冷凍貯藏對馬鈴薯泥香氣成分的影響

王紹帆，黃歡，索慧敏，韓育梅

（內蒙古農業大學食品科學與工程學院，內蒙古呼和浩特010018）

馬鈴薯是茄科類多年生草本植物，是重要的糧食、蔬菜兼型作物，也是全球第三大糧食產物[1]。其適應能力強、生長周期短、單位產量高、增產和開發潛力大且耐貯性好、易于加工，是人們日常生活中不可或缺的食材。馬鈴薯經清洗、去皮、切片、護色、蒸制、調配等工藝制成的類似泥狀的物質，稱為馬鈴薯泥[2]。馬鈴薯泥生產工藝簡單，生產成本低，新鮮馬鈴薯泥幾乎保留了馬鈴薯的全部營養，其具有馬鈴薯的清香味道，口感軟糯，能夠滿足消費者的營養需求與飲食習慣。由于內蒙古自治區是馬鈴薯的主產區，對馬鈴薯類產品的研究極具現實意義，而馬鈴薯制泥不僅提高了馬鈴薯的經濟價值，還推動了馬鈴薯主糧化戰略的發展，因此馬鈴薯泥是當下馬鈴薯產業研究與開發的重點[3]。但目前市場上關于馬鈴薯泥類產品的研發鮮有報道，新鮮馬鈴薯泥在幾個小時內就會發生褐變、結塊變硬、質地不均勻，馬鈴薯泥在貯藏期色澤、口感、風味亦會發生劣變[4]。本試驗以馬鈴薯（冀張12）為原料，對新鮮和冷凍貯藏馬鈴薯泥的氣味、滋味、香氣成分進行研究，為馬鈴薯泥類產品的生產加工及貯藏保鮮提供一定的參考依據[5]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

馬鈴薯（冀張12）：內蒙古自治區武川縣；檸檬酸、抗壞血酸、L-半胱氨酸、二乙酰酒石酸單甘酯、單甘酯、蔗糖脂肪酸酯等（以上試劑均為分析純）：國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

電子鼻（PEN3）：德國 AIRSENSE公司；電子舌（TS-5000Z）：北京盈盛恒泰科技有限責任公司；氣相-質譜聯用儀（Trace1300、ISQ）：美國賽默飛世爾科技公司。

1.3 方法

1.3.1 基本成分測定

本試驗對馬鈴薯（冀張12）的基本成分進行了測定，包括干物質、還原糖、淀粉、直鏈淀粉、維生素C、蛋白質、灰分、脂肪和膳食纖維的含量，為試驗奠定了一定的理論基礎[6]。

1.3.2 工藝路線

原料→清洗去皮→切片→護色→預煮→蒸制→乳化→制泥→包裝[7]

1.3.3 香氣成分測定

1.3.3.1 電子鼻測定

檢測時間60 s，清洗時間90 s，預進樣時間5 s，進樣流量400 mL/min，載氣流速400 mL/min。開始測定時傳感器隨時間變化波動，50 s后趨于平緩，取56、57、58 s處數據進行分析。每個樣品測定3次。新鮮馬鈴薯泥與-18℃冷凍30 d、4℃解凍12 h的馬鈴薯泥各取10 g裝入樣品瓶，保鮮膜封口后，使用電子鼻測定，分析數據。

1.3.3.2 電子舌測定

新鮮馬鈴薯泥與-18℃冷凍30 d、4℃解凍12 h的馬鈴薯泥各取5 g，加入100 mL煮沸的去離子水，浸泡5 min后轉移至離心管，3 000 r/min離心5 min上清液冷卻至室溫（25℃）后取30 mL于樣品容器中用于甜味檢測，取60 mL于樣品容器中用于其他味檢測。可檢測鮮、咸、苦、澀、酸5種味道及其回味，使用系統自帶數據庫對數據進行味覺特征分析[8]。

1.3.3.3 氣相色譜-質譜聯用測定

色譜柱為 DB-5（30 m×0.25 mm，0.25 μm），氦氣載氣流速1.0 mL/min，進樣口與接口溫度250℃，不分流進樣模式。

質譜條件：采用EI離子源為電離方式，電離電壓70 eV，離子源溫度250℃，傳輸線溫度250℃，質量掃描范圍30～400 m/z，溶劑延遲時間1 min。

程序升溫條件：采用三段式升溫程序，第一階段起始溫度50℃，持續2 min；第二階段從50℃升溫至110℃，速度20℃/min，保持1 min；第三階段以5℃/min的速度從110℃升溫到230℃，時間5 min[9]。

1.3.4 感官品質評價

由10名食品專業人員分別進行品嘗，對新鮮和冷凍貯藏馬鈴薯泥的質地、凝聚性、色澤、風味進行綜合評價打分，總分100分，取10人平均值形成最終感官評價分值。感官品質評價標準見表1[10]。

1.3.5 數據分析與處理

利用SPSS22.0軟件進行統計處理。利用Ori-gin2018繪制圖表。

表1 馬鈴薯泥感官品質評價標準Table 1 Evaluation criteria for sensory quality of potato puree

2 結果與分析

2.1 馬鈴薯（冀張12）基本成分結果分析

馬鈴薯（冀張12）基本成分測定結果見表2。

表2 馬鈴薯（冀張12）基本成分測定結果Table 2 Results of determination of basic components of potato（Jizhang12）

由表2可知，相較于其它主糧作物，冀張12馬鈴薯，水分含量較低、干物質含量較高，有利于貯藏；還原糖含量較低，有利于油炸食品的加工[11]；淀粉含量較高、直鏈淀粉含量較低，是其能量的主要來源[12]；維生素C含量較高，約為蘋果的10倍，素有“地下蘋果”之稱；蛋白質含量較高，富含人體所需的全部8種必需氨基酸，營養價值全面；脂肪含量偏低，食之不易致人肥胖；提供人體所需的“第七大營養素”—膳食纖維含量較高，有助于維持消化系統健康。

2.2 馬鈴薯泥工藝路線結果分析

根據實驗室前期的研究，馬鈴薯制泥最佳工藝條件是厚度0.8 cm馬鈴薯片，用0.7%檸檬酸、0.05%抗壞血酸、0.71%L-半胱氨酸護色20 min，蒸制40 min，乳化劑添加量為二乙酰酒石酸單甘酯0.26%、單甘酯0.4%、蔗糖脂肪酸酯0.14%，制泥方式選擇擠壓，在此條件下制得的馬鈴薯泥光澤度好，為均勻的半固體狀，組織細膩，顏色呈淡黃色且均勻一致，軟硬適中，入口綿軟，有較好的粉質感，且無粘牙感，具有馬鈴薯特有的濃郁香味，感官品質綜合評分達96分。

2.3 新鮮與冷凍貯藏馬鈴薯泥香氣成分結果分析

2.3.1 電子鼻測定結果分析

新鮮和冷凍貯藏馬鈴薯泥的電子鼻測定對比見圖1。

圖1 新鮮和冷凍貯藏馬鈴薯泥電子鼻測定結果Fig.1 Results of electronic nose determination of fresh and frozen potato puree

電子鼻傳感器性能與參數如表3所示。

表3 傳感器性能描述Table 3 Performance description of sensors

由圖1可知，新鮮馬鈴薯泥冷凍貯藏后，香氣成分減少，說明此過程降低了香氣的濃郁度。在檢測的傳感器中，W1W、W1S、W2S、W2W的變化較為明顯，說明這些傳感器對應的香氣成分出現明顯減少。W1W傳感器對無機硫化物和萜烯類敏感，W1S、W2S和W2W分別對甲基類敏感，對醇類和芳香族化合物敏感，對芳香族化合物和有機硫化物敏感，表明這些物質在新鮮和冷凍貯藏的馬鈴薯泥中均含量豐富且揮發性大，對其香氣構成貢獻較大，是其香氣的主要來源[13]。W1W主要檢測的是萜烯類化合物，萜烯類化合物在植物中分布極廣，因此在檢測時較為明顯，而在馬鈴薯泥中這些萜烯類化合物不但自身具有生物活性成分的功能，同時還賦予了馬鈴薯泥水果香和花香的特殊香氣，是馬鈴薯泥香氣的重要組成部分。在馬鈴薯泥中，萜烯類化合物具有調節生理節奏、預防疾病以及促進康復的功效，因此萜烯類化合物含量豐富的馬鈴薯泥對人們的健康也有一定的作用[14]。W2S檢測的是醇類物質，醇類物質在馬鈴薯泥中既是芳香成分又是呈味物質，適量的醇類可賦予馬鈴薯泥特殊的香味，并且可以襯托酯香，使馬鈴薯泥的香味更完美[15]。在P＜0.05水平下，新鮮和冷凍貯藏馬鈴薯泥W1S和W2W傳感器的響應值有顯著性差異，二者響應值的降低表明在馬鈴薯泥的冷凍貯藏過程中甲基類、芳香族化合物以及有機硫化物有明顯的下降[16]。此外，對氨類、氫類等易造成馬鈴薯泥不良風味成分敏感的W3C和W6S傳感器響應值幾乎相同，說明在此過程并沒有產生不良風味。

2.3.2 電子舌測定結果

新鮮和冷凍貯藏馬鈴薯泥的電子舌測定對比見圖2。

圖2 新鮮和冷凍貯藏馬鈴薯泥電子舌測定結果Fig.2 Determination of electronic tongue of fresh and frozen potato puree

由圖2可知，新鮮馬鈴薯泥呈味較明顯的是甜味和咸味，其次是鮮味和苦回味，苦味和豐富性呈味較弱。馬鈴薯泥經冷凍貯藏后，變化最突出的呈味是苦回味，其次為咸味和豐富性，其它滋味相對穩定，變化不明顯。馬鈴薯泥在冷凍貯藏后甜味和苦味略微下降，咸味、豐富性和鮮味則有所上升，苦回味下降明顯，說明適度冷凍貯藏可有效降低馬鈴薯泥的苦回味。上述表明，在此過程中，苦味和咸味這兩種令人不適的風味物質未明顯改變，沒有破壞馬鈴薯產品的特殊口感，延長了馬鈴薯泥的最適食用期。

2.4 氣相色譜-質譜聯用測定結果

新鮮和冷凍貯藏馬鈴薯泥的氣相色譜-質譜聯用測定對比見表4。

表4 新鮮和冷凍馬鈴薯泥香氣成分Table 4 Aroma ingredients for fresh and frozen potato puree

續表4 新鮮和冷凍馬鈴薯泥香氣成分Continue table 4 Aroma ingredients for fresh and frozen mashed potatoes

由表4可知，新鮮和冷凍貯藏的馬鈴薯泥香氣成分存在明顯差異，通過氣相色譜-質譜聯用測定，新鮮和冷凍貯藏的馬鈴薯泥均檢出42種成分，主要有醇類、酸類、烴類、酮類、醛類、酯類等物質[17]。在新鮮馬鈴薯泥的檢出物質中酸類化合物最多，有11種，此外還檢出8種烴類化合物、5種醇類化合物、3種酮類化合物、3種醛類化合物和2種酯類化合物，表明酸類、烴類和醇類在新鮮馬鈴薯泥的香氣成分中占主導地位；在冷凍貯藏后馬鈴薯泥的檢出物質中醇類化合物最多，有11種，此外還檢出7種烴類化合物、5種酮類化合物、4種酸類化合物、4種醛類化合物和3種酯類化合物，表明醇類、烴類和酮類在冷凍貯藏后馬鈴薯泥的香氣成分中起關鍵作用[18]。3-壬二醇、2-丙烯酸、5-氨基戊酸、蝶呤-6-羧酸、2-環丙基羰基氧十四烷、2-三氟乙酰氧十二烷、八甲基環四硅氧烷、十二甲基環六硅氧烷、十甲基環五硅氧烷、3-叔丁基-5-氯-2-羥基苯甲酮、異薄荷酮、丙烯醛、戊醛、3，6-十八烷二酸甲酯、氯甲酸烯丙酯、1，1-環丙二醇酰胺、二甲胺、乙醇胺、乙酰胺、2-硫脲嘧啶、乙腈是新鮮和冷凍貯藏后馬鈴薯泥共有的物質。新鮮馬鈴薯泥中的一些物質在冷凍貯藏后馬鈴薯泥中已檢測不出，說明在冷凍貯藏過程中損失了一部分香氣成分，同樣在此過程中也產生了一些新的揮發性物質。在冷凍貯藏過程中相較新鮮馬鈴薯泥產生了較多的（10種）醇類和（2種）醛類物質，這可能是馬鈴薯蒸制過程中脂肪氧合酶催化不飽和脂肪酸氧化形成過氧化物時生成的，這也從側面說明了脂質氧化是形成馬鈴薯特殊風味的重要途徑[19-20]。

2.5 感官品質評價結果

參照本試驗制定的馬鈴薯泥感官品質評價標準，新鮮馬鈴薯泥光澤度好，為均勻的半固體狀，組織細膩，顏色呈淡黃色且均勻一致，軟硬適中，入口綿軟，有較好的粉質感，且無粘牙感，具有馬鈴薯特有的濃郁香味，綜合評分96分；冷凍貯藏后馬鈴薯泥顏色淡黃，為均勻的半固體狀，組織較新鮮馬鈴薯泥粗糙，軟硬適中，有馬鈴薯香味但不濃郁，無粘牙感，易咀嚼，粉質感較輕，綜合評分90分。

3 結論

本試驗以冀張12馬鈴薯為原料，對新鮮和-18℃冷凍30 d、4℃解凍12 h馬鈴薯泥的香氣成分進行了測定對比，得出結論：有機硫化物、萜烯類、烴類、醇類和芳香族化合物在新鮮和冷凍貯藏馬鈴薯泥中均含量豐富且揮發性大，是其香氣的主要來源，冷凍貯藏過程降低了香氣的濃郁度但并沒有產生不良風味；在冷凍貯藏過程中，苦味和咸味濃郁度未明顯改變，有效降低了苦回味；新鮮和冷凍貯藏馬鈴薯泥香氣成分存在明顯差異，均檢出42種成分，主要有醇類、酸類、烴類、酮類、醛類、酯類等物質，新鮮馬鈴薯泥在冷凍貯藏過程中損失了一部分香氣成分，同時在此過程中也產生了較多的醇類物質。綜上所述，-18℃冷凍放置可作為一種行之有效的馬鈴薯泥貯藏方式。