膨化大米气味成分构成的研究

摘要：采用同时蒸馏萃取（SDE）结合气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）分析了膨化大米挥发性成分构成。结果表明，膨化大米主要为醛、碳氢、含苯衍生物、醇、酮、酸和其他类挥发性成分构成，其中醛14种（67.30%）、碳氢8种（3.35%）、含苯衍生物7种（3.29%）、酮4种（4.38%）、醇2种（1.20%）、酸2种（3.62）和其他类物质3种（16.86%），己醛（32.93%）、2-戊基-呋喃（13.28%）、（E，E）-2，4-癸二烯醛（11.27%）和壬醛（5.74%）为主要挥发性成分，醛类物质种类丰富、含量最高，为膨化米粉中重要的化合物。

关键词：膨化；大米；挥发性成分

中图分类号：S511；TS213.3 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）11-2116-04

DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2017.11.031

Abstract： Volatile aroma components in extruded rice were analyzed by simultaneous distillation extraction（SDE） and gas chromatography-mass spectrometry（GC-MS）. The results showed that， forty components were determined， including 14 aldehydes（67.30%），8 hydrocarbons（3.35%），7 benzene derivatives（3.29%），4 ketones（4.38%），2 alcohols（1.20%），2 acids （3.62%） and 3 other volatile components. Hexanal （32.93%），2-pentyl-furan （13.28%），（E，E）-2，4-decadienal （11.27%） and nonanal （5.74%） were dominant volatile components. Among these components， aldehydes had abundant species and highest contents， was one of important components in extruded rice.

Key words： extruded； rice； volatile components

长期以来，中国大米的加工多局限于初产品加工，食用方式以米饭为主。近年来，随着加工技术的进步，大米深加工产业蓬勃发展。其中，膨化大米食品以其特有的酥松性、风味性、营养性和卫生性深受广大消费者喜爱[1]。膨化不仅赋予大米制品独特物化特征、营养特性，还可赋予产品特殊的气味品质。气味是产品的重要感官品质，是由挥发性成分刺激人体嗅觉细胞产生的。目前，对大米气味品质的研究主要集中在品种[2，3]、储藏[4，5]、蒸煮方式[6，7]等方面的研究，涉及到膨化大米制品气味物质的研究相对较少，在一定程度上限制了膨化大米食品的开发利用。因此，本研究以膨化大米为研究对象，采用同时蒸馏萃取技术（SDE）提取其挥发性气味物质，并通过GC-MS进行鉴定，初步分析和确定膨化大米挥发性气味成分的构成，旨为明确其主体香味成分，也可为膨化大米食品评价和品质控制奠定科学基础。

1 材料与方法

1.1 材料

大米：湖北京山桥米，购于阳逻中百超市。

1.2 设备

TSE60单螺杆膨化机，济南盛润机械有限公司；同时蒸馏萃取装置和KD浓缩装置（实验室定制）；Agilent 7890气相色谱质谱联用仪，美国Agilent公司；DS-101S集热式恒温加热磁力搅拌器，中国河南子华仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 样品制备 取膨化大米样品100 g置2 000 mL圆底烧瓶中，加重蒸水1 000 mL，接SDE装置右端，用电热套加热至沸腾；取重蒸乙醚50 mL置100 mL圆底烧瓶中，接SDE装置左端，恒温水浴加热至沸腾。提取2 h，收集乙醚。将乙醚放入冰箱中冷冻过夜，除去水相，采用KD浓缩装置浓缩至2 mL，用氮气吹扫浓缩至0.5 mL，取1 μL用于GC-MS分析。

1.3.2 GC-MS分析色谱条件 毛细管色谱柱为DB-5ms柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm），进样口温度250 ℃，接口温度250 ℃。程序升温为起始温度45 ℃保留2 min，以4 ℃/min升温到220 ℃保留5 min。载气为He，流速1.0 mL/min，不分流。|谱条件：电离方式为EI，电子能量70 eV，灯丝发射电流为200 μA，离子源温度为200 ℃，接口温度为250 ℃，扫描质量范围33～450 amu。试验数据处理由Xcalibur软件系统完成，未知化合物经计算机检索同时与NIST谱库（107 k Compounds）和Wiley谱库（320 k Compounds，version 6.0）相匹配，报道中正反匹配度均>800（最大值为1 000）的鉴定结果。定量分析：挥发性气味物质相对含量通过面积归一化法计算。

2 结果与分析

通过NIST和Wiley谱库搜索，结合有关文献，确定膨化大米挥发性气味中含有40种物质（图1和表1）。各类化合物的个数及含量如图1所示。由图1可知，膨化大米的化合物主要为醛、碳氢、含苯衍生物、酮、醇、酸和其他化合物，其中醛14种（67.30%）、碳氢8种（3.35%）、含苯衍生物7种（3.29%）、酮4种（4.38%）、醇2种（1.20%）、酸2种（3.62）和其他类物质3种（16.86%）。结果显示，醛类物质为膨化大米中重要的化合物。所检测到的物质中己醛（32.93%）、2-戊基-呋喃（13.28%）、（E，E）-2，4-癸二烯醛（11.27%）和壬醛（5.74%）为主要挥发性成分，含量大于5%，对产品的风味可能产生重要影响。

2.1 醛类成分构成

醛类化合物个数和含量都最为丰富，一般醛类化合物的阈值较低，对产品的最终气味品种产生重要影响。在所检测到的醛类化合物中，主要有饱和醛、2-烯醛、2，4-二烯醛构成，5种饱和醛分别为己醛、庚醛、辛醛、壬醛、癸醛；5～10碳原子饱和醛具有青香、油香、脂香风味[8]，对膨化大米制品具有较大贡献，其中己醛含量最高，含量较低时具有令人愉悦的青草香味，但含量过高会产生负面的酸败味道[9]。5种2-烯醛分别为（Z）-2-庚烯醛、（E）-2-辛烯醛、（E）-2-壬烯醛、（E）-2-癸烯醛、（E）-2-十一碳烯醛；（E）-2-辛烯醛、（Z）-2-癸烯已被确定为稻谷中重要的气味物质，分别具有坚果和脂肪香味特性[10]；4种2，4-二烯醛分别为（E，E）-2，4-庚二烯醛、（E，E）-2，4-壬二烯醛、（E，E）-2，4-癸二烯醛和（E，E）-9，17-十八碳二烯醛，（E，E）-2，4-庚二烯醛和（E，E）-2，4-壬二烯有相对低阈值，对产品气味可能有重要影响。

2.2 碳氢和含苯衍生物

碳氢和含苯衍生物在膨化大米中种类较丰富，但是含量相对较低，碳氢化合物中主要为直链饱和烷烃、支链饱和烷烃及不饱和烷烃构成，其中直链饱和烷烃4种、支链饱和烷烃3种、不饱和烷烃1种，碳氢化合物一般具有较高的阈值[11]，对产品的气味品质影响不大。一定数量含苯衍生物也在膨化大米中检测到，含苯衍生物是谷物中常见的挥发性成分，有些学者认为含苯衍生物的检出和环境污染密切相关，含苯衍生物如萘、2-甲基-萘等一般具有萘的气味[12]，通常认为和产品负面气味有关。

2.3 醇和酮类化合物

酮和醇类化合物在膨化大米中检测较少，醇和酮类物质是脂肪酸，特别是不饱和脂肪酸氧化降解的产物[13]。检测到2个醇类化合物为3，5-辛二烯-2-醇和2-丁基-2，7-辛二烯-1-醇，为不饱和二烯醇，关于它们和谷子气味品质关系尚不清楚。3种醇类物质2-庚酮、3-壬烯-2-酮是谷物中常见的气味成分。酮类物质一般具有奶油香和果蔬香[14]，可能和膨化大米气味品种密切相关。

2.4 酸和其他类化合物

2种酸类物质被检测到，为十六酸和（Z，Z）-9，12-十八碳二烯酸，它们为大米中常见的脂肪酸成分，这类化合物的阈值大、沸点高，同时蒸馏过程中随样品沸腾而蒸馏提取到[11]，对样品气味品质影响不大。3种其他类2-戊基-呋喃、2，5-二叔丁基酚、十六酸甲酯，它们为大米中常见的挥发性成分，2-戊基-呋喃为大米中重要的气味成分[14]，通常对产品气味品质有重要影响。

3 小结

本研究在膨化大米中检测到40种挥发性成分，为醛、碳氢、含苯衍生物、醇、酮、酸和其他类物质，醛14种（67.30%）、碳氢8种（3.35%）、含苯衍生物7种（3.29%）、酮4种（4.38%）、醇2种（1.20%）、酸2种（3.62）和其他类物质3种（16.86%），己醛（32.93%）、2-戊基-呋喃（13.28%）、（E，E）-2，4-癸二烯醛（11.27%）和壬醛（5.74%）为主要挥发性成分，醛类物质种类丰富、含量最高为膨化大米中重要的化合物。

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