廣式月餅揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)研究進(jìn)展

何婷，龍鈺婷，王和德，劉勇，劉元法 *，方嘉沁

1.廣州酒家集團(tuán)利口福食品有限公司（廣州 511442）；2.江南大學(xué)食品學(xué)院（無(wú)錫 214000）；3.廣州酒家集團(tuán)（湘潭）利口福食品有限公司（湘潭 411100）

廣式月餅是我國(guó)傳統(tǒng)焙烤類(lèi)食品，作為一類(lèi)典型的中式糕點(diǎn)，廣式月餅具有皮薄餡大、口感松軟、風(fēng)味多樣、外觀精美等特點(diǎn)。在這些感官品質(zhì)中，廣式月餅的味道和香氣是影響消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品接受度的重要因素。雖然非揮發(fā)性化合物的結(jié)構(gòu)成分對(duì)味道識(shí)別有很大作用，但揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)才被認(rèn)為是影響食物整體喜好和可接受度的主要因素。傳統(tǒng)廣式月餅在加工過(guò)程中各個(gè)組分之間發(fā)生許多化學(xué)作用，包括脂質(zhì)氧化、美拉德反應(yīng)、蛋白質(zhì)降解、焦糖化反應(yīng)等，從而形成廣式月餅獨(dú)特的風(fēng)味。

但對(duì)廣式月餅風(fēng)味物質(zhì)種類(lèi)及影響因素的研究報(bào)道較少，且對(duì)其風(fēng)味化合物的形成機(jī)理尚不明晰?；诖耍鶕?jù)現(xiàn)有研究對(duì)廣式月餅主要風(fēng)味化合物進(jìn)行總結(jié)，綜合分析其風(fēng)味化合物形成機(jī)理并做簡(jiǎn)要綜述，重點(diǎn)介紹烘焙原料對(duì)廣式月餅風(fēng)味物質(zhì)的影響機(jī)制，旨在為廣式月餅等中式糕點(diǎn)風(fēng)味化合物的研究提供依據(jù)。

1 廣式月餅中主要風(fēng)味化合物

近幾年，烘焙產(chǎn)品的風(fēng)味物質(zhì)研究受到廣泛關(guān)注，尤其是面包、曲奇等西式糕點(diǎn)[1]。但廣式月餅等中式點(diǎn)心風(fēng)味物質(zhì)的研究報(bào)道較少，起步較晚。2005年賈春利等[2]首次對(duì)廣式月餅風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，研究發(fā)現(xiàn)廣式月餅中主要的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)有醛類(lèi)、醇類(lèi)、酮類(lèi)、吡嗪類(lèi)、呋喃類(lèi)和酯類(lèi)。廣式月餅中主要的醛類(lèi)物質(zhì)有己醛、壬醛、辛醛和癸醛。己醛是其中含量最高的一類(lèi)，主要來(lái)自于亞油酸的自動(dòng)氧化，能賦予產(chǎn)品“果味”[3]。辛醛、壬醛、癸醛等脂肪醛也可賦予產(chǎn)品“果味”和“脂肪”的氣味。廣式月餅中的醇類(lèi)物質(zhì)主要來(lái)源于多不飽和脂肪酸的氧化，代表性物質(zhì)有1-戊醇、1-辛烯-3-醇和1-己醇，它們分別被描述為具有“花椰菜”“蘑菇”“紙板”的味道[4-5]，其閾值相對(duì)醛類(lèi)物質(zhì)更高。酮類(lèi)物質(zhì)則主要來(lái)源于糖的熱分解，能給產(chǎn)品帶來(lái)“黃油味”“焦糖味”等有利香氣。廣式月餅中的吡嗪類(lèi)、呋喃類(lèi)物質(zhì)主要來(lái)源于美拉德反應(yīng)，呋喃類(lèi)物質(zhì)氣味閾值低，因此對(duì)月餅的香味具有顯著貢獻(xiàn)，其與產(chǎn)品的“面包味”“甜味”有關(guān)[3]。吡嗪類(lèi)物質(zhì)的閾值較高，因此需要很高濃度才能被感知到。酯類(lèi)物質(zhì)則可為廣式月餅提供“果味”“甜”的香味[4]。此外，其他的一些化合物也會(huì)極大地影響廣式月餅的風(fēng)味，如麥芽酚對(duì)廣式月餅的風(fēng)味有重要貢獻(xiàn)，其在低濃度時(shí)表現(xiàn)為“爆米花”的氣味。而一些酸類(lèi)物質(zhì)，如己酸、辛酸等來(lái)自于其相應(yīng)醛的自氧化，會(huì)產(chǎn)生“腐臭”等氣味，并對(duì)產(chǎn)品的感官品質(zhì)造成影響。廣式月餅中的揮發(fā)性化合物及其風(fēng)味描述如表1所示。

表1 廣式月餅中常見(jiàn)揮發(fā)性化合物及其風(fēng)味描述

2 廣式月餅揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)產(chǎn)生途徑

在烘焙過(guò)程中廣式月餅基質(zhì)內(nèi)會(huì)發(fā)生許多變化，如結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)、消化率的提升，但最主要為感官屬性的變化，尤其是香味的形成。香氣被認(rèn)為是廣式月餅整體質(zhì)量的關(guān)鍵決定因素，因?yàn)樗窍M(fèi)者最先感受到的品質(zhì)屬性之一。即使含量特別少，一些低香氣閾值的化合物也可作為產(chǎn)品質(zhì)量以及消費(fèi)者喜好的決定因素。廣式月餅揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生途徑十分復(fù)雜，但主要是來(lái)源于烘烤過(guò)程的熱反應(yīng)。

2.1 美拉德反應(yīng)

美拉德反應(yīng)是廣式月餅烘焙過(guò)程中各種氨基酸與還原糖發(fā)生的非酶反應(yīng)[16]，是其風(fēng)味和色澤形成的關(guān)鍵，影響著月餅的感官品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)、安全以及可接受度。在美拉德反應(yīng)過(guò)程中風(fēng)味物質(zhì)的形成如圖1所示。反應(yīng)初期雖不會(huì)產(chǎn)生香味，但形成穩(wěn)定的中間體是廣式月餅風(fēng)味的重要前體物質(zhì)[17]。美拉德反應(yīng)中期經(jīng)脫氧酮糖重排、脫水及降解得到一系列風(fēng)味物質(zhì)。此外，在這個(gè)階段Strecker降解也極易發(fā)生[18]。同時(shí)氨基酸降解產(chǎn)生的H2S、NH3、半胱胺等，也對(duì)產(chǎn)品風(fēng)味起著重要作用。在美拉德反應(yīng)后期則主要圍繞類(lèi)黑素的形成，它們會(huì)使月餅顏色發(fā)生改變、影響感官品質(zhì)，并在某些情況下影響產(chǎn)品保質(zhì)期[19]。

圖1 廣式月餅通過(guò)美拉德反應(yīng)生成風(fēng)味物質(zhì)示意圖[22]

廣式月餅通過(guò)美拉德反應(yīng)產(chǎn)生的風(fēng)味物質(zhì)主要與還原糖和氨基酸種類(lèi)有關(guān)，還與烘焙溫度、時(shí)間、水分活度、pH等有關(guān)。在美拉德反應(yīng)中五碳糖的反應(yīng)速度大于六碳糖，單糖大于雙糖，醛大于酮。溫度也是影響風(fēng)味形成的關(guān)鍵因素，其中吡嗪受溫度影響最大[20]。pH對(duì)美拉德反應(yīng)表現(xiàn)在pH較低時(shí)，會(huì)增加與還原性碳水化合物羰基的反應(yīng)并促進(jìn)糠醛的形成以及酸催化的糖降解。此外，美拉德反應(yīng)速率在水分活度0.4～0.8時(shí)最大，這是由于在高水分活度下，反應(yīng)物的流動(dòng)性高，而在低水分活度時(shí)，反應(yīng)物被濃縮，反應(yīng)速率增大，直到體系由于過(guò)度濃縮而限制反應(yīng)物擴(kuò)散的某個(gè)點(diǎn)[21]。

2.2 焦糖化反應(yīng)

焦糖化反應(yīng)是指在沒(méi)有含氮化合物的情況下，通過(guò)直接加熱碳水化合物（尤其是蔗糖）而發(fā)生的一組復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，也是廣式月餅整體香味和色澤的重要產(chǎn)生途徑。由于缺少催化劑氨基，焦糖化反應(yīng)產(chǎn)生化合物的速率較美拉德反應(yīng)慢。溫度大于120 ℃時(shí)，焦糖化反應(yīng)即會(huì)發(fā)生，并且認(rèn)為其與產(chǎn)品的棕色及“焦糖”氣味具有密切聯(lián)系，而這些氣味主要來(lái)源于糖在熱分解過(guò)程中產(chǎn)生的呋喃、酮、醛和內(nèi)酯。焦糖化反應(yīng)主要涉及初始烯醇化、脫水、二羰基裂解、逆醛醇化、醛醇化和自由基反應(yīng)幾個(gè)步驟，其中烯醇化脫水形成的α-二羰基是關(guān)鍵的中間體，它會(huì)進(jìn)一步形成具有雙鍵或不飽和環(huán)的產(chǎn)物，如呋喃衍生物。此外，在烘烤過(guò)程中，當(dāng)?shù)矸酆驼崽前l(fā)生水解時(shí)，產(chǎn)生的還原糖可參與到美拉德反應(yīng)中，因此2種反應(yīng)可以同時(shí)發(fā)生[23]。

2.3 脂質(zhì)氧化

在廣式月餅中，醛、酮、醇、酯及呋喃類(lèi)化合物也可能來(lái)源于脂肪的氧化熱解。脂肪的降解首先是質(zhì)子從脂肪酸分子中脫去，形成烷基自由基，后者在氧化過(guò)程中形成過(guò)氧自由基，進(jìn)而去引發(fā)另一個(gè)脂肪酸分子質(zhì)子的去除。而中間脂肪酸自由基通過(guò)進(jìn)一步氧化形成不穩(wěn)定的氫過(guò)氧化物，其在β-斷裂時(shí)會(huì)產(chǎn)生醛、酮、烷烴和醇類(lèi)[24]。由于廣式月餅的原料花生油中不飽和脂肪酸占有較大比重，因此容易發(fā)生二次氧化。這就意味著氫過(guò)氧化物中亞油酸和亞麻酸的轉(zhuǎn)化，由于它們極不穩(wěn)定，在烘焙過(guò)程中會(huì)被降解為己醛和己烯醛。亞油酸氧化熱解形成己醛的過(guò)程如圖2所示。值得一提的是，脂質(zhì)氧化產(chǎn)物對(duì)最終產(chǎn)品香氣的影響呈濃度依賴性，適度的脂質(zhì)氧化產(chǎn)生的游離脂肪酸等物質(zhì)會(huì)對(duì)產(chǎn)品具有積極影響，但過(guò)量的油脂衍生揮發(fā)物的產(chǎn)生會(huì)對(duì)產(chǎn)品造成不利影響，這主要是由于增加的油脂衍生揮發(fā)物大多與風(fēng)味排斥有關(guān)[21]。此外，油脂的過(guò)度氧化還會(huì)對(duì)廣式月餅的營(yíng)養(yǎng)成分產(chǎn)生不良影響，進(jìn)而縮短產(chǎn)品貨架期。

圖2 亞油酸氧化形成己醛[25]

2.4 食品組分的降解

廣式月餅中含有豐富油脂，脂類(lèi)在有水的條件下，通過(guò)高溫加熱，酯鍵發(fā)生水解，從而產(chǎn)生醇類(lèi)物質(zhì)及游離脂肪酸。同樣地，蛋白質(zhì)和多肽水解產(chǎn)生氨基酸，氨基酸在加熱條件下會(huì)發(fā)生脫羧、脫氨等反應(yīng)，產(chǎn)生熱解產(chǎn)物，這些熱解產(chǎn)物繼續(xù)加熱就會(huì)發(fā)生相互作用，進(jìn)而產(chǎn)生芳香味物質(zhì)[25]，如一系列風(fēng)味顯著的短鏈脂肪醛。特別地，一些含硫氨基酸在受熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生脂肪族、環(huán)狀和雜環(huán)揮發(fā)性硫化物，這些物質(zhì)氣味閾值極低，因此對(duì)最終產(chǎn)品風(fēng)味貢獻(xiàn)很大。此外，糖類(lèi)熱分解會(huì)導(dǎo)致呋喃、乙酸、糠醛、5-甲基-2-糠醛等風(fēng)味化合物的產(chǎn)生，通常在低溫、短時(shí)的條件下，糖類(lèi)熱分解可產(chǎn)生牛奶糖的風(fēng)味，而在高溫、長(zhǎng)時(shí)間的情況下，則會(huì)產(chǎn)生焦糊味的焦糖素。

與廣式月餅風(fēng)味相關(guān)最重要的降解反應(yīng)是氨基酸的Strecker降解。反應(yīng)是在α-二羰基中間體存在下，α-氨基酸發(fā)生脫羧反應(yīng)，并轉(zhuǎn)化為成“Strecker醛”，之后在與其他美拉德產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)，從而產(chǎn)生揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)[26]。

由此可見(jiàn)，廣式月餅的獨(dú)特香氣是由諸多反應(yīng)相互作用共同產(chǎn)生的。通常來(lái)說(shuō)，醛類(lèi)、醇類(lèi)、酮類(lèi)物質(zhì)主要來(lái)自于脂肪熱分解，美拉德反應(yīng)則會(huì)產(chǎn)生呋喃類(lèi)、含硫類(lèi)及含氮類(lèi)化合物。此外，這些反應(yīng)產(chǎn)物之間的相互作用對(duì)廣式月餅最終產(chǎn)品的香氣釋放具有重要貢獻(xiàn)。

3 廣式月餅焙烤原料對(duì)其揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響

原料的種類(lèi)及比例是決定每種月餅獨(dú)特風(fēng)味的重要原因，它們是產(chǎn)生廣式月餅所需香氣和風(fēng)味的前體。

3.1 面粉

面粉是廣式月餅的重要原料之一，主要由淀粉和蛋白質(zhì)組成，對(duì)廣式月餅風(fēng)味的形成具有重要影響。Czerny等[27]對(duì)比全麥粉和白面粉中的重要香氣物質(zhì)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)2種面粉的整體香氣存在顯著差異，其中香草醛、3-羥基-4.5-二甲基-2（5H）-呋喃酮和（E）-2-壬烯醛等化合物是白面粉中氣味最活躍的化合物。陳婷婷[28]利用不同品牌的面粉制作廣式月餅，感官分析結(jié)果顯示，不同面粉制作的廣式月餅在風(fēng)味得分上存在顯著差異。賈春利等[2]將廣式月餅中的面粉用全脂和脫脂的杏仁粉替代，并測(cè)定3種月餅的風(fēng)味化合物，結(jié)果發(fā)現(xiàn)用杏仁粉制作的月餅中檢測(cè)出小麥粉月餅中不存在的異丙烯基乙酸、2-甲基丁醛和1-辛烯-3-醇三種物質(zhì)。

3.2 油脂

油脂是風(fēng)味物質(zhì)的主要貢獻(xiàn)者，且許多芳香化合物是脂溶性的，可結(jié)合在產(chǎn)品的脂質(zhì)成分中。壓榨花生油是廣式月餅主要原料之一，研究發(fā)現(xiàn)：熱榨花生油的特征風(fēng)味物質(zhì)包括有乙醛、辛醛、吡嗪類(lèi)化合物，油中的烤花生風(fēng)味主要由吡嗪產(chǎn)生；冷榨花生油具有“新鮮”和“脂肪”的氣味[29]，其特征風(fēng)味物質(zhì)有己醛、1-己醇、1-辛烯-3-醇、辛醛、壬醛等。廣式月餅生產(chǎn)企業(yè)主要用到的是熱榨花生油，利用這種油制作的廣式月餅主要香氣物質(zhì)有己醛、壬醛、2（5H）呋喃酮和檸檬烯[30]。此外一些脂質(zhì)替代物的使用也會(huì)對(duì)廣式月餅的最終風(fēng)味產(chǎn)生影響，例如菊粉中存在大量的還原末端，會(huì)表現(xiàn)出美拉德反應(yīng)特征的香氣化合物增加。

3.3 糖

糖是烘焙產(chǎn)品中最重要的原材料，在創(chuàng)造和維持烘焙產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和質(zhì)地方面起著重要的作用[21]。廣式月餅中所用的糖類(lèi)為轉(zhuǎn)化糖漿，除了對(duì)甜味的貢獻(xiàn)外，轉(zhuǎn)化糖漿在風(fēng)味的產(chǎn)生方面也發(fā)揮著作用，如添加菠蘿制作的轉(zhuǎn)化糖漿和添加菠蘿汁制作的果葡糖漿可以增加月餅的香氣成分[30]。此外，油糖含量的改變會(huì)影響糖、油脂及餡料之間的相互作用，并最終影響產(chǎn)品香氣的釋放。當(dāng)糖含量減少時(shí)，揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生可能會(huì)受到抑制，這是由于缺少可用于參與美拉德和焦糖化反應(yīng)的單糖。有研究證明，糖會(huì)增加香氣的感知，因此建議額外添加香氣成分作為因減少糖而導(dǎo)致感官品質(zhì)下降的方法[31]。盡管出于健康的考慮，希望減少甚至消除廣式月餅中的糖類(lèi)，但顯然糖會(huì)直接影響月餅的香氣，并在功能特性方面發(fā)揮重要作用。

3.4 餡料

廣式月餅種類(lèi)繁多、風(fēng)味各異，有豆沙、鳳梨、蓮蓉、五仁、蛋黃等80余種餡料。正是由于這些餡料的不同，從而構(gòu)成每種月餅的獨(dú)特風(fēng)味，如：水果口味月餅具有每種水果獨(dú)特的果香味；茶味月餅具有茶類(lèi)的甘霖、清香味；炭燒咖啡味月餅具有焦糖、咖啡味。此外還有一些混合口味的餡料，如蛋黃蓮蓉、五仁等，它們由其中的各種成分相互作用共同形成獨(dú)特的香味。餡料中除了主要的原料外，還添加糖、油脂及各種輔料，原輔料風(fēng)味化合物之間也存在著相互促進(jìn)和抑制的作用，這些相互作用同樣會(huì)最終影響廣式月餅整體風(fēng)味的釋放。

4 結(jié)語(yǔ)

廣式月餅的香氣是決定其品質(zhì)的主要因素之一，但現(xiàn)有研究中很少關(guān)注到這一指標(biāo)，且對(duì)于這一指標(biāo)的評(píng)價(jià)大多還停留在感官評(píng)價(jià)，很少借助一些快速、可靠和靈敏的技術(shù)手段來(lái)評(píng)價(jià)其特征風(fēng)味物質(zhì)，因此在今后的研究中可將感官評(píng)價(jià)與儀器檢測(cè)、代謝組學(xué)、風(fēng)味組學(xué)等方法相結(jié)合，以便更好地了解廣式月餅風(fēng)味化合物與感官體驗(yàn)的之間聯(lián)系，以及某種化合物的形成機(jī)理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)廣式月餅風(fēng)味的調(diào)控。此外，可通過(guò)使用一些化學(xué)計(jì)量學(xué)方法分析廣式月餅風(fēng)味化學(xué)數(shù)據(jù)，以便更加客觀精確地確定生產(chǎn)配方以及工藝條件對(duì)其香氣成分的影響。