花生揮發性風味物質研究進展

林茂，呂建偉，馬天進，胡騰文，李正強，鄭炯，闞健全，*

（1.貴州省農作物品種資源研究所，貴州貴陽 550006；2.西南大學食品科學學院，重慶 400716）

風味是一種食品質量特征的表現，是由食品中某些揮發性化合物體現出來的。食品風味物質的組成復雜，任何一種食品的風味都是由多種香味組分組成。這些香味組分含量很低但對食品風味貢獻很大，具有一定的熱不穩定性和揮發性，對酸堿比較敏感，焙烤、蒸煮和微波輔助等加工方式都會引起食品中的油脂和蛋白發生變化，產生揮發性成分[1]?；ㄉ娘L味物質主要是指花生中揮發性成分[2-3]。

隨著經濟的發展，人們對食品的追求已經發生了很大改變，已從原來的解決溫飽發展到吃得營養、吃得科學。因此越來越多的科學家為開發高附加值產品，開始對食品的品質特征及其風味物質進行深入研究?；ㄉ且环N油食兼的作物，其味道獨特且營養豐富，它含有大量的蛋白質，且各組分均含有18 種氨基酸[4-5]；不飽和脂肪酸的含量很高[6]；含有多種維生素和難以從其它食物中獲取的銅、鎂、鉀、鈣、鋅、鐵、硒、碘等元素；花生中還富含植物固醇、白藜蘆醇、異黃酮、抗氧化劑等植物活性化學物，具有重要的保健作用、很適宜制作各種營養食品和風味極佳的小吃[7-8]。然而，花生的風味是衡量其品質的主要標準，也是影響顧客消費傾向的主要因素。因此，有關花生風味物質的研究一直以來都是風味化學工作者研究的重點。經過多年的研究，目前人們對于花生風味物質的組成已經有了一個比較明確的認識。本文對花生風味物質的組成及加工過程中影響風味物質產生的因素等進行系統地闡述。以反映目前人們對于花生風味物質的研究進展。

1 花生異味的物質研究

花生在機械化大量收獲后，干燥、貯藏。加工中各種因素都會異味物質產生[9]，從而引起了研究者對花生風味物質的關注。Harold E.Pattee 等[10]分析了花生由于高溫處理（相對濕度50%、溫度52 ℃條件下干燥62 h）后產生的異味物，通過水蒸汽蒸餾提取，氣相色譜的分離出20 種揮發性物質，其中11 種被鑒定，這些揮發性化合物大都是醛類、酮類、醇類等化合物。J.A.Singleton 等[11]研究發現了花生中產生不愉快氣味的氣味物質跟乙醇、乙醛和乙酸乙酯等化合物有關。Schirack 等[12]采用溶劑浸提法，通過GC-O、GC-MS、AEDA 分析，確定了苯乙醛、愈創木酚是微波烘烤花生的主要異味物質。J.Didzballs 等[13]通過40 ℃長時間處理未成熟花生，GC-O，SAFE 分析鑒定出異丁酸乙酯（ethyl 2-methylbutanoate、異戊酸乙酯（ethyl 3-methylbutanoate），己酸（hexanoic acid）、丁酸（butanoic acid）和3 甲基丁酸（3-methylbutanoic acid）等化合物是花生中水果發酵味物質。J.L.Greens 等[14]分析鑒定出12 種花生中自然產生的水果發酵味物質，其中1-辛烯-3-酮（1-Octen-3-one）和2-乙?；?1-吡咯啉（2-acetyl-1-pyrroline）是首次被報道。

2 花生香味的物質研究

關于花生香味成分研究源于花生焙烤或其它加工方式處理后風味的改變，焙烤花生風味物質的來源途徑主要有3 種：（1）氨基酸與糖之間的美拉德反應；（2）脂肪的氧化反應；（3）糖降解反應[15]。然而，Buckholz等[16]認為美拉德反應是烘烤花生中產生吡嗪、吡咯、呋喃和其它低分子化合物的主要途徑。這些風味物質中最重要的一類風味物質就是烷基吡嗪化合物[17]。而2-甲基吡嗪和二甲基吡嗪的異構體是對烤花生風味貢獻最大的烷基吡嗪化合物[18]。M.E.Mason 等[19]研究報道，西班牙烘烤花生為材料，分離鑒定出其中主要呈香物質是吡嗪類化合物，該研究小組[20]利用GC-MS 和薄層色譜法，分析了烘烤花生中由2，4-dinitrophenylhydrazones 衍生而來的羰基化合物，鑒定出乙醛，異丁醛，苯甲醛，苯乙醛等物質是烘烤花生的主要呈味物質，并初步發現3-甲基-2-丁酮，乙酸乙酯，甲苯和N，N-二甲基甲酰胺等物質存在，同時研究發現，苯乙醛對熟花生甜的芳香味貢獻較大。Harold E.Pattee 等研究報道，鮮花生的主要呈香物質是乙醛[21]。B.R.Johnson等利用光譜技術從烘烤花生中鑒定出47 種新的揮發性成分，其中包括23 種吡嗪類物質[22]，B.R.Johnson[23]又鑒別出以前未曾報到的吡嗪類化合物和7 種呋喃類化合物，6 個吡咯類化合物，3 個2-苯-2-烯烴化合物，2 個噻吩類及一些混合物[24]，初步確定烷基吡嗪類化合物是產生花生堅果風味的主要物質。Walradt 等[25]研究報道，從烘烤花生中分離到187 種揮發性呈香化合物，其中142 種是首次被鑒定出來。VanStraten 等[26]鑒定出烘烤花生中的揮發性呈味物質279 種。Chi-Tang ho 等[27]鑒定出131 種烘烤花生中的揮發性化合物，5 種內酯類、4 種吡嗪類、3 種吡咯類、3 種吡啶類、13 種硫化物、7 種噻唑類、2 種噻吩類、5 種呋喃、5 種嗯唑等47 種化合物是新鑒定出來的，并認為2-環內酯，3-甲基-2-環內酯有很好的堅果味；5-羥基-4-壬酸，內酯有堅果煎炸味；2-異戊基-4，5-甲基噻唑，2-戊基-4，5-二乙基噻唑有令人愉快的堅果味，可能對花生風味有重要貢獻。Mary Leunisse 等[28]通過超臨界CO2萃取烘烤花生中的風味物質，并分析鑒定出己醇、甲基吡咯、己醛、苯乙醛、甲基吡嗪、2，6-二甲基吡嗪、乙基吡嗪、2，3-二甲基吡嗪，2，3，5-三甲基吡嗪、2-呋喃醛、2-乙基-5-甲基、2-乙基-6-甲基吡嗪、3-乙基-2，5-二乙基吡嗪等風味物質。G.L.Baker 等[29]發現任何品種的花生，吡嗪類化合物都對風味起重要作用，其中2，5-二甲基吡嗪可能是衡量花生風味最好的一種吡嗪類化合物。李淑榮等[30]研究報道，通過GC-MS、GC-O 及AEDA 分析烘烤花生的關鍵風味物質，共檢測到51 種揮發性化合物，其中12 種吡嗪類、6 種醛類和10 種酮類化合物。Irene Chentschik 等[31]借助GC-O，SIDA 方法，從生花生和炒花生分別中鑒定出26 種和38 種風味物質，其中2-異丙基-3-甲氧基吡嗪（2-Isopropyl-3-methoxypyrazine）、乙酸（acetic acid）和3-（甲硫基）丙醛3-（methylthio）propanal）是生花生的主要風味物質；甲硫醇（methanethiol）、2，3 -戊二酮（2，3-pentanedione）、3-（甲硫基）丙醛（3-（methylthio）propanal）和帶有強烈爆米花味道的2 乙基1 吡咯啉（2-acetyl-1-pyrroline）是炒花生的主要風味物質。

3 花生揮發性風味物質的提取和分析方法

花生風味物質的分析最早采用的是溶劑浸提法和減壓蒸餾捕集，結合氣相色譜技術鑒定，隨著科學技術的發展，出現了GC-MS、SPME/GC-MS、GC-O 等分析方法。L.L.Buchkholz 等[32]采用TenaxGC 吸附聚合體提取花生中的揮發性物質，通過相同時間，條件不同的情況下進行比較試驗，最好根據色譜峰及峰面積確定最佳提取條件為氮氣流速40 mL/min，時間4 h。感官評價結果表明，該吸附聚合體所吸附的揮發性化合物與花生的原有風味接近。Mary Leunissen 等[33]采用超臨界CO2萃取花生風味物質，對萃取條件進行了優化，結果顯示，二氧化碳密度為0.35 g/mL，萃取溫度為50 ℃，壓力為96 Pa，靜態萃取10 min，動態萃取10 min為最佳萃取條件，通過感官評認為，超臨界CO2萃取花生的風味物質與花生原有風味接近。

G.L.Baker[25]優化了固相微萃取法應用與烘烤花生中的揮發性化合物的萃取，結果顯示該方法適用于花生風味物質。張春紅等[34]研究了烘烤花生仁、花生粕和花生殼中風味物質，通過GC-MS 分析和感官評價，從花生仁、花生粕和花生殼中分別鑒定出112 種、41 種和34 種揮發性風味物質；周琦等[35]建立了烤制花生香氣成分分析的頂空固相微萃取/氣相色譜-質譜（H S SPME/GC-MS）方法。優化的實驗條件為：HP5 色譜柱，萃取平衡溫度80 ℃，萃取時間40 min，解析時間5 min。董緒燕[36]通過GC-MS 分離鑒定出分析了高油酸和正?；ㄉ械?0 多種對花生風味有不同貢獻的揮發性物質。

4 影響花生中揮發性風味物質的因素

花生風味與花生品種、成熟度以及花生產后貯藏和加工處理方式等有著密切聯系。

不同品種對花生風味物質方面的影響研究，Pattee、Giesbrecht 等[37-38]報道基因型的不同對花生風味的影響具有重要的研究價值，Isleib 和Pattee 等[39-40]分析了美國3 個地區花生烘烤后的風味差別，通過感官評價員分析，確定了可以接受的花生品種，以此為出發點，不斷改善花生的品種，以獲得滿足人們需要的花生品種。G.L.Baker 等[41]分析鑒定了4 個不同基因型的烘烤花生，研究發現，烘烤花生的主要特征風味物質吡嗪類的含量具有一定差異。Ee Chin Ng 等[42]，通過GC-MS 分析研究報道，轉基因花生品種188、540 和654（美國農業部研究中心在奧克拉荷馬州提供）的風味和栽培種花生的風味差異很小。周琦等[30]分析了四粒紅、大白沙、魯花3 種花生進行微波爐焙烤后的揮發性香氣成分，發現品種間的風味物質含量有一定差異，其中大白沙花生的特征香氣濃度最高，苯乙醛含量最低。

關于水分含量以及烘烤時間、溫度等影響花生風味的研究比較多。Robin Y Y Chiou 等[43]研究了花生含水量為3.4%和10.5%時，150℃烘烤45 min，結果表明含水量10.5 %的花生顏色變化比含水量3.4 % 的快，花生中碳水化合物、游離氨基酸和糖的含隨含水量和烘烤時間而發生變化。Kyle A.Reed 等[44]研究貯藏水分活度對高油酸和一般油酸花生風味的影響，將花生水分活度控制在0.19 和0.60 貯藏7 周，通過固相微萃取氣象色譜分析顯示，水分活度較低時，高油酸花生比一般油酸花生的抗氧化性強，感官評定顯示，高油酸花生維持烘烤特殊風味和抗異味物質產生的能力強于一般油酸花生。K.J.H.Warner 等[45]研究了烘烤花生在65 ℃貯藏1 d～65 d 的風味，以美拉德反應生成吡嗪類物質和油脂自動氧化生成乙醛來衡量烘烤花生的風味，發現烘烤花生的風味退變是因為油脂的氧化掩蓋了吡嗪類物質的特殊風味。John A.Singleton 等[46]利用氣相色譜鑒定結合感官評定方法，分析了花生經22、35、45、50 ℃處理后，乙醛、乙醇及乙酸乙酯等揮發性化合物的變化，22 ℃處理時沒有鑒定出乙酸乙酯，直至溫度增加到50 ℃到時，產生了人們最不喜歡的乙酸乙酯的味道。L.L.Buchkholz J R 等[28]研究了2 個不同品種花生烘烤時間和溫度對其風味物質的影響，分別用163 ℃處理7、8、9 min 讓花生輕、中、重度變色，結合氣象色譜和感官評價分析認為，烘烤時間對花生風味物質的影響很大。G.L.Baker[34]對四個不同基因型的花生分別在125、150、175、200 ℃處理5、10、15 min，4個品種的花生都在175 ℃處理15 min 風味感官效果最好。

5 存在的問題與展望

5.1 存在的問題

對花生風味物質的研究主要集中在揮發性呈味物質的鑒定，不夠全面和具體?；ㄉ菭I養價值極為豐富且風味獨特的油食兼用作物，在我國種植面積廣、市場需求份額大，在農業和國民經濟中占有重要地位。隨著人們生活水平的提高，消費者對食品品質和風味追求也在不斷提高。國外對花生風味物質的研究工作開展較早，主要是鑒定烘烤花生產生的異味物質和香氣物質，研究不同加工處理方式對花生風味物質的影響；然而，國內對花生風味物質的研究較少，僅僅近年來偶見報道，且集中在對烘烤花生風味的鑒定上，對花生貯藏過程中風味的變化的研究尚屬空白。

花生風味評價體系不存在。目前對花生品質的評價僅僅集中在花生的籽粒大小、形狀、種皮顏色等外觀品質；含油量、粗蛋白、脂肪酸、氨基酸、灰分和總糖等理化指標上。然而花生風味對花生的品質有著很大影響，不同品種花生其風味有著一定差異，沒有建立系統的風味評價體系，很難把握不同品種花生的風味品質，更難根據市場需求開發專用風味花生產品。

5.2 展望

我國花生品種資源豐富，不同品種花生的感官品質、營養品質都有很大差異。風味是衡量花生品質的特征之一，芳香族化合物含量多的品種，其制品具有獨特的芳香味。從加工選材和育種角度來看，分析不同花生品種的風味物質來源、種類和含量等，不但有利于花生種質資源的創新及合理、高效利用，還對花生制品的生產以及特殊風味食品的市場開發以及產品貯藏的質量控制都具有重要研究意義。全面深入研究花生風味物質在生產和產后的風味變化、原材料貯藏和加工處理過程中風味變化的機理，是花生風味質量控制的基礎，為專用型花生品種選育和不同加工需求提供理論依據。

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