加工方式、品种及种植年份对豆类及其面粉中挥发性成分的影响——采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术进行分析

《JOURNAL OF FOOD SCIENCE》：Effect of Processing, Cultivar, and Crop Year on Volatile Composition in Pulses and Pulse Flours Analyzed by Headspace Solid-Phase Microextraction Gas Chromatography–Mass Spectrometry

　　低脉冲消耗在 美国 链接壁垒如烹饪时间长、准备知识有限、不理想的口感或质地。将脉冲面粉纳入便利产品是潜力方法；然而挥发性有机化合物（VOCs）导致的异味阻碍更广泛接受。本研究旨在调查八种脉冲品种因品种、收获年份和加工（烘烤和煮沸）对挥发性组成的变异性。通过靶向顶空固相微萃取气相色谱-质谱联用技术，评估八种豆类（Navy, Otebo, White Kidney, Great Northern, Cranberry, Mayacoba, Manteca, Chickpea）在2022和2023年收获后经烘烤、磨粉、煮粥等处理的挥发性差异。结果表明：总挥发性浓度受加工方式影响最大（煮沸后浓度最低，生烘烤面粉最高），其次为收获年份，品种影响不显著。烘烤显著增加酮类和吡嗪类（如2,5-二甲基吡嗪，坚果味），降低硫化合物（如二甲基二硫醚，大蒜味）。煮沸导致醛类和醇类（如(E)-2-己烯醛，草本味）浓度大幅下降。环境因素（如土壤、气候）可能通过影响品种代谢产物，导致不同年份豆类挥发性差异。结论：烘烤作为预处理可改善风味，但需平衡异味（硫化合物）与有益香气（吡嗪类）。建议结合感官评价优化加工参数。

　　本研究聚焦于豆类种子在加工过程中挥发性化合物的变化，特别是通过热处理（如烘焙和煮沸）对这些化合物的影响。豆类因其高蛋白、高纤维和丰富的营养成分，逐渐成为植物性饮食中的重要组成部分。然而，消费者对豆类产品的接受度受限于一些因素，如长时间的烹饪过程、有限的加工知识以及口感或味道的不理想。因此，探索如何改善豆类产品的风味，使其更符合大众的口味，是提升其市场接受度的关键。

在本研究中，选择了八种豆类品种（包括海军豆、otebo豆、白肾豆、大北豆、红莓豆、Mayacoba豆、Manteca豆和鹰嘴豆），并采用了烘焙和煮沸两种加工方式，以分析其对挥发性化合物浓度的影响。同时，还考虑了品种和收获年份的变化，以评估这些因素对挥发性化合物组成的影响。研究结果表明，不同加工方式对挥发性化合物的浓度有显著影响，其中煮沸的豆类样本（BP）挥发性化合物浓度最低（10.9 nmol/L），而非烘焙的豆类粉（NRF）挥发性化合物浓度较高（53.3 nmol/L），烘焙的豆类粉（RF）挥发性化合物浓度为106 nmol/L，而烘焙豆类糊（RP）和非烘焙豆类糊（NRP）的挥发性化合物浓度分别达到了103 nmol/L和351 nmol/L。这表明，烘焙在提升豆类产品的风味方面可能具有独特的优势。

此外，通过主成分分析（PCA）和层次聚类分析（HCA），研究还发现，不同品种和不同收获年份的豆类样本在挥发性化合物组成上存在显著差异。这些结果揭示了环境条件（如温度、湿度、土壤成分等）对豆类挥发性化合物组成的影响，同时也表明，豆类的品种选择在决定其挥发性特征方面具有重要作用。通过这一研究，我们了解到，豆类的风味特征可能在不同年份和不同品种之间发生显著变化，这为食品工业优化豆类产品的加工工艺提供了重要的理论依据。

研究还指出，烘焙和煮沸这两种热处理方式对豆类挥发性化合物的影响各不相同。烘焙能够显著提升某些挥发性化合物（如吡嗪类化合物）的浓度，而这些化合物通常具有坚果、巧克力等香味，有助于掩盖豆类固有的“豆味”或“草味”。相比之下，煮沸虽然能够减少一些不受欢迎的化合物，但也会导致挥发性化合物浓度的大幅下降，这可能影响产品的风味多样性。因此，选择合适的热处理方式，不仅有助于提升豆类产品的感官质量，还能够减少不必要的风味损失。

在实际应用中，食品工业可以通过优化加工条件，如调整烘焙时间、温度或煮沸的水比例，来提升豆类产品的风味。例如，通过烘焙处理豆类，可以减少不愉快的挥发性化合物，如醛类和醇类，同时增加一些具有良好风味特征的化合物。这种变化可能有助于提高消费者对豆类产品的接受度。同时，研究还发现，不同品种的豆类对热处理的反应存在差异，这表明在开发豆类食品时，需要考虑品种选择对最终风味的影响。

本研究的发现对豆类产品的开发和应用具有重要意义。它不仅揭示了不同加工方式对挥发性化合物组成的影响，还提供了关于如何通过选择特定品种和热处理方法来优化豆类风味的科学依据。此外，研究还强调了环境因素对豆类挥发性化合物的影响，这为豆类种植和加工提供了进一步优化的方向。例如，通过控制种植条件，可以减少不理想的挥发性化合物的形成，从而提高豆类产品的风味质量。

未来的研究可以进一步探索如何通过调整加工参数来优化豆类的风味。例如，可以研究不同烘焙温度和时间对挥发性化合物组成的影响，以及如何通过改进加工工艺来减少硫化物等不愉快化合物的形成。此外，还可以结合感官分析，以更全面地评估挥发性化合物对豆类食品整体风味的影响。通过这些研究，有望开发出更多受消费者欢迎的豆类食品，从而推动豆类在可持续食品系统中的应用。