葡萄籽粉對太谷餅風味的影響

張倩茹,尹 蓉,王賢萍,韓彥龍

(1.山西農業大學果樹研究所,果樹種質創制與利用山西省重點實驗室,山西太原 030031; 2.山西農業大學,山西太原 030031)

近年來，我國葡萄加工產業不斷發展壯大,在葡萄釀酒、制汁、制干等加工過程中,產生了大量皮、籽等副產品。葡萄籽、皮副產品中含有葡萄多酚、白藜蘆醇、葡萄籽蛋白、不飽和脂肪酸、有機酸等多種功能性成分[1-4],具有抗氧化、殺菌抑菌、清除自由基等作用[5-7]。但這些極具利用價值的副產品,因難以加工利用,而被丟棄或被農民曬干后用作燃料或飼料,不僅造成資源的浪費,而且造成了環境的污染。

將葡萄籽、皮渣等副產品經粉碎、膨化等工藝制成葡萄籽粉,不經過化學工藝,只采用純物理手段,不僅可以保證葡萄籽、皮渣的營養完整性,還能將這些副產品變廢為寶,提高其利用率與利用范圍。李華等[8]采用冷凍干燥及超微粉碎技術研發葡萄籽超微粉,楊宇等[9]將葡萄籽超微粉碎并添到曲奇餅干中;楊久芳等[10]采用不同技術制備三種葡萄籽粉,并將其添加在面包配方中;金青等[11]采用葡萄籽粉制作強化葡萄籽超微粉蛋糕。

太谷餅古稱“巴餅”、“甘餅”,是三晉大地極具代表性的地方名吃,創始于清康熙年間,迄今已有300多年的歷史[12],深受廣大消費者喜愛。隨著經濟的發展以及生活水平的提高,人們對食品的要求不再是好吃、吃飽,而是追求功能化、多元化產品。將葡萄籽粉添加到太谷餅中,不僅可以豐富傳統食品種類,制作出具有特殊風味、營養的葡萄籽粉太谷餅,豐富太谷餅的功能性,延長保質期，還可以變廢為寶,利用葡萄籽、皮渣等廢棄資源,保護環境,延伸葡萄加工產業鏈。目前尚未有將葡萄籽粉添加到太谷餅中的相關研究。

因此本研究通過添加5%和10%葡萄籽粉代替部分面粉到太谷餅制作中,采用氣相離子遷移譜連用技術,測定其風味物質,結合感官評價,分析葡萄籽粉對太谷餅風味的影響,探討太谷餅中添加葡萄籽粉的可行性。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

赤霞珠葡萄籽 于2019年購買于山西怡園酒莊有限公司;面粉、白糖、飴糖、亞麻油、小蘇打、芝麻等原材料 均購于太原美特好超市。

Checkmate3頂空分析儀 丹麥Densensor公司;Flavour Spec氣相離子遷移譜聯用儀 德國G.A.S公司;五谷雜糧中藥材打碎機 山東微圣公司;DHG-9023A臺式電熱恒溫鼓風干燥 上海壘固儀器有限公司;烤箱 美的集團股份有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 葡萄籽粉的制備 清洗釀酒后的赤霞珠葡萄籽→挑選→清洗→60 ℃烘干→五谷雜糧中藥打碎機破碎→過60目篩→密封→冷凍保存

1.2.2 不同添加量葡萄籽粉太谷餅的制備 本試驗制作三種太谷餅,分別為空白對照組、葡萄籽粉添加比例為5%(代替面粉)、葡萄籽粉添加比例為10%(代替面粉)。配方如下:面粉500 g,水100 g,白糖125 g,飴糖50 g,亞麻油150 g,小蘇打3 g,芝麻5 g。盆中倒入亞麻油、白糖、飴糖混勻,加入水和小蘇打再次混勻,加入面粉及葡萄籽粉揉勻,在案子上揉光揉勻,搓成長條,揪成小劑子,將劑子逐個按扁,表面撒滿芝麻,放入烤箱,220 ℃烤制15 min。

1.2.3 太谷餅風味成分的測定

1.2.3.1 樣品前處理 將太谷餅研磨碎后,稱取2.00 g樣品,置于20 mL頂空瓶中。

1.2.3.2 GC-IMS 測定條件 頂空孵育溫度60 ℃、孵育時間30 min,孵化轉速500 r/min,頂空進樣針溫度85 ℃,進樣體積200 μL;載氣/漂移氣為高純氮氣(純度≥ 99.999%),色譜柱類型FS-SE-54-CB-1(15 m×0.53 mm,0.5 μm),柱溫60 ℃,分析時間30 min,IMS溫度45 ℃,使用加熱的進樣針抽取瓶內的頂空組分,通過Flavour Spec氣相離子遷移譜儀分析葡萄籽粉對太谷餅風味的影響。

1.2.4 太谷餅感官評價方法 采用九分嗜好法對太谷餅的形態(呈扁圓形,餅面芝麻分布均勻,邊緣有細小裂紋)、色澤(表面光澤,呈棕紅色,內部呈蛋黃色)、組織(內部有小蜂窩狀,氣孔分布均勻)、風味及口感(甜綿香酥,不粘牙,氣味芳香,無異味)和整體可接受度進行喜好評分[13-14]。1～9分代表評定人員對樣品的喜歡程度,分數越低代表對樣品越不喜歡,1分代表極其不喜歡,9分代表極其喜歡。評定小組由20名(10名女性,10名男性,不同年齡段)受過感官評定培訓的人員組成。

1.3 數據處理

采用儀器配套的分析軟件包括LAV(Laboratory Analytical Viewer)和三款插件以及GC×IMS Library Search進行樣品分析。LAV:用于查看分析譜圖,圖中每一個點代表一種揮發性有機物;Reporter插件:直接對比樣品之間的譜圖差異;Gallery Plot插件:指紋圖譜對比;Dynamic PCA插件:動態主成分分析,用于將樣品聚類分析以及快速確定未知樣品的種類;GC×IMS Library Search:應用軟件內置的NIST數據庫和IMS數據庫可對物質進行定性分析。

2 結果與討論

2.1 不同葡萄籽粉添加量的太谷餅風味物質的分析

由不同葡萄籽粉添加量的太谷餅氣相離子遷移譜圖(圖1)及以ZQR2為例的定性結果圖(圖2)可知,橫坐標1.0處紅色豎線為反應離子峰(RIP峰),RIP峰兩側的每一個點代表一種揮發性有機物,顏色代表物質的濃度;白色表示濃度較低,紅色表示濃度較高,顏色越淺代表濃度越小。從圖1可以看出,不同類型太谷餅揮發性組分可通過GC-IMS技術很好地分離,且可直觀識別不同處理的揮發性物質的差異。以現有的軟件內置NIST氣相保留指數數據庫與IMS遷移時間數據庫資料,結果顯示三種太谷餅中共檢測出揮發性有機物79種,其中18種已定性,61種未定性。已確認的18種風味物質中含醛類6種,酮類3種,醇類5種,酯類3種,呋喃類1種(見表1)。

表1 不同葡萄籽粉添加量的太谷餅風味物質GC-IMS分析Table 1 Analysis of flavor compounds in Taigu cake with different amounts of grape seed powder by GC-IMS

圖1 不同葡萄籽粉添加量的太谷餅的氣相離子遷移譜圖Fig.1 GC-IMS topographic plots ofTaigu cake with different amounts of grape seed powder 注:ZQR1:添加5%葡萄籽粉太谷餅,ZQR2:添加10%葡萄籽粉太谷餅,ZQR3:空白對照,不添加葡萄籽粉太谷餅。表1、圖2、圖3同。

圖2 以ZQR2為例的氣相離子遷移譜圖譜標記示例Fig.2 GC-IMS labeling example using ZQR2 as an example注:圖中每一個點代表一種揮發性有機物。

結合表1、圖3可以發現,添加葡萄籽粉的太谷餅與未添加葡萄籽粉的太谷餅所含風味物質的種類基本相同,但每種風味物質在不同太谷餅中的含量存在差異。

圖3 不同葡萄籽粉添加量離子遷移譜匯總圖Fig.3 Summary of the ion mobility spectra of Taigu cake with different amounts of grape seed powder content

在不同類型太谷餅中共檢測到醇類物質5種,乙醇、2-甲基丁醇、2,3-丁二醇、2-甲基丙醇和1-己醇。隋明等[16]研究浸泡葡萄籽的白酒中揮發性成分時發現三花酒醇類呈香物質有0.1%的2-甲基丁醇;劉國琴等[17]發現2-甲基丁醇是亞麻油關鍵風味物質之一;楊宇等[9]發現葡萄籽粉中含有2-甲基丙醇;李婷[18]發現在干紅葡萄酒的醇類物質中2,3-丁二醇含量最高;原料中本身含有的醇類物質是太谷餅中醇類物質的重要來源。乙醇、2-甲基丁醇、2,3-丁二醇、2-甲基丙醇在添加葡萄籽粉的太谷餅中含量高于對照組,其中2-甲基丁醇在添加10%葡萄籽粉的太谷餅中的相對含量比對照高6.60%,乙醇在添加10%葡萄籽粉的太谷餅中的相對含量比對照高2.44%,說明添加葡萄籽粉對太谷餅中乙醇和2-甲基丁醇含量影響較大。2-甲基丁醇、2,3-丁二醇具有甜瓜、香蕉等水果香、甜香,可以增加太谷餅的甜香風味,降低油腥味。

在不同葡萄籽粉添加量的太谷餅中均檢測到酮類物質3種,其中2,3-丁二酮在添加葡萄籽粉的太谷餅中含量高于對照組,且在添加5%葡萄籽粉的太谷餅中含量最高。在食品加工過程中,2,3-丁二酮的形成途徑主要包括脂質氧化、糖類分解、美拉德反應、微生物發酵和核黃素光敏氧化等[19-20]。添加葡萄籽粉的太谷餅中2,3-丁二酮含量高于對照組,可能由于葡萄籽油中不飽和脂肪酸含量高,在過氧化反應中產生的中間產物繼續反應生成了2,3-丁二酮,也可能是因為試驗中所添加的葡萄籽粉是釀造葡萄酒的副產物,葡萄籽經過微生物發酵,微生物代謝產生2,3-丁二酮[19],使得葡萄籽粉中本身就含有較高含量的2,3-丁二酮。2,3-丁二酮具有奶油、焦糖香味,由此可見添加葡萄籽粉可以增加太谷餅的奶油香,賦予其積極的風味。研究發現丙酮也是太谷餅主要風味物質,太谷餅獨特的辛辣甜味可能是由丙酮造成的,而在其他烘焙食品中未發現丙酮的存在[9,21]。

表2 不同葡萄籽粉添加量的太谷餅感官品質品評結果Table 2 Sensory evaluation results of Taigu cake with different amounts of grape seed powder

在不同葡萄籽粉添加量的太谷餅中共檢測到酯類物質3種,添加葡萄籽粉的太谷餅中酯類物質含量都高于對照組,其中乙酸乙酯含量最為豐富,主要原因在于乙酸乙酯[22-23]是葡萄酒釀造過程中重要的香氣成分。酯類物質普遍都具有豐富的果香味,由此可見添加葡萄籽粉可以增加太谷餅多種水果香味,豐富太谷餅呈香物質的種類。

在不同葡萄籽粉添加量的太谷餅中共檢測到呋喃類物質1種,即糠醛。這與Antonella等、張玉玉等[24-25]研究結果一致,在功能性餅干、面包等烘焙食品加熱過程中均有糠醛產生。添加葡萄籽粉的太谷餅中糠醛含量低于對照組,由于糠醛是美拉德反應的中間產物,是多種糖的熱解產物,用葡萄籽粉代替部分面粉,降低了糖含量,控制了美拉德反應,因此添加葡萄籽粉會降低太谷餅中糠醛的產生。低含量的糠醛可賦予烘焙食品杏仁味、面包味、甜味等香味,在食品工業上通常用作增香劑。

在不同葡萄籽粉添加量的太谷餅中共檢測到醛類物質6種,除戊醛外其他醛類在添加葡萄籽粉后都有所降低。2-甲基丙醛、3-甲基丁醛、苯甲醛可能來源于纈氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸的氧化脫氨脫羧反應[26]。苯甲醛、己醛、庚醛、3-甲基丁醛等醛類物質能呈現出清香、水果香、杏仁香、脂肪香等多種香味[15,21],是豐富太谷餅風味的重要物質。黃富軍等[27]在研究冷凍甜面團制作的面包在儲存期間風味的變化時發現醛類物質在面包中含量較高,是面包獨特風味的重要組成成分,張楚楚[28]研究發現苯甲醛、己醛和庚醛是老面饅頭香氣的重要組成部分,都與本研究結果一致。但加入葡萄籽粉后的太谷餅中大部分醛類物質含量有所降低,可能是由于醛類物質是由脂質過氧化和氨基酸氧化形成,而葡萄籽含有沒食子酸、兒茶素、白藜蘆醇、鞣酸及原花色素等多種抗氧化成分,使得葡萄籽粉太谷餅中醛類物質含量較未添加葡萄籽粉的太谷餅低。

圖4 不同葡萄籽粉添加量的太谷餅總體氣相離子遷移譜主成分分析Fig.4 PCA analysis of total GC-IMS of Taigu cakewith different amounts of grape seed powder

對不同葡萄籽粉添加量的太谷餅總體氣相離子遷移譜PCA分析可見,第一、第二主坐標的方差貢獻率占總的87%和10%,前兩個主坐標的方差貢獻率達到97%,說明基本可以表征所涉及成分的信息,且相同樣品平行度高,3種太谷餅都可以分開,2種葡萄籽粉太谷餅風味物質相似、差異較小,而添加葡萄籽粉的太谷餅和對照組風味物質成分差異明顯,可以很好地分開,說明葡萄籽粉對太谷餅風味影響明顯。

2.2 不同葡萄籽粉添加量的太谷餅感官品質分析

從表2中可知,在太谷餅感官評價的整體接受度中,雖然添加葡萄籽粉會導致總體感官評分下降,但得分與對照組相比無顯著性差異(P>0.05),說明在葡萄籽粉添加量小于10%時,消費者可以接受,這與楊宇等[9]研究結果相吻合。但從評定人員對太谷餅色澤、質地、口感、氣味等方面的描述可以看出添加葡萄籽粉可以明顯改變太谷餅的色澤、質地、口感、氣味。隨著葡萄籽粉添加量的增加,太谷餅表面及內部的色澤,由淡黃色到棕褐色、巧克力色,顏色不斷加深;從質地、口感來講,添加葡萄籽粉使得太谷餅質地略顯粗糙,產生顆粒感,導致太谷餅邊緣隙縫增大,內部小蜂窩狀氣孔增大,分布不均;從氣味來講,添加葡萄籽粉使太谷餅烘焙香、苦澀味加重,但可以使太谷餅增加葡萄酒發酵的香味;對于所有評定人員無論從色澤、質地、口感還是氣味上,都能很好地分辨出太谷餅是否添加葡萄籽,這一點與不同葡萄籽粉添加量的太谷餅總體氣相離子遷移譜主成分分析結果一致。由此可見,葡萄籽粉的添加對太谷餅感官品質存在影響,特別是在對太谷餅風味的影響,增加了濃郁的烘烤香及發酵香,無論是感官分析還是氣相離子遷移譜圖風味分析,都可準確區分,但均可被不同類型消費者所接受。

3 結論

本文探討了不同葡萄籽粉添加量對太谷餅風味物質與整體感官品質的影響。研究表明,10%葡萄籽粉的添加可以提高太谷餅中乙酸乙酯和2-甲基丁醇的含量,相對含量由對照組的1.67%和0.65%增加到8.62%和7.25%,但3-甲基丁醛和己醛降低了1.65%和5.03%,與對照組相比太谷餅中的風味物質種類未改變,但各種風味物質含量發生了變化,其中3-甲基丁醛、己醛、2-甲基丁醇、乙酸乙酯、乙醇、糠醛相對含量變化超過1%。葡萄籽粉的添加導致太谷餅顆粒感、粗糙度、硬度增加,同時基于消費者對傳統太谷餅顏色的習慣性認可,葡萄籽粉太谷餅顏色加深,給人以焦糊感,降低了外觀評分,但從總體感官評分上看,三種太谷餅無顯著性差異(P>0.05),添加10%以內的葡萄籽粉是可以被廣大消費者接受的。

本研究結果對葡萄籽與太谷餅結合提供可能性,既可以研發新產品豐富太谷餅種類,又可以解決當前葡萄酒產業副產物-葡萄籽、皮渣這些廢棄物的利用問題,為食品產業新產品的研發和廢棄物的再利用提供思路。