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不同品种鲜食糯玉米清汁与籽粒中挥发性成分比较

2021-04-15沈凌雁牛丽影刘春菊李大婧宋江峰刘春泉

核农学报 2021年4期
关键词:糯玉米鲜食挥发性

沈凌雁 牛丽影 刘春菊 李大婧 宋江峰 刘春泉

(1江苏省农业科学院农产品加工所,江苏 南京 210014;2扬州大学食品科学与工程学院,江苏 扬州 225000)

鲜食玉米中甜玉米是西方大众化副食,而鲜食糯玉米起源于中国,是我国十分受欢迎的粮菜兼用作物。从80年代开始,科研工作者做了大量的玉米育种工作,已育成数百个品种,且近年来消费市场对玉米品种的特色化、多元化提出了新的要求,风味品质成为玉米育种的主要目标之一[1-2]。据报道,鲜食糯玉米具有典型的脂香、蜡香[3],风味清香怡人,而且研究发现不同品种的糯玉米及其加工品挥发性成分组成存在显著差异[4-5]。针对糯玉米香气成分的研究,最常用的萃取方法为顶空-固相微萃取-气相色谱-质谱(headspace solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry,HS-SPME-GC-MS)联用法,该方法是将样品置于顶空瓶中,通过萃取纤维吸附瓶中的挥发性成分。HS-SPME-GC-MS 法测定鲜食糯玉米挥发性成分时,常采用的原料处理方法有生鲜样匀浆[6-7]、烫漂籽粒切碎[8]和烫漂籽粒匀浆[6]等。目前,鲜食糯玉米中检测到的挥发性成分中除二甲基硫醚外,主要为醛酮醇类化合物[4-8]。国外针对甜玉米香气的研究表明,甜玉米的香气活性成分除二甲基硫醚外,还含有二甲基吡嗪、二甲基乙基吡嗪等吡嗪类成分[9-10]。吡嗪类化全物往往具有坚果香、烘烤香等香气特点,是诸多热加工食品的典型香气成分[11-12],也是甜玉米香精的重要组成部分[13],而醛醇类物质则往往与豆生味、青草香味特点相关[6]。在鲜食糯玉米及其加工品挥发性成分的报道中[2-6],仅在甜糯玉米软罐头中以切碎籽粒形式检测到3 种吡嗪[5],而在高温杀菌的玉米汁饮料中未发现吡嗪类成分[8,14],说明样品的处理方法可能会影响香气成分的生成与挥发。

食品风味成分往往具有数量多、呈味关系复杂的特点,主成分分析(principal component analysis,PCA)能够将复杂的数据简单化,以简明直观的图谱形式显示样品间的差异性,在食品风味分析中有着广泛应用[15-16]。因此,为更好地比较不同品种鲜食糯玉米香气成分的差异,本研究采用一种新型的鲜食玉米原汁制备方法,经冻融压榨和高温杀菌,分离得到玉米清汁,采用HS-SPME-GCMS 方法对6 个品种鲜食糯玉米清汁挥发性成分进行测定[17],并与熟制籽粒形式测定的挥发性成分进行比较,最后对两种处理形式的样品分别进行PCA 分析,比较两种处理形式对样品特征提取物的影响,以期为鲜食糯玉米不同品种间的风味差异评价提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

供试品种中糯5 号(ZN-5)、苏玉糯5 号(SYN-5)、苏玉糯11 号(SYN-11)、苏玉糯602 号(SYN-602)、苏玉糯901 号(SYN-901)、焦点糯517(JDN-517)均采自江苏沿江地区农业科学研究所南通市农业科学研究院试验基地。

1.2 主要仪器与设备

JYZ-E6T 九阳原汁机,九阳股份有限公司;SYQDSX-280B 型蒸汽压力灭菌锅,上海申安医疗器械厂;CAR/PDMS/DVB 固相微萃取萃取头,美国Supeclo 公司;7890A/5975C 气相色谱质谱联用仪、DB-wax 毛细管色谱柱,美国Agilent 公司;H3-20KR 台式高速冷冻离心机,湖南可成仪器设备有限公司;DHG-9245A 电热鼓风干燥箱,上海一恒科学仪器有限公司;DZD-400/500/600/2SC 真空包装机,江苏腾通包装机械有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 水分含量的测定 新鲜采收的玉米籽粒置于105℃烘箱内烘干至恒重,记录新鲜样品和烘干后样品质量。

1.3.2 百粒重的测定 随机数取净玉米籽粒20 粒,3次重复,分别称重(g)。将每个重复20 粒籽粒的平均重量×5 即为实测百粒重。

1.3.3 玉米挥发性成分的萃取

1.3.3.1 玉米熟粒的制备 鲜穗去苞皮后沸水煮10 min,手工分离得到玉米籽熟粒,样品置于洁净的操作台上切成0.2 cm3小块,待测。

1.3.3.2 玉米清汁的制备 参照文献[17]的方法,玉米鲜穗手工剥离玉米粒,液氮速冻后真空包装,置于-20℃冰箱冻藏。取冷冻玉米粒样品置于40℃温水袋内密封解冻至样品温度约10~20℃。解冻后的籽粒置于原汁机压榨,收集汁液于4 000 r·min-1离心10 min,取上清,121℃灭菌15 min,上清液即为玉米清汁,用于后续分析。

1.3.4 挥发性成分的HS-SPME 萃取 取剪碎的玉米熟粒2.0 g 或玉米清汁5 mL(加入2.0 g NaCl)于20 mL 样品瓶,40℃水浴,平衡20 min 后,插入萃取头萃取20 min。其中玉米清汁萃取时设置搅拌速度为900 r·min-1。

1.3.5 挥发性成分的GC-MS 测定 参照文献[8]的方法,色谱柱为DB-Wax 毛细管色谱柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm),离子源温度200℃,质量扫描范围30~450 m/z。升温程序:起始柱温40℃,以5℃·min-1的速率升温至90℃;再以10℃·min-1的速率升温至230℃,保留15 min。进样口温度与接口温度均为250℃。

1.3.6 挥发性成分的定性与定量 采用安捷伦工作站(MSD ChemStation E.02.00.493)进行分析,定性方法采用NIST08 质量分析数据库进行检索,结合文献资料,对样品中各挥发性物质进行核对和确认(正反匹配度≥800)[6,8];挥发性成分的含量以峰面积(Ab×s)×10-5表示。

1.4 数据处理与分析

样品进行3 次重复试验。采用IBM SPSS Statistics 25 进行单因素方差分析,当P<0.05 时,表示差异显著。采用JMP10 数据处理系统,对玉米熟粒和清汁共有挥发性成分分别进行PCA 分析。

2 结果与分析

2.1 6 种鲜食糯玉米百粒重、水分含量比较

由表1可知,6 个糯玉米品种中水分含量最高的为 JDN-517 (68.02%),最低的为 SYN-5(51.97%),其他4 个样品水分含量则介于54.24%~57.62%之间。据报道,糯玉米在适宜采收期的水分含量一般介于59%~64%之间[18],根据试验测定的鲜食糯玉米水分含量,说明6 个品种的糯玉米均处于鲜食适采期。虽然6 个品种的糯玉米均处于鲜食适采期,但部分品种玉米籽粒的百粒重间差异显著(P<0.05),SYN-602(最高品种)的百粒重是SYN-5(最低品种)的1.46 倍,表明不同鲜食糯玉米品种的籽粒大小存在差异。

2.2 鲜食糯玉米熟粒的挥发性成分分析

由表2可知,6 个品种的糯玉米熟粒中鉴定出醇、醛、酮、呋喃、含硫化合物、单萜烯共6 类24 种化合物,其中硫类、呋喃类、醇类化合物的相对含量较高,硫类占总挥发性成分的31.54%~71.46%,呋喃类占5.50%~34.14%,醇类占11.03%~27.80%,这3 类成分分别以二甲基硫醚、2-甲基呋喃和乙醇含量为最高。在6 个品种糯玉米熟粒中均检测到的成分有8种,分别为二甲基硫醚、2-甲基呋喃、2-戊基呋喃、1-戊醇、(S)-2-辛醇、(Z)-2-戊烯、壬醛、二甲基亚砜,而且含量最高的成分均为二甲基硫醚,与前人报道[4-8]一致。

表1 鲜食玉米样品的水分含量与百粒重Table 1 Moisture content and 100-grain weight of freshedible corn samples

6 个品种糯玉米熟粒中检出的挥发性成分数量和含量存在一定差异。SYN-5 和JDN-517 糯玉米熟粒中检出的挥发性风味成分最多,均为21 种,其次是SYN-11,为19 种,再次为ZN-5,为18 种,SYN-901和SYN-602 检出最少,均为17 种。挥发性成分总量按大小可以分为三组:JDN-517 与ZN-5 最高,其次为SYN-5 与SYN-11,SYN-901 和SYN-602 最低,其中JDN-517 为SYN-602 的2.22 倍。1-己醇仅在ZN-5和JDN-517 中检出,两者无显著差异。1-戊醇在SYN-11 糯玉米熟粒中含量最高,是含量最低品种(JDN-517)的4.78 倍。壬醛在SYN-901 糯玉米熟粒中含量最高,其次为SYN-11 和SYN-5,三者间无显著差异。JDN-517 糯玉米熟粒检出的挥发性风味成分种类和总量均最多。

2.3 鲜食糯玉米清汁中挥发性成分分析

由表3可知,6 个品种糯玉米清汁中均检出的挥发性成分有19 种,硫类3 种,醇类6 种,酮类1 种,吡嗪类5 种,醛类3 种,噻唑1 种。与熟粒中检出的成分相比,除检测出六大类挥发性物质,还检测出吡嗪类和噻唑类物质,且每个品种糯玉米清汁检测出的成分数量均多于熟粒,挥发性成分的总量也高于熟粒,为熟粒的3.98~10.92 倍。除吡嗪和噻唑外,仅在清汁样品中检测到的成分还有2-呋喃甲醇、苯甲醛、苯乙醛,据报道这些风味物质阈值较低,是形成清香、甜香、水果香、花香等特征醇香气的关键成分[19-21]。

6 个品种糯玉米清汁中硫类化合物是占比最高的挥发性风味成分,相对含量为34.26%~77.51%,并以二甲基硫醚为主;但与熟粒不同的是,清汁中呋喃类化合物相对含量较低,为0.12%~1.20%,而醇类和醛类的相对含量分别为13.61%~44.46% 和3.05~15.56%。

不同品种糯玉米清汁挥发性成分与熟粒存在差异并表现为不同的特点。与熟粒中JDN-517 含量最丰不同,糯玉米清汁中,SYN-5 为检出成分数量和总量最多的品种,最少的为SYN-11。SYN-5 糯玉米清汁中醇酮类物质含量偏高,其中2-辛酮、1-己醇、2-乙基-1-己醇含量显著高于其他品种。1-己醇仅在SYN-5和JDN-517 糯玉米清汁中检出,且SYN-5 中1-己醇含量是JDN-517 的27.09 倍。SYN-11 糯玉米清汁相较其他5 个样品未检出的有庚醛、2-戊基呋喃、2-乙基-3-甲基吡嗪、3-乙基-2-甲基-1,3-己二烯、2-乙基-1-己醇等共计7 个成分,但SYN-11 中2-甲基呋喃和2-庚醇含量显著高于其他样品。糯玉米清汁中二甲基硫醚含量最高的为ZN-5,最小的为JDN-517,且ZN-5 是JDN-517 的2.7 倍,而在糯玉米熟粒中ZN-5 与JDN-517 的二甲基硫醚含量接近。另外,ZN-5糯玉米熟粒中未检出1-辛烯-3-醇,但其糯玉米清汁中1-辛烯-3-醇含量最高。糯玉米熟粒中JDN-517中2-戊基呋喃的含量低于ZN-5 和SYN-11,并与其他3 个品种差异不显著,而在清汁中此物质含量最高,且显著高于其他5 个品种。

2.4 糯玉米熟粒和糯玉米清汁的PCA 分析

对表2中6 个品种糯玉米熟粒中鉴定的8 种共有成分进行图谱PCA(图1)。提取的两个主成分中PC1解释所有变量方差的34.9%,是方差贡献率最大的主成分;PC2 解释所有变量方差的26.0%,PC1 和PC2累计解释所有变量的60.9%。由图1-A 可知,SYN-11在PC1 上得分最高,而SYN-602 得分最低;在PC2 上JDN-517 和SYN-901 得分为正,且均位于第二象限,以JDN-517 得分最高。由图1-B 可知,2-戊基呋喃在PC1 上载荷最高,其次为戊醇,最低的为(Z)-2-戊烯。根据PCA 原理,样品在得分图上距离越接近,说明它们的挥发性成分组成和含量相似度越高,而载荷图中不同化合物与原点之间距离可确定其与各个主成分之间的相关性[22]。由此可知,6 个品种中SYN-11 的特点为2-戊基呋喃和1-戊醇的含量最高,而SYN-602则以(Z)-2-戊烯含量最高为特点;JDN-517 和SYN-901 则以(S)-2-辛醇和二甲基亚砜含量最高为特点。

JDN-517 SYN-901 SYN-602成Varieties性分SYN-11挥发粒熟米玉糯食SYN-5种鲜2 6 种表Table 2Volatile components from cooked kernelsof sixfresh-edible waxy corns称Chinese name品ZN-5名文中号No 编类Classify 分981.17±82.47a 5.18±3.41a 45.03±8.44a 27.34±2.76c 5.86±1.33b 184.51±22.69a 22.39±3.44a 20.97±4.95d 23.97±4.30a 9.94±3.00d ND 3.18±0.67a ND 7.98±3.12b ND 8.51±0.99a 5.94±0.40b 10.55±1.81b 3.84±0.44a 35.46±7.31b 3.71±0.75b 3.38±0.74c 6.10±2.20a 6.20±0.91c 1 421.21±122.14a 354.81±77.52cd 3.74±0.57a 14.51±0.94c 229.96±54.74a 7.04±1.24b ND 10.13±1.53b 24.39±5.68d 25.30±3.23a ND 6.27±1.09a ND ND 7.93±1.63b 4.31±0.63ab 2.96±0.68c 16.19±1.01a 18.45±3.22a 3.77±0.96a ND ND ND 3.59±0.37b 3.38±0.94c 736.74±32.81c 201.89±72.81d 1.95±0.64c 39.59±1.59a 156.23±10.76b 6.22±0.44b 29.67±3.70c 13.32±3.66b 33.17±6.56c 17.47±5.01b 63.70±3.47b ND ND ND 9.67±2.58a ND 3.10±0.21c ND 6.89±1.99bc ND 26.76±1.61c ND 8.59±1.78b 3.59±0.38b 19.18±4.01a 640.01±92.61c 438.25±88.62c 4.31±1.21a 22.27±4.41b 148.48±12.95b 18.40±2.99a 3.44±0.16d 2.80±0.35c 100.24±3.64a 11.47±2.45c 83.91±5.42a ND ND 42.53±2.71a 12.17±2.55ab 5.51±1.34a ND 1.46±0.46c 18.34±2.01a ND 20.95±0.88c 1.71±0.33c 4.40±0.94c ND 2.33±0.05c 942.95±84.19b 658.68±79.05b 3.00±0.41b ND 128.48±14.30b 6.50±1.29b 6.41±0.66d ND 45.85±3.91b 7.10±0.75d 42.77±2.14c 2.33±0.73b ND 2.37±0.24c 13.61±1.35ab 3.37±0.78b 4.61±0.22b 4.93±1.38b 16.06±1.03a 2.59±0.09b 126.84±5.36a 8.34±0.65a 12.47±0.55a 3.92±0.86b 14.22±0.41b 1 114.43±89.13b 922.73±151.50a 3.55±0.42ab 20.12±2.22bc 121.99±33.73b 14.44±0.94a 100.06±6.14b 14.80±0.69b 39.30±2.12bc 13.74±0.58cd 2.28±1.01e 5.22±1.74a 3.12±0.81a 12.00±1.54b ND ND 3.58±0.75bc ND 4.16±0.48c 2.44±0.27b ND ND ND 3.36±0.49b 4.41±0.53c 1 291.30±135.19a醚砜喃喃喃醇醇-1-醇醇-2-酮烯硫亚呋呋呋丁醇醇烯醇醇己醛酮酮酮烯基基基基基醇3-甲1-戊醇-3-醇基基醛醛甲甲二3-甲甲2-甲2-戊乙烯5-庚二(S)-2-辛2-庚-2-丁1-己2-辛2-辛2-壬基2-乙3-甲1-辛4-壬基(Z)-2-戊6-甲Total 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17己18壬19苯2-庚20 21 22 23 24和总。同。下出检Sulfurs Furfurans 类Alcohols Aldehydes Ketones Others:ND:未类喃类类类他注Note:ND:Notdetected.Thesame as following.硫呋醇醛酮其

JDN-517 SYN-901 SYN-602分Varieties分析SYN-11性成发挥汁清米玉SYN-5种糯食鲜3 6 种表Table 3Analysis of thevolatile components from juiceof sixfresh-edible waxy corns称Chinese name品ZN-5名文中号No 编类Classify 分1 867.09±104.13d 23.07±2.06a 86.52±6.24b ND ND 17.59±5.83a 114.41±19.11a 45.37±1.98a 22.07±1.04a 66.81±1.46a 20.91±5.39a 75.69±4.75a 51.16±15.76a 1 859.23±154.64c ND 13.72±0.56b 106.88±3.86a ND 14.77±3.58b 17.86±4.87d 3.42±0.75a 7.09±1.59d 74.42±3.08a 16.35±1.72c 4.33±0.95b 17.53±2.11c 66.69±4.74ab 5 042.92±121.62a 3981.70±155.48b 2871.45±127.98c 2609.21±189.28cd2741.68±112.80cd 12.89±1.75bc 78.04±3.65b 16.58±0.88b ND 5.80±1.16c 27.52±1.77d 12.23±3.21c 4.45±0.67d 24.68±3.23c 6.42±1.72b 16.46±2.25d 15.10±2.07c 2 260.02±24.44b ND 7.77±0.77c 24.63±1.46e 3.72±0.55c 10.01±3.28bc ND ND 8.40±0.75d 17.78±5.09c 10.87±1.65d ND 12.93±0.92d 53.92±4.07b 10.79±1.44cd 125.02±13.40a ND ND 8.41±1.76bc 55.65±2.68c 14.38±0.99c 7.26±0.50c 13.84±1.74d 10.66±2.85b 30.18±0.28c 30.49±2.36b 2 471.28±282.41a 21.96±3.37a 16.41±1.67a 86.80±9.95b 11.46±0.57a 54.89±4.84a 36.81±3.37c 3.32±0.20a 22.17±1.40b 36.49±3.93b 24.63±1.63b ND 27.18±2.51a 83.289±4.41a 8.67±1.45d 35.09±6.12c ND 113.33±18.98a ND 23.69±3.92d ND 3.50±0.80d 13.92±2.06d ND 18.32±3.18d 11.66±2.63c 191.36±4.85d 13.95±1.24ab ND 67.35±10.03c 5.70±1.04b 3.36±0.91c 197.82±16.88a ND 8.46±1.10d 8.83±1.46d ND ND 15.21±2.61cd ND 11.26±0.66c 33.57±8.26c 31.83±2.72a 9.20±0.76c 10.25±0.07b 74.83±12.33b 36.33±6.73b 15.50±1.49b 55.20±5.45b 19.94±4.01a 52.94±8.05b 34.61±4.99b 2 392.62±82.22b 18.97±2.95a 14.47±1.97ab 92.17±1.98b ND 17.57±2.50b 33.84±5.22c ND 13.75±3.40c 34.30±2.48b 31.21±3.49a 117.31±9.99a 22.16±2.83ab 58.84±11.59b 15.89±2.50b 32.88±5.47c 34.85±7.40a 43.20±8.39b 4.40±1.82d 36.28±7.53d ND 4.49±0.85d 21.87±2.06c 6.40±1.30b 29.03±3.23c 10.47±1.30c 788.37±34.62d 8.71±1.26bc 4.09±1.52d 40.42±5.60d ND 5.24±1.41c 82.39±15.81b ND 26.07±1.91a 10.03±2.68d 20.21±2.41bc ND 21.08±1.55b 28.98±2.63c嗪嗪嗪吡嗪嗪醚砜硫喃喃喃吡吡基吡吡醇醇醇硫亚三呋呋呋嗪基基甲基基嗪醇醇甲醇醇醇醇丁基基基基基基吡甲甲吡醇醇-1-醇烯2-呋2-庚醇-3-醇基2,5-二-6-甲甲甲二3-甲基-2,5-二2-甲甲2-戊基-3-甲基14乙15辛烯3-己4-庚1-辛喃烯二二甲基1-壬基1-己1-戊2-乙3-乙2-乙2,6-二基1-辛1-庚-1-己2-乙3-甲1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13乙16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Sulfurs Furfurans Pyrazines类类Alcohols类喃嗪类硫呋吡醇

JDN-517 SYN-901 Varieties SYN-602种SYN-11)3(续表称Chinese name品SYN-5 ZN-5名文中号No 编类Classify 分108.36±11.73a 19.99±1.19c 24.51±1.85b 710.31±91.66a ND 31.91±2.48c 8.71±1.08b 34.59±6.56b 21.07±4.06a 9.84±0.86b 23.65±1.80b 5 769.25±139.74c 45.27±8.79d 8.12±1.56d 16.55±3.44c 299.59±14.24d ND 18.85±3.25d 1.76±3.05c ND 17.32±5.75ab 5.07±1.88c 8.51±2.39c 5 792.92±183.54c 53.71±10.82bc 30.44±6.30b 47.36±2.48a 647.23±105.06a ND 51.81±2.66a 25.14±2.94a 21.09±3.48c 25.95±2.29a 30.68±2.83a 31.88±1.34a 66.37±6.35b 14.20±0.86cd 20.41±4.92bc ND ND 12.83±3.21d 0.97±1.69c 23.02±5.15c 6.87±2.27c ND 4.79±1.42c 92.54±10.97a 33.69±4.60b 19.37±3.93bc 551.72±3.60b 8.69±4.00b 45.17±4.61b 9.99±2.54b 45.21±1.27a 25.57±9.85a 9.03±1.72b 31.93±4.76a 104.83±15.63a 45.05±2.71a ND 366.69±7.63c 13.31±1.96a 13.59±1.76d ND 6.54±2.56d 9.06±1.81bc 5.23±1.13c 7.36±2.75c 6 889.93±219.61b 8087.25±241.33a 3761.14±192.57d 6987.87±271.40b烯二丙-1,3-己唑酮噻醛醛醛醛醛醛醛酮基28己29壬30糠31庚32癸甲乙基基33苯34苯2-辛叶-2-甲酰36香2-乙基3-乙35 37 38 Total 和总Aldehydes Ketones Others类类他醛酮其

依据6 个品种糯玉米清汁的19 种共有挥发性成分得到PCA 图谱(图2)。PC1 解释所有变量方差的49.7%,是方差贡献率最大的主成分;PC2 解释所有变量方差的22.9%,PC1 和PC2 累计解释所有变量的72.6%。由图2-A 可知,JDN-517 在PC1 上得分最高,位于第四象限,而对应于载荷图,吡嗪类成分在第四象限呈聚集状分布,一方面说明了吡嗪类成分的相关性,另一方面显示了JDN-517 中吡嗪类成分含量高于其他样品的特点。SYN-602 在PC2 上得分最高,对应载荷值较高的为2-呋喃甲醇、1-戊醇、1-辛烯-3-醇、苯甲醛,表明SYN-602 中醛醇类成分含量较高。由图2-A 可知,SYN-901、ZN-5 和SYN-11 聚集于第三象限,且距离其他3 个样品较远,说明与其他样品相比,这3 个样品的挥发性成分更接近。

3 讨论

在鲜食玉米风味的研究中,将籽粒切碎[5]或加水匀浆[4,6]后进行HS-SPME-GC-MS 萃取是我国目前最常采用的处理方式,但生鲜样中往往有大量的醛醇类物质并表现为生味[6],熟样匀浆后可检测到的玉米香气活性成分主要为二甲基硫醚,其他以醛醇酮类为主[4,6]。但是,在国外对甜玉米加工品香气成分的研究中,除二甲基硫醚外,还有2-甲基吡嗪、2-甲基乙基吡嗪等吡嗪类物质和2-乙酰基噻唑、2-乙酰基-2-吡咯啉等美拉德反应成分[9-10]。在我国特有的鲜食玉米类型——糯玉米香气研究中,往往检测不到吡嗪[8,14]或吡嗪含量很低而未引起重视[5]。本研究虽然仅在清汁样品中检测到吡嗪类成分,也说明吡嗪类应该为糯玉米的香气活性成分。吡嗪类化合物具有低阈值、留香时间长的特点,具有明显的烤香、坚果风味[11],如2,5-二甲基吡嗪为烘烤花生的典型香气成分[12],2,5-二甲基吡嗪、甲基吡嗪能提供玉米的焦香与谷物的香味[23]。除吡嗪类外,仅在糯玉米清汁中检测到的还有噻唑类以及2-呋喃甲醇、苯甲醛、苯乙醛等成分,清汁形式不仅检测到更多种类的挥发性物质,而且检测到的挥发性成分含量也普遍上升,总量达熟粒的3.98~10.92 倍。鲜食玉米的香气均需要加热烹制后才能产生。糯玉米与甜玉米不同,籽粒中含有大量淀粉,在熟制后糊化,糊化的淀粉有可能会影响到吡嗪类等香气成分的生成与挥发[24],因此降低糊化对淀粉的影响,从而更好地对糯玉米进行香气评价,需要对样品处理及测定方法进行更多的研究。

对于不同品种糯玉米香气差异的识别方面,熟粒和清汁的PCA 结果均显示JDN-517 与众不同,在糯玉米熟粒中(S)-2-辛醇和二甲基亚砜含量最高,而在清汁中吡嗪类物质含量最高。(S)-2-辛醇被描述为蘑菇香和脂香,是源于油脂中不饱和脂肪酸的生物降解[25];吡嗪为烤香和坚果香,多来自游离糖与氨基酸在高温下的美拉德反应[26],二甲基亚砜为二甲基硫醚的氧化产物,而二甲基硫醚来自S-甲基甲硫氨酸的热降解[27],因6 个品种糯玉米的受热程度相同,推测JDN-517 清汁可能含有更多这些风味成分的前体物,并且其受热后风味可能更浓郁。在对其他品种鲜食糯玉米适采期前后游离糖和氨基酸的检测中发现,采收期较早、水分含量高的样品游离糖和氨基酸含量较高[28]。本研究结果表明,JDN-517 糯玉米的水分含量显著高于其他品种,这种特色是源于品种差异还是受采收时成熟度的影响,仍待进一步分析。除JDN-517外,SYN-602 与SYN-11 分别分布在PC1(图1-A)与PC2(图2-A)的两端,综合成分载荷分析,这种分布可能与醛醇类成分有关,如SYN-602 清汁中2-呋喃甲醇含量最高,是SYN-11(含量最低)的16.34 倍,2-戊基呋喃具有果香、奶酪、酸性乳制品的香气[21],这些成分如何影响鲜食糯玉米香气仍有待研究确定。另外,两种样品处理形式测得的糯玉米中挥发性成分存在诸多不同,但两种处理样品PCA 结果均显示JDN-517、SYN-602 与SYN-11 的特色值得关注,如能建立品种香气特色与生理代谢、遗传特性之间的关系,将对以风味为导向的育种工作有重要意义。

4 结论

本研究通过HS-SPME-GC-MS 检测发现,煮制鲜食糯玉米熟粒和鲜食糯玉米清汁在挥发性成分方面存在差异,鲜食糯玉米清汁中检测到更多的挥发性成分,且仅在玉米清汁中检测出吡嗪和噻唑化合物两类典型的玉米香气成分,而且清汁中检测到的挥发性成分总量为同品种熟粒的3.99~10.92 倍。基于两种处理方式得到的挥发性成分结合PCA 发现,前两个主成分的累计方差贡献率高于熟粒,在对品种差异的识别上更好地解释了JDN-517 品种在吡嗪等香气成分上与其他样品的差别。因此认为,以清汁形式对鲜食糯玉米挥发性成分进行检测,可以更好地建立不同糯玉米品种香气差异与挥发性成分的关系,更好地反映品种之间的差异。

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