不同干燥方式對冬筍揮發性成分的影響

耿想，姚曦，陳晨，荀航，湯鋒

(國際竹藤中心,國家林業和草原局/北京市共建竹藤科學與技術重點實驗室，北京，100102)

竹筍又稱竹芽、鞭筍，是禾本科竹亞科多種植物嫩芽的總稱。我國竹資源十分豐富，竹筍主要產于福建、浙江、江西、湖南、云南、四川等南方地區，可食用竹筍有200多種，品質優良的約50多種[1]。鮮竹筍顏色是奶油黃色，其肉質鮮美、質嫩氣香，富含膳食纖維、蛋白質、多種氨基酸、維生素和各種礦物質等[2]，有著低脂肪、低糖、多纖維的特點。研究表明竹筍可以促進腸道消化、降低膽固醇、排毒防便秘、抗衰老、抗氧化、調節血脂血糖[3-6]等，但竹筍含水量較高且有較強的季節性和區域性的限制，采后鮮竹筍易失水、肉質纖維易老化腐敗[7-8]，不耐貯藏。

干燥是保存果蔬的一種有效方法，通過脫水的方式防止微生物腐敗，延長保質期，且減少果蔬的體積，降低運輸和貯藏成本，提高果蔬的附加值[9]。目前，國內外對竹筍等果蔬的干燥方法主要包括自然晾干、熱風干燥、熱泵干燥、真空冷凍干燥及微波干燥，以及多種方式組合使用等[10]。另外，關于竹筍的干燥研究主要集中在干燥工藝優化以及干燥方法對竹筍色澤、質構和營養成分的影響[11-14]，而對干燥后的竹筍干制品的風味成分的研究報道鮮少，風味也是評價產品品質的重要指標之一，風味會直接影響消費者對干制品的接受性。本研究采用頂空固相微萃取技術(headspace-solid phasew micnoextration,HS-SPME)提取鮮冬筍及冬筍干制品的揮發性成分，同時基于氣相色譜-質譜聯用(GC-MS)技術比較分析鮮冬筍和其干制品的揮發性成分，揭示干燥后冬筍揮發性風味成分的變化，為冬筍干制品的揮發性風味品質評價提供實驗數據參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

冬筍，古田優農生態農業有限公司，挑選長度為15～20 cm，底部直徑為5～8 cm，大小基本一致、質量在300～500 g左右，無明顯損傷和病蟲害的健康冬筍作為實驗材料；檸檬酸，上海源葉生物科技有限公司。

1.2 儀器與設備

Agilent 6890 N/5973i型氣相色譜-質譜聯用儀，美國Agilent公司；50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭，美國Supelco公司；Cascada AN實驗室超純水系統，美國Pall公司；META FOX型切片機，寧波市海曙永進機械有限公司；DHG-9140A型電熱鼓風干燥箱，上海一恒科學儀器有限公司；CB0-GF3V型微波爐，廣東格蘭仕微波電器制造有限公司；LABCONCO型真空冷凍干燥機，美國LABCONCO公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 冬筍的預處理

根據參考文獻[15]并通過切片機的儀器參數設置冬筍的切片規格，將冬筍切成厚0.3 cm，0.2%直徑3.5 cm的圓片，稱取約100 g的冬筍圓片，放入0.2%(質量分數)檸檬酸護色液中浸泡15 min，料液比1∶4，再用蒸餾水將護色液清洗干凈。

1.3.2 冬筍的干燥方式

真空冷凍干燥參考劉翔等[16]的方法且根據實驗室的儀器參數稍加調整：冷肼溫度-80 ℃，真空度22 kPa，時間48 h，最終含水量為16.80%。熱風干燥參考姚荷等[15]的方法并稍作調整：55 ℃條件下干燥6 h，最終含水量為14.27%。微波干燥根據前期實驗優化的方法：先于200 W干燥22 min，間歇1 min，然后為避免筍片焦化，干燥1 min，間歇1 min，此操作反復進行5次，最后干燥0.5 min，間歇1 min，此操作進行3次，最終含水量為13.45%。將3種冬筍干制品裝入自封袋中，置于干燥器中，室溫(22～25 ℃)貯藏，及時測定鮮冬筍和其干制品的揮發性成分，揮發性成分檢測實驗在3～4 d內完成。

1.3.3 揮發性成分的測定方法

參照CHUNG等[17]方法并稍微修改。樣品制備：采用固相微萃取法。將3 g鮮筍和干燥好的冬筍樣品放入22 mL的樣品瓶中，于4 ℃下放置12 h，取出之后，在常溫放置15 min，將其置于37 ℃的水浴鍋中水浴30 min，將SPME萃取針插入樣品瓶上部，推出萃取纖維，提取、富集40 min。提取前，將2 cm、50/30 μm的SPME纖維在250 ℃下烘烤過夜。氣相色譜條件：色譜柱為HP-5MS毛細管柱(30 m×250 μm，0.25 μm)，進樣口溫度225 ℃，程序升溫為40 ℃保持5 min，以速率8 ℃/min升至250 ℃，保持5 min。質譜條件：離子化方式EI，電子能量70 eV，離子源溫度280 ℃，四級桿溫度150 ℃，掃描模式為全掃描，質量范圍m/z：33～350 amu，載氣為氮氣，流速0.96 mL/min，調諧文件為標準調諧。

1.4 質譜圖分析

由GC-MS分析得到的質譜數據通過在NIST2002質譜庫中進行檢索，篩選出匹配度≥80%的化合物，結合相關的文獻報道和人工譜圖解析對各個化合物進行定性。同時用峰面積歸一化法計算各成分的相對含量。

2 結果與分析

2.1 冬筍揮發性成分的分析

對鮮冬筍及冬筍干制品進行風味分析，所得GC-MS總離子圖見圖1。

由表1可知，共鑒定出52種揮發性成分，其中醛類14種，酯類7種，醇類5種，酮類6種，醚類1種，烷烴類6種，芳香烴6種，酚類1種，雜環化合物3種，其他類3種，含量最高的成分為正己醛，在鮮冬筍和3種干制品中分別占9.02%、8.39%、23.40%和26.92%。

在鮮冬筍中檢測出正己醛(青草味)、庚醛(果子香味)、苯甲醛(巧克力甜味)、壬醛(玫瑰、柑橘香氣)、反-2-辛烯醛(黃瓜味)等11種醛類化合物，其中，正己醛的相對含量最高，為9.02%。冬筍經過熱風干燥及微波干燥后，正己醛的相對含量分別增加了1.98倍和1.59倍。正己醛是由脂肪酸代謝產成的，天然存在于許多水果和蔬菜中[18]。在鮮冬筍中無檢測到異戊醛，這與ZHENG等[19]采用GC-MS技術檢測且比較鮮筍和腌制筍的揮發性成分時出現了類似的結果，另外也未檢測到異丁醛、2-甲基丁醛，3種干制品共有這3種成分，2-甲基丁醛具有可可和咖啡香氣[20]。在3種干制品中檢測出賦予食品檸檬、橙子香氣的檸檬烯[21]。真空冷凍干燥制得的冬筍干制品檢測出1種酯類化合物-乙酸乙酯，相對含量為0.34%，乙酸乙酯有一種醚香、微帶果香的酒香味[20]；另2種冬筍干制品主要酯類化合物為乙酸乙烯酯，相對含量分別為11.08%、1.90%；微波干燥制得的冬筍干制品檢測出特有的1-戊醇(0.57%)和2,6-二甲基吡嗪(0.37%)，1-戊醇是一種典型的不良氣味[21]，具有烤香味的2，6-二甲基吡嗪可能是在不斷的微波高溫加熱下，筍體內部分子發生美拉德反應所產生[22]。

2.2 冬筍揮發性成分種類及相對含量分析

由表2可知，鮮冬筍共鑒定出31種揮發性成分，其主要為醛類化合物(11種)，這與NAKANISHI等[23]測定毛竹筍的揮發性成分結果類似，相對含量為14.58%。真空冷凍干燥制得的冬筍干制品的揮發性成分種類為12種，其相對含量略低于鮮冬筍的相對含量的一半，為24.84%，原因可能是冬筍長時間處在低壓的環境下，沸點較低的物質(酯類、烴類)會揮發損失，另外，在低溫條件下又難以發生化學反應，產生新的風味成分[24]，其中，醛類化合物種類數量減少，為4種，其相對含量增加了43.07%。熱風干燥和微波干燥制得的冬筍干制品揮發性成分種類數量幾乎無變化，相對含量都有所增加，分別增加了43.20%和28.98%，雖然由于溫度較高，會導致一些沸點低的酯類、烴類等物質揮發損失，但因為在不斷加熱的過程中，脂質發生分解及其糖類物質和氨基酸發生了美拉德反應，產生了新的風味物質[24]。熱風干燥和微波干燥的冬筍干制品的主要揮發性成分為醛類化合物，相對含量分別增加了1.91倍和1.85倍，可能是來自脂肪酸的氧化和氨基酸的降解，對冬筍干制品的風味起主要貢獻作用[25]。

a-鮮冬筍；b-真空冷凍干燥；c-熱風干燥；d-微波干燥圖1 鮮冬筍及不同干燥方式制得的冬筍干制品總離子圖Fig.1 Total ion current chromatogram of volatile compounds from fresh bamboo shoots and samples handled with different drying methods

表1 鮮冬筍及不同干燥方式制得的冬筍干制品的揮發性成分及其相對含量Table 1 Volatile components and relative contents of fresh bamboo shoots and samples handled by different drying methods

續表1

表2 鮮冬筍及不同干燥方式制得的冬筍干制品揮發性成分種類及其相對含量Table 2 Types and relative contents of volatile components in fresh bamboo shoots and samples handled by different drying methods

3 結論與討論

在鮮冬筍中沒有檢測到異丁醛、異戊醛和2-甲基丁醛，而3種干制品中含有這3種成分，劉含龍等[26]比較不同干燥方式對草菇切片品質的影響時在鮮樣中未檢測到2-甲基丁醛，但熱風干燥、冰溫真空干燥、真空干燥和真空冷凍干燥中檢測出2-甲基丁醛，在其他文獻[25,20]中也出現了其他醛類物質在鮮樣中未檢測到的情況，然而卻在真空冷凍干燥的干制品中檢測到，但都沒有做具體解釋，本實驗也出現了類似的結果，原因有待進一步研究。真空冷凍干燥的冬筍干制品的的揮發性成分明顯減少。另2種冬筍干制品的風味成分種類數幾乎沒變。理論上，真空冷凍干燥應保留揮發性成分最多，具體原因有待進一步研究。但此結果并不能確定哪一種方式干燥竹筍較好，確保選擇適宜干燥竹筍的方式，還需結合其他指標(色澤、質構、復水能力、營養成分)來綜合判斷。本研究為冬筍和在春季大批量集中上市的春筍干制品風味品質的評價提供數據參考，且為竹筍選擇適合的干燥方法以便其貯藏或后續加工提供數據支撐。

本文采用HS-SPME-GC-MS技術在鮮冬筍及其3種干制品中共檢測出52種揮發性成分。在鮮冬筍中共檢測出31種揮發性成分，醛類為主要揮發性成分，關鍵揮發性成分為正己醛(9.02%)。經過真空冷凍干燥、熱風干燥和微波干燥加工后，分別檢測出12、30和33種揮發性成分，醛類仍為主要的揮發性成分，相對含量分別為增加了43.07%、1.91倍和1.85倍，關鍵的揮發性成分為正己醛、異戊醛、2-甲基丁醛，在3種 冬筍干制品中正己醛的含量最高，含量分別為8.39%、23.40%和26.92%。竹筍經過干燥加工后，主要的風味成分沒有改變，即醛類物質。