廖素兰，翁器林，王 磊，虞华玲，黄志刚

（1.武夷学院 茶与食品学院，福建 武夷山 354300；2.武夷学院 信息技术与实验室管理中心，福建 武夷山 354300）

抹茶具有生津止渴、清热解毒、防辐射、降血脂、增加排尿等保健功能[1]。锥栗具有口感香甜、营养丰富、健胃健肾等众多优点，是老少皆宜的天然木本粮食[2-3]。豆腐、豆浆生产过程中所产生的豆渣副产物，约占大豆总质量的16%～25%，保留有较高的营养成分，包括蛋白质、脂质、纤维素、黄酮和矿物质等[4-5]。曲奇饼干是青少年和儿童喜爱的零食，却具有含糖量和脂质量较高的缺点。固相微萃取法是由加拿大Arther和Pawliszyn等1990年提出的一种新的样品前处理技术，它运用相似相溶的原理，通过萃取头上的涂层来吸附食品中的香气物质[6-7]。将抹茶粉、锥栗粉和豆渣粉添加到曲奇饼干中，得到本实验室研制的兼具美味与营养三复配曲奇饼干[8]。利用顶空固相微萃取技术分别富集抹茶粉、锥栗粉、豆渣粉及复配曲奇饼干中挥发性成分，并利用气相色谱-质谱分离鉴定，通过谱图库检索结合人工图谱解析，确定了抹茶粉、锥栗粉、豆渣粉的挥发性成分及复配曲奇饼干的特征风味成分，为抹茶粉、锥栗粉及豆渣粉的应用提供了一定依据，亦初次提供了抹茶粉及锥栗粉挥发性成分组成。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

抹茶粉、豆渣粉、锥栗粉自制；低筋面粉、白糖、鸡蛋、食盐、小苏打、脱脂奶粉、黄油等均为市售。

1.2 仪器与设备

Agilent 7890A GC-MS联用仪：美国Agilent公司；固相微萃取装置，65μmPDMS/DVB固相微萃取头：美国Supelco公司；MG38CB-A烤箱：广东美的厨房电器制造有限公司；FW100高速万能粉碎机：天津恒瑞科教仪器有限公司；HM4400搅拌器：北京中兴柏粹电器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 配方与制作工艺

复配曲奇饼干配方[8]：以面粉为100 g计，抹茶粉3.26 g、豆渣粉 6.8 g、锥栗粉 7.5 g、黄油 55.71 g、盐1.25 g、小苏打 1.25 g、奶粉 2.5 g、白糖 30 g、蛋黄 15 g。

复配曲奇饼干制作工艺[8]：豆渣置100℃的鼓风干燥箱至完全干燥，待冷却后粉碎，过100目筛，备用。去壳后的锥栗置于蒸笼上蒸10 min，冷却后粉碎并平铺于烤盘，在120℃的烤箱中烘烤3 h，冷却，过100目筛，备用。黄油室温软化后，加入适量砂糖粉搅打均匀，再加入适量蛋黄搅打均匀，每次搅打1 min，最后加入混匀的低筋面粉、小苏打、盐粉、豆渣粉、锥栗粉、脱脂奶粉、抹茶粉，搅拌后制成的面团置于冰箱中冷藏45 min，取出切片、印花，放入温度设置在150℃的烤箱，第一次烤制5 min后取出，翻一面，继续烤制3 min后取出，翻一面，再继续烤制2 min后取出，冷却至室温，及时包装。

1.3.2 HP-SPME-GC-MS分析方法

将固相微萃取头置于GC进样口于250℃下老化20 min。称取2.0 g研碎的样品于15 mL顶空瓶中，封口后置于60℃水浴中平衡10 min，磁力搅拌300 r/min，然后插入固相微萃取头提取40 min后取出进样。进样口解析时间为3.5 min。

GC条件：色谱柱为HP-5MS石英毛细柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；载气(He)流速 1.0 mL/min；进样口温度为250℃；升温程序：40℃保持3 min，以3℃/min升至210℃，保持3 min，然后以15℃/min的速率升温至230℃，保持3 min；不分流进样。

MS条件：电子轰击离子源；电子能量70 eV；离子源温度230℃；质量扫描范围35～450 m/z。

1.3.3 数据分析方法

挥发性成分的化合物及数量采用 (NIST05和NIST11)谱图库的检索并经过人工图谱解析确定。用峰面积归一化法分析各成分的相对含量。

2 结果与分析

2.1 复配曲奇饼干特征风味成分分析

图1 HS-SPME-GC-MS联用分析豆渣、抹茶、锥栗和复配曲奇挥发性成分总离子流色谱图Figure 1 GC-MStotal ions chromatogram of volatile components in maccha,castanea henryi,bean dregs,or blended Cookies analyzed by HS-SPME-GC-MS

表1 GC-MS对抹茶、豆渣和锥栗复配曲奇挥发性成分分析Table 1 Compare GC-MSresults of volatile components in maccha,castanea henryi,bean dregs,blended Cookies

编号 类别 保留时间/min 化合物 相对含量/%三复合曲奇 抹茶粉 锥栗粉 豆渣粉11 5.58 己醛 — 3.31— —12 9.30 庚醛 — 0.64 1.30 1.00 13 11.84 苯甲醛 0.26 0.49 1.34 1.69 14 13.66 反式-2,4-庚二烯醛 — 1.24 — —15 13.91 辛醛 — 0.67— 1.49 16 15.90 苯乙醛 0.93 0.44 1.97 4.52 17 18.90 壬醛 1.95 6.77 9.78 9.33 18 21.52 反式-2-壬烯醛 0.56 0.68 0.91 0.91 19 23.70 癸醛 0.94 1.24 2.19 1.87 20 24.02 (E,E)-2,4-壬二烯醛 0.53 0.54 — —21 24.41 2,6,6-三甲基-1-环己烯醛 2.45 0.59 — —22 25.77 4-甲氧基苯甲醛 — — 0.26 0.47 23 26.25 反式-2-癸烯醛 1.39 0.84 — —24 26.67 橙花醛 0.17 0.85 — —25 28.31 十一醛 0.16 — — —26 28.67 (E,E)-2,4-癸二烯醛 0.63 — — —27 30.74 反-2-十一烯醛 0.90 — — —28 32.67 十三醛 0.14 — — —29 48.72 金合欢基乙醛 — — 0.44 0.38 30 48.01 十八醛 0.10 — — —醛类总量 11.11 18.30 18.19 21.66 31醛类12.56 β-蒎烯 0.32 — — 0.46 32 15.10 D-柠檬烯 3.30 1.50 1.77 6.63 33 16.15 罗勒烯 — 0.39 — —34 16.62 γ-松油烯 0.80 — — —35 23.01 十二烯 — — — 0.31 36 26.80 (Z)-3-十四碳烯 0.35 — — —37 31.16 α-荜澄茄油烯 — 0.48 — —38 32.34 长叶烯 — 1.86 — —39 32.63 (+)-α-柏木萜烯 — 0.70 0.47 0.56 40 32.96 石竹烯 — 1.28 — —烯烃类41 33.70 2,6-二甲基-6-(4-甲基-3-戊基)双环[3.1.1]七碳-2-烯 — 1.17 — —42 34.87 壬基环戊烯 0.47 — — —43 36.69 β-防风根烯 — 0.56 — —44 47.05 2,6,10,14-四甲基-2-十六烯 4.98 — — —烯烃类总量 10.22 7.94 2.24 7.96 45 8.07 己醇 — — —1.00 46 12.93 1-辛烯-3-醇 0.64 0.49 — 3.14 47 15.29 2-乙基己醇 0.46 0.85 0.90 1.52 48 15.46 苯甲醇 — 1.24 — —49 17.15 环辛醇 — — — 0.28 50 19.20 苯乙醇 — 6.88 — 1.15 51 15.70 3,5-辛二烯-2-醇 — — — 0.33 52 17.20 反式-2-辛烯-1-醇 0.23 — — —53 17.35 辛醇 0.93 — — —54 18.06 α-甲基-[4-甲基-3-戊烯基]环氧乙烷基甲醇 0.41 7.67 — —55 22.88 α-萜品醇 — — 0.81 2.15 56 24.71 橙花醇 — 0.57 — —57 25.42 (Z)-3,7-二甲基-3,6-辛二烯-1-醇 — 0.45 — —58 25.98 香叶醇 2.44 9.71 — 0.26 59 38.84 反-橙花叔醇 — 0.31 — —60 40.16 雪松醇 — 0.41 — —61 49.02 植物醇 0.78 — — —62 41.74 tau.依兰油醇 — 0.18 — —醇类总量 5.89 28.76 1.71 9.83 63醇类13.25 戊酸 0.79 — — —64 13.38 己酸 0.64 — — 4.00 65 22.54 辛酸 0.60 — — —66 31.20 癸酸 1.66 — — —67 38.96 月桂酸 0.19 — — —酸类总量 3.88 0 0 4.00酸类

编号 类别 保留时间/min 化合物 相对含量/%三复合曲奇 抹茶粉 锥栗粉 豆渣粉68 14.26 乙酸叶醇酯 — 1.61 — —91 16.72 己酸乙烯基酯 — — — 0.81 92 22.16 三氟乙酸壬酯 0.38 — — —93 22.86 (Z)-丁酸-3-己烯酯 0.17 1.38 — —94 23.06 水杨酸甲酯 0.83 2.64 — —95 23.27 丁酸-反-2-己烯酯 — 0.28 — —96 25.11 正戊酸-(Z)-3-己烯酯 — 0.28 — —97 29.82 2-氨基苯甲酸甲基酯 — 0.43 — —98 30.37 三醋酸甘油酯 — — — 0.42 99 30.61 椰子醛 — — — 0.26 100 30.66 1,4-辛内酯 0.42 — — —101 31.07 2-乙基-3-羟己基-2-丙酸甲酯 — — — 1.95 102 31.55 (Z)-己酸-3-己烯酯 0.51 — 0.61 0.56 103 34.55 邻苯二甲酸二甲酯 0.68 2.26 — —104 37.29 磷酸三丁酯 2.55 0.66 13.35 6.40 105 43.15 桃醛 0.36 — — —106 44.20 δ-十二内酯 1.58 — — —107 49.68 邻苯二甲酸异辛酯 — 0.20 1.84 0.61 108 51.67 棕榈酸甲酯 0.08 — — —109 52.77 邻苯二甲酸二丁酯 0.45 0.15 0.64 0.42酯类总量 8.01 9.89 16.44 11.43 110 17.29 辛基环丙烷 — — — 1.03 69 18.69 十一烷 0.83 — 1.53 7.64 70 23.44 十二烷 0.77 0.58 0.63 1.44 71 27.07 碘十三烷 — 0.47 — —72 27.99 十三烷 0.21 0.77 0.38 0.63 73 28.22 1-戊基-2-丙基环戊烷 — 0.31 — —74 29.69 庚基环已烷 — 0.57 — —75 31.3 2,6,10-三甲基-十一烷 0.30 0.91 0.33 1.00 76 32.31 十四烷 0.72 1.3 2.64 5.24 77 34.09 正辛基环己烷 — 0.29 — —78 34.18 壬基环戊烷 — 0.46 0.27 0.42 79 34.82 4,11-二甲基十四烷 — 0.98 0.94 2.09 80 36.40 十五烷 0.42 0.54 1.65 2.78 81 38.49 2,6,10-三甲基-十四烷 — — — 0.38 82 38.83 6-丙基十三烷 — — 0.31 0.71 83 40.27 十六烷 0.43 0.26 1.75 1.32 84 42.09 2,6,10-三甲基-十五烷 0.11 0.25 0.79 0.65 85 42.18 十一烷基环戊烷 — 0.17 0.3 0.26 86 43.91 十七烷 — — 0.76 —87 44.13 2,6,10,14-四甲基十五烷 — 0.21 0.78 0.45 88 47.45 十八烷 0.18 — 0.39 —89 47.79 2,6,10,14-四甲基-十六烷 0.14 — — —烷烃类总量 4.11 8.07 13.45 26.04 90烷烃类酯类19.47 叔丁基二硫醚 9.29 0.44 — —111 21.07 二异丁基二硫醚 6.88 0.26 — —112 27.28 茴香脑 2.27 0.39 8.52 0.73 113 42.60 二辛醚 — — — 0.38醚类总量 18.44 1.09 8.52 1.11醚类

注：—为未检出。

抹茶粉、锥栗粉、豆渣粉及其三复配曲奇饼干的挥发性成分由 GC-MS分析得到总离子（TIC）色谱图如图1,筛选出匹配度高于70%的挥发性物质并进行分析，试验数据分析结果见表1，各项指标以测定平均数表示。

如图1、表1所示，根据风味物质的化合物类别，抹茶的风味成分主要包括醇类 （28.76%），醛类（18.3% ），杂环及芳香类（12.28% ），酯类 （9.89% ），烷烃类（8.07% ），烯烃类 （7.94% ），酮类 （2.43% ），醚类（1.09%）八大类，共测定出70种挥发性化学成分。豆渣主要风味物质为烷烃类（26.04%），醛类 （21.66%），酯类 （11.43%），杂环及芳香类 （11.1%），醇类（9.83%），烯烃类 （7.96%），酸类 （4.0%），酮类（2.44%）和醚类 （1.11%），共测出59种挥发性化学成分。锥栗粉主要以杂环及芳香类（3-乙基-2，5-二甲基吡嗪），醛类 （壬醛），酯类 （磷酸三丁酯），烷烃类（十四烷）等组成，共测出43种挥发性化学成分。三复配曲奇饼干主要风味物质为醚类 （18.44%），酮类（17.82% ），杂环及芳香类（15.48% ），醛类 （11.11% ），烃类 （14.32% ），酯类 （8.01% ），醇类 （5.89% ）及酸类（3.88%），共鉴定出挥发性成分70种。陶虹伶等[9]报道的普通曲奇的主要风味成分为醛类 （40.13%）、酮类（26.26%）、烃类 （12.82%）、杂环和芳香族化合物（10.49% ）以及醇类（10.30% ），即己醛、庚醛、苯甲醛、壬醛、糠醇、1-辛烯-3-醇、2-庚酮、2-壬酮、右旋萜二烯、4-乙基癸烷、十七烷、2-戊基呋喃12种。刘志云等[10]报道的豆沙曲奇主要风味物质为醛类（35.03%）、烃类（26.17%）、酮类 （17.36%）、杂环和芳香族化合物（10.94% ）以及醇类（10.50% ），即右旋萜二烯、4-甲基癸烷、（E）-2-十一碳烯、4,6-二甲基十二烷、十三烷、1,2,4,5-四噻烷、己醛、庚醛、苯甲醛、壬醛、糠醇、1-辛烯-3-醇、2-庚酮、2-壬酮、2-戊基呋喃15种。结果显示,无论是在种类还是数量上，复配曲奇饼干风味组成更加丰富，这些风味物质主要源于抹茶、锥栗及豆渣本身自带的挥发性成分及在加热烘焙过程中各风味物质发生的化学反应形成的产物。

在三复配曲奇烘焙过程中，抹茶、锥栗及豆渣中的挥发性物质会有一定的损失，还有一些会改变原来的风味成分而生成新的挥发性成分。与普通曲奇相比，三复配曲奇风味中醛类、醇类、烷烃类物质相对含量下降较多，但出现了醚类、酯类及酸类。与抹茶粉、豆渣粉挥发性成分相比，三复配曲奇挥发性成分中的酮类、醚类物质相对含量明显增加，醛类和醇类物质相对含量下降，这可能是由于醇类物质在加热过程中被氧化生成醛类或进一步生成酮类物质，且醇类易分解、易挥发，从而导致醇类物质损失[11]。烷烃类通常对风味贡献较小。2-十一酮（芸香、桃香）在三复配曲奇中含量达13.4%。醚类多有香辛料香气。叔丁基二硫醚、二异丁基二硫醚及茴香脑在三复配曲奇中相对含量较大，高达18.44%。三复配曲奇挥发性成分中的茴香脑在抹茶、锥栗及豆渣挥发性成分中都有，但含量较三者下降；叔丁基二硫醚、二异丁基二硫醚仅在抹茶挥发性成分中检出，而在三复配曲奇中相对含量增加较多，相对于抹茶挥发性成分，三复配曲奇的醇类物质相对含量下降明显，可能是由于三复配曲奇烘焙过程部分醇脱水转变为醚；而二辛醚仅在豆渣挥发性成分中，在三复配曲奇烘焙过程中损失。酯类具有各种水果香气，三复配曲奇挥发性成分酯类中桃醛（γ-十一内酯）具有强烈的桃子香气，δ-十二内酯具有强烈水果和油脂香气。吡嗪类和呋喃类化合物为焙烤类食品的典型风味物[10]，而在三复配曲奇烘焙过程中吡嗪类、呋喃类损失，主要风味物为焦糖香吡喃酮，如：2,3-二氢-3,5二羟基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮、四氢-6-戊基-二氢-吡喃-2-酮、香豆素，噻唑类有米糠香气，麦芽酚（焦奶油硬糖的特殊香气）可能来源于锥栗自带挥发性成分。

3 结论

采用固相微萃取结合气相色谱-质谱联用仪器进行抹茶、豆渣及锥栗三复配曲奇饼干挥发性物质的测定及鉴定，鉴定出该曲奇饼干共70种挥发性成分，主要由醚类 、酮类、杂环类、醛类及烯烃类等化合物提供，其特征风味物质主要是2-十一酮、2,6,10,14-四甲基-2-十六烯、2,6,6-三甲基-1-环己烯醛、香叶醇、δ-十二内酯、叔丁基二硫醚、茴香脑及2,3-二氢-3,5二羟基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮、二异丁基二硫醚、麦芽酚、D-柠檬烯、四氢-6-戊基-二氢-吡喃-2-酮等杂环类。研究明确了三复配曲奇饼干特征风味成分及其分析方法，亦初次提供了抹茶粉及锥栗粉挥发性成分组成。