不同來源小麥面粉香氣成分的比較研究

胡喜貴+姜小苓+王玉泉+李小軍+吳曉軍+李淦+茹振鋼

摘要：采用頂空固相微萃取（HS-SPME）與氣相質譜（GC-MS）相結合方法，對5種不同來源小麥（Triticum aestivum L.）面粉的香氣成分進行比較分析。結果表明，5種不同來源小麥面粉中鑒定出42種香氣成分，共有香氣成分13種，其相對百分含量約占各自香氣總量的50%以上，可歸為烴類、醇類、醛類、酸類、苯環類和雜環類等6大組分。其中，烴類和醇類組分數量和其組分相對百分含量都明顯高于醛類、酸類、苯環類和雜環類，占各自香氣成分相對百分含量的49.62%～78.74%。不同來源小麥之間的香氣成分存在一定差異；小麥面粉中的香氣成分主要以烴類、醇類組分為主。

關鍵詞：小麥（Triticum aestivum L.）；香氣成分；頂空固相微萃?。℉S-SPME）；氣相質譜（GC-MS）

中圖分類號：S512.101 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）12-2332-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.12.033

Comparative Analysis of the Aroma Compositions among Different

Sources of Wheat Flour

HU Xi-gui1，2，JIANG Xiao-ling1，2，WANG Yu-quan1，2，LI Xiao-jun1，2，WU Xiao-jun1，2，LI Gan1，2，RU Zhen-gang1，2

（1. Center of Wheat Research， Henan Institute of Science and Technology， Xinxiang 453003， Henan， China；2. Collaborative Innovation Center of Modern Biological Breeding， Xinxiang 453003， Henan， China）

Abstract： Using headspace solid phase microextraction （HS-SPME） and gas phase mass spectrometry （GC-MS） method， the aroma compositions were analyzed in the five different sources of wheat flour. 42 kinds of aroma compositions were identified. And， a total of 13 kinds of aroma compositions which were identical in the five different sources of wheat flour， accounting for more than 50% in relative percentage content of total aroma compositions. Identified aroma compositions could be classified into hydrocarbon， alcohol， aldehydes， acids， benzodiazepines and heterocycle. Of which， hydrocarbons and alcohol components including part number and its relative percentage content were significantly higher than aldehyde， acid， benzene and heterocycle. The relative percentage content of hydrocarbons and alcohol components were between 49.62% and 78.74% in the five different sources of wheat flour. The results showed that the aroma compositions were existed significant differences in among different sources of wheat flour and were mainly composed of hydrocarbons and alcohols components.

Key words： wheat（Triticum aestivum L.）； aroma compositions； headspace solid-Phase microextraction（HS-SPME）； gas chromatography-mass spectrometry （GC-MS）

小麥（Triticum aestivum L.）營養豐富，經濟價值高，是中國重要的口糧之一[1]。小麥面粉在消費者需求中具有重要地位。人們消費面食不僅講究吃好，更注重攝取食品中的營養成分，要求食品的多種功效[2]。小麥面粉具有自然濃郁的麥香味，直接影響其加工產品的氣味[3，4]。所以，小麥香味已被作為一個重要的、潛在的品質參數。在各類食品的香味分析中，食品揮發性風味物質的評價、分離與分析技術已被廣泛應用。學者研究食品香味的性質和形成機理，并對一些香味進行了模擬，從食品香味分析的整體技術發展來看，已慢慢從感官分析、評價發展至過程化、電子化、智能化分析的新時期[5]。目前，頂空固相微萃?。℉S-SPME）是測定揮發性物質的常用方法。頂空固相微萃?。℉S-SPME）與氣相質譜（GC-MS）的聯用可實現揮發性物質從收集、分離到鑒別分析的一體化[6]。

目前，稻米[7]、甜玉米[8]等作物的香氣成分已有報道，而對小麥香氣成分的研究較少。燕雯等[9]利用動態頂空萃取（DHE）與氣相質譜（GC-MS）結合對黃淮地區3種不同筋力小麥品種的揮發性成分進行了研究。張玉榮等[10]利用頂空固相微萃取-氣質聯用分析研究了小麥面粉儲藏過程中揮發性成分變化。張玉玉等[11]用GC-MS定量分析傳統小麥醬中的揮發性成分。閆文利等[12]采用4種不同涂層萃取頭：50/30 μm DVB/CAR/PDMS、65 μm PDMS/DVB、75 μm CAR/PDMS和100 μm PDMS分析百農矮抗58（AK58）面粉香氣成分，表明DVB/CAR/PDMS和PDMS/DVB萃取頭結合可以較全面提取面粉香氣成分。Starr等[13]對丹麥81份小麥品種或地方品種的香氣進行了研究，共鑒定出72種揮發性成分。通過全面的比較，發現丹麥的地方品種面粉香氣中的酯類、醇類和一些呋喃等成分，顯著高于現代品種。盡管在小麥香氣研究方面已經取得了一些突破性的成果，但對于不同來源小麥品種（系）香氣成分的系統分析和歸類還未見報道。因此，本研究分析了5種不同來源小麥品種面粉香氣成分，闡明其在種類、數量及相對百分含量上的異同，明確面粉主要香氣成分，以期為香型小麥品種的選育和生產加工奠定基礎，為開展小麥香氣主要成分的基因精確定位提供參考和理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

小麥百農矮抗58（AK58）（河南）、川農21（四川）、濟麥26（山東）、臨汾138（山西）、陜608（陜西）的面粉，均由河南科技學院小麥中心提供。

1.2 儀器與設備

CP213型電子天平，上海皖寧精密科學儀器有限公司；恒溫加熱攪拌器，上海東璽制冷設備有限公司；SPME手動進樣手柄、50/30 μm DVB/CAR/PDMS復合萃取頭、15 mL帶酚醛樹脂蓋萃取瓶，美國Supelco公司；THERMOFISHER ISQ型氣相色譜質譜聯用儀器、TG-WAXMS彈性石英毛細管柱，美國Thermo公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 小麥面粉香氣的吸附與解析 50/30 μm DVB/CAR/PDMS復合萃取頭使用前需要在氣相色譜進樣口250 ℃老化60 min。稱取面粉2 g，置15 mL酚醛樹脂蓋萃取瓶，并放在恒溫加熱器上60 ℃平衡8 min。同時，50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭在氣相色譜進樣口250 ℃老化8 min。8 min后拔出萃取頭插入萃取瓶吸附50 min，然后將該萃取頭在氣相色譜進樣口于250 ℃解吸8 min，用于GC-MS分析。每份樣品均按上述條件進行萃取操作，重復3次。

1.3.2 色譜條件 氣相色譜條件：色譜柱為TG-WAXMS（30 m×0.25 mm×0.25 μm），進樣不分流，程序升溫為40 ℃保持2 min，以2 ℃/min升溫至50 ℃并保持2 min，再以5 ℃/min升溫至240 ℃并保持5 min。載氣為氦氣，流量為1.0 mL/min，進樣口溫度為250 ℃。

質譜條件：EI電離源；電子能量為70 eV；離子源溫度250 ℃；掃描范圍為40～350 m/z。

1.3.3 定性和定量分析 質譜結果經計算機檢索（NIST08）進行定性分析。定量采用總離子流色譜圖（Total ion chromatogram，TIC）峰面積歸一化法求得各成分相對百分含量[14]。

2 結果與分析

2.1 5種小麥面粉香氣成分總離子色譜圖

5種不同來源的小麥品種百農矮抗58（百農AK58）（河南）、川農21（四川）、濟麥26（山東）、臨汾138（山西）、陜608（陜西）的面粉香氣成分的總離子流色譜（圖1），既有形狀相近的波峰，也有出各自特有的波峰，這表明不同來源的小麥面粉既有相同物質，也有各自特有物質。

2.2 5種小麥面粉中香氣成分比較

通過GC-MS方法，分析5種不同來源小麥面粉中香氣成分，共鑒定出42種成分（表1）。其中，川農21中香氣成分數量最多，高達31種；百農AK58中香氣成分數量次之，28種；臨汾138中香氣成分數量為27種；濟麥26和陜608中香氣成分偏少，分別為24和22種。

由表1可知，5種不同來源小麥面粉中共有香氣成分13種，分別是正己醛、正己醇、2，2，5，5-四甲基-3-己炔、壬醛、癸烷、十一烷、十二烷、四甲基硅烷、十三烷、十一醛、1-甲基萘、十三醇、2，6-二叔丁基-1，4-苯醌。這些共有香氣成分相對百分含量約占各自香氣總量的50%以上，其臨汾138最高達66.43%；濟麥26最低53.48%。除了陜608外，其余4種小麥面粉均有各自特有的香氣物質。如，川農21中特有香氣成分有5種：（E）-2-己烯-1-醇、正丁胺、2-烯丙基-6-甲基苯酚、1-異丙基萘、2-甲基十五烷；臨汾138中特有香氣成分有4種：（乙基硫代）丙酮、1-（1-甲基乙氧基）-2-丙醇、3-甲基-3-羥甲基氧雜環丁烷、3，7-二甲基-1，6-辛二烯-3-醇；百農AK58和濟麥26中特有香氣成分均為1種，分別為醋酸潑尼松龍和正戊醇。

2.3 5種小麥面粉中香氣組分的比較

5種不同來源小麥面粉中香氣成分42種（表1），可歸為6大組分，包括烴類、醇類、醛類、酸類、苯環類和雜環類。其中，烴類最多（13種），醇類12種，苯環類6種，醛類和雜環類均為5種，酸類1種。由表2可知，在5種不同來源小麥面粉香氣中，烴類和醇類組分數量和其組分相對百分含量都明顯高于醛類、酸類、苯環類和雜環類，占香氣成分相對百分含量的49.62%～78.74%。

通過對比分析來看，5種不同來源小麥面粉香氣含有烴類組分10種左右、醇類組分6種左右，其對應相對百分含量存在明顯差異（表2）。如，百農AK58、川農21、臨汾138、陜608中烴類組分的相對百分含量顯著高于濟麥26。然而，濟麥26、陜608中醇類組分的相對百分含量卻明顯高于百農AK58、川農21、臨汾138，還發現陜608面粉香氣中缺少酸類和雜環類組分。綜上所述，小麥面粉中的香氣成分主要以烴類、醇類組分為主。

3 結論

在食品中，香氣已是一個重要參數[6]。近年來，谷物中水稻[6]、玉米[7]、大麥[15]等香氣成分已被廣泛研究，而小麥香氣成分研究相對較少。燕雯等[9]研究黃淮地區3種不同筋力小麥品種的揮發性成分，鑒定出香氣成分57種左右，并闡明面粉香氣成分主要以烴類、醇類、酯類和羧酸類為主。Starr等[13]對丹麥81份小麥品種或地方品種的香氣研究，鑒定出72種揮發性成分。本研究分析5種不同來源小麥面粉香氣成分，共鑒定出42種，鑒定出香氣成分相對偏少。這個可能歸因于：①小麥面粉儲藏時間偏長，進而部分揮發性物質發生內在變化或相對含量少而未能檢測到[10]；②小麥品種自身遺傳特性決定或產區氣候生態因子與香氣濃度、種類存在密切關系[16]。如2-乙酰-1-吡咯啉（2-AP）已被證明是美國和亞洲所有消費的爆玉米花型香稻的香氣物質的關鍵成分[17]。香氣候選基因-甜菜堿醛脫氫酶2（Betaine aldehyde deydrogenase homologue 2，BADH2）是調控2-AP合成關鍵酶，已研究其在不同秈稻中變化規律[18-20]。小麥中是否也存在控制香氣合成關鍵基因，氣候因子是否影響香氣變化，小麥種質資源中是否也存在類似于香稻的香麥資源等，需更進一步研究。

三氯甲烷、對苯二酚、甲苯、十二烷、十三烷、十四烷、辛酸、環己醇、癸酸和苯酚等物質，已被視為是對人體有一定的毒副作用的化學物質[9]。本研究分析5種不同來源小麥面粉香氣成分，發現存在少量十一烷、十二烷、十三烷、環己醇等物質，該研究結果進一步印證燕雯等[9]研究結果。此外，小麥香氣成分經發酵和熟制加工過后，其香氣成分的變化規律，尤其哪些對人體影響的物質是怎么變化？這也需要進一步研究證實。

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