田 震,徐亞元,李大婧,劉春泉,宋江峰,劉 闞,胡 奇,肖亞冬，*,郁志芳

(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院,江蘇南京 210095; 2.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,江蘇南京 210014; 3.江蘇中煙工業(yè)有限責(zé)任公司南京卷煙廠,江蘇南京 210012)

香蔥屬于百合科蔥屬植物[1],因其獨(dú)特的風(fēng)味以及對(duì)健康的有益作用成為國(guó)內(nèi)使用最廣泛的調(diào)味料之一。香蔥的有益特性是因?yàn)槠浜械挠袡C(jī)硫化物,主要包括硫代亞硫酸鹽和含硫的揮發(fā)性成分。其中,含硫化合物是香蔥中主要的揮發(fā)性化合物,是由香蔥本身固有的蒜氨酸酶與蒜氨酸之間的反應(yīng)生成。而蒜素酶又會(huì)催化蒜素發(fā)生水解產(chǎn)生含硫的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì),包括一硫化物、二硫化物和三硫化物[2]?；衔镱愋筒煌瑢?duì)香蔥風(fēng)味貢獻(xiàn)程度也不會(huì)不同,如具有含氧基團(tuán)、含氮基團(tuán)、芳香基團(tuán)等發(fā)香基團(tuán)的化合物對(duì)香蔥的香氣都會(huì)產(chǎn)生影響[3]。

新鮮香蔥含水量高達(dá)90%,如貯存不當(dāng)極易在短時(shí)間內(nèi)腐敗變質(zhì)。因此,工業(yè)化生產(chǎn)中多采用干燥脫水的方式對(duì)香蔥進(jìn)行加工,以延長(zhǎng)貨架期并提高其商業(yè)價(jià)值[4]。但是干燥過(guò)程會(huì)對(duì)樣品中各類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)產(chǎn)生較大的影響,尤其是風(fēng)味物質(zhì)[5]。而目前關(guān)于蔥的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的研究主要是大蔥,集中于大蔥油或者是鮮樣中風(fēng)味物質(zhì)的研究,而有關(guān)不同干燥方式對(duì)香蔥揮發(fā)性物質(zhì)的研究還較少。郭海忱等[6]從大蔥蔥白、蔥葉中提取了揮發(fā)油并采用GC-MS對(duì)其揮發(fā)性成分進(jìn)行了測(cè)定分析,結(jié)果表明,蔥油中的主要硫化物是二甲基三硫醚、甲基丙烯基二硫醚、丙基丙烯基二硫醚;蒜油中的主要硫化物是二烯丙基二硫醚、二烯丙基三硫醚等。張德莉等[7]采用HS-SPME-GC-MS對(duì)香蔥油中的揮發(fā)性風(fēng)味成分進(jìn)行了分離鑒定,表明糠醛、月桂烯、二丙基二硫醚等是導(dǎo)致香蔥油風(fēng)味差異的主要物質(zhì)。劉源等[8]對(duì)新鮮香蔥蔥葉和蔥白中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行了報(bào)道,主要成分是二丙基二硫醚、二丙基三硫醚、1-丙硫醇、二甲基硫醚、甲基-2-丙烯基二硫、1-丙烯-1-甲基硫醇,占總成分的79.57%。因此,本研究以香蔥為研究對(duì)象,通過(guò)不同干燥方式對(duì)其葉片和葉柄進(jìn)行干燥,比較了不同干燥方式對(duì)香蔥干制品揮發(fā)性成分的影響,并通過(guò)主成分分析和聚類分析研究了鮮樣與干制品之間揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的區(qū)別,以期為香蔥深加工和綜合利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

香蔥 南京孝陵衛(wèi)農(nóng)貿(mào)市場(chǎng),選取新鮮、大小一致、無(wú)病蟲(chóng)害的香蔥。將其清洗后切分成葉片和葉柄兩部分,置于4 ℃冰箱中備用。

FA2014電子分析天平 北京賽多利斯科學(xué)儀器公司;KQ-S1000VDE型三頻數(shù)控超聲波清洗器 昆山市超聲一起有限公司;DHG-9073BS-Ⅲ型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司;Agilent 5977A-7890A氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國(guó)安捷倫科技有限公司;57330-U頂空固相微萃取手動(dòng)進(jìn)樣裝置 美國(guó)Supelco公司;DB-WAX毛細(xì)管柱 美國(guó)安捷倫科技有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 香蔥葉片干燥方式 不同干燥方式制得的香蔥葉片干制品水分含量均控制在濕基含水率為5%～6%。具體的干燥方法如下:

熱風(fēng)干燥:將處理后的香蔥葉片(約1 cm×1.5 cm)均勻平鋪于75 ℃鼓風(fēng)干燥箱中進(jìn)行干燥;

微波干燥:將處理后的香蔥葉片(規(guī)格同上)均勻放置于隧道式微波干燥裝置中進(jìn)行干燥;

微波聯(lián)合熱風(fēng)干燥:將處理后的香蔥葉片(規(guī)格同上)先置于隧道式微波干燥設(shè)備中干燥至濕基含水率約40%,后置于75 ℃鼓風(fēng)干燥箱中進(jìn)行熱風(fēng)干燥。

1.2.2 香蔥葉柄干燥方式 不同干燥方式制得的香蔥葉柄干制品水分含量均控制在濕基含水率為5%～6%。具體的干燥方法如下:

熱風(fēng)干燥:將處理后的香蔥葉柄(約1 cm×1.5 cm)均勻平鋪于75 ℃鼓風(fēng)干燥箱中進(jìn)行熱風(fēng)干燥;

超聲輔助熱風(fēng)干燥:將處理后的香蔥葉柄(規(guī)格同上)先置于超聲波處理裝置中進(jìn)行預(yù)處理(超聲功率700 W,超聲頻率45 kHz,超聲時(shí)間6 min),而后采用75 ℃熱風(fēng)進(jìn)行干燥。

1.2.3 揮發(fā)性成分分析 參考實(shí)驗(yàn)室風(fēng)味物質(zhì)提取方法。將新鮮的香蔥葉片和葉柄分別切碎,干樣制成粉末。取制備好的香蔥鮮樣和干樣粉末各1 g,置于15 mL的樣品瓶中,蓋好蓋備用。將固相微萃取的萃取頭在氣相色譜儀的進(jìn)樣口經(jīng)240 ℃老化5 min備用。在45 ℃下將固相微萃取器的萃取頭插到樣品瓶中,頂空靜態(tài)吸附40 min,而后將萃取頭插入氣相色譜裝置進(jìn)樣口解吸5 min,進(jìn)行GC-MS分析。

色譜條件:DB-WAX毛細(xì)管色譜柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm);升溫程序:初始溫度為40 ℃,以5 ℃/min升溫至60 ℃,無(wú)保留,再以10 ℃/min升溫至100 ℃,保持20 min,再以20 ℃/min升溫至240 ℃,保持6 min;載氣(He)流速1 mL/min,壓力35 kPa;不分流。

質(zhì)譜條件:電子轟擊離子源;電子能量70 eV;燈絲電流150 μA;離子源溫度200 ℃;激活電壓1.5 V;質(zhì)量掃描范圍m/z 20～500。

1.3 香蔥中揮發(fā)性成分定性與定量分析

利用NIST08.L標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)對(duì)GC-MS分析得到的色譜峰的色譜信息進(jìn)行串聯(lián)檢索,結(jié)合文獻(xiàn)資料及物質(zhì)的相對(duì)保留時(shí)間進(jìn)行鑒定(正反匹配度≥800),將最終確定的香氣組分按照峰面積歸一化法計(jì)算得到各組分的相對(duì)含量。

續(xù)表

1.4 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)平行重復(fù)三次(n=3),利用IBM SPSS Statistics 20.0(IBM,美國(guó))、Origin 2016(OriginLab,美國(guó))進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析及繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 新鮮香蔥葉片和葉柄中揮發(fā)性成分比較

對(duì)香蔥葉片和葉柄鮮樣中的揮發(fā)性成分進(jìn)行檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知,香蔥葉片和葉柄鮮樣中共檢測(cè)并鑒定出56種揮發(fā)性成分,葉片和葉柄中分別檢測(cè)到25和38種揮發(fā)性成分,包括含硫化合物25種、醇類5種、醛類2種、酯類2種、烯烴類物質(zhì)1種、酮類物質(zhì)3種、烷烴類物質(zhì)2種以及其他類型的化合物16種。其中,葉片鮮樣中相對(duì)含量最高的是甲基丙基二硫醚,為60.35%,該化合物僅存在于葉片鮮樣中;葉柄鮮樣中相對(duì)含量最高的物質(zhì)是三甲基二硫醚,為72.90%,只在葉柄鮮樣中檢測(cè)到,該結(jié)果與程安瑋等[9]的研究結(jié)果相一致。香蔥葉片和葉柄鮮樣共有的揮發(fā)性成分有7種且均為硫醚類化合物,這類化合物主要來(lái)自蔥屬植物,大多具有洋蔥、堅(jiān)果香味[10]。含硫化合物產(chǎn)生的濃郁辛香味是香蔥鮮樣氣味辛辣刺鼻的主要原因。

2.2 不同干燥方式對(duì)香蔥葉片揮發(fā)性成分的影響

2.2.1 不同干燥方式對(duì)香蔥葉片干制品揮發(fā)性成分分析 不同干燥方式制得的香蔥葉片干制品中揮發(fā)性成分見(jiàn)表2。由表2可知,不同干燥方式后葉片中揮發(fā)性成分差別較大,與鮮樣相比,化合物種類明顯增多,尤其是醇類和醛類物質(zhì)。

表2 不同干燥方式香蔥葉片中揮發(fā)性成分分析Table 2 Analysis of volatile flavor components in dried leaf of chive

續(xù)表

續(xù)表

熱風(fēng)干燥香蔥葉片干制品中共檢測(cè)出63種揮發(fā)性成分。含硫化合物16種,相對(duì)含量共計(jì)20.71%,其中相對(duì)含量最高的是1,3-二噻環(huán)己烷,為7.01%。醇類有7種,相對(duì)含量共計(jì)6.63%,其中相對(duì)含量超過(guò)1%的有2,6-二甲基環(huán)己醇、(Z)-2-戊烯-1-醇和1-辛烯-3-醇。醛類有7種,相對(duì)含量共計(jì)17.93%。烷烴類9種類,相對(duì)含量為46.34%,其中十一烷的相對(duì)含量最高,為23.28%。

微波干燥香蔥葉片干制品中同樣檢測(cè)出63種揮發(fā)性成分。含硫化合物11種,相對(duì)含量共計(jì)13.93%,其中相對(duì)含量最高的是1,3-二噻環(huán)己烷,其次是3,4-二甲基噻吩。醇類6種,相對(duì)含量共計(jì)2.90%。醛類7種,相對(duì)含量共計(jì)16.58%,相對(duì)含量較高的是壬醛、異戊醛。烷烴類11種,相對(duì)含量共計(jì)47.15%,其中,十一烷的相對(duì)含量最高為21.07%。

香蔥葉片微波聯(lián)合熱風(fēng)聯(lián)合干燥制品中共檢測(cè)出62種揮發(fā)性成分。含硫化合物15種,相對(duì)含量共計(jì)15.46%,其中相對(duì)含量超過(guò)1%的有1,3-二噻環(huán)己烷和3,4-二甲基噻吩等。醇類6種,但其相對(duì)含量都較低。烷烴類11種,相對(duì)含量共計(jì)43.18%,其中相對(duì)含量最高的是十一烷,為18.15%。

含硫化合物是新鮮葉片中主要的揮發(fā)性成分,由香蔥中的蒜氨酸酶催化S-alk(en)ly-L半胱氨酸亞砜水解生成的,包括單硫化物、二硫化物和三硫化物[11]。葉片經(jīng)過(guò)干燥后其含硫化合物種類增多,原因可能是熱風(fēng)和微波的熱干燥使含硫化合物發(fā)生熱降解生成了揮發(fā)性磺基化合物[12]。此外,干燥過(guò)程可能會(huì)增強(qiáng)或者抑制酶的活性和化學(xué)反應(yīng),改變磺基化合物的形成機(jī)制或者形成更穩(wěn)定的組分改變了某些化合物的含量[13]。

2.2.2 香蔥葉片鮮樣和干樣揮發(fā)性成分主成分分析 為進(jìn)一步研究香蔥葉片干制前后揮發(fā)性成分的變化及不同干燥方式對(duì)香蔥葉片揮發(fā)性成分的影響,采用主成分分析法對(duì)香蔥葉片鮮樣和經(jīng)不同干燥方式制得的葉片干制品中主要揮發(fā)性成分進(jìn)行分析,其主成分的特征值及貢獻(xiàn)率見(jiàn)表3。一般來(lái)說(shuō),主成分分析中累計(jì)方差貢獻(xiàn)率大于80%,認(rèn)為數(shù)據(jù)是可靠的[14]。由表3可知,選取特征值大于1的前三個(gè)主成分即可反映總體的信息[15]。

表3 香蔥葉片揮發(fā)性成分主成分的 特征值及貢獻(xiàn)率Table 3 Eigenvalues and contribution rates of principal components of leaf

圖1 香蔥葉片鮮樣和干樣中主要 揮發(fā)性成分得分圖(a)和載荷圖(b)Fig.1 Volatile component score plot(a)and loading plot(b)of fresh and dried leaf of chives注:A:葉片鮮樣;B:熱風(fēng)干燥葉片; C:微波干燥葉片;D:微波聯(lián)合熱風(fēng)干燥葉片。

對(duì)香蔥葉片鮮樣和干樣中主要的揮發(fā)性成分進(jìn)行主成分分析,得到得分圖1A和載荷圖1B。主成分分析對(duì)主要的揮發(fā)性成分進(jìn)行降維處理,將主要的信息用幾個(gè)不相關(guān)的主成分代表[16]。主成分分析中累計(jì)貢獻(xiàn)率越大,則主成分可以更好地反映各個(gè)指標(biāo)的信息[17]。由圖1A可知,葉片鮮樣和干樣中主要揮發(fā)性成分在第一主成分和第二主成分的貢獻(xiàn)率分別為63.98%和26.71%,累計(jì)貢獻(xiàn)率為90.69%,表明兩個(gè)主成分能夠代表原始數(shù)據(jù)的信息。由圖1a可知,C組(微波干燥葉片)和D組(微波聯(lián)合熱風(fēng)干燥葉片)樣品在第一主成分上得分最高,分布在第四象限;A組(葉片鮮樣)樣品在第一主成分上得分最低,分布在第三象限;B組(熱風(fēng)干燥葉片)樣品在第二主成分上得分最高,分布在第一象限。根據(jù)主成分分析原理,樣品在得分圖上的距離越近說(shuō)明它們之間揮發(fā)性成分組成和含量相似度越高[18]。因此,香蔥葉片鮮樣與干樣的揮發(fā)性成分組成和含量差別較大,微波干燥和微波聯(lián)合熱風(fēng)干燥制得的樣品揮發(fā)性成分組成較為相似,與鮮樣相比在第一主成分上差別較大,與熱風(fēng)干燥樣品相比在第二主成分上差別較大。

圖1b為葉片鮮樣和干樣中主要揮發(fā)性成分的載荷圖,根據(jù)不同化合物與原點(diǎn)之間的距離可以確定樣品與各個(gè)主成分之間的相關(guān)性和不同樣品間化合物相對(duì)含量的差異[19-20]。由圖1b可知,葉片鮮樣中含硫化合物、醛類和烴類物質(zhì)含量較高,熱風(fēng)干燥制得的葉片干樣中噻吩類、醛類和烷烴類物質(zhì)含量較高,微波干燥和微波聯(lián)合熱風(fēng)干燥制得的葉片中烷烴類化合物含量較高。

2.3 不同干燥方式對(duì)香蔥葉柄揮發(fā)性成分的影響

2.3.1 不同干燥方式對(duì)香蔥葉柄干制品揮發(fā)性成分分析 不同干燥方式制得的香蔥葉柄干制品中揮發(fā)性成分表4。由表4可知,同葉片一樣,干燥后葉柄中生成了多種新的揮發(fā)性物質(zhì)。

表4 不同干燥方式香蔥葉柄中揮發(fā)性成分分析Table 4 Analysis of volatile flavor components in dried petiole of chive

續(xù)表

續(xù)表

熱風(fēng)干燥香蔥葉柄制品中共檢測(cè)出71種揮發(fā)性成分。含硫化合物有25種,相對(duì)含量共計(jì)49.26%。其中,相對(duì)含量最高的是3,4-二甲基噻吩,為11.21%。醇類3種,相對(duì)含量超過(guò)1%的有環(huán)戊基甲醇。醛類7種,相對(duì)含量共計(jì)11.31%,相對(duì)含量大于1%的為2-甲基-2-戊烯醛、巴豆醛和壬醛。酯類3種。烯烴類6種,但相對(duì)含量都低于1%。烷烴類8種,正癸烷相對(duì)含量最高。其他類物質(zhì)11種,相對(duì)含量最高的是2,3-二甲基吡啶。

超聲輔助熱風(fēng)干燥香蔥葉柄中共檢測(cè)到73種揮發(fā)性成分。含硫化合物25種,相對(duì)含量共計(jì)48.64%,相對(duì)含量最高的是1,3-二噻環(huán)己烷。醇類5種。醛類6種,壬醛、Z-2-庚烯醛和α-亞乙基-苯乙醛的相對(duì)含量大于1%。烷烴類8種,十二烷的相對(duì)含量最高為2.94%。其他類物質(zhì)有20種。

香蔥葉柄鮮樣中丙硫醇的相對(duì)含量為7.23%,丙硫醇具有強(qiáng)烈刺激性且易燃,在香蔥的抗菌功能中起著重要的作用;但干燥后葉柄中不存在該物質(zhì),表明加熱條件下該化合物穩(wěn)定性降低,導(dǎo)致降解完全[21]。醛類是香蔥中重要的風(fēng)味成分,葉柄干燥后產(chǎn)生了多種類型的醛類且以不飽和醛類為主,不飽和醛類會(huì)產(chǎn)生刺激性和辛辣氣味,具有青草味[22]。干燥后的葉柄中產(chǎn)生了更多的噻吩類物質(zhì),噻吩類物質(zhì)是硫代亞磺酸鹽的降解產(chǎn)物及三丙基二硫醚等的前體物質(zhì)[23]。烷烴類物質(zhì)是食品風(fēng)味物質(zhì)中常見(jiàn)的一類物質(zhì),但這類物質(zhì)的風(fēng)味閾值較高,一般對(duì)產(chǎn)品整體風(fēng)味貢獻(xiàn)并不明顯,但在產(chǎn)品整體香氣的維持和協(xié)調(diào)中起著重要作用[7,24]。

2.3.2 香蔥葉柄鮮樣和干樣揮發(fā)性成分主成分分析 為進(jìn)一步研究香蔥葉柄干制前后揮發(fā)性成分的變化及不同干燥方式對(duì)香蔥葉柄揮發(fā)性成分的影響,采用主成分分析法對(duì)香蔥葉柄鮮樣和經(jīng)過(guò)不同干燥方式制得的干樣中主要的揮發(fā)性成分進(jìn)行分析,其主成分的特征值及貢獻(xiàn)率見(jiàn)表5。由表5可知,選取特征值大于1的前兩個(gè)主成分即可反映總體的信息[15]。

表5 香蔥葉柄揮發(fā)性成分主成分的特征值及貢獻(xiàn)率Table 5 Eigenvalues and contribution rates of principal components of petiole

對(duì)香蔥葉柄鮮樣和干樣中24種主要的揮發(fā)性成分進(jìn)行主成分分析,得到得分圖2a和載荷圖2b。主成分分析將不同處理得到的樣品間揮發(fā)性成分進(jìn)行多維比較,通過(guò)得分圖分析根據(jù)不同樣品之間的距離判斷其揮發(fā)性成分的差異程度,由載荷圖不同化合物與原點(diǎn)之間的距離和方向明確各種揮發(fā)性成分與各個(gè)主成分之間的相關(guān)性以及不同處理的樣品間該化合物相對(duì)含量的差異[20]。主成分分析中累計(jì)貢獻(xiàn)率越大,則主成分更能反映各個(gè)指標(biāo)的信息。由圖2a可知,葉柄鮮樣和干樣中主要揮發(fā)性成分在第一主成分和第二主成分的貢獻(xiàn)率分別為59.05%和40.91%,累計(jì)貢獻(xiàn)率為99.96%,表明兩個(gè)主成分能夠代表原始數(shù)據(jù)的信息。由圖2a可知,E組(葉柄鮮樣)樣品在第一主成分上得分最低,與第一主成分呈負(fù)相關(guān),分布在第三象限;F組(熱風(fēng)干燥葉片)樣品在第二主成分上得分最高,與第二主成分呈正相關(guān),分布在第二象限;G組(超聲輔助熱風(fēng)干燥葉片)樣品在第一主成分上得分最高,與第一主成分呈正相關(guān),在第二主成分上得分最低,與第二主成分呈負(fù)相關(guān),分布在第四象限。因此,可以通過(guò)第一主成分將香蔥葉柄鮮樣和超聲輔助熱風(fēng)干燥制得的葉柄干樣進(jìn)行區(qū)分,通過(guò)第二主成分將熱風(fēng)干燥和超聲輔助熱風(fēng)干燥制得的葉柄干樣進(jìn)行區(qū)分。

圖2b為香蔥葉柄鮮樣和干樣中主要揮發(fā)性成分的載荷圖,由圖2可知,甲基丙基二硫醚等化合物與第一主成分呈負(fù)相關(guān),是葉柄鮮樣中主要的揮發(fā)性成分;2-戊基呋喃、壬醛等物質(zhì)與第一主成分呈正相關(guān),是超聲輔助熱風(fēng)干燥制得的葉柄中主要的揮發(fā)性成分,其具有豆香、果香、青草味等香氣[25];烷烴類物質(zhì)與第二主成分呈正相關(guān),是熱風(fēng)干燥制得的葉柄干樣中主要的揮發(fā)性成分。

圖2 香蔥葉柄鮮樣和干樣中主要揮 發(fā)性成分得分圖(a)和載荷圖(b)Fig.2 Volatile component score plot(a)and loading plot(b)of fresh and dried petiole of chives注:E:葉柄鮮樣;F:熱風(fēng)干燥樣品; G:超聲輔助熱風(fēng)干燥樣品。

2.4 香蔥鮮樣及不同干燥方式制得的干樣聚類分析

圖3為香蔥鮮樣及不同干燥方式制得的干樣中主要揮發(fā)性成分聚類熱圖。采用ward最小方差和歐氏距離法進(jìn)行分層聚類[26]。由圖3可知,上方樹(shù)狀為不同樣品的聚類,中部填充顏色深淺表示各樣品中各類揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量的高低,顏色越深表示相對(duì)含量越高。從上方的聚類來(lái)看,所有的樣品大致可以分為4類:第一類為葉片鮮樣,第二類為葉柄鮮樣,第三類為熱風(fēng)干燥、微波干燥和微波聯(lián)合-熱風(fēng)干燥制得的葉片干制品,第四類為熱風(fēng)干燥和超聲輔助熱風(fēng)干燥制得的葉柄干制品。同一類別內(nèi)揮發(fā)性成分種類和含量間相似度高。不同種類間的差別較大,尤其是葉片和葉柄鮮樣及葉片和葉柄干制品之間的差別較大。此外,不同干燥方式制得的樣品之間也存在著明顯差異。新鮮樣品與干燥樣品之間揮發(fā)性成分的種類和差異較大,可能是在干燥過(guò)程中某些含硫化合物受熱后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)使干燥后香蔥葉片和葉柄干樣中烷烴類物質(zhì)含量較高。

圖3 香蔥鮮樣及不同干燥方式制得的干樣中主要揮發(fā)性成分聚類熱圖Fig.3 Clustering heat map of the relative content of volatile compounds for fresh samples and dried samples in different drying methods注:A：葉片鮮樣;B:熱風(fēng)干燥葉片;C:微波干燥葉片;D:微波聯(lián)合熱風(fēng)干燥葉片; E:葉柄鮮樣;F:熱風(fēng)干燥葉柄;G:超聲輔助熱風(fēng)干燥葉柄。

3 討論與結(jié)論

香蔥葉片和葉柄鮮樣的各類揮發(fā)性成分中含硫化合物種類較多,相對(duì)含量最高,說(shuō)明新鮮香蔥特殊的風(fēng)味主要是含硫化合物貢獻(xiàn)的。而干燥后香蔥中揮發(fā)性成分變化較大,新增種類較多,原因可能是不同揮發(fā)性物質(zhì)在加熱條件下的變化不同。如醇類物質(zhì)在加熱后易氧化生成醛類或者酮類化合物;同樣,烯烴類化合物加熱過(guò)程中會(huì)轉(zhuǎn)化為醛類和酮類化合物,并且溫度越高轉(zhuǎn)化的越多;另外,甲基硫醚類化合物的相對(duì)含量變化與干燥方式也密切相關(guān)。研究表明,微波干燥會(huì)使物料內(nèi)部的溫度及蒸氣壓達(dá)到最高,在此條件下利于風(fēng)味前體物質(zhì)糖與氨基酸發(fā)生美拉德反應(yīng),蒸汽易于向外轉(zhuǎn)移并誘發(fā)香氣成分汽化,最終導(dǎo)致風(fēng)味物質(zhì)的變化;而熱風(fēng)干燥作為熱干燥也可使原料中形成新的物質(zhì),如醇類、醛類和酮類等。劉春菊等人[27]發(fā)現(xiàn):熱風(fēng)聯(lián)合微波干燥后慈姑中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的種類和含量具有明顯提高,并且利于其揮發(fā)性化合物的形成,賦予其干燥后濃郁的風(fēng)味。

葉片干燥后其中的烷烴類物質(zhì)種類增多而且含量增大,該結(jié)果與Guo等對(duì)洋蔥鮮樣和干樣揮發(fā)性成分比較研究結(jié)果相一致[28]。三種干燥方式制得的葉片干樣中相對(duì)含量最高的揮發(fā)性成分是十一烷;其次是正癸烷。因?yàn)楦稍镞^(guò)程中某些含硫化合物會(huì)降解生成烷烴類物質(zhì)和其他揮發(fā)性成分。熱風(fēng)干燥制得的葉片中含硫化合物的種類多,相對(duì)含量較高,同時(shí)還生成了一些酮類、醛類和酯類物質(zhì)。酮類物質(zhì)具有果香、青草味樣的香氣[29]。微波制得的樣品中含硫化合物種類較少,烷烴類和醛類物質(zhì)種類及含量都增加。微波-熱風(fēng)聯(lián)合干燥后葉片中硫醚類物質(zhì)相對(duì)含量較低,烷烴類和烯烴類物質(zhì)相對(duì)含量較高。

熱風(fēng)干燥與超聲輔助熱風(fēng)干燥制得的葉柄中揮發(fā)性成分的種類和含量是不同的。熱風(fēng)干燥產(chǎn)生的含硫化合物種類較多,相對(duì)含量較高。而超聲輔助熱風(fēng)干燥的葉柄干制品中烷烴類物質(zhì)種類較多,同時(shí)生成了葉柄鮮樣和熱風(fēng)干燥干制品中都不存在的氯甲酸正辛酯、二硫化碳、吡唑、2-戊基呋喃和吡嗪類物質(zhì)。說(shuō)明超聲處理會(huì)對(duì)葉柄揮發(fā)性成分產(chǎn)生影響,超聲波產(chǎn)生的能量可能會(huì)使一些成分發(fā)生轉(zhuǎn)化形成新的物質(zhì)[30]。

本研究通過(guò)頂空固相微萃取結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用對(duì)香蔥鮮樣和不同干燥方式制得的干樣進(jìn)行揮發(fā)性成分分析,共檢測(cè)出8大類揮發(fā)性成分,其中香蔥葉片和葉柄鮮樣中含硫化合物、醇類、醛類、酯類、酮類、烯烴、烷烴和其他化合物相對(duì)含量的均值分別為92.09%、0.69%、0.34%、1.26%、1.75%、0.54%、0.05%和3.28%。熱風(fēng)干燥、微波干燥和微波聯(lián)合熱風(fēng)干燥制得的葉片干制品中各類物質(zhì)相對(duì)含量的均值分別為17.28%、2.82%、15.32%、0.74%、5.56%、2.62%、43.75%和11.91%。熱風(fēng)干燥和超聲輔助熱風(fēng)干燥制得的葉柄干制品中各類物質(zhì)相對(duì)含量的均值分別為47.72%、1.56%、9.23%、0.39%、9.14%、1.66%、14.33%和15.97%。由主成分分析得到含硫化合物是香蔥葉片和葉柄鮮樣中主要的揮發(fā)性成分,烷烴類物質(zhì)是葉片和葉柄干樣中主要的揮發(fā)性成分。從整體上看,通過(guò)主成分分析得分圖和載荷圖可以將不同處理得到的香蔥樣品進(jìn)行很好的區(qū)分。本研究?jī)H對(duì)部分干燥方式得到的香蔥葉片和葉柄干制品的揮發(fā)性成分進(jìn)行了分析,對(duì)于每種干燥方式中的各個(gè)實(shí)驗(yàn)因素對(duì)香蔥揮發(fā)性成分的影響未做闡述,將在后續(xù)的研究中進(jìn)一步開(kāi)展相關(guān)研究,探明各實(shí)驗(yàn)因素對(duì)香蔥揮發(fā)性成分的影響,得到最佳干燥條件,為實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)脫水香蔥的工業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。