2.3.3 不同炸制時(shí)間花椒調(diào)味油中揮發(fā)性化合物指紋圖譜分析

采用儀器配套的Gallery Plot插件生成指紋圖譜，可直觀地呈現(xiàn)出不同炸制時(shí)間的花椒調(diào)味油之間的揮發(fā)性化合物差異。如圖4(a)所示，同一行表示同一花椒調(diào)味油中的揮發(fā)性化合物的信號(hào)峰，同一列表示同一揮發(fā)性化合物在不同花椒調(diào)味油中的信號(hào)峰，整個(gè)指紋圖譜可以呈現(xiàn)出每種樣品的完整揮發(fā)性有機(jī)物信息以及樣品之間揮發(fā)性有機(jī)物的差異。顏色由淺到深表示揮發(fā)性化合物的含量由低到高。不同炸制時(shí)間的花椒調(diào)味油之間差異顯著。紅框中的物質(zhì)隨花椒炸制時(shí)間的延長(zhǎng)含量呈上升趨勢(shì)，包括反-2-庚烯醛、反-2-戊烯醛、戊醛、己醛、庚醛、辛醛、乙酸異戊酯和乙醇等，多數(shù)為醛類。綠框中的物質(zhì)隨花椒調(diào)味油炸制時(shí)間延長(zhǎng)含量呈先上升后下降趨勢(shì)，包括α-萜品烯、水芹烯、4-萜烯醇、3-甲基丁酸乙酯和乙縮醛等。部分揮發(fā)性化合物在花椒調(diào)味油的四個(gè)樣品中含量均很高，包括β-蒎烯、α-蒎烯、β-羅勒烯、檸檬烯、芳樟醇、2-甲基丁醛等，與陳海濤等的研究結(jié)果一致。檸檬烯與芳樟醇的含量在一定程度上反應(yīng)了花椒的品質(zhì)和差異，對(duì)花椒調(diào)味油的風(fēng)味也有一定的影響。

利用LAV軟件對(duì)四個(gè)HPOs進(jìn)行主成分分析(PCA)。本研究以HPOs中揮發(fā)性化合物的峰強(qiáng)度值為參數(shù)變量，得到第一、二主成分圖。如圖4(b)所示，根據(jù)PCA結(jié)果，兩個(gè)主成分的貢獻(xiàn)率(PC1為73%；PC2為8%)占方差的81%，能反映出樣品的總體特征。隨著炸制時(shí)間的延長(zhǎng)，代表花椒調(diào)味油的點(diǎn)在PCA圖上呈現(xiàn)從左到右的規(guī)律排列。顯然，每個(gè)樣本都可以區(qū)別于其他樣本，并且在得分圖的不同區(qū)域有明顯的聚類。HPO1和HPO2集中在圖的右側(cè)，而HPO3和HPO4主要位于圖的左側(cè)。花椒調(diào)味油(HPO1~4)之間的差異主要集中在PC1。

2.3.4 不同炸制時(shí)間花椒調(diào)味油中揮發(fā)性化合物PLS-DA分析

偏最小二乘判別分析(PLS-DA)是一種基于偏最小二乘回歸算法的有監(jiān)督的分析方法，能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行降維，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜數(shù)據(jù)的可視化及判別分析和預(yù)測(cè)。在PLS-DA中使用7倍交叉驗(yàn)證預(yù)測(cè)殘差(CV-ANOVA)方差分析和100次隨機(jī)重分類的響應(yīng)置換評(píng)價(jià)模型的性能指標(biāo)。交叉驗(yàn)證(CV)用于確定解釋x方差(R2X)、y方差(R2Y)和交叉驗(yàn)證預(yù)測(cè)能力(Q2)的總數(shù)量所代表的足夠主成分(PCs)的數(shù)量。其中，R2X=0.911，R2Y=0.998，Q2=0.930，R2X-R2Y<0.3代表該模型較可靠。圖5(a)是PLS-DA置換檢驗(yàn)結(jié)果，模擬值位于左側(cè)，原始值位于右側(cè)，所有的R2值和Q2值均是模擬值低于原始值，Q2的回歸線截距為負(fù)值，上述結(jié)果說(shuō)明該模型穩(wěn)定性較好，未出現(xiàn)過(guò)擬合現(xiàn)象，具有較好的預(yù)測(cè)能力。

PLS-DA因子載荷圖可直觀地反映每一個(gè)變量在得分圖上的貢獻(xiàn)，對(duì)不同炸制時(shí)間制得的花椒調(diào)味油中重要香氣成分進(jìn)行分析。如圖5(b)所示，20(β-蒎烯)、36(萜品四醇)、32(α-蒎烯)、10(糠醛)、17(2-甲基丁醛)、42(1-丙醇)等物質(zhì)是HPO1的特征性風(fēng)味物質(zhì)；24(檸檬烯)、28(α-水芹烯)、13(乙縮醛)、26(α-松油烯)、45(3-甲基丁酸乙酯)等物質(zhì)是HPO2的特征香氣物質(zhì)，萜烯類物質(zhì)多，檸檬香和松木香濃烈；HPO3的主要香氣成分有19(2-丙烯醛)、38(1,8桉樹(shù)腦)、34(α-蒎烯)、25(檸檬烯)、37(芳樟醇)等風(fēng)味物質(zhì)；HPO4的香氣成分主要是醛類物質(zhì)，包括1(己醛)、3(反式-2-戊醛)、4(庚醛)、14(戊醛)、22(β-蒎烯)、44(3-甲基丁酸乙酯)等物質(zhì)，由于炸制時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，脂肪氧化程度高，導(dǎo)致焦糊味明顯增強(qiáng)，與DSA和指紋圖譜結(jié)果一致。

變量投影重要性(variable important for the projection，VIP)可用于篩選對(duì)花椒調(diào)味油呈香輪廓有重要影響的關(guān)鍵標(biāo)記物。如圖5(c)所示，20種VIP>1的揮發(fā)性化合物在判別中具有重要作用，分別是芳樟醇、β-蒎烯、α-蒎烯、檸檬烯、α-水芹烯、己醛、庚醛、(E)-2-己醛、(E)-2-庚醛、糠醛、2-甲基丁醛、甲基丙醛、2-丙烯醛、1-丙醇和3-甲基丁酸乙酯，VIP值越大，差異越顯著。在以上化合物中，有11種醛類化合物和6種萜烯類化合物，因此醛類和萜烯類對(duì)于花椒調(diào)味油整體風(fēng)味的影響尤為關(guān)鍵。醛類化合物主要是由多不飽和三酰甘油的熱氧化產(chǎn)生，氧化產(chǎn)物隨炸制時(shí)間的延長(zhǎng)而增多，如正己醛是亞油酸的關(guān)鍵氧化代謝產(chǎn)物，亞麻酸等不飽和脂肪酸在一定條件下可快速降解為2-己烯醛，并轉(zhuǎn)化為正己醛。單萜(β-蒎烯、α-蒎烯、檸檬烯、α-水芹烯)和含單萜的含氧化合物(芳樟醇)可能是在花椒內(nèi)合成的，在炸制的過(guò)程中從花椒中浸出到油中。在生物合成中，首先生成主前體焦磷酸異戊烯酯(IPP)，IPP被異構(gòu)化為二甲基烯丙基焦磷酸酯(DMAPP)，然后IPP和DMAPP單元縮合得到異戊烯基化的焦磷酸酯，這是不同萜類化合物的直接前體。IPP和DMAPP單元之間的縮合反應(yīng)是由特定的戊烯基轉(zhuǎn)移酶催化的。如果縮合產(chǎn)物為香葉基二磷酸(GPP)，GPP在單萜合成酶作用下可轉(zhuǎn)化為芳樟醇、檸檬烯和1,8桉樹(shù)醇；如果產(chǎn)物為二磷酸神經(jīng)磷酸酯(NPP)，則NPP在單萜合成酶作用下轉(zhuǎn)化為α-萜烯和水芹烯。結(jié)合醛類和萜烯類化合物在炸制過(guò)程中的含量變化，選擇炸制時(shí)間為15 min，與DSA結(jié)果一致。

3結(jié)論

本研究采用描述性感官分析、電子鼻和GC-IMS對(duì)不同炸制時(shí)間下花椒調(diào)味油的香氣特征進(jìn)行分析。結(jié)果表明在炸制15 min時(shí)，HPO2表現(xiàn)出最強(qiáng)的草藥味、檸檬香和松木香，且焦糊味很弱，使HPO2的整體香味濃郁，清三ssssss香獨(dú)特，油膩感弱。在花椒調(diào)味油中共分離鑒定出46種化合物，包括19種醛類、15種萜烯類、8種醇類、3種酯類和1種酮類化合物。隨著炸制時(shí)間的延長(zhǎng)，四個(gè)花椒調(diào)味油中的揮發(fā)性化合物種類相似，但峰值強(qiáng)度存在顯著差異，其中醛類物質(zhì)的含量包括己醛、庚醛、(E)-2-庚醛等呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，α-萜品烯、水芹烯、4-萜烯醇、3-甲基丁酸乙酯和乙縮醛等先上升后下降趨勢(shì)，醇類、酯類的含量隨著炸制時(shí)間的延長(zhǎng)先下降后上升，萜烯類化合物含量變化不大。通過(guò)PLS-DA分析共篩選出20種標(biāo)志性化合物，包括芳樟醇、β-蒎烯、α-蒎烯、檸檬烯、α-水芹烯、己醛、庚醛、(E)-2-己醛、(E)-2-庚醛、糠醛、2-甲基丁醛、甲基丙醛、2-丙烯醛、1-丙醇、3-甲基丁酸乙酯等。

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