《食品科学》：低温等离子体处理对糙米原料及糙米饭风味特性的影响

作为一种典型的全谷物食品，糙米（BR）营养价值高，含有丰富的膳食纤维、γ-氨基丁酸、酚类物质、矿物质及维生素等营养物质，可以有效降低心血管疾病、糖尿病和肥胖症等慢性疾病的发病率。然而BR存在口感粗糙、难蒸煮等缺点，很难满足消费者的消费需求，需要利用一定的加工技术改善其质地、色泽、口感及风味等品质。作为一种新型的非热加工技术，低温等离子体（LTP）中电子与较重粒子在大气压或低压下不断碰撞，所产生的高能电子、活性成分物质和紫外线作用于食品，进一步导致食品发生多种物理和化学变化。

目前，关于BR风味化合物的研究多采用气相色谱-质谱法（GC-MS）， 哈尔滨商业大学旅游烹饪学院的张培茵、孙 莹*和国家粮食和物资储备局科学研究院的谭 斌*等人 以BR及糙米饭（C-BR）为对象，主要研究LTP处理对其特征风味的影响，借助 GC-IMS技术实现风味成分的分离与定性分析，构建出LTP处理后BR的特征风味离子迁移色谱（IMS）指纹谱库，以期为BR品质评价提供理论和实践依据。

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BR原料及米饭风味的GC-IMS分析结果

图1、2中的红色谱带表示反应离子峰，离子峰右侧的每个点对应一种风味物质，红色表示物质浓度高，白色表示物质浓度低，颜色越深浓度越高。同一种风味物质可能引起一个甚至多个信号，多个信号一般代表物质的单体、二聚体或三聚体。

通过对比图1与图2纵坐标轴可知，WR、BR和 LTP-BR原料明显比蒸煮后的米饭样品呈现出复杂的风味体系，挥发性风味物质种类较多，这说明蒸煮过程中部分风味物质已经遇热发生分解。所有样品中的挥发性风味物质在气相保留时间1 000 s内完成了GC分离，离子迁移时间约在2.0 ms内已经显示出不同的GC-IMS主要特征谱信息。相比较于WR和C-WR样品，BR、LTP-BR、C-BR和C-（LTP-BR）样品的挥发性风味物质的种类和含量明显较高，呈现出丰富而复杂的风味物质体系。

如图1所示，对比BR原料和LTP-BR原料IMS谱图中a、b、c、d和a′、b′、c′、d′区域可以明显观察到LTP-BR 原料在相同气相保留时间和离子迁移时间下挥发性风味物质的累积含量较高，这4 个特征区域可以作为区分LTP技术处理BR前后的指纹特征参照点，进一步说明LTP 技术可以增强BR原料的风味物质体系。如图2所示，C-BR和C-（LTP-BR）两种样品的风味指纹图谱不存在明显差异，这说明经LTP处理的BR蒸煮后未产生不良风味。

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BR原料及米饭风味指纹图谱分析结果

图3A观察到，相比较于WR原料，a区域为BR和LTP-BR原料的特征风味物质区域，主要物质包括2-己醇、2-戊基呋喃、辛醛、二氢草莓酸乙酯、乙酸乙酯、庚醛、乙酸己酯、反式庚烯醛、乙酰苯、反式2-辛烯醛，其中部分物质未检测出。b区域为LTP技术处理后LTP-BR原料相对含量高于BR原料的特征风味物质区域，主要物质包括醇类、酮类和萜类物质，如2,3-丁二酮、丙酮、桉树脑单体、桉树脑二聚体、正己醇单体、正己醇二聚体、二烯丙基二硫醚、蒎烯和柠檬烯。醇类物质会产生柔和气味，LTP处理后正己醇等醇类物质含量升高，赋予BR、C-BR更多的花香气和水果香气。而多数酮类物质阈值小，具有清香气味，对稻米原料整体风味具有较大的贡献率，可见LTP处理使BR风味体系增添了花果香，香味优异持久。

由图3B、图4和表1（表1可点击下方 阅读原文 查看）可以看出，C-WR、C-BR和 C-（LTP-BR）的风味物质丰富且复杂，共识别出6 类45 种挥发性风味物质，其中醛类18 种、醇类12 种、酮类8 种、酯类3 种、萜类3 种和其他类1 种。在稻米香气成分中醛类物质所占比例最大，是整体风味成分的主要贡献者，其次是醇酮类物质，这与张敏、Zeng Zhi等的研究结论相同；相对含量较少的酯类及萜类物质风味 贡献不突出，仅仅表现出烘托米饭整体香气的效果，增添了米饭风味多样性。相比较于WR、BR和LTP-BR原料，蒸煮加热使样品的挥发性风味物质种类和含量减少，其中米饭样品中不存在酸类物质，这是因为加热使酸类物质被完全分解。

由图3B的稻米饭风味图谱观察到，d区域中戊醛单体是C-WR的特征风味物质；而c区域中C-BR和C-（LTP-BR） 样品风味物质的含量明显高于C-WR，主要包括丁酮二聚物、正戊醇、甲基丁醛、庚醛和辛醛等28 种物质，这是因为BR皮层中脂肪酸含量丰富，蒸煮加热使裂解和氧化反应进一步发生从而产生更多风味物质，这说明BR外表面的麸皮层丰富了C-BR风味物质体系。

03

BR原料及米饭样品相似度分析结果

依据图3构建的LTP处理前后BR原料和C-BR的风味IMS指纹图谱，采用dynamic PCA plug-ins插件程序进行PCA处理，比较LTP处理前后BR原料与C-BR样品特征风味之间的差异。由图5可以看出，BR原料样品组和C-BR样品组的PC1和PC2的贡献率之和均超过85%，WR、BR、LTP-BR的原料和米饭样品特征风味物质具有一定的差异，彼此之间可以被明显区分开，而样本间聚集度较高，说明样品间差异较小。表2和表3结果更能直观地反映样品之间的差异和区分度，相似度越大，代表相似程度越高。

结 论

本研究基于GC-IMS分析了LTP技术处理后稻米原料之间、稻米饭之间及生熟米饭之间挥发性风味物质变化差异。结果表明，WR与BR、LTP-BR原料间风味体系 存在差异，相似度仅分别为60.50%和52.50%；WR与BR、LTP-BR挥发性风味物质体系丰富且复杂，共识别出7 类55 种挥发性风味物质，关键风味物质主要是醛类、酮类和醇类物质。经LTP处理后的LTP-BR与BR的相似度为83.25%，两组样品的挥发性风味物质特征指纹相似，存在细微差异；经LTP处理后，BR原料的醇类、酮类和萜类物质相对含量明显增加，包括2,3-丁二酮、丙酮、桉树脑单体、桉树脑二聚体、正己醇单体、正己醇二聚体、二烯丙基二硫醚、蒎烯和柠檬烯，为LTP-BR提供了更多的花香、松木等清香气味。

C-WR、C-BR和C-（LTP-BR）的风味物质复杂多样，共识别出6 类45 种挥发性风味物质，其中醛类物质所占比例最大，其次是醇酮类物质，酯类及萜类物质的相对含量低。C-BR和C-（LTP-BR）样品风味物质的含量明显高于C-WR，主要包括丁酮二聚物、正戊醇、甲基丁醛、庚醛和辛醛等28 种物质。LTP处理使C-（LTP-BR）样品醛类物质和萜类物质的相对含量增加，为C-（LTP-BR）提供了青草香、果香、松木香等香气，但对醇类、酮类等物质影响不大；此外，C-BR与C-（LTP-BR）的相似度为89.5%，这说明蒸煮在一定程度上消除了LTP对BR风味物质的影响。LTP处理后无不良风味物质产生，更利于消费者接受。

本文《低温等离子体处理对糙米原料及糙米饭风味特性的影响》来源于《食品科学》2021年42卷15期74-80页，作者：张培茵，孟宁，刘明，刘艳香，昝学梅，谭斌，孙莹，翟小童。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200729-380。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

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修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅

图片来源于文章原文及摄图网

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