasting were nitrogen and oxygen heterocyclic compounds including pyrazines, pyrroles, pyridines and furans compounds. The PCA and CA could distinguish the flavor of low temperature-pressed peanut cake treated by microwave roasting and oven baking. The flavor profiles of samples 160℃ baking for 15 min, 170℃ baking for 15 min and 540 W microwave for 2 min were similar, and the flavor profiles of samples 540 W microwave for 3 min, 180℃ baking for 15 min and 540 W microwave for 4 min were similar. The results of PCA and CA were consistent, and they could confirm each other.
low temperature-pressed peanut cake; microwave roasting; oven baking; flavor; principal component analysis; cluster analysis
TS201.2;TS229
A
1003-7969(2017)11-0075-08
2017-02-08;
2017-07-26
中國農(nóng)業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程項目(CAAS-ASTIP-201X-IAPPST)
劉云花(1990),女,在讀碩士,研究方向為食品化學與工藝(E-mail)yunhuaguai@163.com。
李 軍,教授(E-mail)spgcx@163.com。