低升糖指数杂粮挂面风味分析*

王婷婷，蒙太和，张国治

（1.河南工业大学粮油食品学院，郑州 450001；2.中粮面业（武汉）有限公司，武汉 430000)

低糖低脂、少盐低热量、均衡搭配的饮食模式是目前大众所推崇的，目前大众正在逐步提升食物中膳食纤维的占比以形成更完善的饮食结构，在食品加工过程中提升杂粮的占比就是一种常见的方式；但是考虑到杂粮中膳食纤维的口感和质地较为粗糙，而高直链玉米淀粉口感细腻，富含抗性淀粉，GI 值低、消化率低、热量低、饱腹感强、来源较为广泛且安全性较高， 是新型食品原料中的极佳选择。低升糖指数杂粮复配挂面的功能特性也是目前大众关注的新热点。

为了探究低GI 挂面和小麦挂面之间风味及口感差异，采用电子鼻、电子舌结合主成分分析（PCA）的形式对两种挂面的风味、口感进行分析；并进一步通过固相微萃取－气相色谱－质谱联用结合相对气味活度（ROAV）及主成分分析（PCA）确定挂面中具体的特征风味化合物。 本研究旨在为杂粮复配低GI 挂面的风味分析提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

荞麦粉， 榆农尚古农耕农业发展有限公司；山药粉，怀仁堂生物科技有限公司；高直链玉米淀粉，恒瑞淀粉公司；五得利六星小麦粉，五得利面粉企业；谷朊粉，河南万邦化工科技有限公司。

1.2 仪器与设备

GC-7890A 气相-质谱联用仪，美国安捷伦科技有限公司；PEN3 型电子鼻， 德国AIRSENSE 公司；SA402B 型电子舌，日本INSENT 公司。

1.3 电子鼻检测

称取煮后的面条试样10 g，立即装入30 mL 顶空进样瓶中，参照郑开迪等[1]方法进行电子鼻实验。

1.4 SPME-GC-MS 检测

称取3 g 待测样品， 以1 μL 质量浓度为0.496 μg/μL 的2-甲基-3-庚酮为内标物，参照郑开迪等[1]的方法进行SPME-GC-MS 实验。

1.5 关键风味化合物确定

采用ROAV 法[2]评价挥发性化合物对挂面风味的贡献程度。 计算挥发性化合物ROAV。

1.6 电子舌检测

参照芦建超等[3]方法稍作修改，称取5 g 煮熟后两种挂面，加入100 mL 去离子水，研磨，6 000 r/min离心10 min，取上清液用于电子舌检测，样品采集时间120 s，采集周期1 s，每个样品重复5 次平行。

2 结果与分析

2.1 电子鼻风味分析

由图1（a）知，与空白组小麦挂面对比，杂粮复配低GI 挂面中挥发性风味气味更浓郁， 且其中W5S（氮氧化合物）、W1W（硫化合物）、W2W（芳烃化合物， 硫的有机化合物）3个传感器的响应值较高，相较于小麦挂面明显增强。 原料粉选用了含有荞麦壳和麸皮的荞麦粉，因此香气较荞麦面粉更加浓郁。荞麦壳和麸皮中醛类物质相对含量较高， 可赋予挂面甜橙气息和青草香气； 荞麦壳中的醇类和酯类赋予其花果香；荞麦粉中丰富的烃类成分，使其具有甜橙香、樟木香[4]。 山药中丰富的蛋白质、淀粉等成分在高温条件下会发生降解形成复合香气， 醛类、腈类、酯类、醇类和酮类、烃类、酸类都是山药中香气的来源[5]。 因此在挂面中添加荞麦、山药等成分可以有效丰富挂面的风味与口感。

图1 蒸煮后不同种类挂面风味的电子鼻数据图

由图1（b）中主成分图可知，低GI 组与空白组距离较近，说明挥发性风味物质差异较小[6-7]。 由图1 （b） 中载荷图可以看出，W1C、W3C、 W5C、W5S、W1W、W2W 六个传感器距原点较远，对样品风味区分的贡献较大。 更加详细地表述了两种挂面样品的挥发性气味差异主要存在于芳烃化合物、氨、烯烃、极性分子、氮氧化合物及硫化合物等物质[8]。

2.2 SPME-GC-MS 结果分析

由表1 知，生小麦挂面中含有10 种风味物质，生低GI 挂面中含有15 种风味物质，其中生低GI 挂面特有的风味物质有E-2-己烯醛丙二醇缩醛、癸酸乙酯、月桂酸乙酯、己酸、辛酸、壬酸、正癸酸、月桂酸， 生低GI 挂面较生小麦挂面增加了青苹果香、花香、奶油香、奶酪香和椰子味。

表1 挂面挥发性化合物及含量

C7 14.678 3-甲氧基苯甲醛 - - - 0.0022 茴香气味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、黄瓜味、甜瓜味、脂肪味C11 16.789 癸醛 0.0105 0.8098 - - 清香味、坚果味C12 17.676 E-2-癸醛 - - - 0.0173 油脂味C13 18.34 十一醛 - - - 0.0033 蜡质香、肥皂味、柑橘香、洗衣粉味C14 18.421 E-2-己烯醛丙二醇缩醛 - 0.9042 - - 青苹果香D1 6.013 E-2-甲基环戊醇 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、鲜味和肉汤味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 - - - -类 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、草药绿茶香D12 20.011 2-亚甲基-5α-胆甾烷-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、菠萝香、苹果香、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 草酸十八烷基环丁基酯 - - - - -酯 E4 14.928 9-十八烯-12-炔酸甲酯 - - - 0.0045 -类 E5 15.382 辛酸甲酯 0.0021 0.3243 - 0.0255 果味、蜡质香、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’-二环丙烷-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 乙酸龙脑酯 - - 0.1452 0.0133 香樟味、木质香、薄荷香、浆果香、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 - - -醛类

E17 18.892 辛酸丁酯 - - - 0.0014 -E18 19.347 2-辛基环丙烷十四酸甲酯 - 0.3015 - 0.0079 -E19 19.543 癸酸乙酯 - 0.5349 - 0.0076 蜡质香、果味、苹果味酯类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 蜡质香、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 蜡质香、肥皂味、花香、奶油香、果香E28 22.163 戊酸2,2,4-三甲基-3-羧基异丙基异丁基酯 - - 0.1083 0.0078 -E29 25.145 邻苯二甲酸丁十四酯 - 0.1577 - - -E30 25.148 邻苯二甲酸十六烷基丙酯 - - - 0.0019 -E31 25.154 邻苯二甲酸十八烷基异丁酯 0.0013 - - - -E32 25.154 邻苯二甲酸异丁基辛酯 - - 0.0709 - -E33 25.359 油酸苄酯 - 0.0189 - - -酸类E34 26.101 邻苯二甲酸二丁酯 - 0.0565 - - 酮类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、蜡质香、木质香F3 10.251 2-甲基-3-庚酮 0.1653 0.1653 0.1653 0.1653 果味、草木香、绿叶香F4 11.07 4-辛酮 - - 6.4529 - -F5 12.097 2,2-二甲基环丁-1-酮 - - 0.0799 - -F6 12.506 6-甲基-5-庚烯-2-酮 0.0014 - - 绿植清香、苹果味、香蕉味酮 F7 13.533 4-甲基环戊烷-1-酮 - - 0.1792 -类 F8 15.827 N-[4-溴-n-丁基]-2-哌啶酮 - 0.0455 - -F9 16.394 2,2-二甲基环己基酮 - - 0.0388 -F10 20.344 香叶基丙酮 0.0022 1.3186 0.0574 木兰香，花果清香、4-（1-氢过氧基-2,2-二甲基 梨味、香蕉味F11 -6-亚甲基-环己基）-戊-3- 0.9096 - - -20.617 烯-2-酮F12 26.051 9,9-二甲氧基-双环[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

熟小麦挂面中有16 种风味物质， 熟低GI 挂面中有25 种风味物质， 熟低GI 挂面特有的风味物质有(Z+E)-2-甲基-2-(4-甲基-3-戊烯基) 环丙烷碳醛、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 挂面较熟小麦挂面增加了柠檬香、茴香气味、菠萝香、苹果香、杏香、奶油香。 因此，生、熟低GI 挂面均比生、熟小麦挂面的风味更加丰富。

低GI 挂面煮后挥发性风味物质种类更丰富，较煮前增加了二十烷、(Z+E)-2-甲基-2-（4-甲基-3-戊烯基） 环丙烷碳醛、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、乙酸龙脑酯、月桂酸甲酯等风味物质，较生低GI 挂面增添了柠檬香、黄瓜味、辛辣味、肉香、茴香味、油脂味、菠萝香、杏香、清香味、青草香、木质香、薄荷香、浆果香。其中正己醛、 庚醛、E-2-壬醛3 种风味物质含量较煮前增多，使挂面中青草味、脂肪味、果甜味、柑橘味、葡萄酒香、香菜香、黄瓜味、甜瓜味较煮前更浓郁。

2.3 低GI 挂面关键风味化合物的ROAV 对比分析

挥发性风味物质对于食品香气的贡献度既要参考其含量，也要考虑其气味阈值。因此选取挥发性化合物的感觉阈值计算其相对气味活度值（ROAV），来进一步确定低GI 挂面中的关键性风味物质。挥发性化合物对整体风味贡献度与其ROAV 值呈正相关，ROAV≥1 的化合物为关键风味化合物，0.1≤ROAV＜1 的化合物对样品的整体风味起辅助修饰作用[9]。对有确定阈值的风味物质进行分析，低GI 挂面中风味化合物如表2 所示。

表2 挂面的风味化合物

生低GI 挂面中风味贡献度最高的物质为壬醛，为挂面提供了玫瑰香、柑橘味和脂肪味；癸醛、香叶基丙酮对于风味贡献较大，为挂面提供了清香味、坚果味、木兰香、梨味、香蕉味等香气；十二烷、十四烷、己酸对风味起到修饰作用， 为挂面增添了奶酪香和果味。与生小麦挂面相比，生低GI 挂面中壬醛、香叶基丙酮、己酸相对含量更高，因此，较生小麦挂面的花果清香、坚果香味、奶酪香更加浓郁。

熟低GI 挂面中风味贡献度最高的物质仍是壬醛；正己醛、庚醛、E-2-辛烯醛是关键风味物质，赋予了挂面青草味、果甜味、葡萄酒香、香菜香、黄瓜味、草本香、蜡质香、辛辣味和肉香；正己醇、己酸为修饰性风味物质，为熟低GI 挂面提供青草香和塑料味。 煮后低GI 挂面较煮前相比， 增添了正己醛、庚醛、E-2-辛烯醛三种关键风味物质， 且增添了正己醇作为修饰风味；挂面的风味层次更加丰富。与熟小麦挂面相比，熟低GI 挂面中增添了己酸这种风味物质，赋予了挂面奶酪香气和果味香气。

2.4 低GI 挂面特征风味化合物的主成分分析

对低GI 挂面中13 种风味物质进行主成分分析， 由表3 知， 前三项主成分的特征值为7.933、3.653、1.414，均大于1，且前三项主成分的累计方差贡献率达100%，即三个主成分可以充分代表13 种风味物质体现挂面风味的总体特征。

表3 主成分特征值及贡献率

挂面挥发性化合物主成分分析如图2 所示。由图2 可知，生低GI 挂面与生小麦挂面主成分差异较大、 熟低GI 挂面与熟小麦挂面主成分差异较大，且生、熟低GI 挂面间主成分差异也较为明显，生、熟小麦挂面间主成分差异也较为显著。

图2 挂面挥发性化合物主成分分析

综合PCA 和ROAV 结果分析可知，生低GI 挂面中，壬醛、癸醛、香叶基丙酮为主要风味物质；生小麦挂面中，壬醛、癸醛、正己醛、庚醛为主要风味物质；熟低GI 挂面中，壬醛、 正己醛、庚醛、E-2-辛烯醛为主要风味物质；熟小麦挂面中，壬醛、 正己醛、庚醛、E-2-辛烯醛、1-辛烯-3-醇为主要风味物质。低GI 挂面较小麦挂面相比， 有着独特的木兰香，花果清香、梨味和香蕉味；且较小麦挂面有着更加浓郁的清香味和坚果味。

2.5 电子舌结果分析

由图3（a）可知，相较于小麦挂面，低GI 挂面在鲜味(Umami)、咸味(Saltness)上更为突出，在酸味(Sourness)、涩味(Astringency)上有一定程度的减弱。这可能是由于荞麦粉和山药粉赋予了挂面更加鲜香及焦甜的口感， 高直链玉米淀粉较为细腻因而中和了小麦粉的部分酸涩口感。 原料粉的改善有效提升了挂面的口感。

图3 蒸煮后不同种类挂面口感的电子舌数据

由图3（b）中主成分图可知，低GI 挂面组与空白挂面组距离明显， 说明该模型可准确区分两种挂面，且两种味觉差异明显。 由图3（b）中载荷图可知，涩味(Astringency)、酸味(Sourness)、酸性苦味回味(Aftertaste-B)、苦 味(Bitterness)、甜 味(Sweetness)、涩味回味（Aftertaste-A)六个传感器距原点较远，对样品口感区分的贡献度较大。 说明两种挂面的口感差异主要集中在涩味、酸味、酸性苦味回味、苦味、甜味、涩味回味方面。

3 结论

本实验结合电子鼻、GC-MS、 电子舌数据对低GI 挂面和小麦挂面进行风味分析，生低GI 挂面中，主要风味物质为壬醛、癸醛、香叶基丙酮；熟低GI 挂面中，主要风味物质为壬醛、正己醛、庚醛、E-2-辛烯醛，杂粮复配低GI 挂面较小麦挂面相比，有着独特的木兰香、花果清香、梨味、香蕉味以及更加浓郁的清香味和坚果味，口感上更加鲜香细腻，是一款营养均衡且风味较佳的低GI 挂面。