低升糖指數雜糧掛面風味分析*

王婷婷，蒙太和，張國治

（1.河南工業大學糧油食品學院，鄭州 450001；2.中糧面業（武漢）有限公司，武漢 430000)

低糖低脂、少鹽低熱量、均衡搭配的飲食模式是目前大眾所推崇的，目前大眾正在逐步提升食物中膳食纖維的占比以形成更完善的飲食結構，在食品加工過程中提升雜糧的占比就是一種常見的方式；但是考慮到雜糧中膳食纖維的口感和質地較為粗糙，而高直鏈玉米淀粉口感細膩，富含抗性淀粉，GI 值低、消化率低、熱量低、飽腹感強、來源較為廣泛且安全性較高， 是新型食品原料中的極佳選擇。低升糖指數雜糧復配掛面的功能特性也是目前大眾關注的新熱點。

為了探究低GI 掛面和小麥掛面之間風味及口感差異，采用電子鼻、電子舌結合主成分分析（PCA）的形式對兩種掛面的風味、口感進行分析；并進一步通過固相微萃?。瓪庀嗌V－質譜聯用結合相對氣味活度（ROAV）及主成分分析（PCA）確定掛面中具體的特征風味化合物。 本研究旨在為雜糧復配低GI 掛面的風味分析提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

蕎麥粉， 榆農尚古農耕農業發展有限公司；山藥粉，懷仁堂生物科技有限公司；高直鏈玉米淀粉，恒瑞淀粉公司；五得利六星小麥粉，五得利面粉企業；谷朊粉，河南萬邦化工科技有限公司。

1.2 儀器與設備

GC-7890A 氣相-質譜聯用儀，美國安捷倫科技有限公司；PEN3 型電子鼻， 德國AIRSENSE 公司；SA402B 型電子舌，日本INSENT 公司。

1.3 電子鼻檢測

稱取煮后的面條試樣10 g，立即裝入30 mL 頂空進樣瓶中，參照鄭開迪等[1]方法進行電子鼻實驗。

1.4 SPME-GC-MS 檢測

稱取3 g 待測樣品， 以1 μL 質量濃度為0.496 μg/μL 的2-甲基-3-庚酮為內標物，參照鄭開迪等[1]的方法進行SPME-GC-MS 實驗。

1.5 關鍵風味化合物確定

采用ROAV 法[2]評價揮發性化合物對掛面風味的貢獻程度。 計算揮發性化合物ROAV。

1.6 電子舌檢測

參照蘆建超等[3]方法稍作修改，稱取5 g 煮熟后兩種掛面，加入100 mL 去離子水，研磨，6 000 r/min離心10 min，取上清液用于電子舌檢測，樣品采集時間120 s，采集周期1 s，每個樣品重復5 次平行。

2 結果與分析

2.1 電子鼻風味分析

由圖1（a）知，與空白組小麥掛面對比，雜糧復配低GI 掛面中揮發性風味氣味更濃郁， 且其中W5S（氮氧化合物）、W1W（硫化合物）、W2W（芳烴化合物， 硫的有機化合物）3個傳感器的響應值較高，相較于小麥掛面明顯增強。 原料粉選用了含有蕎麥殼和麩皮的蕎麥粉，因此香氣較蕎麥面粉更加濃郁。蕎麥殼和麩皮中醛類物質相對含量較高， 可賦予掛面甜橙氣息和青草香氣； 蕎麥殼中的醇類和酯類賦予其花果香；蕎麥粉中豐富的烴類成分，使其具有甜橙香、樟木香[4]。 山藥中豐富的蛋白質、淀粉等成分在高溫條件下會發生降解形成復合香氣， 醛類、腈類、酯類、醇類和酮類、烴類、酸類都是山藥中香氣的來源[5]。 因此在掛面中添加蕎麥、山藥等成分可以有效豐富掛面的風味與口感。

圖1 蒸煮后不同種類掛面風味的電子鼻數據圖

由圖1（b）中主成分圖可知，低GI 組與空白組距離較近，說明揮發性風味物質差異較小[6-7]。 由圖1 （b） 中載荷圖可以看出，W1C、W3C、 W5C、W5S、W1W、W2W 六個傳感器距原點較遠，對樣品風味區分的貢獻較大。 更加詳細地表述了兩種掛面樣品的揮發性氣味差異主要存在于芳烴化合物、氨、烯烴、極性分子、氮氧化合物及硫化合物等物質[8]。

2.2 SPME-GC-MS 結果分析

由表1 知，生小麥掛面中含有10 種風味物質，生低GI 掛面中含有15 種風味物質，其中生低GI 掛面特有的風味物質有E-2-己烯醛丙二醇縮醛、癸酸乙酯、月桂酸乙酯、己酸、辛酸、壬酸、正癸酸、月桂酸， 生低GI 掛面較生小麥掛面增加了青蘋果香、花香、奶油香、奶酪香和椰子味。

表1 掛面揮發性化合物及含量

C7 14.678 3-甲氧基苯甲醛 - - - 0.0022 茴香氣味C8 15.014 壬醛 0.0392 1.8605 1.7595 0.0846 玫瑰香、柑橘味、脂肪味C9 16.035 (Z)-2-壬烯醛 0.0018 0.1274 - - 清香味C10 16.026 E-2-壬醛 - - 0.3575 0.0189 肥皂味、黃瓜味、甜瓜味、脂肪味C11 16.789 癸醛 0.0105 0.8098 - - 清香味、堅果味C12 17.676 E-2-癸醛 - - - 0.0173 油脂味C13 18.34 十一醛 - - - 0.0033 蠟質香、肥皂味、柑橘香、洗衣粉味C14 18.421 E-2-己烯醛丙二醇縮醛 - 0.9042 - - 青蘋果香D1 6.013 E-2-甲基環戊醇 0.0006 0.122 - - -D2 8.832 正己醇 - - 0.3517 0.013 青草香、塑料味D3 12.293 1-辛烯-3-醇 - - 0.6604 - 蘑菇、泥土味、油脂味、鮮味和肉湯味D4 13.48 2-乙基己醇 - - 0.0661 - 柑橘香、花香、油脂味D5 13.48 4-乙基-1-辛炔-3-醇 0.0013 0.0245 - - -D6 13.711 3,5-辛二烯-2-醇 - - 0.0661 0.0049 -D7 14.37 6-甲基庚醇 - - 0.2281 - -醇 D8 16.192 （2Z，5Z）-十五碳二烯-1-醇 0.0009 - - - -類 D9 19.077 2-甲基-1-十六醇 0.0022 5.1974 - - -D10 19.813 12-甲基-E,E-2，13-十八二烯-1-醇 0.0074 2.2067 - - -D11 20.008 立方醇 - - 0.0508 - 辛辣味、草藥綠茶香D12 20.011 2-亞甲基-5α-膽甾烷-3β-醇 - 0.4294 - 0.0013 -D13 20.086 1-七烷醇 - - 0.0148 0.0006 -D14 20.225 叔十六硫醇 - 3.9309 - - -D15 20.29 2-己基-1-癸醇 - 0.9135 - - -E1 10.737 己酸甲酯 - - - 0.0044 果香、香蕉味、菠蘿香、蘋果香、杏香、奶油香E2 13.483 三氟乙酸1-甲基十一烷基酯 - 0.0645 0.1149 - -E3 13.824 草酸十八烷基環丁基酯 - - - - -酯 E4 14.928 9-十八烯-12-炔酸甲酯 - - - 0.0045 -類 E5 15.382 辛酸甲酯 0.0021 0.3243 - 0.0255 果味、蠟質香、柑橘味、脂肪味E6 15.533 十八酸- 2-丙烯酯 - - 0.018 - -E7 16.106 2,2,2-三氟乙酸-1-甲基十二烷基酯 - 0.0634 - - -E8 16.625 2’-己基-1,1’-二環丙烷-2-辛酸甲酯 0.0004 - 0.0384 0.0094 -E9 16.791 三氟-1-甲基十一烷基乙酸酯 - - 0.3289 - -E10 16.984 4-氟-1-甲基-5-羧酸乙酯 - 0.0937 - - -E11 17.904 2-E-十六烯酸甲酯 - 0.5478 - - -E12 17.967 13,16-十八碳二炔酸甲酯 - - - 0.0011 -E13 17.97 2-甲基-2-丙烯酸十六烷基酯 - 0.3686 - - -E14 18.109 乙酸龍腦酯 - - 0.1452 0.0133 香樟味、木質香、薄荷香、漿果香、肥皂味E15 18.833 2-辛烯酸,2-己烯基酯,（E,E）-（9CI） - - - 0.0008 -E16 18.884 七氟丁酸丁酯 - 0.6806 - - -醛類

E17 18.892 辛酸丁酯 - - - 0.0014 -E18 19.347 2-辛基環丙烷十四酸甲酯 - 0.3015 - 0.0079 -E19 19.543 癸酸乙酯 - 0.5349 - 0.0076 蠟質香、果味、蘋果味酯類E20 20.133 甲酸3,7,11-三甲基-1,6,10-十二烷基-3-酯 0.0013 - - - -E21 20.756 12,15-十八碳二炔酸甲酯 - - 0.0196 0.0034 -E22 21.198 10-甲基十一烷酸甲酯 - 0.9962 - - -E23 21.201 2,5-十八碳二炔酸甲酯 - - 0.0348 - -E24 21.201 月桂酸甲酯 - - - 0.0096 蠟質香、奶油香、脂肪味，肥皂味、椰子味E25 21.207 10-甲基十一烷酸甲酯 0.0041 - - - -E26 21.7 7-甲基-Z-十四碳烯-1-醇乙酸酯 0.0017 0.6824 - - -E27 22.038 月桂酸乙酯 - 1.2718 - 0.0116 蠟質香、肥皂味、花香、奶油香、果香E28 22.163 戊酸2,2,4-三甲基-3-羧基異丙基異丁基酯 - - 0.1083 0.0078 -E29 25.145 鄰苯二甲酸丁十四酯 - 0.1577 - - -E30 25.148 鄰苯二甲酸十六烷基丙酯 - - - 0.0019 -E31 25.154 鄰苯二甲酸十八烷基異丁酯 0.0013 - - - -E32 25.154 鄰苯二甲酸異丁基辛酯 - - 0.0709 - -E33 25.359 油酸芐酯 - 0.0189 - - -酸類E34 26.101 鄰苯二甲酸二丁酯 - 0.0565 - - 酮類F1 9.586 4-甲基-2-己酮 - - 0.0867 - -F2 9.616 2-庚酮 - - 0.0259 - 奶酪味、果味、椰子味、蠟質香、木質香F3 10.251 2-甲基-3-庚酮 0.1653 0.1653 0.1653 0.1653 果味、草木香、綠葉香F4 11.07 4-辛酮 - - 6.4529 - -F5 12.097 2,2-二甲基環丁-1-酮 - - 0.0799 - -F6 12.506 6-甲基-5-庚烯-2-酮 0.0014 - - 綠植清香、蘋果味、香蕉味酮 F7 13.533 4-甲基環戊烷-1-酮 - - 0.1792 -類 F8 15.827 N-[4-溴-n-丁基]-2-哌啶酮 - 0.0455 - -F9 16.394 2,2-二甲基環己基酮 - - 0.0388 -F10 20.344 香葉基丙酮 0.0022 1.3186 0.0574 木蘭香，花果清香、4-（1-氫過氧基-2,2-二甲基 梨味、香蕉味F11 -6-亞甲基-環己基）-戊-3- 0.9096 - - -20.617 烯-2-酮F12 26.051 9,9-二甲氧基-雙環[3.3.1]壬烷-2,4-二酮 0.0002 - - -G1 12.515 己酸 - 1.0555 0.0414 奶酪香、 果味、三氟-1-甲基十一烷基酯乙酸 脂肪味G2 13.836 乙酸 0.0014 - - -G3 14.759 三氟十六烷酸 - 0.0987 - -G4 16.305 2-十二烯酸 0.001 - - -G5 16.634 辛酸 - 24.2693 0.6373 腐臭味、油脂味G6 16.958 17-十八炔酸 - - - 0.0039

熟小麥掛面中有16 種風味物質， 熟低GI 掛面中有25 種風味物質， 熟低GI 掛面特有的風味物質有(Z+E)-2-甲基-2-(4-甲基-3-戊烯基) 環丙烷碳醛、3-甲氧基苯甲醛、E-2-癸醛、十一醛、己酸甲酯、辛酸甲酯癸酸乙酯、月桂酸甲酯、己酸、辛酸、正癸酸，熟低GI 掛面較熟小麥掛面增加了檸檬香、茴香氣味、菠蘿香、蘋果香、杏香、奶油香。 因此，生、熟低GI 掛面均比生、熟小麥掛面的風味更加豐富。

低GI 掛面煮后揮發性風味物質種類更豐富，較煮前增加了二十烷、(Z+E)-2-甲基-2-（4-甲基-3-戊烯基） 環丙烷碳醛、E-2-辛烯醛、3-甲氧基苯甲醛、E-2-癸醛、十一醛、正己醇、己酸甲酯、乙酸龍腦酯、月桂酸甲酯等風味物質，較生低GI 掛面增添了檸檬香、黃瓜味、辛辣味、肉香、茴香味、油脂味、菠蘿香、杏香、清香味、青草香、木質香、薄荷香、漿果香。其中正己醛、 庚醛、E-2-壬醛3 種風味物質含量較煮前增多，使掛面中青草味、脂肪味、果甜味、柑橘味、葡萄酒香、香菜香、黃瓜味、甜瓜味較煮前更濃郁。

2.3 低GI 掛面關鍵風味化合物的ROAV 對比分析

揮發性風味物質對于食品香氣的貢獻度既要參考其含量，也要考慮其氣味閾值。因此選取揮發性化合物的感覺閾值計算其相對氣味活度值（ROAV），來進一步確定低GI 掛面中的關鍵性風味物質。揮發性化合物對整體風味貢獻度與其ROAV 值呈正相關，ROAV≥1 的化合物為關鍵風味化合物，0.1≤ROAV＜1 的化合物對樣品的整體風味起輔助修飾作用[9]。對有確定閾值的風味物質進行分析，低GI 掛面中風味化合物如表2 所示。

表2 掛面的風味化合物

生低GI 掛面中風味貢獻度最高的物質為壬醛，為掛面提供了玫瑰香、柑橘味和脂肪味；癸醛、香葉基丙酮對于風味貢獻較大，為掛面提供了清香味、堅果味、木蘭香、梨味、香蕉味等香氣；十二烷、十四烷、己酸對風味起到修飾作用， 為掛面增添了奶酪香和果味。與生小麥掛面相比，生低GI 掛面中壬醛、香葉基丙酮、己酸相對含量更高，因此，較生小麥掛面的花果清香、堅果香味、奶酪香更加濃郁。

熟低GI 掛面中風味貢獻度最高的物質仍是壬醛；正己醛、庚醛、E-2-辛烯醛是關鍵風味物質，賦予了掛面青草味、果甜味、葡萄酒香、香菜香、黃瓜味、草本香、蠟質香、辛辣味和肉香；正己醇、己酸為修飾性風味物質，為熟低GI 掛面提供青草香和塑料味。 煮后低GI 掛面較煮前相比， 增添了正己醛、庚醛、E-2-辛烯醛三種關鍵風味物質， 且增添了正己醇作為修飾風味；掛面的風味層次更加豐富。與熟小麥掛面相比，熟低GI 掛面中增添了己酸這種風味物質，賦予了掛面奶酪香氣和果味香氣。

2.4 低GI 掛面特征風味化合物的主成分分析

對低GI 掛面中13 種風味物質進行主成分分析， 由表3 知， 前三項主成分的特征值為7.933、3.653、1.414，均大于1，且前三項主成分的累計方差貢獻率達100%，即三個主成分可以充分代表13 種風味物質體現掛面風味的總體特征。

表3 主成分特征值及貢獻率

掛面揮發性化合物主成分分析如圖2 所示。由圖2 可知，生低GI 掛面與生小麥掛面主成分差異較大、 熟低GI 掛面與熟小麥掛面主成分差異較大，且生、熟低GI 掛面間主成分差異也較為明顯，生、熟小麥掛面間主成分差異也較為顯著。

圖2 掛面揮發性化合物主成分分析

綜合PCA 和ROAV 結果分析可知，生低GI 掛面中，壬醛、癸醛、香葉基丙酮為主要風味物質；生小麥掛面中，壬醛、癸醛、正己醛、庚醛為主要風味物質；熟低GI 掛面中，壬醛、 正己醛、庚醛、E-2-辛烯醛為主要風味物質；熟小麥掛面中，壬醛、 正己醛、庚醛、E-2-辛烯醛、1-辛烯-3-醇為主要風味物質。低GI 掛面較小麥掛面相比， 有著獨特的木蘭香，花果清香、梨味和香蕉味；且較小麥掛面有著更加濃郁的清香味和堅果味。

2.5 電子舌結果分析

由圖3（a）可知，相較于小麥掛面，低GI 掛面在鮮味(Umami)、咸味(Saltness)上更為突出，在酸味(Sourness)、澀味(Astringency)上有一定程度的減弱。這可能是由于蕎麥粉和山藥粉賦予了掛面更加鮮香及焦甜的口感， 高直鏈玉米淀粉較為細膩因而中和了小麥粉的部分酸澀口感。 原料粉的改善有效提升了掛面的口感。

圖3 蒸煮后不同種類掛面口感的電子舌數據

由圖3（b）中主成分圖可知，低GI 掛面組與空白掛面組距離明顯， 說明該模型可準確區分兩種掛面，且兩種味覺差異明顯。 由圖3（b）中載荷圖可知，澀味(Astringency)、酸味(Sourness)、酸性苦味回味(Aftertaste-B)、苦 味(Bitterness)、甜 味(Sweetness)、澀味回味（Aftertaste-A)六個傳感器距原點較遠，對樣品口感區分的貢獻度較大。 說明兩種掛面的口感差異主要集中在澀味、酸味、酸性苦味回味、苦味、甜味、澀味回味方面。

3 結論

本實驗結合電子鼻、GC-MS、 電子舌數據對低GI 掛面和小麥掛面進行風味分析，生低GI 掛面中，主要風味物質為壬醛、癸醛、香葉基丙酮；熟低GI 掛面中，主要風味物質為壬醛、正己醛、庚醛、E-2-辛烯醛，雜糧復配低GI 掛面較小麥掛面相比，有著獨特的木蘭香、花果清香、梨味、香蕉味以及更加濃郁的清香味和堅果味，口感上更加鮮香細膩，是一款營養均衡且風味較佳的低GI 掛面。