青薯9号复热风味物质变化研究

宋国庆 徐瑞兰 辛世华

基金项目：宁夏回族自治区自然科学基金（2021AAC03250）；宁夏回族自治区青年拔尖人才培养工程；宁夏工商职业技术学院应用技术研发项目（NXGSYFZX2020003）。

作者简介：宋国庆（1972—），男，宁夏固原人，本科，讲师。研究方向：食品科学和烹饪工艺。

通信作者：辛世华（1986—），男，宁夏石嘴山人，博士，讲师。研究方向：农产品加工。E-mail：xinshihua@vip.qq.com。

摘 要：使用静态顶空气相离子迁移谱技术测定不同烹饪方式加工的青薯9号在冻融后的风味物质，分析青薯9号复热时的风味物质变化。结果表明，不同烹饪加工方式对青薯9号马铃薯复热时的风味物质有明显影响。烤制和微波处理的马铃薯风味物质复原度最差，冻藏过程中生鲜马铃薯和烤制处理的马铃薯会产生呋喃类物质，煮制的马铃薯会产生二烯醛类物质（3-甲基-2-丁烯醛和异戊烯醛），出现明显的异味，油炸处理可以避免产生异味。

关键词：静态顶空-气相色谱-离子迁移谱法；青薯9；风味分析；复热过程

Study on the Flavor Changes of Qingshu No. 9 after Reheating

SONG Guoqing1， XU Ruilan2， XIN Shihua1，3*

（1.Ningxia Vocational Technical College of Industry &Commerce， Yinchuan 750021， China; 2.Yinchuan Vocational Technical College， Yinchuan 750021， China; 3.Ningxia University Food College， Yinchuan 750021， China）

Abstract： Static headspace-gas chromatograph-ion mobility spectrometry was used to determine the flavor compounds of Qingshu No. 9 processed by different cooking methods after freezing and thawing， and to analyze the changes in flavor compounds of Qingshu No. 9 during reheating. The results showed that different cooking and processing methods had significant effects on the flavor substances of Qingshu No. 9 when reheating. Potatoes with baking and microwave treatments had the worst recovery of flavor substances， while raw and baking-treated potatoes produced furans during freezing and storage， and boiled potatoes produced dienal （3-methyl-2-butenal and isopentenal）， resulting in obvious off-flavors， which could be avoided by frying treatment.

Keywords： headspace-gas chromatograph-ion mobility spectrometry; Qingshu No. 9; flavor analysis; heating-freezing-reheating process

马铃薯作为主食，其香气分离和风味保持受到长期关注，通过不同技术手段如红外吸收光谱法、质谱法、顶空气相-电子鼻等研究不同烹饪方式下马铃薯香气成分已有相关报道[1]。本研究旨在深入探讨不同烹饪方式对马铃薯挥发性风味物质的影响，特别关注储藏异味的生成机制[2-3]。以WAGNER等[4]和BLANCH等[5]的研究为基础，进一步研究熟制马铃薯储藏过程中异味产生的原因，强调氢过氧化物和醛类物质在此过程中的主导作用[6]。气相离子迁移谱技术（Gas Chromatography-Ion Mobility Spectrometry，GC-IMS）能够提高复杂组分挥发物鉴定的灵敏度[7]，已被广泛用于研究复杂的食品样品，如橄榄油、蜂蜜、鸡蛋和干粮[8]。本文采用GC-IMS法测定熟制的青薯9号复热时的挥发性香气成分，研究冷冻保藏的马铃薯复热时的风味变化。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

青薯9马铃薯，宁夏农科院马铃薯研究所提供；色拉油，市售，昊裕公司。

FlavourSpec?气相色谱离子迁移谱仪，德国G.A.S.公司；MXT-5型色谱柱，美国RESTEK公司；Convotherm?蒸烤箱，马尼托瓦克起重设备（中国）有限公司；松下超低温冰箱；炸爐；电磁灶；格兰仕微波炉。

1.2 方法

1.2.1 青薯9号加工

将青薯9号清洗去皮后，使用模具将原料统一裁切为3 cm×3 cm×1 cm，浸泡在水中防止氧化，随机分为6组（每组不少于9个）按表1条件进行实验。

1.2.2 挥发性物质测定

采用气相色谱离子迁移谱仪测定样品的挥发性物质。称量1 g样品添加到20 mL顶空采样瓶中，自动取样器的孵育温度为70 ℃，孵育时间为10 min。振荡加热，振荡速率为500 r·min-1，注射针温度为75 ℃，进样量为400 μL，清洗时间为5 s。

在色谱分析中，色谱柱温度设置为70 ℃，初始流速为2.0 mL·min-1，保持时间2 min。在第20 min时，流速增加到100.0 mL·min-1。总运行时间为20 min，所使用的色谱柱为MXT-5型（15 m×0.53 mm，1 μm），柱温为60 ℃。

1.2.3 定性分析

使用FlavourSpec?配套的GCIMS Library Search NIST数据库和IMS数据库对样品挥发性成分进行定性分析。

2 结果与分析

采用不同熟制方法加工青薯9号，冻融后进行挥发性风味物质分析。根据风味软件内置数据库，去除空气中的干扰挥发物，可以明确定性的挥发性成分共有41种（单体及部分物质的二聚体），主要包括酯类11种、醛类11种、醇类2种、酮4种、烷烃类3种、酸类2种、杂环芳香类8种（吡嗪类4种、噻唑类2种、呋喃类2种）。从定性的数据中可知，与冻融保藏前相比，酯类物质减少，醛类物质明显增长。从种类上看，马铃薯贮藏过程中呋喃类物质的出现成为新的特征挥发物，吡嗪类和噻唑类挥发物的增加也印证了马铃薯贮藏期间化合物仍保持活性[9]。研究认为游离氨基酸、不饱和脂肪酸和还原糖的相互作用产生了典型香气[10]，而酯类物质的减少和醛类物质的增加，说明马铃薯细胞内的生物酶活性仍然存在[11]。从冷藏后照片可以看到，微波和烤制处理的青薯9号褐变明显，而蒸、煮加工的青薯9号没有发生褐变，炸制处理的青薯9号颜色源自加工时美拉德反应，见图1。

青薯9号冻融后，所有样品都产生乙酸丁酯、乙酸乙酯、己醛和4-甲基-2-戊酮，鲜马铃薯冻融后揮发性物质主要有四氢呋喃和2-丁酸等；煮制马铃薯冻融后主要挥发物有2-乙基-5-甲基吡嗪、2-乙基吡嗪、2，4，5-三甲基噻唑、3-甲基-2-丁烯醛和异戊烯醛等；蒸制和烤制的青薯9号主要挥发物有2，4，6，6-四甲基庚烷、2-丁酮等；微波处理的青薯9号会出现特有的乙酸异丁酯和2-乙基-3-甲基吡嗪等；油炸处理的样品再次复热后没有出现典型的异味特征挥发物，乙酸乙酯组分热度最强，见图2。

3 结论

马铃薯的风味受烹饪方式和其他多种因素的影响，如品种选择、农艺和储存条件，分析过程中使用的提取技术可能会影响分离的挥发物的性质和数量。采用GC-IMS技术对青薯9号的挥发性气味物质进行分析，为揭示马铃薯风味变化，减缓马铃薯酸败，延长商品保质期提供了参考。从定性分析可以看出，油炸处理可以避免其他异味的产生，但同时会使香气被掩蔽。这对于选择最适宜的烹饪方式，提高马铃薯产品口感和风味质量具有指导意义。青薯9号具有相对较高的脂类和维生素C含量，营养成分的差异决定了其独特的风味。通过实验可知，马铃薯块茎结构被破坏后，出现令人无法接受的风味，冷冻或热加工不能使马铃薯块茎保持相对稳定的物性条件。GC-IMS分析用时短，能够更好地还原马铃薯的香气组分，顶空进样避免了萃取浓缩二次加热所带来的干扰组分，但GC-IMS对于大分子量挥发物质的检出效果与GC-MS存在差异，还需要后续进一步验证。

参考文献

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[3]WAGNER R，GROSCH W.Evaluation of potent odorants of French fries[J].LWT-Food Science and Technology，1997，30（2）：164-169.

[4]WAGNER R K，GROSCH W.Key odorants of French fries[J].Journal of the American Oil Chemists Society，1998，75：1385-1392.

[5]BLANCH G P，FLORES G，RUIZ DEL CASTILLO M L.Effect of temperature on lipid-derived volatile compounds in boiled potato during storage[J].Journal of the Science of Food and Agriculture，2009，89（6）：1012-1017.

[6]赵兵，张敏，梁杉.过度蒸煮对马铃薯风味化合物组成的影响[J].食品科学，2017，38（22）：200-204.

[7]WANG S Q，CHEN H T，SUM B G.Recent progress in food flavor analysis using gas chromatography-ion mobility spectrometry （GC-IMS）[J].Food Chemistry，2020，315：126158.

[8]GU S A，ZHANG J，WANG J，et al.Recent development of HS-GC-IMS technology in rapid and non-destructive detection of quality and contamination in agri-food products[J].TrAC Trends in Analytical Chemistry，2021，144：116435.

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[10]张翼鹏，段焰青，张晓燕，等.美拉德反应及其产物在食品改性中的应用研究进展[J].食品研究与开发，2021，42（11）：175-182.

[11]赖灯妮，彭佩，李涛，等.烹饪方式对马铃薯营养成分和生物活性物质影响的研究进展[J].食品科学，2017，38（21）：294-301.