基于SPME-GC-MS分析不同磨漿溫度對(duì)神仙豆腐揮發(fā)性風(fēng)味的影響

賀 超, 尹樂(lè)斌, 何 攀, 鄒文廣, 劉 聰, 龍 盼, 李敏娟

(邵陽(yáng)學(xué)院食品與化學(xué)工程學(xué)院1,邵陽(yáng) 422000)

(中南糧油食品科學(xué)研究院有限公司2,長(zhǎng)沙 410000)

神仙豆腐,又稱柴葉豆腐,在我國(guó)陜西、湖北、湖南、云南等地有著悠久食用歷史,它是由豆腐柴葉經(jīng)過(guò)一系列加工制作而成。野生豆腐柴資源豐富、神仙豆腐入口絲滑細(xì)膩,但長(zhǎng)期以來(lái),只有山區(qū)農(nóng)民在夏季采摘豆腐柴葉制作“神仙豆腐”,尚未得到較好的開(kāi)發(fā)利用[1-3]。神仙豆腐的加工工藝復(fù)雜多樣,包括制作豆腐柴干粉、磨漿、漿渣分離、凝固、靜置等工序,其中磨漿是神仙豆腐生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵工序[4]。不同磨漿溫度的神仙豆腐制作工藝,不僅對(duì)果膠等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)提取率及穩(wěn)定性有顯著影響,而且對(duì)神仙豆腐品質(zhì)和風(fēng)味也起著決定性作用[5]。神仙豆腐高溫加工后可以使產(chǎn)品色澤及風(fēng)味得到改善[6]。然而,從分子層面揭示神仙豆腐風(fēng)味的變化機(jī)制鮮見(jiàn)報(bào)道。

通過(guò)固相微萃取結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(SPME-GC-MS)對(duì)不同磨漿溫度下制作神仙豆腐的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行鑒定,分析不同磨漿溫度加工對(duì)風(fēng)味物質(zhì)的變化趨勢(shì)。本研究不僅為大規(guī)模機(jī)械化生產(chǎn)保持產(chǎn)品風(fēng)味質(zhì)量穩(wěn)定提供了技術(shù)支撐,也對(duì)研究食品在不同加工工藝條件下風(fēng)味物質(zhì)產(chǎn)生的機(jī)制提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豆腐柴干粉,去離子水。

1.2 儀器與設(shè)備

JA2203N 型電子天平(精度0.01 g),3205FP3010磨漿機(jī),DZKU-4 電子恒溫水浴鍋,固相微萃取手動(dòng)進(jìn)樣器,75 μm CAR/PDMS黑色平頭固相微萃取頭;7890B-5977A 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀,15 mL 頂空萃取瓶、瓶蓋等。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 神仙豆腐生產(chǎn)工藝流程

豆腐柴干粉與去離子水按照1∶35的比例在磨漿機(jī)中研磨1.5 min,漿渣分離后得到的濾液置于5 ℃冰箱中靜置3 h凝固,脫離磨具后得到神仙豆腐。

1.3.2 固相微萃取方法及條件選擇

準(zhǔn)確稱取5.0 g神仙豆腐樣品裝入15 mL頂空萃取瓶中,用聚四氯乙烯隔墊密封,在60 ℃恒溫水浴鍋中預(yù)熱20 min,將針管穿過(guò)隔墊,完全伸出萃取頭,使其距離樣品上方約1.0 cm處,萃取30 min后于氣相色譜儀進(jìn)樣口解吸3 min。

1.3.2.1 色譜條件

色譜柱:DB-5MS 彈性石英毛細(xì)管柱(30.00 m×250.00 μm×0.25 μm);載氣:高純(99.999%)氦氣(He),氦氣流速1.0 mL/min;進(jìn)樣口溫度250 ℃;不分流進(jìn)樣。程序升溫:柱溫45 ℃,保持2 min,以5 ℃/min升溫至150 ℃,保持23 min,以15 ℃/min升溫至290 ℃,保持37.333 min。

1.3.2.2 質(zhì)譜條件

離子源:電子電離源(electronicionization,EI),離子源溫度230 ℃;電子能量70 eV;發(fā)射電流150 μA;倍增器電壓1 037 V;接口溫度250 ℃;質(zhì)量掃描范圍 (m/z)為45～500。

1.3.2.3 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。選取5名食品專業(yè)研究生、5名從事神仙豆腐生產(chǎn)人員共10人組成感官評(píng)定小組,小組成員按照GB/T 29605—2013《感官分析 食品感官質(zhì)量控制導(dǎo)則》要求進(jìn)行培訓(xùn),對(duì)不同磨漿溫度下制作的神仙豆腐色澤、風(fēng)味、組織狀態(tài)、口感等方面進(jìn)行評(píng)分。

表1 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.3.3 處理及分析

采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀檢測(cè)樣品中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì),獲得其總離子流圖后于美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所(NIST)2014標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)檢索,根據(jù)匹配度定性鑒定成分,采用峰面積歸一法對(duì)成分定量后采用 Excel、Origin 軟件統(tǒng)計(jì)及分析結(jié)果。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同磨漿溫度下神仙豆腐揮發(fā)性成分總離子流色譜圖

利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀檢測(cè),得到SPME-GC-MS總離子流圖(見(jiàn)圖1),出峰時(shí)間主要集中在5～30 min。

圖1 不同磨漿溫度制備神仙豆腐的揮發(fā)性成分總離子流圖

2.2 不同磨漿溫度下制作神仙豆腐揮發(fā)性成分組成分析

由表2和表3可以看出,不同磨漿溫度下制作的神仙豆腐樣品中共檢測(cè)到了70種揮發(fā)性成分,其中,磨漿溫度為50、60、70、80、90 ℃樣品中分別檢測(cè)出18、36、33、37、31種揮發(fā)性成分。

表2 不同磨漿溫度對(duì)神仙豆腐揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響

表3 神仙豆腐各樣品揮發(fā)性成分種類(lèi)數(shù)及相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)

揮發(fā)性成分中,醇類(lèi)占總揮發(fā)性成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的80.58%～89.38%,主要為蘑菇醇、沉香醇、桉油烯醇,醇類(lèi)物質(zhì)在磨漿溫度為60 ℃樣品中含量最高。蘑菇醇也存在于胡薄荷精油、薰衣草精油、谷類(lèi)的風(fēng)味物質(zhì)中,帶有強(qiáng)烈、別致的清香,有米糠油臭樣氣息,土壤清香及藥草香氣[7]。酸類(lèi)物質(zhì)占總揮發(fā)性成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.06%～2.00%,其在磨漿溫度為60 ℃樣品中的含量最高。酸類(lèi)主要為檸檬酸、1,2-苯二甲酸等,對(duì)于風(fēng)味形成的作用都較小。烯烴類(lèi)占總揮發(fā)性成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.36%～2.78%,主要物質(zhì)有杜松烯、反式石竹烯、蓽澄茄油烯,其在磨漿溫度70 ℃樣品中含量最高。杜松烯有木質(zhì)氣味,有通經(jīng)絡(luò)和助消化的特性,反式石竹烯具有淡淡的丁香味,常用作食品添加劑和食用香料,蓽澄茄油烯具有清淡的樟木香氣[8]。烴類(lèi)化合物主要來(lái)源脂肪氧化或氨基酸氧化,對(duì)樣品的風(fēng)味的影響較小[9,10]。醛類(lèi)和酮類(lèi)分別占總揮發(fā)性成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1.47%～4.84%和1.42%～3.15%。醛類(lèi)中苯甲醛、環(huán)檸檬醛含量較高,苯甲醛具有杏仁味,在風(fēng)信子、香茅、肉桂、薔薇中也有發(fā)現(xiàn),燃燒時(shí)有芳香味,環(huán)檸檬醛具有果香和花香香氣,并帶有樟腦、清涼和木香,稍有油膩氣息[11]。酮類(lèi)檢出量較少,酮類(lèi)化合物可能是醇類(lèi)的氧化物或酯類(lèi)的分解產(chǎn)物[12],樣品中主要檢測(cè)出β-紫羅酮,占總揮發(fā)性成分0.00%～2.44%。脂類(lèi)化合物共有化合物為己二酸二酯,相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.08%～12.05%,還存在一些水楊酸甲酯、鄰苯二甲酸二異丁酯,賦予花果芳香氣味[13],磨漿溫度60 ℃樣品含酯類(lèi)最高。酯類(lèi)物質(zhì)會(huì)賦予食品甜香氣味和輕微油脂氣味,即使在很低的濃度條件下也對(duì)食品的香味起著非常重要的作用[14-16]。醚類(lèi)和酚類(lèi)占總揮發(fā)性成分含量較低,單個(gè)樣品均最多檢出1種物質(zhì),可以調(diào)制食品香料。烷類(lèi)和芳香族類(lèi)化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)占總揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)0.05%～1.6%、0.23%～0.82%。其他化合物檢出4種,占總揮發(fā)性成分的0.26%～3.31%,磨漿溫度90 ℃樣品含量最高。在不同磨漿溫度下制作的5種樣品中,醛類(lèi)、酚類(lèi)、酸類(lèi)、烷類(lèi)、芳香族類(lèi)和醚類(lèi)風(fēng)味影響較小,醇類(lèi)、酮類(lèi)、酯類(lèi)、烯烴類(lèi)閾值較低,對(duì)風(fēng)味形成的影響可能更大。

2.3 不同磨漿溫度下制作神仙豆腐的聚類(lèi)分析

圖2聚類(lèi)熱圖分析結(jié)果顯示,不同磨漿溫度下制作神仙豆腐的5種樣品可聚為3類(lèi),其中磨漿溫度50 ℃樣品聚為一類(lèi),磨漿溫度60 ℃、磨漿溫度70 ℃和磨漿溫度80 ℃樣品聚為一類(lèi),磨漿溫度90 ℃樣品聚為一類(lèi)。磨漿溫度60 ℃、磨漿溫度70 ℃和磨漿溫度80 ℃下制作神仙豆腐的3個(gè)樣品檢測(cè)出共有物質(zhì)有己二酸二(2-乙基己)酯、水楊酸甲酯、2-苯基乙醛、苯甲醛、3-異丙基苯甲醛、蘑菇醇、桉油烯醇、苯乙醇、α-松油醇、反式-橙花叔醇、4(15),5,10(14)-大根香葉三烯-1-醇、(-)-反式-松香芹醇、4-萜烯醇、β-紫羅酮、反式石竹烯、Δ-杜松烯、(-)-α-蓽澄茄油烯、丁香酚和茶螺烷共19種。對(duì)比5個(gè)樣品醛類(lèi)、酮類(lèi)、酯類(lèi)和醚類(lèi)揮發(fā)性物質(zhì)種類(lèi)及含量,磨漿溫度60、70、80 ℃樣品中2-苯基乙醛、苯乙醇、Δ-杜松烯和丁香酚均高于其他2種樣品,己二酸二(2-乙基己)酯與正庚醚含量相比于其他2個(gè)樣品較低。磨漿溫度50 ℃樣品在酯類(lèi)中己二酸二(2-乙基己)酯含量最高,在醇類(lèi)物質(zhì)中蘑菇醇含量最低,磨漿溫度90 ℃樣品在酯類(lèi)、烯烴類(lèi)和芳香族類(lèi)總含量最低,5種樣品的酸類(lèi)和酚類(lèi)含量都極少,醇類(lèi)含量極高,主體物質(zhì)決定了主要的風(fēng)味[17-19],因此可以推斷在不同磨漿溫度下制作神仙豆腐風(fēng)味的形成過(guò)程中,醇類(lèi)的含量和種類(lèi)、酯類(lèi)和酮類(lèi)的含量對(duì)于神仙豆腐風(fēng)味的形成具有重要意義。

圖2 不同磨漿溫度下制作神仙豆腐揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的聚類(lèi)分析(CA)

在不同磨漿溫度下制作神仙豆腐的工藝中,有些組分間可能相互混合反應(yīng),隨著工藝溫度的升高,氧化還原反應(yīng)速率將增大,相應(yīng)產(chǎn)物也增加。對(duì)比不同磨漿溫度下制作的5個(gè)樣品,工藝流程相似,但所檢測(cè)到的揮發(fā)性物質(zhì)也具有很大差異性,因而影響最終產(chǎn)生的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的不僅有加熱溫度[20-22],還有各組分之間的相互作用,這為優(yōu)化神仙豆腐風(fēng)味提供了研究方向。

2.4 不同磨漿溫度下制作神仙豆腐的感官評(píng)價(jià)結(jié)果

神仙豆腐生產(chǎn)工藝中,磨漿溫度對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)特性起著關(guān)鍵性的作用。不同磨漿溫度樣本對(duì)于神仙豆腐風(fēng)味、組織狀態(tài)、口感和感官評(píng)分全部均呈現(xiàn)出顯著性(P<0.05),對(duì)于色澤沒(méi)有呈現(xiàn)出顯著性(P>0.05) ,意味著不同磨漿溫度樣本對(duì)于神仙豆腐風(fēng)味、組織狀態(tài)、口感和感官評(píng)分均表現(xiàn)出差異性和對(duì)色澤表現(xiàn)出一致性。隨著磨漿溫度的增加,神仙豆腐的感官評(píng)分隨著磨漿溫度的增大先增大后減小(見(jiàn)表4),磨漿溫度在60 ℃以下時(shí),產(chǎn)品色澤呈深綠色、風(fēng)味發(fā)苦、組織狀態(tài)松散及入口粗糙、彈性較差,原因可能是小于60 ℃時(shí),果膠酶活性較高,使得果膠發(fā)生了裂解[23]。當(dāng)磨漿溫度大于80 ℃時(shí),產(chǎn)品的感官評(píng)分發(fā)生了下降,當(dāng)溫度過(guò)高時(shí),一方面,果膠分子開(kāi)始裂解,導(dǎo)致果膠含量降低;另一方面,原因可能是當(dāng)溫度大于80 ℃時(shí),大部分酶已經(jīng)完全失活,果膠溶出變慢,高溫使得葉綠素失去活性[24-27],產(chǎn)品色澤變黃。

表4 磨漿溫度對(duì)神仙豆腐感官特性的影響

不同磨漿溫度制作神仙豆腐的5個(gè)樣品均具有豆腐柴清香的特征,磨漿溫度為80 ℃樣品的感官評(píng)分最好,呈現(xiàn)出色澤清亮碧綠,顏色均勻且有淡淡的豆腐柴香味,質(zhì)地緊密有彈性,沒(méi)有雜質(zhì)與氣泡,入口絲滑且細(xì)膩,嚼感舒適,香氣濃郁和諧。

3 結(jié)論

以不同磨漿溫度在標(biāo)準(zhǔn)化工藝下制作神仙豆腐,口感細(xì)膩、香味突出、質(zhì)量安全,結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)和感官性狀分析不同磨漿溫度對(duì)神仙豆腐揮發(fā)性風(fēng)味的影響。不同磨漿溫度制作神仙豆腐樣品中共鑒定出70種揮發(fā)性成分,包括醇類(lèi)17種、醚類(lèi)2種、醛類(lèi)8種、酸類(lèi)2種、烴類(lèi)13種、酮類(lèi)7種、酚類(lèi)1種、烷類(lèi)2種、芳香族類(lèi)8種、酯類(lèi)6種,其他化合物4種。己二酸二酯、蘑菇醇和桉油烯醇這3種物質(zhì)為共有物質(zhì)。對(duì)不同磨漿溫度下制作神仙豆腐的風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行解析,獲得了風(fēng)味來(lái)源物質(zhì)組成及風(fēng)味轉(zhuǎn)變的原因,為神仙豆腐的開(kāi)發(fā)提供了基礎(chǔ)方向,也為神仙豆腐風(fēng)味物質(zhì)研究的開(kāi)發(fā)提供了研究思路。