電子束輻照滅菌對昭通醬揮發(fā)性成分的影響

李俊杰，張幫磊，師 睿，李 浪，亢凱杰，葉 坪，彭 瀟,

（1.昭通學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，云南昭通 657000；2.云南省高校高原特色功能食品研究重點(diǎn)實(shí)驗室，云南昭通 657000；3.昭通學(xué)院，云南食品安全昭通研究院，云南昭通 657000）

昭通大豆醬（以下簡稱昭通醬）與傳統(tǒng)豆醬的區(qū)別在于其主料—黃豆是經(jīng)過高溫炒熟制成，輔料主要有辣椒、花椒、香辛料和白酒等。昭通醬需經(jīng)歷兩次發(fā)酵，第一次發(fā)酵主要是用炒熟的黃豆在自然條件下進(jìn)行發(fā)酵，第二次發(fā)酵是在一次發(fā)酵的基礎(chǔ)上經(jīng)過刷霉、粉碎、加料、曬醬等步驟制得，因工序繁雜，傳統(tǒng)上需加工半年才能制成[1]。昭通醬作為昭通當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)高原特色產(chǎn)品，其成品色澤鮮紅，口感協(xié)調(diào)，料液均勻，體態(tài)稀稠，具有豆醬固有香味及滋味[2]。由于昭通醬的制作過程與其它地區(qū)豆醬制作相似，是開放式“自然發(fā)酵”過程，其菌群復(fù)雜，如保藏不當(dāng)容易污染雜菌[3-5]。

Han等[6]在豆制品加工過程中檢出金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和蠟樣芽孢桿菌等致病菌。羅信旭等[7]發(fā)現(xiàn)自然發(fā)酵的豆豉容易被蠟樣芽抱桿菌污染。白鳳嵐等[8]通過基因測序等技術(shù)從多份發(fā)酵食品中分離得到16株蠟樣芽抱桿菌攜帶毒力基因，而且這些毒力基因的存在可能會增加蠟樣芽抱桿菌的溶血風(fēng)險。近年來由于豆醬保藏過程中造成中毒事件也越發(fā)頻繁，因此，對豆醬進(jìn)行滅菌處理，為消費(fèi)者提供安全食用保障很有必要。目前大多數(shù)豆醬由于其高鹽的特性很少進(jìn)行滅菌處理，但豆醬作為豆制品，含有高蛋白和豐富的不飽和脂肪酸的特點(diǎn)[3]，高溫強(qiáng)熱（蒸煮）會使得蛋白質(zhì)過度變性，脂肪發(fā)生氧化，并且產(chǎn)生不愉快的高溫蒸煮味，使產(chǎn)品殺菌后風(fēng)味品質(zhì)下降，嚴(yán)重影響消費(fèi)者的購買欲[9]。

輻照滅菌又叫做“冷殺菌”，是一種高效非熱加工技術(shù)[10]，該技術(shù)有殺菌時間短，能耗低，不產(chǎn)生核廢料污染環(huán)境，以及無需高溫處理，最大限度保留了食品原有的風(fēng)味品質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，近年來得到廣泛的關(guān)注[11-14]。世界衛(wèi)生組織（WHO）、國際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）和聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）已經(jīng)認(rèn)可輻照技術(shù)應(yīng)用于食品中的安全性[15-16]。輻照滅菌的原理是放射性同位素比如60Co和137Cs，所產(chǎn)生的γ射線或者利用電子加速器產(chǎn)生的超能電子束作用于樣品，使得樣品中微生物發(fā)生幾乎不可逆的物理、化學(xué)及生物學(xué)反應(yīng)，而導(dǎo)致微生物失去活性甚至死亡的過程[17]。60Co和137Cs因其射線有穿透能力強(qiáng)和可靠性高的優(yōu)點(diǎn)最先應(yīng)用于食品加工行業(yè)，但也存在核安全問題以及利用率低的缺點(diǎn)[18]；而電子加速器滅菌過程不需要輻射源，電子束的產(chǎn)生和消逝可控性強(qiáng)，能量利用率高且成本較低的優(yōu)勢，正好彌補(bǔ)了放射性同位素輻照滅菌的不足，是一種理想輻照滅菌技術(shù)[19]。目前暫未發(fā)現(xiàn)采用電子束對豆醬進(jìn)行滅菌的報道，因此本文基于電子束滅菌的優(yōu)勢以及在前期的研究基礎(chǔ)上[1-2,20]，采用頂空固相微萃取/氣相色譜－質(zhì)譜法（HS-SPME/GC-MS）探究了昭通醬電子束輻照過程中的揮發(fā)性物質(zhì)的變化，以期為昭通醬的發(fā)展、創(chuàng)新以及更好地工業(yè)化生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

昭通醬 實(shí)驗室自制，原料來自當(dāng)?shù)匚譅柆敵校ň唧w操作步驟參照作者前期工作[1]執(zhí)行）；重鉻酸銀和重鉻酸鉀銀劑量計 湖南省核農(nóng)學(xué)與航天育種研究所提供。6890-MS 5973N型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國Agilent公司；固相微萃取裝置及50/30 μm Carboxen/SPM萃取頭、色譜柱：HP-88石英毛細(xì)管柱（100 m×0.25 mm，0.20 μm） J&W Scientific, Incorporated公司（美國）。

1.2 實(shí)驗方法

1.2.1 昭通醬輻照處理 昭通醬選用避光紙質(zhì)材料（內(nèi)層為錫箔材料）進(jìn)行密封包裝，分裝成每袋250 g。樣品準(zhǔn)備完成后，立即進(jìn)行輻照處理。

電子束輻照采用清華同方威視IS1020電子加速器在湖南湘華華大生物科技有限公司進(jìn)行，功率15 kW，電子束能量10 MeV。將樣品平鋪于托盤上，對電子加速器功率進(jìn)行設(shè)置，使其劑量率約1 kGy/s，樣品隨著環(huán)狀傳送帶進(jìn)入輻照區(qū)，通過輻照區(qū)域即為一個周期或者一圈，通過調(diào)節(jié)傳送帶的速度控制輻照時間從而控制樣品所接收的輻照劑量。每一周期的平均輻照劑量約2.0 kGy，樣品每完成1個周期的輻照后即取出相應(yīng)的樣品，并手動將其余樣品換面繼續(xù)輻照（輻照1個周期即2 kGy，輻照2個周期即4 kGy，以此類推）。輻照過程用重鉻酸鉀銀劑量計進(jìn)行劑量跟蹤，重鉻酸鉀銀劑量計經(jīng)中國計量科學(xué)研究院國家劑量保證服務(wù)（NDAS）比對標(biāo)定，樣品分別于表面和底面的中心以及4個邊角處跟蹤劑量計，所有劑量計的平均值為平均劑量。劑量設(shè)計參考前期研究內(nèi)容[20-21]，分別為F-1 （0 kGy）、F-2 （2.00 kGy）、F-3（6.00 kGy）、F-4 （8.00 kGy）、F-5 （10.00 kGy）、F-6（12.00 kGy） ，電子束輻照實(shí)測劑量分別為F-1 （0 kGy）、F-2 （2.01 kGy）、F-3 （3.68 kGy）、F-4 （5.80 kGy）、F-5（8.15 kGy）、F-6 （9.80 kGy）。以上每個劑量設(shè)6個平行。樣品輻照后均貯藏于4 ℃冰箱中待檢測，所有樣品檢測重復(fù)3次。

1.2.2 感官評定方法 參考黃豆醬（釀造豆醬）的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T 24399-2009《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 黃豆醬》稍作修改執(zhí)行[22]：通過選取醬中主要揮發(fā)性物質(zhì)種類和相對含量最多的時期對其色、香、味和體態(tài)進(jìn)行感官評價，選取20名有經(jīng)驗的感官品評人員，對色澤、香氣、口感、體態(tài)各占25分，滿分100分，具體評分標(biāo)準(zhǔn)及分值范圍見表1。

表1 昭通醬感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standard of Zhaotong soybean paste

1.2.3 微生物測定 菌落總數(shù)：參照GB 4789.2-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗 菌落總數(shù)測定》執(zhí)行[23]；霉菌：參照GB 4789.15-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗 霉菌和酵母計數(shù)》執(zhí)行[24]；大腸菌群：參照GB 4789.3-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗 大腸菌群計數(shù)》執(zhí)行[25]。

1.2.4 揮發(fā)性成分的測定 參考蔣立文等[26]方法稍作修改，采用HS-SPME方法萃取樣品中揮發(fā)性化學(xué)物質(zhì)，將灰色50/30 μm Carboxen /SPME 萃取頭在GC進(jìn)樣口溫度為240 ℃的條件下老化1 h，備用；將不同劑量輻照后的昭通醬樣品進(jìn)行研磨，分別取研磨后的醬樣約4 g于25 mL頂空進(jìn)樣瓶中，用密封墊和蓋帽進(jìn)行密封；然后在70 ℃條件下平衡30 min，將已活化的萃取頭穿過密封墊插入頂空進(jìn)樣瓶內(nèi)后推出纖維頭，露出纖維頭距離樣品液面約10～15 mm，頂空吸附40 min，插入GC進(jìn)樣口解析5 min。

氣相色譜條件：HP-88石英毛細(xì)管柱（100 m×0.25 mm，0.20 μm）；載氣：高純氦氣（99.999%），流速1.0 mL·min-1；進(jìn)樣口溫度：250 ℃；不分流進(jìn)樣。升溫程序：柱溫60 ℃，保持5 min，以3 ℃·min-1升至140 ℃，保持5 min，以5℃·min-1升至210 ℃，保持10 min，以5 ℃·min-1升至240 ℃，保持3 min。

質(zhì)譜條件：離子源EI，溫度200 ℃；發(fā)射電流150 μA；倍增器電壓1037 V； 萃取頭接口溫度 220 ℃；電子能量70 eV； 質(zhì)量掃描范圍45～500 amu。

定性分析：采用 NIST2014 s 標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜庫檢索，相似度在80%以上作為有效峰面積進(jìn)行分析處理，根據(jù)保留時間確定不同發(fā)酵階段昭通醬樣品揮發(fā)性成分，用峰面積歸一化法進(jìn)行相對含量分析。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel軟件、Origin2018、IBM SPSS statistics 26等軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 電子束輻照對感官指標(biāo)的影響

根據(jù)電子束輻照劑量不同，對樣品進(jìn)行感官評分見表2，隨著輻照劑量的增加，感官評分逐漸降低，其中輻照劑量在9.80 kGy時昭通醬感官綜合總分最低，為60分，表明昭通醬在這個輻照劑量下品質(zhì)不好，不容易被人接受；未輻照時昭通醬感官評分最高，為86分，當(dāng)輻照劑量為3.68 kGy（F-3）時，昭通醬總體感官評分變化較小，超過該劑量時，醬體顏色開始變暗，并且有哈刺味產(chǎn)生，口感不協(xié)調(diào)，因此感官開始大幅度降低。輻照對色澤的影響較小，而對香氣、口感和體態(tài)影響較大，當(dāng)輻照劑量為3.68 kGy時，昭通醬的香氣評分有所上升，隨后隨輻照劑量的增加而下降，可能因為低輻照劑量增加了香味物質(zhì)的種類或者加強(qiáng)了香味物質(zhì)的釋放，而高劑量處理后的昭通醬明顯有哈刺味產(chǎn)生，有可能由于輻照劑量的增加加速了油脂的氧化和酸敗造成的[27-28]。昭通醬主要原料為大豆，而大豆屬于高蛋白、油脂的食品，而且豆醬含水量一般較高，在電子束輻照過程中，食品中水會產(chǎn)生羥自由基，促進(jìn)蛋白質(zhì)和油脂發(fā)生氧化，導(dǎo)致食品產(chǎn)生哈刺味，或者輻照異味[29-31]，也可能來源于蛋白質(zhì)中含硫氨基酸氧化產(chǎn)生的硫化物[32]。根據(jù)前期研究數(shù)據(jù)[20]，隨著輻照劑量的增加，昭通醬中過氧化值上升明顯，還原糖和蛋白質(zhì)變化不顯著，當(dāng)劑量超過3.68 kGy時脂肪下降顯著，因此綜合考慮可得知3.68 kGy內(nèi)輻照的昭通醬基本能夠被人們所接受。

表2 不同輻照劑量對昭通醬感官評分的影響Table 2 Sensory evaluation of Zhaotong soybean paste at different fermentation stages

2.2 電子束輻照劑量對昭通醬微生物的影響

由表3可知，電子束輻照對昭通醬中菌落總數(shù)、真菌和大腸菌群負(fù)荷量的變化影響顯著，隨著輻照劑量的增加，樣品中菌落總數(shù)、真菌含量和大腸桿菌含量下降明顯，均呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05）。當(dāng)劑量為2.01 kGy時，大腸菌群數(shù)量已無法檢出；當(dāng)輻照劑量3.68 kGy時真菌含量已低于最低檢出值；而劑量達(dá)到8.15 kGy時，菌落負(fù)荷量下降至最低檢出值以下，說明電子束輻照能有效抑制昭通醬中微生物的含量，延長貨架期。根據(jù)輻照劑量與菌落總數(shù)對數(shù)值的線性變化，可得出其回歸方程為y=-0.9263 x+6.5698（R2=0.9987），由此可計算出D10值為1.16 kGy，表明1.16 kGy的電子加速器輻照劑量可以使昭通醬中90%的細(xì)菌被殺死。當(dāng)輻照劑量為3.68 kGy時，昭通醬中菌落總數(shù)為未輻照時的0.03%，同時真菌數(shù)和大腸菌群數(shù)已低于最低檢測限度。電子束輻照原理是電子通過真空管加速運(yùn)動變成高能電子束照射在樣品上，使得某些物質(zhì)發(fā)生一定的物理、化學(xué)和生物學(xué)效應(yīng)[33]。昭通醬又屬于高水分食品，水受到高能輻射后會產(chǎn)生水化電子、羥自由基和氫原子自由基，這些物質(zhì)都是高度活性進(jìn)一步導(dǎo)致微生物衰亡，加強(qiáng)輻照滅菌的效果[34-35]。因此綜合感官評分結(jié)果，昭通醬的輻照劑量不宜超過3.68 kGy。

表3 電子束輻照劑量對昭通醬微生物的影響Table 3 Effect of electron beam irradiation on microbial diversity of Zhaotong soybean paste

2.3 電子束輻照對昭通醬揮發(fā)性成分的影響

昭通醬經(jīng)不同劑量電子束輻照處理后共鑒定出的揮發(fā)性化合物的種類及相對含量見表4。共檢出100種揮發(fā)性成分，主要由32種酯類、4種醛類、26種烯烴類、15種醇類、11種酮類、1種醚類、2種酚類和9種其它類物質(zhì)組成。F-2樣品中揮發(fā)性物質(zhì)種類最多有78種，隨著輻照劑量的增加，揮發(fā)性物質(zhì)的種類有先增加后減少的趨勢。輻照前揮發(fā)性成分主要由異丁醇、芳樟醇、α-松油醇、4,7-二甲基十一烷、亞油酸甲酯、棕櫚酸甲酯組成，其中，芳樟醇有鈴蘭花香，α-松油醇呈丁香香味。輻照后主要由芳樟醇、苯甲酸乙酯、棕櫚酸乙酯、石竹烯、茴香腦和川芎嗪組成，其中苯甲酸乙酯呈冬青油香氣，茴香腦呈甜味和具茴香的香氣，石竹烯有淡的丁香似香味，棕櫚酸乙酯帶有蠟香、果爵奶油香氣，這些物質(zhì)豐富了輻照后昭通醬的風(fēng)味。從圖1可知，左側(cè)柱狀圖代表各樣本揮發(fā)性成分種類數(shù)，上側(cè)柱狀圖以及下側(cè)的點(diǎn)線代表各組昭通醬之間揮發(fā)性物質(zhì)的交集情況（即相同的揮發(fā)性物質(zhì)種類數(shù)量），下側(cè)實(shí)心點(diǎn)的連線表示樣品與樣品之間共同揮發(fā)性物質(zhì)的種類數(shù)，無連線表示該樣品獨(dú)有的揮發(fā)性成分種類數(shù)，如第一列結(jié)果顯示，昭通醬輻照組（F-2、F-3、F-4、F-5、F-6）與未輻照組（F-1）相比，經(jīng)過輻照處理后仍保留有29種相同的揮發(fā)性組分，其中不同輻照劑量的樣品中揮發(fā)性成分種類交集數(shù)量較少，說明了昭通醬輻照后揮發(fā)性物質(zhì)變化的無序性。但隨著劑量的增加，也有許多揮發(fā)性物質(zhì)的相對含量均有所改變，結(jié)合表2感官評分結(jié)果，當(dāng)輻照劑量超過5.80 kGy時，昭通醬整體感官發(fā)生了明顯的變化，結(jié)合F-2至F-6樣品中特有的揮發(fā)性成分，由表4可知，辛酸乙酯、17-甲基硬脂酸甲酯、正己酸乙酯、油酸甲酯、亞油酸甲酯、乙酸香葉酯、十四酸甲酯、棕櫚油酸甲酯、癸酸乙酯、桃金娘烯醛、佛術(shù)烯、檜烯、月桂烯、γ-松油烯、十六烷、1-甲基-5-亞甲基-1,6-環(huán)癸二烯、十四烷、十二烷、桉樹醇、1-辛烯-3-醇、順式-7-十四烯-1-醇、胡椒酮、環(huán)十二酮（6Cl，7Cl，8Cl，9Cl）、β-酯羅酮、3,5-二乙基-2-甲基-吡嗪等物質(zhì)基本構(gòu)成了輻照后昭通特殊的氣味物質(zhì)。

圖1 不同輻照劑量對昭通醬揮發(fā)性成分韋恩圖Fig.1 Venn diagram of volatile components in Zhaotong soybean paste under different irradiation doses

表4 昭通醬電子束輻照滅菌過程中揮發(fā)性成分組成及相對含量Table 4 Composition and content of volatile components in the process of electron beam irradiation sterilization of Zhaotong soybean paste

續(xù)表4

續(xù)表4

2.3.1 酯類組分變化 根據(jù)表4可知，昭通醬經(jīng)輻照后酯類物質(zhì)總含量有所上升。傳統(tǒng)發(fā)酵的昭通醬，酯類化合物能賦予其悅?cè)说墓?、甜香[36-37]。由表4可知，昭通醬主要的揮發(fā)性成分是酯類物質(zhì)，其種類最豐富，有34種，未輻照的昭通醬中檢測出14種，通過輻照后酯類的種類增加了20種，在F-2 （2.01 kGy）時酯類總含量最大，達(dá)34.44%。亞油酸乙酯、亞麻酸乙酯、反油酸乙酯、月桂酸乙酯、十四酸乙酯、9-十六碳烯酸乙酯和棕櫚酸乙酯的相對含量隨輻照劑量的增加先增大后減少，苯甲酸乙酯的含量隨輻照劑量的增加而增大，從0.39%增大到5.16%，水楊酸乙酯和苯乙酸乙酯隨輻照劑量的增加而降低。其中辛酸乙酯、17-甲基硬脂酸甲酯、正己酸乙酯、油酸甲酯、亞油酸甲酯、乙酸香葉酯、十四酸甲酯、棕櫚油酸甲酯、丙酸異戊酯、月桂酸甲酯、煙酸乙酯、油酸乙酯在未輻照前均未被檢出。據(jù)前人報道，酯類的增加說明樣品中形成該物質(zhì)的底物（醇類和有機(jī)酸）有所增加，而這些底物的增加除了樣品本身所含有之外，還有可能來自蛋白質(zhì)和脂肪的分解，特別是脂肪氧化后會產(chǎn)生系列的醇類物質(zhì)和游離的脂肪酸[38]。

2.3.2 醛類組分變化 昭通醬經(jīng)輻照后醛類物質(zhì)總含量有所下降。由表4可知，傳統(tǒng)發(fā)酵的昭通醬，檢出了苯甲醛、（-）-桃金娘烯醛（香桃木醛）、2-異丙基苯甲醛，其相對含量相近分別為1.27%、0.66%、0.36%，桃金娘烯醛是經(jīng)輻照后才被檢出，其相對含量在0.15%～0.17%之間。醛類物質(zhì)輻照前總相對含量為2.29%，經(jīng)輻照后變化較敏感，最終在0.45%～0.70%之間，此結(jié)果與呂梁玉等[39]研究輻照對帶魚魚糜醛類成分的影響結(jié)果基本一致。昭通醬產(chǎn)生醛類物質(zhì)的途徑有很多，如酵母代謝產(chǎn)生飽和醛[40-41]，Strecker反應(yīng)降解產(chǎn)生醛[42]等，比如苯丙氨酸的降解產(chǎn)物就有苯甲醛[43]。出現(xiàn)此結(jié)果原因可能有兩點(diǎn)，參照前期研究結(jié)果[20]發(fā)現(xiàn)昭通醬在輻照過程中苯丙氨酸的含量變化并不顯著，其次輻照本身就有降解醛類物質(zhì)的作用[44]。

2.3.3 烯烴類組分變化 根據(jù)表4可知，昭通醬經(jīng)輻照后烯烴類物質(zhì)總含量下降。昭通醬中被檢出的烯烴類化合物含量相對較少，但檢出的烯烴類化合物種類相對較多，有26種烯烴類。輻照前烯烴類物質(zhì)只有7種且含量較低，分別為d-檸檬烯、羅勒烯（異構(gòu)體混合物）、十五烷、石竹烯、香樹烯，4,11,11-三甲基-8-亞甲基-，（1R,4E,9R）-雙環(huán)十一碳-4-烯、4,7-二甲基十一烷，其中石竹烯含量隨著輻照劑量的增加上升明顯。經(jīng)過輻照后產(chǎn)生了15種新的烯烴類，但總含量隨著輻照劑量的增加呈下降趨勢，說明輻照后隨烯烴類種類增多了，但相對含量卻呈降低趨勢。出現(xiàn)該結(jié)果主要原因有可能是脂肪酸烷基自由基的斷裂的結(jié)果[39]。

2.3.4 醇類組分變化 醇類化合物能賦予大豆醬宜人的特殊香氣。由表4可知，醇類物質(zhì)總含量經(jīng)輻照后變化不大。輻照前昭通醬中主要醇類物質(zhì)有異丁醇、芳樟醇和α-松油醇，分別占36.90%、20.29%和4.56%，其中異丁醇經(jīng)過輻照后其相對含量降低明顯，輻照不足1%，說明該物質(zhì)對電子束輻照極其敏感，無論輻照劑量大小，下降幅度都很大，出現(xiàn)此結(jié)果的原因目前尚未清楚。芳樟醇輻照前相對含量為20.29%，經(jīng)輻照后其相對含量增加至41.10%～60.60%。桉樹醇、1-辛烯-3-醇、順式-7-十四烯-1-醇、4-萜烯醇、香葉醇、2,6-二甲基-3,7-辛二烯-2,6-二醇、（R）-α,α-4-三甲基-3-環(huán)己烯-1-甲醇，在輻照前未被檢出，輻照后有檢出，其中F-4檢出量較大。醇類物質(zhì)種類增多大多數(shù)原因可能是由脂質(zhì)氧化分解[39]，也有可能是經(jīng)輻照后使得某些以糖苷健結(jié)合的含羥基類物質(zhì)釋放，以及氨基酸的去氨基和去羧基反應(yīng)的原因[45]。

2.3.5 醚類組分變化 由表4可知，昭通醬中被檢出的醚類化合物含量和種類較少，只有一種鄰苯二甲醚，其未輻照前相對含量為0.30%，輻照劑量繼續(xù)加大，但鄰苯二甲醚的含量并未有明顯的變化。說明可能鄰苯二甲醚對輻照不敏感。

2.3.6 酮類和酚類組分變化 昭通醬中被檢出的酚類和酮類化合物種類和含量相對較少。其中，酚類物質(zhì)共檢出2種。具有芳香氣味的愈創(chuàng)木酚在輻照前后均被檢出，輻照前相對含量為0.59%，但隨著輻照劑量的增加，愈創(chuàng)木酚的含量減少；2,4-二叔丁基苯酚只有經(jīng)輻照后才被檢出且受輻照劑量的影響不大。酮類物質(zhì)共檢出10種，其中（-）-α-側(cè)柏酮、茶香酮均被檢出，（-）-α-側(cè)柏酮在輻照前相對含量為1.37%，經(jīng)輻照后該物質(zhì)的含量大幅度減少，最低時只有0.13%，但在F-2 （2.01 kGy）至F-6 （9.80 kGy）的輻照劑量內(nèi)對其含量影響不大。由表4可知，酮類物質(zhì)的總含量在F-5 （8.15 kGy）時其相對含量達(dá)到1.51%，與未被輻照前含量一樣，但種類卻增加了8種，有可能脂類氧化促進(jìn)了酮類物質(zhì)的形成[39]。

2.3.7 其它組分變化 由表4可知，昭通醬經(jīng)輻照后其它類揮發(fā)性物質(zhì)總含量有所下降。在所有的樣品中均檢測出2,3,5-三甲基吡嗪、茴香腦、1,2,3-三甲氧基苯、川芎嗪，其中川芎嗪受輻照劑量影響最大，在未輻照前相對含量為0.50%，經(jīng)輻照后含量有所增加，在F-4 （5.80 kGy）的劑量下輻照其相對含量達(dá)到最大值為12.52%。其它成分在輻照前未被檢出且含量相對較低。吡嗪類一般呈特色類似香料、香精的香味[46]，隨著輻照劑量的增大，茴香腦和川芎嗪的含量上升明顯，茴香腦由輻照前0.49%最高上升至1.98%，川芎嗪由0.80%最高上升到10.60%。輻照前的昭通醬吡嗪類物質(zhì)的相對含量為0.46%，經(jīng)輻照后其相對含量為0.69%，總體變化不大。

2.4 輻照后昭通醬揮發(fā)性成分的PCA及相關(guān)性分析

食品中各類揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)有著非常關(guān)鍵的聯(lián)系[47]，Wang等[48]優(yōu)化增味揮發(fā)性成分進(jìn)行了提取，并對46種揮發(fā)性化合物進(jìn)行了鑒定，結(jié)果表明大多數(shù)揮發(fā)性化合物的強(qiáng)度，特別是醛類和酯類，與增味感官呈正相關(guān)。輻照對昭通醬揮發(fā)性風(fēng)味差異和組間樣本差異如圖2（左）所示，采用PCA多元變量統(tǒng)計分析，可知各組昭通醬的特征變量99.07%的累計差異被描述，包含86.11%的PCA1和12.96%的PCA2?？擅黠@看出輻照與非輻照的差異相當(dāng)明顯，5個輻照組之間的差異較小，說明輻照對昭通醬中揮發(fā)性成分的影響比較明顯。各揮發(fā)性物質(zhì)種類的相關(guān)性聚類情況如圖2（右）所示，烯烴類與醚類呈極顯著（P＜0.01）負(fù)相關(guān)，醇類與酯類呈極顯著（P＜0.01）負(fù)相關(guān)性，另外其它類物質(zhì)與烯烴類（P＜0.01）、醛類（P＜0.05）呈負(fù)相關(guān)性，而與酯類呈正相關(guān)性（P＜0.05）。此結(jié)果與表4中各揮發(fā)性物質(zhì)的變化基本相符。

圖2 各指標(biāo)間PCA分析及相關(guān)性聚類圖Fig.2 PCA analysis and correlation cluster diagram among indicators

3 結(jié)論

隨著電子束輻照劑量的增加，昭通醬中微生物載荷量呈顯著下降趨勢，當(dāng)劑量為3.68 kGy時，細(xì)菌、真菌數(shù)和大腸菌群數(shù)已達(dá)到衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。繼續(xù)增大劑量，昭通醬的色澤、香味和口感均發(fā)生了不同程度的變化，甚至還會產(chǎn)生不愉快的氣味和滋味，表明3.68 kGy電子束輻照劑量既能殺死昭通醬中大多數(shù)微生物，又能使得產(chǎn)品風(fēng)味變化降到最小。昭通醬經(jīng)輻照后揮發(fā)性成分種類顯著增加，主要由酯類、烯烴類和醇類組成，其中酯類物質(zhì)種類最豐富。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)輻照劑量對昭通醬中醇類、酯類及其它類揮發(fā)性物質(zhì)影響較大，輻照促進(jìn)了酯類揮發(fā)性物質(zhì)的增多，但同時也增加了吡嗪類等特殊氣味物質(zhì)的含量。

豆醬在我國歷史悠久，市面上不同豆醬都具有地方特色，但很多地方特色豆醬由于保藏期難以控制其品質(zhì)，限制了銷售范圍。該研究分析表明輻照是昭通醬的可靠滅菌方法，雖通過PCA結(jié)果分析可知經(jīng)過輻照后的昭通醬與未輻照的昭通醬無論感官、微生物含量以及揮發(fā)性成分之間均表現(xiàn)出一定得差異性，但只要控制好劑量，可以最大限度保留昭通醬原有的感官和風(fēng)味，甚至低劑量輻照還能豐富昭通醬的風(fēng)味成分。從研究結(jié)果中可看出輻照雖能解決昭通醬滅菌的目的，對改進(jìn)地方豆醬規(guī)?；a(chǎn)以及推廣當(dāng)?shù)馗咴厣r(nóng)產(chǎn)品具有重要意義，但輻照也會導(dǎo)致產(chǎn)品中新物質(zhì)的增加，其安全性尚待評估。