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烹饪和调味烹饪褐藻中风味物质的GC-IMS和电子鼻表征

期刊:Food Chemistry: XDOI:10.1016/j.fochx.2024.101325

该文档属于类型a,即报告了一项原创性研究。以下是针对该研究的学术报告:


一、研究团队与发表信息
本研究由Shan Jiang, Pengfei Jiang, Dingding Feng, Meiran Jin, Hang Qi合作完成,团队成员来自大连工业大学食品科学与技术学院、国家海产品深加工工程技术研究中心等单位。研究成果发表于Food Chemistry: X期刊(2024年3月26日在线发表),论文标题为《Characterization of flavor substances in cooking and seasoned cooking brown seaweeds by GC-IMS and E-nose》。

二、学术背景与研究目标
科学领域:本研究属于食品风味化学与加工技术领域,聚焦于褐藻(如裙带菜*Undaria pinnatifida*和海带*Laminaria japonica*)的风味物质分析。
研究背景:褐藻富含生物活性物质(如多糖、多酚),但其风味特性影响消费者接受度。尽管已有研究关注褐藻的营养成分,但不同烹饪方式和调味液处理对其挥发性风味物质的影响尚不明确。
研究目标:通过结合气相色谱-离子迁移谱(GC-IMS)和电子鼻(E-nose)技术,系统分析烹饪与调味处理对褐藻风味物质的影响,建立风味指纹图谱,为褐藻深加工提供理论依据。

三、研究流程与方法
1. 样品制备
- 原料处理:盐渍裙带菜经脱盐、浸泡后切分(6 cm×0.5 cm);海带浸泡后切分(5 cm×2 cm)。
- 调味液配制:以白砂糖、醋、酱油等调配调味液,样品浸泡后经氯化钙溶液处理以保持质地。

  1. 烹饪处理
    采用5种烹饪技术:

    • 高压烹饪(HP):裙带菜15分钟,海带20分钟。
    • 微波处理:1700 W下裙带菜3分钟,海带4分钟。
    • 空气炸制(AF):180℃下裙带菜15分钟,海带18分钟。
    • 蒸制:破碎后蒸10-15分钟。
    • 烘烤:170℃下裙带菜8分钟,海带10分钟。
  2. 风味分析技术

    • GC-IMS
      • 样品在60℃下孵育15分钟,通过MXT-Wax色谱柱分离,氮气为载气,检测挥发性化合物。
      • 定性定量分析基于保留指数(RI)、保留时间(RT)和漂移时间(DT)。
    • 电子鼻(E-nose):通过传感器阵列检测整体气味特征,生成雷达图。
  3. 数据分析

    • 指纹图谱:通过GalleryPlot插件生成,比较不同处理的挥发性化合物差异。
    • 主成分分析(PCA):基于GC-IMS信号强度,评估样品间风味差异(PC1+PC2累计贡献率74%)。

四、主要研究结果
1. 挥发性化合物鉴定
- 裙带菜中检出72种挥发性物质,海带中检出70种,包括醛类(如(E)-2-壬烯醛)、酮类(如6-甲基-5-庚烯-2-酮)及含硫化合物(如二甲基三硫醚)。
- 烘烤处理显著增加风味物质种类(如2-乙酰基呋喃、甲基吡嗪),可能与美拉德反应和热降解有关。

  1. 调味液的影响

    • 调味处理显著提升W1W(硫化物)和W2W(芳香化合物)传感器响应值,掩盖褐藻原有腥味。
    • 烘烤调味样品风味物质含量最高,如5-甲基糠醛(具焦糖香)和2-乙基-6-甲基吡嗪(坚果香)。
  2. 烹饪方式的差异

    • PCA分析显示烘烤样品与其他处理分离明显(图1d、2d),而高压、微波和蒸制样品风味相似。
    • 空气炸制样品中辛醛和壬醛(柑橘香)含量较高,可能与氧化反应相关。

五、研究结论与价值
1. 科学价值
- 首次系统比较了不同烹饪和调味处理对褐藻风味的影响,证实GC-IMS与E-nose联用技术的有效性。
- 烘烤和调味液处理可显著改善褐藻风味,为风味调控提供数据支持。

  1. 应用价值
    • 为食品工业优化褐藻加工工艺(如选择烘烤+调味组合)提供指导。
    • 帮助消费者根据偏好选择烹饪方式(如烘烤增强香气,蒸制保留原味)。

六、研究亮点
1. 技术创新:结合GC-IMS(高分辨率)与E-nose(快速筛查),建立风味物质分析的互补策略。
2. 新颖发现:烘烤处理通过美拉德反应生成吡嗪类物质,是褐藻风味优化的关键路径。

七、其他有价值内容
- 研究局限性:未探讨烹饪时间/温度的梯度影响,未来可进一步优化参数。
- 补充数据(在线附录)包含所有挥发性化合物的CAS号、分子式及定量结果。


该报告全面涵盖了研究的背景、方法、结果与意义,适合学术同行参考。

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