hjfns Hans Journal of Food and Nutrition Science 2166-613X 2166-6121 beplay体育官网网页版等您来挑战! 10.12677/hjfns.2024.133042 hjfns-95075 Articles 医药卫生 微波干制黄花菜风味成分和氨基酸成分的品质分析
Quality Analysis of Flavor and Amino Acid Components of Microwave-Dried Daylily
胡博文 翟静萱 朱涵宇 李可慧 刘亚琼 河北农业大学食品科技学院,河北 保定 06 08 2024 13 03 327 336 5 7 :2024 17 7 :2024 17 8 :2024 Copyright © 2024 beplay安卓登录 All rights reserved. 2024 This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ 采用微波干燥黄花菜为原料,利用SDE-GC-MS定性定量分析,获得63种风味成分,探明了主要挥发性成分的风味作用。呋喃化合物的产生可能与美拉德反应有关;萜类化合物是构成典型花果香味的重要组分;醛类化合物通常使黄花菜具有甜香和花果香味;烷烃类化合物作为前体物常参与到黄花菜的风味变化中去。通过对氨基酸含量的分析,微波干燥黄花菜制品氨基酸主要为游离态氨基酸,占到了总氨基酸含量的91.96%,更好地说明黄花菜制品的鲜美风味的来源。鲜味氨基酸含量明显高于其余三种味觉氨基酸的含量,Glu、Asp、Gly等鲜味氨基酸占比较高,赋予黄花菜鲜美甘甜爽口的特点,对黄花菜的风味具有重要的贡献,具有形成黄花菜鲜味、缓冲酸与苦等味道的特殊功效。
Microwave-dried daylily was used as raw material, and 63 kinds of flavor components were obtained by qualitative and quantitative analysis by SDG-GC-MS, and the flavor effects of the main volatile components were verified. The production of furan compounds may be related to the Maillard reaction; terpenoids are the important components of the typical fragrance of fruits and flowers, aldehydes usually endow daylilies with sweet, floral, and fruity fragrances; alkanes, as precursors, are often involved in the flavor variation of daylilies. Through the analysis of amino acid content, the amino acids in microwave-dried daylily products are mainly in free form, accounting for 91.96% of the total amino acid content, which better explains the origin of the delicious flavor of daylily products. The content of umami amino acids is significantly higher than that of the other three taste amino acids, with Glu, Asp, Gly and other umami amino acids accounting for a relatively high proportion, giving daylily fresh sweet and refreshing characteristics, has an important contribution to the flavor of daylily and has a special effect of forming the flavor of daylily and buffering acid and bitter taste.
黄花菜,气质联用,高效液相色谱,风味成分,氨基酸成分
Daylily
GC-MS HPLC Fvour Component Amino Acid Component
1. 引言

黄花菜味道鲜美,色泽金黄,香味浓郁,食之清香、爽滑、甘甜,自古有“席上珍品”和“观为名花,用为良药,食为佳肴”的美誉。黄花菜营养丰富,含有大量的糖类、蛋白质、维生素、无机盐及人体所必需的氨基酸 [1] 。但是如果黄花菜贮存之前没有采取密封措施或密封不严,在室温下,黄花菜只能贮藏3天就完全腐败变质,在冷藏、冻藏条件下,黄花菜固有的芳香味浓度也会降低,口感也远不如新鲜的黄花菜 [2] 。目前,生产采用的黄花保存方法主要有太阳晒制、热风干制、冷冻干燥等干制方法,但该类方法在实际应用过程中存在干燥不均,色泽不均和品质较差等缺点 [3] 。黄花菜挥发性成分已报道有70余种,本研究采用同时蒸馏萃取(Simultaneous Distillation Extraction, SDE)结合气相色谱–质谱串联法(Gas Chromatography-Mass Spectrography, GC-MS)和高效液相色谱法(High Performance Liquid Chromatography, HPLC),对微波干燥黄花菜制品进行风味化合物和氨基酸含量的测定,为微波干燥黄花菜营养品质及黄花菜的精深加工提供理论依据 [4]

2. 材料与方法 2.1. 材料与仪器

鲜黄花菜由保定振兴华食品有限公司提供;黄花菜干制品为实验室自制;二氯甲烷来自天津市科密欧化学试剂有限公司;氨基酸标准品纯度 ≥ 99%,均购自北京拜尔迪生物技术公司;乙腈(色谱纯)、2,4-二硝基氯苯、无水硫酸钠、碳酸氢钠等均为分析纯。P70D20P-N9微波炉来自济南市越弘工业微波设备有限公司;同时蒸馏萃取装置来自北京玻璃仪器厂;7890B GC-5977A MSD来自美国Agilent公司;Waters e2695高效液相色谱仪,配二极管阵列管检测器来自美国Waters公司。

2.2. 实验方法

1) 样品预处理:称取50 g黄花菜干粉末和50 g氯化钠于1000 mL圆底烧瓶中,加入500 mL去离子水,加入适量氯化钠,装于SDE一侧,另一侧连接装盛有60 mL的二氯甲烷的圆底烧瓶,在60℃条件下,同时蒸馏萃取3 h [5] [6] 。馏出液经无水硫酸钠干燥、减压浓缩后定容至1 mL,0.22 μm过滤后待测。

2) GC-MS定性分析条件和色谱条件:色谱柱:HP-INNOWax (30 m × 0.25 mm × 0.25 µm);进样口温度:240℃;载气:He;流速:1 mL/min;进样量:1 µL;分流方式:不分流;升温程序:50℃ (持续2 min),以3℃/min升温至80℃,再以5℃/min升温至230℃ (持续6 min) [7] 。质谱条件接口温度:280℃;离子源温度:230℃;离子化方式:EI+;电子能量:70 eV;溶剂延迟4.5 min;扫描质量范围:30~500 u。

采用柱前衍生HPLC法进行黄花菜多种氨基酸含量的分析 [8]

1) 样品酸水解:称取一定质量的黄花菜粉末,加入6 mol/L HCl溶液10 mL,110℃水解24 h,取出冷却至室温。准确吸取1 mL上清液,减压浓缩至干,加入0.1 mol/L酸溶液2 mL,涡旋混匀,0.22 μm过滤待用。

2) 衍生:吸取100 µL样液,加入200 µL pH = 9.0的缓冲液和300 mg/mL的2,4-二硝基氯苯100 µL [9] ,游涡棍匀,90℃水浴避光1.5 h,反应结束后加入50 µL 10% (v/v)乙酸溶液,调节pH至中性,并定容至1.00 mL,取上清液,0.22 µm过滤,HPLC待测。

3. 结果与分析 3.1. 微波干燥黄花菜制品中挥发性成分的分析

通过SDE提取和GC-MS定性定量分析,获得黄花菜挥发性成分总离子流图(如 图1 所示)。经NIST05谱库检索、人工谱图解析,从基峰、相对风度等方面进行了比较,获得63种挥发性成分,用面积归一化法测得各组分含量(如 表1 所示)。

Figure 1. Total ion flow diagram of volatile components in microwave-dried daylily products--图1. 微波干燥黄花菜制品挥发性成分总离子流图-- <xref></xref>Table 1. Volatile components of microwave-dried daylilyTable 1. Volatile components of microwave-dried daylily 表1. 微波干燥黄花菜的挥发性成分组成
序号

挥发物成分中文名称

挥发物成分英文名称

特征香气

保留时间(min)

相对含量%

醇类

1

2-甲基-1-丙醇

2-Methyl-1-propanol

微有戊醇味

17.135

0.15

2

1-辛烯-3-醇

1-Octen-3-ol

蘑菇、薰衣草、玫瑰和干草香气

21.507

0.09

3

苯甲醇

Benzyl alcohol

微弱的蜜甜水果香气和烘烤香味

32.336

0.13

相对含量小计

0.15

萜类

4

反式-β-罗勒烯

trans-beta-Ocimene

甜的草木香

14.566

0.1

5

β-罗勒烯

beta-Ocimene

草香、花香并有橙花油气息

15.185

2.45

6

Allo-罗勒烯

Allo-ocimene

甜的花香、热带草本植物气息

16.274

0.02

7

别罗勒烯

2,4,6-Octatriene,2,6-dimethyl-

草香、花香

19.229

0.04

8

芳樟醇

Linalool

既有紫丁香、铃兰与玫瑰的花香,又有木香、果香气息

24.22

0.99

9

α-萜品醇

L-alpha-Terpineol

具有丁香味

28.302

0.64

10

α-金合欢烯

alpha-Farnesene

具有花香、木香和青草香

29.197

0.4

11

β-大马士酮

beta-damascenone

强烈的类似玫瑰的芳香

31.054

0.27

12

香叶醇

Geraniol

具有温和、甜的玫瑰花气息

31.427

0.13

13

香叶基丙酮

Geranylacetone

果香、花香、木兰香

31.654

0.36

14

左旋香芹酮

L(-)-CARVONE

留兰香型

32.22

0.25

15

3,4-脱氢-β-紫罗兰酮

4-(2,6,6-Trimethylcyclohexa-1,3-dien-1-yl)but-3-en-2-ol

花香

34.89

0.06

16

橙花叔醇

Nerolidol

花香、果香

35.461

8.46

17

香叶基香叶醇

Geranylgeraniol

--------

41.328

0.36

18

反式–香叶基香叶醇

trans-Geranylgeraniol

--------

41.666

0.19

19

植醇

Phytol

烤烟香

46.285

0.5

相对含量小计

15.22

续表

芳香类

20

邻二甲苯

o-Xylene

芳香气味

10.779

0.42

21

对二甲苯

p-Xylene

芳香气味

11.036

0.11

22

1,3-二甲基苯

Benzene, 1,3-dimethyl-

芳香气味

11.268

0.29

23

肉桂烯

Styrene

有芳香气味

15.485

0.09

24

2,4-二叔丁基苯酚

2,4-Di-tert-butylphenol

石炭酸味

40.646

0.17

25

4-乙基苄醇

Benzenemethanol, 4-ethyl-

芳香气味

41.211

1.34

相对含量小计

2.42

酮类

26

2-甲基四氢呋喃-3-酮

Dihydro-2-methyl-3-furanone

具有甜香、坚果香、奶油香

15.766

0.47

27

(3E,5E)-3,5-辛二烯-2-酮

3,5-Octadien-2-one, (E,E)-

青草香、果香

23.659

0.17

28

4-环戊烯-1,3-二酮

4-Cyclopentene-1,3-dione

--------

25.589

0.15

29

烟叶酮

megastigmatrienone

具有烟草甘甜香气

40.713

0.03

相对含量小计

0.82

醛类

30

2-甲基-2-丁烯醛

2-Butenal, 2-methyl-,

青香、坚果香,并带有水果的味道

6.557

4.39

31

(E)-2-丁烯醛

2-Butenal, (E)-

有窒息性刺激臭味

8.163

1.27

32

(E)-2-甲基-2丁烯醛

2-Butenal,2-methyl-, (E)-

具有穿透性的剧烈幽香和醚类气味,同时有强烈的辛辣味

9.749

15.43

33

3-甲硫基丙醛

Methional

具有浓厚的调味酱香、刺鼻的洋葱香和浓烈的红烧肉香

21.918

0.02

34

(E,E)-2,4-庚二烯醛

2,4-Heptadienal, (E,E)-

具有青香、醛香、鸡肉香气

22.939

0.47

35

苯甲醛

Benzaldehyde

特殊的杏仁气味

23.877

0.32

36

4-甲基苯甲醛

Benzaldehyde, 4-methyl-

具有樱桃香气

26.494

0.53

37

苯乙醛

Benzeneacetaldehyde

具有与风信子一样的香气,低浓度的溶液具有水果的甜香气

27.016

2.01

38

(2E,4E)-2,4-癸二烯醛

2,4-Decadienal, (E,E)-

呈强烈的鸡香和鸡油味

30.788

0.26

39

对苯基苯甲醛

[1,1'-Biphenyl]-4-carboxaldehyde

--------

47.659

0.04

相对含量小计

24.74

续表

酯类

40

3-呋喃甲基乙酸酯

3-Furylmethyl acetate

---------

24.452

0.61

41

二氢猕猴桃内酯

dihydroactinidiolide

带有香豆素样香气,并有麝香样气息

41.753

0.15

42

邻苯二甲酸二异丁酯

1,2-benzenedicarboxylic acid bis(2-methylpropyl) ester

--------

45.013

0.28

相对含量小计

1.04

杂环及其他类

43

2-甲基-呋喃

Furan, 2-methyl-

有醚样气味

4.927

23.11

44

吡啶

Pyridine

有恶臭

12.646

0.05

45

2-(2-戊烯基)呋喃

2-(2-Pentenyl)furan

--------

16.961

0.01

46

糠醛

Furfural

焦甜、酵母面包味

21.159

4.56

47

3-糠醛

3-Furaldehyde

杏仁气味

22.199

4.9

48

2-乙酰基呋喃

Ethanone, 1-(2-furanyl)-

具有甜的、杏仁、坚果、烤香、烟熏香

23.33

0.5

49

2-吡啶甲酰胺

2-Pyridinecarboxaldehyde

具有刺激性气味

24.631

0.05

50

5-甲基呋喃醛

2-Furancarboxaldehyde, 5-methyl-

甜香

25.183

0.84

51

二甲亚砜

Dimethyl Sulfoxide

--------

26.063

0.06

52

糠醇

2-Furanmethanol

具有焦糖香

27.311

0.53

53

3-甲基-2-(5H)-呋喃酮

2(5H)-Furanone, 3-methyl-

--------

29.052

0.22

54

茴香脑

Estragole

略有甜香和强烈的茴香气味

31.214

0.03

55

2-乙酰吡咯

Ethanone,1-(1H-pyrrol-2-yl)-

甜、坚果和焦糖香

34.721

0.04

56

氨茴酸甲酯

Methyl anthranilate

具有橙花果香

39.683

0.1

57

2,3-二氢苯并呋喃

Benzofuran,2,3-dihydro-

--------

42.382

0.24

58

吲哚

Indole

低浓度吲哚具有香味

43.499

0.12

相对含量小计

35.36

烃类

59

(2E,4E)3,7-二甲基-2,4-辛二烯

(2E,4E)-3,7-Dimethylocta-2,4-diene

--------

26.228

0.07

60

二十烷

Eicosane

--------

40.215

10.84

61

二十四烷

Tetracosane

--------

41.864

0.86

62

十九烷

Nonadecane

--------

36.481

2.07

63

二十一烷

Heneicosane

--------

43.726

6.21

相对含量小计

20.05

通过SDE-GC-MS定性定量分析,黄花菜中含挥发性成分63种,其中醇类3种(0.37%),16种(15.22%),芳香类6种(2.42%),酮类4种(0.82%),醛类10种(24.74%),酯类3种(1.04%),杂环类及其他类16种(35.36%),烃类5种(20.05%)。

其中杂环类,醛类,烃类,萜类相对含量较高,对其进行分类分析。杂环类中呋喃类化合物的产生可能与美拉德(Maillard)反应有关 [10] ,能赋予干制黄花菜特殊的焦糖香味,其中糠醛具有焦甜、酵母面包味,经常被用于谷类食品、焙烤食品和肉类食品的调香剂中 [11] ;而3-糠醛具有杏仁气味 [12] ;2-乙酰基呋喃是咖啡、土豆等风味成分之一 [13] ;醛类化合物大多是不饱和脂肪酸的氧化产物,赋予黄花菜甜香和花果香味 [14] ;烷烃化合物自身无特征香气,作为前体物常参与到黄花菜风味变化中;在萜类化合物中橙花叔醇的相对含量较高,能够赋予黄花菜一定的花香和果香;芳樟醇则既有紫丁香、铃兰与玫瑰的花香,又有木香、果香气息,增加丰满度的作用;而β-罗勒烯则具有草香、花香并有橙花油气息 [15] 。此外,黄花菜制品中还含有α-萜品醇、β-大马士酮、植醇和左旋香芹酮等多种萜烯类化合物,均赋予了黄花菜制品浓郁的品种香,其中植醇具有烤烟香,用于增加烟草香,且易由氧化胁迫产生 [16] 。萜烯醇类及其衍生物,通常具有典型的花果香味,其中香叶醇和芳樟醇风味稀释因子高达625,它们的香气阈值很低,是构成典型花果香味的重要组分 [14]

3.2. 微波干燥黄花菜制品中氨基酸含量的分析

利用HPLC法对不同浓度的氨基酸混合标准溶液进行了测定,并得出线性方程及相关系数,具体见 表2

<xref></xref>Table 2. Regression equation and correlation coefficient of amino acid standard solutionTable 2. Regression equation and correlation coefficient of amino acid standard solution 表2. 氨基酸标准溶液回归方程及相关系数
氨基酸

回归方程

相关系数

天冬氨酸

y = 5210.3x

R2= 0.9090

谷氨酸

y = 5085.9x

R2= 0.9317

精氨酸

y = 7050.8x

R2= 0.9805

甘氨酸

y = 4314.1x

R2= 0.9831

苏氨酸

y = 13135x

R2= 0.9975

辅氨酸

y = 6604.8x

R2= 0.9846

丙氨酸

y = 7910.3x

R2= 0.9978

颉氨酸

y = 8953.3x

R2= 0.9229

甲硫氨酸

y = 5571x

R2= 0.9795

异亮氨酸

y = 5141.4x

R2= 0.9848

亮氨酸

y = 7097x

R2= 0.9796

苯丙氨酸

y = 2153.4x

R2= 0.9345

食品中所含氨基酸一般由两部分组成,一是作为蛋白质基本结构的结合态氨基酸,另一部分是游离氨基酸,一般认为,产物的风味主要取决于具有鲜味的游离氨基酸含量的多少,从而经常将游离氨基酸含量作为食品鲜美度的评价指标或重要影响指标 [17] 。游离氨基酸的种类不同和含量的差异在一定程度上也会影响植物的营养价值和风味,游离氨基酸通过直接被小肠吸收和利用,为机体提供营养含量高的风味氨基酸 [18]

HPLC法测定微波干燥黄花菜中游离氨基酸(Free amino acids, FAA)、结合态氨基酸和总氨基酸(Total amino acids, TAA)所得结果见 表3 。由 表3 可得出,微波干燥黄花菜制品中含有12种氨基酸,含量为603.08 mg/g,其中含有甲硫氨酸、苏氨酸等6种必需氨基酸,占总氨基酸的29.67%,非必需氨基酸占总氨基酸的70.09%,包括天冬氨酸、谷氨酸等6种氨基酸,较为接近FAO/WHO标准规定的标准值40%和60%,表明黄花菜具有较高的营养价值 [19]

<xref></xref>Table 3. Analysis of amino acid content in microwave dried daylily productsTable 3. Analysis of amino acid content in microwave dried daylily products 表3. 微波干燥黄花菜制品中氨基酸含量分析
种类

总氨基酸含量(mg/g)

游离态氨基酸

结合态氨基酸

含量(mg/g)

占总氨基酸质量分数

含量

占总氨基酸质量分数%

非必需

氨基酸

天冬氨酸(Asp)

127.7

112.97

18.73%

14.73

2.44%

谷氨酸(Glu)

137.51

121.08

20.08%

16.43

2.72%

精氨酸(Arg)

50.64

46.36

7.69%

4.28

0.71%

甘氨酸(Gly)

47.72

47.72

7.91%

0

0.00%

脯氨酸(Pro)

40.76

40.76

6.76%

0

0.00%

丙氨酸(Ala)

19.84

19.84

3.29%

0

0.00%

总计(mg/g)

424.17

388.73

64.46%

35.44

5.88%

必需

氨基酸

苏氨酸(Thr)

30.56

26.81

4.45%

3.75

0.62%

异亮氨酸(Ile)

17.53

17.53

2.91%

0

0.00%

颉氨酸(Val)

45.29

36.04

5.98%

9.25

1.53%

苯丙氨酸(Phe)

29.42

29.42

4.88%

0

0.00%

亮氨酸(Leu)

23.32

23.32

3.87%

0

0.00%

甲硫氨酸(Met)

32.79

32.79

5.44%

0

0.00%

总计(mg/g)

178.91

165.91

27.51%

13

2.16%

总氨基酸含量

603.08

554.64

91.97%

48.44

8.03%

非必需氨基酸占总氨基酸比值

70.33%

70.09%

70.09%

73.16%

73.16%

必需氨基酸占总氨基酸比值

29.67%

29.91%

29.91%

26.84%

26.84%

表3 还可知,微波干燥黄花菜制品氨基酸主要为游离态氨基酸,占到了总氨基酸含量的91.96%。更好地说明黄花菜制品鲜美风味的来源。根据不同氨基酸的味感强度,可将把氨基酸分为鲜味氨基酸(Asp + Glu + Gly + Ala),甜味氨基酸(Thr + Pro),芳香氨基酸(Phe)以及苦味氨基酸(Arg + Val + Met + Ile + Leu) [20]

表4 可知,微波干燥黄花菜制品中味觉氨基酸含高低依次为:鲜味氨基酸 > 苦味氨基酸 > 甜味氨基酸 > 芳香族氨基酸,黄花菜独特的风味可能与高含量的味觉氨基酸有密切联系,Glu、Asp、Gly等鲜味氨基酸占比较高,赋予黄花菜鲜美甘甜爽口的特点,同时有效减少苦味,缓解其中不良口感,其中谷氨酸含量很高,谷氨酸(Glu)是所有呈味氨基酸中鲜味最强的氨基酸 [21] ,具有较高的营养价值,在烹饪时与钠离子结合成为谷氨酸钠(味精),具有形成黄花菜鲜味、缓冲酸与苦等味道的特殊功效 [21] 。Gly有清香甜味,能有效降低苦味。Asp是酸性氨基酸,带有酸味,可直接作为酸味调节剂,同时也是一种鲜味剂,食品调味过程中可与呈味核苷酸等并用,可有效解除人体疲劳,在发达国家逐步代替味精的使用 [21] 。微波干燥与真空脉动干燥方式对游离氨基酸的结果影响较为一致,均是Glu、Asp二者的含量最高,可能是由于加热过程发生美拉德反应和蛋白质分解造成的 [22] 。本研究与刘伟 [21] 等的研究结论一致,在微波干燥黄花菜前后味觉氨基酸的含量高低不会发生变化,经过干燥后氨基酸含量显著提升。

<xref></xref>Table 4. Contents of different amino acids in daylilyTable 4. Contents of different amino acids in daylily 表4. 黄花菜中不同味觉氨基酸含量
氨基酸类型

味道特征

黄花菜中氨基酸含量(mg/g)

总计(mg/g)

鲜味

Asp

鲜/酸(+)

127.7

332.77

Glu

鲜/酸(+)

137.51

Gly

鲜/甜(+)

47.72

Ala

鲜/甜(+)

19.84

甜味

Thr

甜(+)

30.56

71.32

Pro

甜(+)

40.76

芳香

Phe

苦(−)

29.42

29.42

苦味

Arg

苦/甜(+)

50.64

170.18

Val

甜/苦(−)

45.29

Met

甜/苦/硫(−)

32.79

Ile

苦(−)

17.53

Leu

苦(−)

23.32

注:+令人愉快的口味;−令人不快的口味。

4. 结论

本文采用SDE-GC-MS法对微波干燥的黄花菜风味化合物进行了定性定量分析,获得63种挥发性成分,探明了杂环及其他化合物中呋喃化合物的产生可能与美拉德反应有关,能赋予干制黄花菜特殊的焦糖香味;萜类化合物是构成典型花果香味的重要组分;芳香类化合物对黄花菜风味无明显贡献;醛类化合物通常使黄花菜具有甜香和花果香味;烷烃类化合物自身无特征香气,但是作为前体物常参与到黄花菜的风味变化中去。通过对氨基酸含量的分析,确定微波干燥黄花菜制品氨基酸主要为游离态氨基酸,占到了总氨基酸含量的91.96%,更好地说明了黄花菜制品的鲜美风味的来源。微波干燥黄花菜制品中鲜味氨基酸含量明显高于其余三种味觉氨基酸的含量,Glu、Asp、Gly等鲜味氨基酸占比较高,赋予黄花菜鲜美甘甜爽口的特点,对黄花菜的风味具有重要的贡献,具有形成黄花菜鲜味、缓冲酸与苦等味道的特殊功效。

基金项目

河北省科技计划项目“微波干燥黄花菜加工关键技术研究”,项目编号15237121。

NOTES

*通讯作者。

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