基于氣相色譜-離子遷移色譜分析不同貯藏方式對洋蔥漿馕風味的影響

古麗乃再爾·斯熱依力，黃文書，白羽嘉，馮作山，阿衣古麗·阿力木

（新疆農業大學食品科學與藥學學院，新疆果品采后科學與技術重點實驗室，新疆 烏魯木齊 830052）

馕一般是以小麥面粉、玉米面粉或高粱面粉為原料，在馕坑坑壁上烘烤的一種圓形烤餅[1-3]。馕散發著濃郁的醒發和烘烤后的洋蔥馕香味，深受消費者喜愛[4]。但是，馕制品在貯存、運輸和銷售過程中，由于外界環境的溫度、微生物及其自身等作用，極易導致營養損失，風味品質變差，降低可食安全性和商品價值[5]。目前，對面制品最常見和實用性的貯藏運輸銷售方式是室溫貨架和防腐劑貨架，且不同貯藏方式對馕制品的風味有不同影響，所以需要快捷、準確的風味檢測方法評估馕制品在貯藏期間風味的變化。

風味是評價馕制品的重要指標之一。目前風味物質檢測技術有電子鼻、氣相色譜-質譜、氣相色譜-嗅聞等[6-8]。這些檢測技術通常用于測定面制品中的揮發性物質，它的特點是樣品用量少、不需要大量化學試劑和快速的色譜分離，缺點是前處理復雜、時間長、靈敏性較低[9-11]。氣相色譜-離子遷移譜（gas chromatography-ion mobility spectrometry，GC-IMS）作為一種風味物質新型的分析手段，具有靈敏度高、選擇性強、操作簡單、檢測過程快速高效、儀器易攜帶、小型化等優點[12-14]。目前對面制品揮發性風味物質的研究主要集中在加工及風味形成機制方面[15-18]，而面制品貯藏期間揮發性物質的研究鮮見報道。

雖然有關真空貯藏、氣調貯藏、微波殺菌以及紫外輻照處理貯藏下馕變化的研究報道較多，但是低溫貯藏、脫氧貯藏、外控型保鮮劑貯藏馕的品質變化綜合研究報道較少。本研究采用低溫貯藏、室溫貯藏、真空貯藏、脫氧貯藏、保鮮劑貯藏和保鮮劑結合脫氧貯藏這6種不同貯藏方式，分析其對洋蔥漿馕揮發性有機物的影響，快捷準確分析洋蔥漿馕不同貯藏方式的風味變化，旨在為洋蔥漿馕烘烤后貯藏風味的保持提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

自制洋蔥漿馕；外控型保鮮劑 廣東廣益科技實業有限公司；脫氧劑 杭州干將實業有限公司；PP/PET包裝袋 市售。

2-丁酮、2-戊酮、2-己酮、2-庚酮、2-辛酮、2-壬酮混合液 山東海能科學儀器有限公司。

1.2 儀器與設備

BCD-118TMPA型冰箱 中國海爾集團；真空封口機 永康市諾邦富貿易有限公司；HSX-150型恒溫恒濕培養箱 上海申賢恒溫設備有限公司；FlavourSpec?GC-IMS儀 山東海能科學儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 洋蔥漿馕生產流程及貯藏方式

馕的生產流程：原料→活化酵母→面團制作→醒發→面團分割→揉勻滾圓→醒發滾圓 →成型（馕坯）→印花紋（打馕針）→黏洋蔥碎→烘烤→冷卻和包裝成品。

將烤制好的洋蔥漿馕（每樣品約（200±10）g）置于潔凈的操作臺上冷卻2 h，分別采用以下6種貯藏方式進行貯藏。低溫貯藏（簡稱“4組”）：將洋蔥漿馕裝入包裝袋內及密封，然后置于低溫冰箱（4 ℃）內進行貯藏。普通貯藏（簡稱“P組”）：將洋蔥漿馕裝入包裝袋內及密封，然后置于室溫（（25±3）℃）內進行貯藏。真空貯藏（簡稱“Z組”）：將洋蔥漿馕裝入包裝袋內并抽真空包裝密封后室溫貯藏。脫氧貯藏（簡稱“T組”）：將洋蔥漿馕裝入包裝袋內并放置100 g食品級脫氧劑，然后密封室溫貯藏。保鮮劑貯藏（簡稱“B組”）：將洋蔥漿馕裝入包裝袋內并放置100 g食品級外控型保鮮劑，然后密封室溫貯藏。保鮮劑結合脫氧貯藏（簡稱“BT組”）：將洋蔥漿馕裝入包裝袋內并放置100 g食品級外控型保鮮劑和食品級脫氧劑，然后密封室溫貯藏。所有處理組均在恒溫恒濕培養箱里貯藏（除低溫貯藏處理組外）。包裝材料均采用提前進行紫外滅菌處理的PE/PET包裝袋，每8 d取樣測定感官評分和揮發性物質，每個樣品重復測定3 次。

1.3.2 揮發性風味物質GC-IMS分析

參考張培茵等[19]的方法，并略作修改。樣品處理：取2.5 g馕樣品置于20 mL頂空瓶中，孵育溫度60 ℃，孵育時間15 min，頂空自動萃取500 μL，進樣方式為頂空進樣，進樣針溫度85 ℃，孵化轉速500 r/min，載氣N2（純度≥99.999%），載氣流速分析時間20 min，MXT-5型色譜柱（15 m×0.53 mm，1.0 μm），柱溫60 ℃。載氣流量：0～2 min，2 mL/min；2～10 min，2～10 mL/min；10～20 min，10～100 mL/min。漂移氣流量150 mL/min，IMS探測器溫度45 ℃。

1.3.3 洋蔥馕感官評價測定

本次感官評價由6 個測試人員完成，每個測試人員單獨進行，樣品被隨機標記，每個成員被要求對樣品進行品嘗和嗅聞，分別描述每個樣品的色澤、風味、口感、結構特征。每次評定樣品之前需用清水進行漱口，避免影響評定結果準確性。洋蔥漿馕感官評價標準見表1，評定結果取平均值。

表1 洋蔥漿馕感官評價標準（滿分100 分）Table 1 Criteria for sensory evaluation of onion-covered Nang(full score of 100 points)

1.4 數據處理

使用儀器配套的分析軟件LAV以及GC-IMS Library Search軟件內置的NIST數據庫和IMS數據庫對樣品進行定性分析；運用LAV中Reporter插件直接對比馕樣品之間的譜圖差異，并得到三維譜圖、二維俯視圖、差異譜圖；運用Gallery Plot插件進行指紋圖譜對比，直觀且定量地比較不同樣品之間的揮發性有機物差異；運用Dynamic PCA插件進行動態主成分分析（principal component analysis，PCA）；采用LAV軟件中Matching matrix插件進行相似度分析并獲得歐氏距離圖。采用Origin 2019b和SPSS 20.0分析軟件對數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同貯藏方式下洋蔥漿馕貯藏期間GC-IMS揮發性成分譜圖

從圖1可以看出，不同貯藏方式馕的揮發性有機物差異。圖1B中，橫坐標1.0處紅色豎線為反應離子峰（經歸一化處理）。反應離子峰兩側的每一個點代表一種揮發性有機物。顏色代表物質的響應，白色表示響應較低，紅色表示響應較高，顏色越深表示響應越大。

以低溫貯藏第0天洋蔥漿馕的譜圖作為參比，其他譜圖扣減參比形成的二維差異對比，結果見圖2。

圖1 不同貯藏方式下洋蔥漿馕貯藏期間GC-IMS三維圖（A）和俯視圖（B）Fig. 1 Three-dimensional GC-IMS spectra (A) and top view (B) of onion-covered Nang under different storage conditions

圖2 不同貯藏方式下洋蔥漿馕貯藏期間GC-IMS對比圖Fig. 2 Differential two-dimensional GC-IMS spectra of onion-covered Nang under other storage conditions in comparison with day 0 of low-temperature storage

2.2 不同貯藏方式下洋蔥漿馕貯藏期間GC-IMS揮發性氣味物質定性分析

為了進一步分析在貯藏過程中洋蔥漿馕風味物質的變化，GC-IMS定性氣味物質以正酮C4～C9作為外標，通過比較各種氣味化合物的保留時間和遷移時間，獲得氣味物質保留指數，根據儀器數據庫匹配實現對氣味成分的定性分析[20-21]。以低溫貯藏第0天樣品揮發性成分為例，GC-IMS定性結果如圖3所示。利用GC-IMS儀器內置的NIST 2014庫與G.A.S.的IMS遷移時間庫，從不同貯藏方式下洋蔥漿馕貯藏期間馕樣品66 個信號峰定性鑒定出的揮發性有機物質共有39種（單體及二聚體），其中包括醇類化合物9種、酮類化合物4種、醛類化合物18種、酯類化合物4種、呋喃化合物3種，酸類1種和未能識別的化合物27種，結果見表2（已刪除未定性成分）。

圖3 不同貯藏方式下洋蔥漿馕貯藏期間揮發性成分GC-IMS定性Fig. 3 GC-IMS qualitative characterization of volatile components of onion-covered Nang under different storage conditions

表2 不同貯藏方式下貯藏期間洋蔥漿馕中鑒定的揮發性物質分析Table 2 Analysis of volatile substances identified in onion-covered Nang under different storage conditions

2.3 不同貯藏方式下貯藏期間洋蔥漿馕揮發性氣味指紋圖譜

為更好地凸顯不同貯藏方式下貯藏期間洋蔥漿馕揮發性物質的不同，每種馕樣品測3 個平行得到GC-IMS圖譜中所有氣味物質斑點，由儀器自帶插件可視化呈現出不同貯藏方式下貯藏期間洋蔥漿馕揮發性氣味物質指紋譜圖。由圖4可以看出每種樣品的完整揮發性有機物信息以及樣品之間揮發性有機物的差異，不同馕樣品中揮發性氣味不同，顏色越深，濃度越高[29-30]。

圖4 不同貯藏方式下貯藏期間洋蔥漿馕氣味物質指紋圖譜Fig. 4 Fingerprints of odor substances of onion-covered Nang under different storage conditions

洋蔥漿馕在低溫貯藏期間共檢出的揮發性物質為54種，其中包括醇類7種、酮類4種、醛類17種、酯類3種、呋喃衍生物2種、酸類1種和未能識別的化合物20種。洋蔥漿馕低溫貯藏期間揮發性物質乙醇、丙酮、異丙酮、異丁醛、乙酸乙酯、甲乙酮及其二聚體、丁醛、2-甲基丁醛、異戊醛、丙硫醇及其二聚體、3-羥基-2-丁酮、丙酸、2-甲基-2-戊烯醛及其二聚體等物質隨貯藏時間揮發性物質的濃度變化趨勢不明顯；糠醛及其二聚體、苯乙醛及其二聚體、2,5-二甲基呋喃、2-戊基呋喃等物質在第0天時濃度最高，并隨貯藏時間揮發性物質的濃度逐漸降低；丁酸異戊酯、正己醛、苯甲醛、庚醛及其二聚體、乙酸丁酯等物質隨著貯藏時間揮發性物質的濃度逐漸升高，并在第24天濃度最高。

洋蔥漿馕在室溫貯藏期間共檢出的揮發性物質為54種，其中包括醇類5種、酮類4種、醛類16種、酯類3種、呋喃衍生物3種、酸類1種和未能識別的化合物22種。洋蔥漿馕室溫貯藏期間揮發性物質3-羥基-2-丁酮、2-甲基-2-戊烯醛及其二聚體、異戊醇、正己醛、異丙醇、異丁醛、乙酸乙酯、丁醛、2-甲基丁醛、異戊醛、2,5-二甲基呋喃、糠醛、苯甲醛、2-戊基呋喃、2-乙酰基呋喃、苯乙醛及其二聚體等物質在第0天濃度最高，并隨貯藏時間揮發性物質的濃度逐漸降低；丙硫醇、正辛醛、乙酸丁酯、庚醛及其二聚體、丙酸等物質在第8天時濃度最高；(E)-2-庚烯醛及其二聚體物質在第16天濃度最高；丁酸異戊酯、甲乙酮及其二聚體、丙酮等物質在第24天濃度最高。

洋蔥漿馕在真空貯藏期間共檢出的揮發性物質為54種，其中包括醇類7種、酮類4種、醛類18種、酯類3種、呋喃衍生物2種、酸類1種和未能識別的化合物19種。洋蔥漿馕真空貯藏期間揮發性物質2-甲基丁醛、異戊醛、丙酸、異丙醇、乙酸乙酯、異丁醛、3-羥基-2-丁酮、庚醛及其二聚體、2,5-二甲基呋喃、2-戊基呋喃、正辛醛、苯乙醛及其二聚體等物質在第0天濃度最高，并隨貯藏時間揮發性物質的濃度逐漸降低；乙酸丁酯、糠醛及其二聚體、丁酸異戊酯等物質在第16天濃度最高；丙硫醇及其二聚體、丙酮、甲乙酮及其二聚體、異戊醇等物質在第24天濃度最高。

洋蔥漿馕在脫氧貯藏期間共檢出的揮發性物質為53種，其中包括醇類7種、酮類5種、醛類17種、酯類3種、呋喃衍生物2種、酸類1種和未能識別的化合物18種。洋蔥漿馕真空貯藏期間揮發性物質異丙醇、異丁醛、乙酸乙酯、2-甲基丁醛、異戊醛、2,5-二甲基呋喃、丙酸、正己醛、2-甲基-2-戊烯醛及其二聚體、庚醛及其二聚體、2-戊基呋喃、正辛醛、苯乙醛及其二聚體、(E)-2-庚烯醛及其二聚體、3-羥基-2-丁酮等物質在第0天濃度最高，并隨貯藏時間揮發性物質的濃度逐漸降低；糠醛及其二聚體、正己醇、丁醛、苯甲醛、乙酸丁酯等物質在第8天濃度最高；丙硫醇及其二聚體、丙酮、甲乙酮及其二聚體、2-甲基-1-戊醇、異戊醇、丁酸異戊酯等物質隨貯藏時間揮發性物質的濃度逐漸升高，并在貯存第24天樣品中濃度最高。

洋蔥漿馕在保鮮劑貯藏期間共檢出的揮發性物質為54種，其中包括醇類4種、酮類4種、醛類18種、酯類4種、呋喃衍生物2種、酸類1種和未能識別的化合物21種。洋蔥漿馕真空貯藏期間揮發性物質丙酮、異丙醇、異丁醛、甲乙酮及其二聚體、丁醛、2-甲基丁醛、異戊醛、3-羥基-2-丁酮、2,5-二甲基呋喃、丙酸、正己醛及其二聚體、糠醛及其二聚體、庚醛及其二聚體、2-戊基呋喃、正辛醛、苯乙醛及其二聚體等物質在第0天濃度最高，并隨貯藏時間揮發性物質的濃度逐漸降低；乙酸丁酯、丁酸異戊酯、苯甲醛、丙酸乙酯等物質隨著貯藏時間揮發性物質的濃度逐漸升高，并在第24天濃度最高。貯藏第0天的樣品與其他3種樣品的揮發性物質差異最大。

洋蔥漿馕在保鮮劑結合脫氧貯藏貯藏期間共檢出的揮發性物質為59種，其中包括醇類5種、酮類4種、醛類17種、酯類4種、呋喃衍生物3種、酸類1種和未能識別的化合物25種。洋蔥漿馕保鮮劑結合脫氧貯藏貯藏期間揮發性物質丙酮、異丙醇、異丁醛、甲乙酮及其二聚體、丁醛、2-甲基丁醛、異戊醛、3-羥基-2-丁酮、2,5-二甲基呋喃、丙酸、正己醛及其二聚體、2-甲基-2-戊烯醛及其二聚體、糠醛、庚醛及其二聚體、異戊醇、2-戊基呋喃、正辛醛、苯乙醛、(E)-2-庚烯醛及其二聚體等物質在第0天濃度最高，并明顯高于其他樣品；丙酸乙酯、糠醛二聚體、苯甲醛、乙酸丁酯、2-乙酰基呋喃等物質濃度隨著貯藏時間揮發性物質的濃度逐漸降低，在貯藏第8天濃度最高；丁酸異戊酯、2-己醇等物質濃度隨著貯藏時間揮發性物質的濃度逐漸升高，并在第24天濃度最高。

2.4 貯藏方式和貯藏時間對洋蔥漿馕揮發性化合物含量的影響

醇類、酮類、醛類、酯類、呋喃類和酸類是洋蔥漿馕獨特風味的重要貢獻者，醇類、酮類、醛類是洋蔥漿馕的主要風味物質。低溫貯藏、室溫貯藏、真空貯藏、脫氧貯藏、保鮮劑貯藏、保鮮劑結合脫氧貯藏期間洋蔥漿馕的揮發性化合物含量見表3。

由表3可知，洋蔥漿馕低溫貯藏期間隨著貯藏時間的延長醇類、酮類、醛類的相對含量有變化波動，但基本不變，酯類相對含量逐漸增大，呋喃和酸類相對含量逐漸降低；洋蔥漿馕室溫貯藏期間隨著貯藏時間的延長醇類、酯類、呋喃類，酸類相對含量逐漸降低，酮類相對含量呈升高的趨勢，醛類相對含量呈急劇降低趨勢；洋蔥漿馕真空貯藏期間隨著貯藏時間的延長醇類相對含量基本不變，酮類相對含量逐漸增大，醛類、酯類、呋喃類、酸類相對含量逐漸降低。洋蔥漿馕脫氧貯藏期間隨著貯藏時間的延長醇類、酯類、呋喃類、酸類相對含量逐漸降低，酮類相對含量逐漸升高，醛類相對含量急劇降低；洋蔥漿馕保鮮劑貯藏期間隨著貯藏時間的延長醇類相對含量呈先升高后降低的趨勢，酮類、呋喃類、酸類相對含量逐漸降低，醛類相對含量第0～8天呈急劇降低的趨勢、第8～24天呈緩慢降低的趨勢，酯類相對含量逐漸升高；洋蔥漿馕保鮮劑結合脫氧貯藏期間隨著貯藏時間的延長醇類和酯類相對含量呈先升高后逐漸降低的趨勢，酮類和酸類相對含量呈先逐漸降低后略升高的趨勢，醛類相對含量第0～8天呈急劇降低的趨勢、第8～24天呈緩慢降低的趨勢，呋喃相對含量呈逐漸降低的趨勢。

表3 不同貯藏方式和貯藏時間對洋蔥漿馕揮發性化合物相對含量Table 3 Effects of different storage methods and storage times on the relative contents of volatile compounds in onion-covered Nang

總的來說，主要是醛類物質相對含量下降最明顯，分析原因是：一方面微生物的繁殖導致醛類物質的減少，有研究表明微生物增殖后會導致醛類含量的變化[31]；另一方面短鏈醇和醛的類脂降解路徑是植物種芳香物質合成途徑，該途徑包括β-氧化作用，含氧酸分解生成內酯，類脂被脂氧合酶氧化產生醛類、酮類、醇類和酯類等物質[32]，所以洋蔥漿馕自身代謝過程中脂質氧化，生物膜結構的破壞和功能的喪失可能是導致貯藏期間洋蔥漿馕香氣流失的原因之一。在不同貯藏方式貯藏期間，低溫貯藏醛類相對含量基本不變，真空貯藏中馕的醛類相對含量比其他處理組下降緩慢，說明真空貯藏有助于馕風味的保持。

2.5 樣品的聚類分析和指紋圖譜相似度分析

圖5 不同貯藏方式下貯藏期間洋蔥漿馕揮發性物質的PCA圖Fig. 5 PCA plot of volatile substances in onion-covered Nang under different storage conditions

圖6 指紋圖譜相似度分析（歐氏距離）Fig. 6 Fingerprint similarity analysis (Euclidean distance)

由圖5可知，PC1和PC2累計貢獻率達到67.0%，能夠較好解釋原始數據的大部分特征，結合PCA和相似度圖可以發現低溫貯藏其他不同處理組的第0天的揮發性物質種類和濃度較為接近，PCA圖上點的位置也相聚在一起，說明低溫貯藏馕的揮發性物質變化不明顯。保鮮劑貯藏8、16、24 d和保鮮劑結合脫氧貯藏8、16、24 d的揮發性物質種類和濃度較為接近。脫氧貯藏8 d、真空貯藏8、16 d和24 d和普通貯藏8、16 d和24 d的揮發性物質種類和濃度較為接近。脫氧貯藏16 d和24 d的差異較大。由圖6可以看出，不同處理組第0天之間的距離最近相似度高，低溫貯藏、真空貯藏和其他不同處理組第0天之間的距離較為近相似度較高，普通貯藏、保鮮劑貯藏和其他不同處理組第0天之間的距離較遠相似度較低，脫氧貯藏、保鮮劑結合脫氧貯藏和其他不同處理組第0天之間的距離最遠相似度低，而且不同貯藏方式馕樣品的歐式距離明顯大于平行樣本之間的平均距離，可以通過歐式距離直接對各不同貯藏洋蔥馕進行區分。該結果與相關文獻[33-35]通過GC-IMS分析區分不同品種和不同處理谷物揮發性成分研究結果類似。

2.6 不同貯藏方式對洋蔥漿馕感官評分的影響

由圖7可以看出，各項色澤和組織結構隨貯藏時間的延長呈逐漸下降的趨勢，但變化差異不顯著（P＞0.05）；風味和口感隨貯藏時間的延長呈逐漸下降的趨勢。其中，普通貯藏和真空貯藏的口感、風味一直呈下降趨勢，且差異顯著（P＜0.05）；脫氧貯藏的口感、風味逐漸降低，但差異不顯著（P＞0.05）；保鮮劑貯藏和保鮮劑結合脫氧貯藏馕的風味呈顯著下降趨勢（P＜0.05），口感呈逐漸下降趨勢（P＞0.05）。

圖7 不同貯藏方式對洋蔥漿馕感官評分的影響Fig. 7 Effects of different storage methods on sensory scores of onioncovered Nang

感官總分來看，低溫貯藏和脫氧貯藏馕的感官評分一直高于其他組，保鮮劑及保鮮劑結合脫氧貯藏馕其次，真空貯藏和普通貯藏組總體感官評分較低。可能抽真空過程中由于真空貯藏袋迅速收縮導致馕受到擠壓，外觀受到損傷，所以在“組織結構”上受影響，總感官評分較低。普通貯藏馕第12天開始具有非常明顯的哈敗味，不能食用，可能是由于沒有加入脫氧劑和其他防腐劑。脫氧貯藏是在密封的包裝內產生一個幾乎無氧環境，并可使這個環境維持較長時間，吸收產品中的游離氧和任何透過包裝材料的氧氣[36]；保鮮劑主要通過向包裝環境中緩釋乙醇使微生物脫水凝固從而達到抑菌的目的，并延緩食品腐壞[37]。同時貯藏溫度低，可以延緩微生物的繁殖；貯藏溫度較高使馕出現軟化，風味下降。以上結果說明低溫貯藏和脫氧貯藏相較其他貯藏方式可以較好保持洋蔥漿馕的感官品質。

3 結 論

通過GC-IMS分析不同貯藏方式和時間對洋蔥漿馕揮發性物質輪廓信息，并檢出的揮發性物質為66種，其中包括醇類9種、酮類4種、醛類18種、酯類4種、呋喃衍生物3種、酸類1種和未能識別化合物27種。在各處理組中，低溫貯藏和真空貯藏洋蔥漿馕在貯藏期內醛類揮發性有機物基本不變，其他處理組的醛類揮發性有機物在貯藏期內變化呈降低的趨勢。PCA和歐氏距離分析表明，可通過GC-IMS譜圖數據實現洋蔥漿馕不同貯藏方式貯藏期間揮發性物質的區分。PC1和PC2累計貢獻率達到67.0%，能夠較好解釋原始數據的大部分特征，結合PCA和歐氏距離圖可以發現低溫貯藏和其他貯藏方式的第0天的揮發性物質種類和濃度較為接近，PCA圖上點的位置也聚在一起，說明低溫貯藏馕的揮發性物質變化不明顯。感官評分色澤和組織結構呈逐漸下降的趨勢（P＞0.05），風味和口感呈逐漸下降的趨勢。因此，采用低溫貯藏和脫氧貯藏能較好地保障洋蔥漿馕貯藏感官品質，低溫貯藏和真空貯藏能較好地保留洋蔥漿馕風味，值得深入研究及推廣使用，為馕產業的發展提供技術支撐。