寧強(qiáng)核桃饃焙烤過程中品質(zhì)特性及揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)動(dòng)態(tài)變化

金文剛，劉俊霞，金晶，耿敬章,2，王金澤, 殷冬霞，江海

1(陜西理工大學(xué) 生物科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 漢中，723001)2(陜西理工大學(xué) 陜西省資源生物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 漢中，723001)

傳統(tǒng)食品是指歷史悠久，用傳統(tǒng)加工工藝生產(chǎn)，反映地方和民族特色的食品[1-2]。我國傳統(tǒng)食品是民間經(jīng)驗(yàn)和智慧的積累、通常具有較好的色、香、味、型，兼具營養(yǎng)性和安全性，如我國幾千年傳承下來饅頭、面條、包子、餃子、餛飩、油條、鍋貼、肉夾饃、煎餅、羊肉泡饃、馓子等[2-4]。近年來，我國傳統(tǒng)主食工業(yè)化生產(chǎn)有了較快發(fā)展，如面條、饅頭、保鮮米飯、方便米粉、八寶粥等有了一定規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)[2]。但是我國幅員遼闊，一些地方特色和民族特色的傳統(tǒng)食品還需要深入挖掘，通過傳統(tǒng)工藝改造和現(xiàn)代工業(yè)化進(jìn)行規(guī)模生產(chǎn)，對(duì)于繼承和發(fā)揚(yáng)這些傳統(tǒng)食品具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[5]。

寧強(qiáng)核桃饃，是陜西南部漢中市寧強(qiáng)縣著名的傳統(tǒng)特色小吃之一，寧強(qiáng)王家“福興老號(hào)”核桃饃從乾隆時(shí)代問世至今，已有近300年歷史，被列入陜西省第1批非物質(zhì)文化遺產(chǎn)名錄。核桃饃主要是將核桃仁去皮后與椒鹽、芝麻等一起制成餡泥，再將油面經(jīng)過發(fā)酵后，面胚(圓形或者長方形)抹上核桃泥，放入烤爐里烘烤后制作成糕點(diǎn)[6]。目前，寧強(qiáng)核桃饃店已經(jīng)遍布漢中市各縣區(qū)，由于核桃饃口感酥脆，風(fēng)味獨(dú)特，深受當(dāng)?shù)乩习傩障矏?也是外地旅游觀光人士饋贈(zèng)親朋的禮品之一。然而長期以來，寧強(qiáng)核桃饃以手工作坊式生產(chǎn)為主，不同商家由于原料、配方、工藝條件等差異，造成成品質(zhì)量不一，亟需對(duì)其傳統(tǒng)工藝和食用品質(zhì)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。

目前，很多傳統(tǒng)焙烤食品綜合品質(zhì)可通過感官評(píng)價(jià)、物性分析儀以及揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)等進(jìn)行表征。BAGDI等[7]利用富含膳食纖維糊粉層面粉制作面包，對(duì)其營養(yǎng)組成、焙烤性能、質(zhì)構(gòu)以及感官質(zhì)量進(jìn)行了研究；LONGIN等[8]采用基因組學(xué)和代謝組學(xué)技術(shù)對(duì)不同小麥品種焙烤面包的品質(zhì)以及香氣進(jìn)行了研究；曹志勇等[9]通過理化指標(biāo)、質(zhì)構(gòu)和揮發(fā)性成分對(duì)蒲城椽頭饃與普通饅頭品質(zhì)特性進(jìn)行了比較研究；樊月等[10]采用電子鼻、電子舌、固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用、離子色譜儀、氨基酸分析儀等現(xiàn)代感官分析技術(shù)對(duì)5種山東煎餅(小米煎餅、板栗煎餅、芝麻煎餅、核桃煎餅、雜糧煎餅)中揮發(fā)性和非揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行比較分析，并結(jié)合相對(duì)氣味活度值分析其關(guān)鍵風(fēng)味化合物；王丹等[11]分析比較了傳統(tǒng)手工與方便包裝羊肉泡饃揮發(fā)性風(fēng)味成分的差異；金婷等[12]利用電子鼻結(jié)合定量感官描述分析了不同食用油焙烤燕麥片質(zhì)構(gòu)、感官質(zhì)量和風(fēng)味特征。

然而有關(guān)寧強(qiáng)核桃饃生產(chǎn)過程中感官質(zhì)量以及揮發(fā)性風(fēng)味成分的變化規(guī)律，尚未見相關(guān)報(bào)道。本研究對(duì)寧強(qiáng)核桃饃焙烤過程中品質(zhì)特性和揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)變化規(guī)律進(jìn)行了探究，旨在為今后寧強(qiáng)核桃饃批量化生產(chǎn)過程中品質(zhì)控制、標(biāo)準(zhǔn)制定提供數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

試驗(yàn)材料：寧強(qiáng)核桃饃樣品，于2021年1月5日采集于漢中市寧強(qiáng)核桃饃某老字號(hào)攤點(diǎn)。由烤饃師傅經(jīng)發(fā)面、揉面、制作面胚、核桃泥質(zhì)量分?jǐn)?shù)(15.62±1.03)%和焙烤工藝制作，取自不同烤制階段(設(shè)置烤爐上層溫度為170 ℃，下層溫度為150 ℃，面胚分別烤制3、6、9和12 min)獲得4組供試樣品(外觀狀態(tài)見圖1)，每個(gè)時(shí)間點(diǎn)5個(gè)核桃饃，包裝后運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室4 ℃貯藏，3 d內(nèi)進(jìn)行品質(zhì)分析。

圖1 寧強(qiáng)核桃饃焙烤過程中外觀照片F(xiàn)ig.1 Appearance photo of Ningqiang Hetaomo during baking

儀器設(shè)備：一喜牌食品電烤爐，溫州一喜商用機(jī)械有限公司；CT3型質(zhì)構(gòu)儀，美國Brookfield公司；NR145精密色差計(jì)，深圳三恩時(shí)科技有限公司；FA320413型電子天平，上海精科天美科學(xué)儀器有限公司；FlavourSpec?風(fēng)味分析儀，德國G.A.S 公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 質(zhì)構(gòu)剖面分析

參考BAGDI等[7]的方法，通過預(yù)實(shí)驗(yàn)確定質(zhì)構(gòu)儀適宜參數(shù)，選取核桃饃樣品表面相對(duì)均勻區(qū)域進(jìn)行質(zhì)構(gòu)剖面分析。CT3型質(zhì)構(gòu)儀實(shí)際測(cè)試參數(shù)如下，模式：質(zhì)構(gòu)剖面分析(texture profile analysis，TPA)；目標(biāo)距離：10 mm；觸發(fā)點(diǎn)負(fù)載：5.0 g；預(yù)測(cè)試速度、測(cè)試速度和返回速度均為：1 mm/s；數(shù)據(jù)采集頻率：8個(gè)/s；TA5探頭；循環(huán)次數(shù)：2次。測(cè)試結(jié)束在參數(shù)界面勾選硬度、膠著性、彈性、內(nèi)聚性和咀嚼性進(jìn)行測(cè)試結(jié)果輸出。每個(gè)樣品平行測(cè)試5次，分別計(jì)算平均值。

1.2.2 色差分析

各組樣品色差采用NR145精密色差儀測(cè)定，以D65為光源，色差儀經(jīng)黑板、白板校正后，讀取各組樣品亮度值L*，紅度值a*和黃度值b*。每組樣品絞碎混合均勻，裝入玻璃培養(yǎng)皿鋪平，讀取5個(gè)不同表面區(qū)域的數(shù)據(jù)，平行測(cè)定3次，取平均值。

1.2.3 感官評(píng)價(jià)

招募挑選10名年齡21～22歲食品專業(yè)本科生(5男，5女)，在前期修完《食品感官評(píng)價(jià)》專業(yè)課程基礎(chǔ)上進(jìn)行一定初步培訓(xùn)，分別從外觀、質(zhì)地、風(fēng)味、色澤4個(gè)方面分別評(píng)分，按照25%的權(quán)重計(jì)算總感官分值，參考文獻(xiàn)制定評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[9]，如表1所示。

表1 核桃饃感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory score scale of Hetaomo

1.2.4 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析

焙烤過程中每個(gè)時(shí)間點(diǎn)寧強(qiáng)核桃饃樣品絞碎，混合均勻后準(zhǔn)確稱量3.0 g，置于20.0 mL進(jìn)樣瓶內(nèi)，90 ℃ 保溫1 min進(jìn)樣分析，每個(gè)樣品測(cè)定3次，由儀器軟件獲得揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)差異譜圖；再通過儀器自帶的NIST和IMS數(shù)據(jù)庫進(jìn)行風(fēng)味物質(zhì)定性分析。風(fēng)味儀詳細(xì)參數(shù)設(shè)置詳見實(shí)驗(yàn)室前期文獻(xiàn)[13]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)值以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差(n≥3)表示，采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行單因素方差分析，t檢驗(yàn)進(jìn)行差異顯著性分析。利用風(fēng)味儀Laboratory Analytical Viewer、Reporter、Gallery Plot插件分析數(shù)據(jù)，通過內(nèi)置GC×IMS Library Search NIST數(shù)據(jù)庫和IMS數(shù)據(jù)庫對(duì)樣品氣味成分進(jìn)行定性分析。核桃饃揮發(fā)性成分?jǐn)?shù)據(jù)主成分和聚類熱圖，利用ClustVis在線統(tǒng)計(jì)工具中PCA和Heatmap插件繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 寧強(qiáng)核桃饃焙烤過程中感官評(píng)分和TPA

核桃饃不同焙烤時(shí)間下質(zhì)構(gòu)、色差和感官評(píng)分結(jié)果如表2所示。通過質(zhì)構(gòu)儀TPA測(cè)試模式獲得不同焙烤時(shí)間核桃饃質(zhì)構(gòu)參數(shù)，如硬度、內(nèi)聚性、彈性、膠著性和咀嚼性。硬度表示探頭模擬牙齒咀嚼樣品所需的最大力，即圧縮循環(huán)的最大負(fù)載；內(nèi)聚性代表構(gòu)成食品質(zhì)地的內(nèi)部作用力；彈性代表樣品在第1次和第2次壓縮，樣品可恢復(fù)的高度，即第1循環(huán)至目標(biāo)距離到第2循環(huán)觸發(fā)點(diǎn)的距離；膠著性指示半固體食品達(dá)到可吞咽狀態(tài)所需的能量，與硬度小的樣品高度相關(guān)；咀嚼性反應(yīng)樣品模擬咀嚼后達(dá)到可吞咽狀態(tài)所需的能量[8,13]。由表2可看出，隨著焙烤時(shí)間的延長，核桃饃硬度、內(nèi)聚性和咀嚼性逐漸增加，烤制3～12 min，硬度、內(nèi)聚性和咀嚼性分別增加了114.4%、46%和68.78%，而彈性、膠著性呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)；焙烤過程中核桃饃亮度值L*和黃度值b*顯著下降、而紅度值a*逐漸上升；核桃饃焙烤過程中感官評(píng)分值，從3 min的4.5分，分別增加至6 min、9 min的7.2分和8.6分。究其原因主要因?yàn)殡S著烤制時(shí)間延長、焙烤程度加劇，核桃饃面胚與輔料高溫熟化、水分含量下降、美拉德反應(yīng)產(chǎn)物賦予核桃饃硬度、內(nèi)聚性、咀嚼性、感官分值逐漸提高[7,14]；而烤制9 min之后，由圖1可看出，過度焙烤造成了核桃饃焦化，外觀、色澤和風(fēng)味產(chǎn)生劣變，按照各自權(quán)重25%計(jì)算的總感官分值急劇下降，與TPA、色差結(jié)果基本一致。因此，結(jié)合質(zhì)構(gòu)、色差和感官評(píng)分結(jié)果來看，核桃饃焙烤9 min，具有較好的外觀、色澤、質(zhì)地、風(fēng)味等食用品質(zhì)。

表2 寧強(qiáng)核桃饃焙烤過程中質(zhì)構(gòu)、色差和感官評(píng)分Table 2 Texture, color and sensory scores of Ningqiang Hetaomo during baking process

2.2 寧強(qiáng)核桃饃焙烤過程中氣相-離子遷移譜(GC-ion mobility spectrometry，GC-IMS)風(fēng)味成分分析

食品中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析方法已經(jīng)非常成熟，包括氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用[15-16]、氣相色譜-嗅聞[17-18]、GC-IMS[19-20]等技術(shù)，結(jié)合固相微萃取、風(fēng)味提取物稀釋、重組及感官分析可實(shí)現(xiàn)對(duì)各種食品及原料揮發(fā)性成分的定性、定量分析。GC-IMS是近年來出現(xiàn)的較新?lián)]發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分離和檢測(cè)技術(shù)，該技術(shù)整合了氣相與離子遷移譜在分離和檢測(cè)方面的優(yōu)勢(shì)，具有樣品制備簡單、高靈敏度、高分辨率、操作簡便、分析快速和風(fēng)味物質(zhì)可視化等特點(diǎn)[13, 19-20]，應(yīng)用范圍和優(yōu)勢(shì)受到了廣泛認(rèn)可。

圖2是由FlavourSpec?風(fēng)味分析儀該儀器自帶LAV分析軟件中的Reporter插件程序獲得的寧強(qiáng)核桃饃焙烤過程中揮發(fā)性成分3D GC-IMS譜圖。譜圖離子峰上每個(gè)化合物可能會(huì)有1、2個(gè)斑點(diǎn)(指示單體或二聚體)，受到揮發(fā)性有機(jī)物含量和狀態(tài)的影響[13, 20]。圖2中寧強(qiáng)核桃饃揮發(fā)性成分譜圖從左到右分別為焙烤3、6、9和12 min。從譜圖外觀可見，寧強(qiáng)核桃饃焙烤過程中不同階段的GC-IMS 三維譜圖非常相似(圖2)。

圖2 寧強(qiáng)核桃饃焙烤過程中GC-IMS三維譜圖Fig.2 Three dimensional GC-IMS spectra of Ningqiang Hetaomo during baking process

將圖2中3D的GC-IMS圖轉(zhuǎn)換生成二維俯視平面圖(圖3)，能直觀對(duì)比分析寧強(qiáng)核桃饃焙烤過程中揮發(fā)性成分的細(xì)小差別。由圖3可以看出，4個(gè)不同焙烤時(shí)間寧強(qiáng)核桃饃樣品揮發(fā)性成分通過GC-IMS技術(shù)可以得到較好的分離，不同焙烤時(shí)間寧強(qiáng)核桃饃樣品，呈現(xiàn)出不同的GC-IMS特征譜信息，且不同焙烤時(shí)間下寧強(qiáng)核桃饃樣品中部分風(fēng)味物質(zhì)濃度出現(xiàn)升高或降低，顯示出了較明顯的差異(圖3-B中紅色虛線框中所示)。PU等[21]利用GC-IMS對(duì)面包口腔加工過程中風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行了檢測(cè)；宋莎莎等[22]利用GC-IMS技術(shù)研究了香菇超微粉對(duì)不同制作工藝面包揮發(fā)性成分的影響；本試驗(yàn)利用GC-IMS技術(shù)分析不同焙烤階段下寧強(qiáng)核桃饃揮發(fā)性風(fēng)味成分，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同焙烤時(shí)間核桃GC-IMS特征譜呈現(xiàn)一定的差異，可能由于高溫?zé)崽幚怼⒑颂茵x原、輔料中面團(tuán)熟化、水分損失、核桃仁蛋白、油脂氧化以及美拉德反應(yīng)產(chǎn)物變化等因素[7, 14]，造成樣品間揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的差異。

2.3 寧強(qiáng)核桃饃GC-IMS揮發(fā)性氣味成分定性分析

經(jīng)過對(duì)比特征性風(fēng)味物質(zhì)的保留時(shí)間和遷移時(shí)間，通過GC-IMS數(shù)據(jù)庫識(shí)別從而實(shí)現(xiàn)揮發(fā)性物質(zhì)的定性分析。圖4為對(duì)焙烤6 min核桃饃樣品Library Search定性分析結(jié)果，圖中信號(hào)峰旁的每個(gè)數(shù)字對(duì)應(yīng)著1個(gè)具體風(fēng)味化合物。調(diào)用風(fēng)味儀NIST氣相保留指數(shù)與離子遷移譜(ion mobility spectrometry，IMS)遷移時(shí)間數(shù)據(jù)庫，從不同焙烤時(shí)間核桃饃60個(gè)信號(hào)峰中，鑒定了41種風(fēng)味化合物，包括醛類17種、酮類6種、酯類5種、醇類6種、烯類5種、醚類1種和酚類1種，結(jié)果如表3所示。

表3 不同焙烤時(shí)間寧強(qiáng)核桃饃鑒定的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)及其相對(duì)含量

A-俯視圖；B-差異對(duì)比圖圖3 寧強(qiáng)核桃饃焙烤過程中GC-IMS二維譜圖Fig.3 Two dimensional GC-IMS spectra of Ningqiang Hetaomo during baking process

圖4 寧強(qiáng)核桃饃揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)Library Search定性分析Fig.4 Characteristic analysis of volatile compounds of Ningqiang Hetaomo

2.4 寧強(qiáng)核桃饃焙烤過程中揮發(fā)性成分指紋圖譜和相對(duì)含量

為解析不同焙烤時(shí)間核桃饃揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的差異性，利用不同焙烤時(shí)間核桃饃3次測(cè)試的IMS中所有揮發(fā)性有機(jī)物信號(hào)值，調(diào)用Gallery Plot生成的焙烤過程中核桃饃風(fēng)味物質(zhì)指紋圖譜見圖5。

由圖5對(duì)比分析可知，不同焙烤時(shí)間寧強(qiáng)核桃饃揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)顯示出了一定的差異(圖中紅色、黃色框區(qū)域)。焙烤初期(3 min和6 min)寧強(qiáng)核桃饃中揮發(fā)性成分輪廓較為相似，其中4-乙烯基-2-甲氧基苯酚、4-烯丙基苯甲醚、芳樟醇、雙戊烯、桉葉油醇、甲基庚烯酮、β-蒎烯、(E)-2-庚烯醛單體、(E)-2-庚烯醛二聚體、正己醛單體、正己醛二聚體、苯乙烯、2-庚酮、3-辛醇、乙酸乙酯二聚體、2,3-丁二酮、戊醛二聚體、乙醇和2-戊酮等化合物含量較高，可能是面胚中發(fā)酵面團(tuán)、香辛料和核桃仁泥混合揮發(fā)性氣味成分。隨著繼續(xù)高溫焙烤(9 min和12 min)，核桃饃揮發(fā)性成分呈現(xiàn)明顯不同，其中焙烤9 min時(shí)，核桃饃樣品中，壬醛、正辛醛、苯甲醛、苯乙酸單體、苯乙醛二聚體、γ-丁內(nèi)酯二聚體、3-甲基丁醛、2-甲基丁醛、2-丁酮、糠醛單體、糠醛二聚體、丁酸內(nèi)酯和4-甲基-1-戊醇等化合物含量較大，結(jié)合表2中質(zhì)構(gòu)和感官評(píng)價(jià)結(jié)果，這些化合物可能是核桃饃呈獨(dú)特風(fēng)味的物質(zhì)基礎(chǔ)；隨著焙烤程度加深(12 min)，核桃饃揮發(fā)性成分中壬醛、正辛醛、γ-松油烯、γ-丁內(nèi)酯二聚體、3-甲基丁醛、2-甲基丁醛、2-丁酮、糠醛單體、糠醛二聚體、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚、4-烯丙基苯甲醚、芳樟醇、甲基庚烯酮、3-辛醇、(E)-2-庚烯醛單體、(E)-2-庚烯醛二聚體、雙戊烯和桉葉油醇等揮發(fā)性成分逐漸增加，可能是由于焙烤過度造成核桃饃以及表面核桃仁泥焦糊引起，此時(shí)核桃饃食用品質(zhì)較重劣變。本研究中雖然通過GC-IMS只分析鑒定出寧強(qiáng)核桃饃中41種揮發(fā)性有機(jī)化合物，尚有19種化合物無法鑒定，需結(jié)合文獻(xiàn)報(bào)道以及GC-MS方法進(jìn)行逐一分析鑒定[13, 20-21]。

圖5 寧強(qiáng)核桃饃焙烤過程中風(fēng)味成分Gallery Plot指紋譜圖Fig.5 Gallery Plot of flavor components of Ningqiang Hetaomo during baking process注：譜圖中數(shù)字代表未定性化含物

焙烤食品加工過程中揮發(fā)性成分較為復(fù)雜、具有多樣性，總體包含醛類、醇類、酮類、酯類、萜烯衍生物、烴類以及少量醚、酚類等有機(jī)化合物[7-8, 10]。為了更好表征各類揮發(fā)性化合物的變化，根據(jù)有機(jī)物在指紋圖譜上的信號(hào)強(qiáng)度，采用歸一化法換算得到不同焙烤時(shí)間下核桃饃中各類揮發(fā)性組分的相對(duì)含量變化，如圖6所示。由圖6可看出，核桃饃中揮發(fā)性成分以醛類、醇類為主，其次是酯類和酮類。不同焙烤時(shí)間核桃饃中檢測(cè)到醇類物質(zhì)相對(duì)含量為31.97%～46.59%，由芳樟醇、桉葉油醇、3-辛醇、4-甲基-1-戊醇、異丙醇和乙醇構(gòu)成；醛類物質(zhì)相對(duì)含量為24.30%～42.50%，由壬醛、正辛醛、異丁醛、2-甲基丁醛、3-甲基丁醛、苯甲醛(單體、二聚體)、苯乙醛(單體、二聚體)、(E)-2-庚烯醛(單體、二聚體)、糠醛(單體、二聚體)、正己醛(單體、二聚體)和戊醛(單體、二聚體)組成；酯類物質(zhì)相對(duì)含量為10.07%～13.38%，由丁酸丙酯、乙酸乙酯(單體、二聚體)和γ-丁內(nèi)酯(單體、二聚體)構(gòu)成；酮類物質(zhì)相對(duì)含量為9.88%～11.02%，由2-戊酮、3-羥基-2-丁酮、2,3-丁二酮、2-丁酮、2-庚酮和甲基庚烯酮構(gòu)成。此外，核桃饃樣品中還檢出了少量其他成分如烯類(雙戊烯、β-蒎烯、γ-松油烯和苯乙烯)、醚類(4-烯丙基苯甲醚)和酚類(4-乙烯基-2-甲氧基苯酚)，這些物質(zhì)相對(duì)含量為3.30%～6.73%。

圖6 寧強(qiáng)核桃饃焙烤過程中揮發(fā)性風(fēng)味組分含量的變化Fig.6 Changes of volatile flavor components of Ningqiang Hetaomo during baking process

醛類物質(zhì)主要為脂肪氧化的產(chǎn)物，閾值較低，對(duì)焙烤食品總體揮發(fā)性風(fēng)味影響較大；酮類和醇類物質(zhì)也來源于脂肪酸的氧化降解，其閾值高于醛類，帶有花香、水果香等令人愉悅的風(fēng)味；酯類物質(zhì)主要是酸類和醇類物質(zhì)酯化反應(yīng)的產(chǎn)物[21-24]。由圖6可知，核桃饃不同焙烤階段樣品中，均以醇類、醛類、醇類和酯類有機(jī)物為主，烤制3 min后，核桃饃樣品醇類占比46.59%、醛類占比24.30%、酮類占比10.19%、酯類占比為12.98%，其他成分占5.79%。隨著焙烤時(shí)間延長(3～12 min)，核桃饃樣品中醇類物質(zhì)占比有所下降，醛類物質(zhì)占比逐漸上升，而酯類、酮類、其他成分占比僅有較小波動(dòng)，差異不明顯。本研究核桃饃高溫焙烤過程中產(chǎn)生了較高的醛類物質(zhì)，如壬醛、正辛醛、異丁醛、2-甲基丁醛、3-甲基丁醛、苯甲醛(單體、二聚體)、苯乙醛(單體、二聚體)、(E)-2-庚烯醛(單體、二聚體)、糠醛(單體、二聚體)、正己醛(單體、二聚體)和戊醛(單體、二聚體)。分析其原因，一方面核桃仁油酸的氧化降解可產(chǎn)生壬醛和辛醛，亞油酸可氧化生成己醛、戊醛、庚醛和(E)-2-己烯醛；亞麻酸還是(Z,Z)-2,4-庚烯醛、(E)-2-庚烯醛和2-甲基丙醛的前體[25]。另一方面，面胚高溫焙烤也可因?yàn)槊览路磻?yīng)產(chǎn)生較多的揮發(fā)性醛類、酯類成分[7-8]。由于核桃饃揮發(fā)性成分很不穩(wěn)定，容易受到外界環(huán)境條件貯藏及氧化的影響[24-25]，今后還有必要對(duì)其貯存溫度時(shí)間以及包裝方式對(duì)揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響進(jìn)行研究。

2.5 不同焙烤時(shí)間下寧強(qiáng)核桃饃揮發(fā)性成分主成分及聚類分析

試驗(yàn)中將不同焙烤時(shí)間核桃饃樣品的GC-IMS揮發(fā)性成分?jǐn)?shù)據(jù)，采用主成分和聚類分析探究其用于焙烤過程中不同階段區(qū)分的可行性，結(jié)果如圖7所示。

A-主成分得分圖；B-聚類熱圖圖7 寧強(qiáng)核桃饃焙烤過程中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)主成分及聚類分析Fig.7 PCA and cluster analysis of volatile organic compounds of Ningqiang Hetaomo during baking process注：聚類熱圖中數(shù)字代表未定性化合物

由圖7-A可知，焙烤初期(3 min和6 min)寧強(qiáng)核桃饃風(fēng)味物質(zhì)譜圖數(shù)據(jù)大致聚集較近，焙烤9 min和12 min相對(duì)焙烤初期明顯不同，總體主成分1和主成分2累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到84.9%，同一焙烤時(shí)間寧強(qiáng)核桃饃樣品相對(duì)聚集在一起。圖7-B是不同焙烤時(shí)間寧強(qiáng)核桃饃樣品揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的熱圖聚類分析，從中也可以大致看出，焙烤初期(3 min和6 min)各類揮發(fā)性成分較為相似，焙烤9 min和12 min 相對(duì)較為類似，與圖5風(fēng)味指紋圖譜和圖7-A主成分結(jié)果一致。采用GC-IMS技術(shù)結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法，能使用風(fēng)味物質(zhì)譜圖數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)寧強(qiáng)核桃饃焙烤階段的區(qū)分，與前人有關(guān)GC-IMS分析各類食品風(fēng)味分析的結(jié)果一致[20, 26-29]。研究中核桃饃焙烤時(shí)間點(diǎn)的選取，從未全熟的3 min到焦糊的12 min，初步明確了核桃饃面胚焙烤過程中的品質(zhì)和風(fēng)味特性變化規(guī)律，為指導(dǎo)核桃饃批量化生產(chǎn)過程中品質(zhì)控制提供了重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3 結(jié)論

通過對(duì)寧強(qiáng)核桃饃焙烤過程中品質(zhì)和風(fēng)味特性進(jìn)行研究，結(jié)論如下：(1)隨著焙烤時(shí)間從3 min增加到12 min，核桃饃硬度、咀嚼性顯著增加，而彈性、膠著性呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)；不同焙烤時(shí)間后，核桃饃亮度值L*和黃度值b*顯著下降，而紅度值a*逐漸上升。(2)采用GC-IMS技術(shù)對(duì)寧強(qiáng)核桃饃焙烤過程中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行分析，共鑒定出41種揮發(fā)性有機(jī)化合物，以醛類、醇類為主，其次是酯類和酮類，還有少量烯類、醚類和酚類。隨著焙烤時(shí)間延長，核桃饃樣品中醇類物質(zhì)占比明顯下降，醛類物質(zhì)占比逐漸上升，而酯類、酮類、其他成分占比僅有較小波動(dòng)。(3)綜合來看，核桃饃面胚按照傳統(tǒng)工藝焙烤9 min，具有較好的品質(zhì)和風(fēng)味特性。該研究構(gòu)建了核桃饃焙烤過程中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)指紋圖譜，通過主成分分析和聚類分析可以實(shí)現(xiàn)核桃饃焙烤過程的區(qū)分，為今后寧強(qiáng)核桃饃批量化生產(chǎn)品質(zhì)控制及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制定提供了數(shù)據(jù)資料。