不同颜色蒜泥的风味及挥发性物质分析
大蒜作为药食两用的食物，不仅可以作为香料对食物进行调味，还具有抗氧化、抗肿瘤、抗炎症、抗疲劳等生物活性，以及在疾病预防方面发挥巨大作用。
大蒜变色是蒜制品加工中常见的现象，最早在破碎的蒜瓣中加入乙酸后发现产生了绿色素。进行不同颜色蒜泥挥发性物质的比较对评价其风味和生物活性化合物至关重要。主成分分析（PCA）法是比较常见的多元统计学方法，能将多个变量通过线性变换以选出较少个数的综合因子代表原来变量，从而达到简化评价指标的目的。
沈阳农业大学食品学院的郭思文和张春红*以及北京市农林科学院蔬菜研究中心、北京市果蔬农产品保鲜与加工重点实验室、农业农村部蔬菜产后处理重点实验室的王丹等人以打破休眠期的大蒜为原料，制备白、蓝、绿和黄色4 种颜色蒜泥，采用电子鼻和气相色谱-质谱联用技术，对4 种颜色蒜泥风味和挥发性物质进行分析和鉴定，并利用PCA法对样品进行区分，探索蒜泥与挥发性化合物之间的相关性。
1 蒜泥色泽指标的测定
如表2所示，其中a*和b*分别表示了各个处理中绿色和蓝色的色彩指数，各个处理组之间颜色差异显著，具有典型的白色、蓝色、绿色和黄色特征。
2 电子鼻检测结果
如图2所示，不同颜色蒜泥样品的风味轮廓相似，其响应值存在显著差异。雷达图中主要涉及2 个传感器W5S（对氮氧化合物敏感）和W1W（对硫化物敏感）响应值的变化，其中黄色蒜泥＞绿色蒜泥＞蓝色蒜泥＞白色蒜泥，说明蒜泥中的氮氧化合物（W5S）和无机硫化物（W1W）的变化与颜色相关，且黄色蒜泥对W5S和W1W传感器的响应值最高。
为进一步分析白、蓝、绿、黄4 种颜色蒜泥的区别，利用Winmuster软件对电子鼻响应值的数据集进行PCA，结果如图3所示。PC1可以很好地反映各样品的特性，其贡献率达到97.99%，PC2的贡献率为1.89%，总贡献率为99.88%。白色蒜泥和蓝色蒜泥的样品区域有部分重叠，说明2 种颜色蒜泥挥发性成分类似。其他颜色蒜泥的数据区域间没有重叠，说明可以通过PCA很好地区分。
3 固相微萃取-气相色谱-质谱分析
采用气相色谱-质谱联用技术对4 种颜色的蒜泥挥发性物质进行分析和比较，共检测到83 种挥发性成分。蒜泥挥发性成分中含硫化合物是检测到种类最丰富和含量最高的物质，不同颜色蒜泥的挥发物组成存在一定差异。蒜泥中挥发性成分包括硫醚类12 种、醛类6 种、醇类13 种、酸类3 种、酯类8 种、其他含硫化合物31 种、其他10 种。
为可视化4 种颜色蒜泥之间挥发性物质组成的异同，基于挥发性成分进行维恩图分析。图4显示4 种颜色蒜泥中挥发性化合物的构成存在显著差异，其中在4 种颜色蒜泥中检测到10 种相同的化合物，在白色、蓝色、绿色和黄色蒜泥中分别鉴定出7、10、9 种和19 种不同的挥发性化合物，黄色蒜泥中异于其他3 种蒜泥的化合物最多，这些化合物的分布差异可能与蒜泥的挥发性物质形成过程有关。
实验结果表明，硫醚类为4 种颜色蒜泥的主要风味物质。硫醚类化合物香气阈值低，特征性强，具有强烈的生蒜味和辛辣味，对蒜泥风味的贡献至关重要。其中，二烯丙基二硫醚和二烯丙基三硫醚含量最高，具有浓郁的大蒜香气和刺激性气味，但不具备催泪作用。由结果可知，蒜泥由白色到黄色的过程中，大部分硫醚类化合物含量先升高后降低，且黄色蒜泥中烯丙基硫醚类低于其他颜色蒜泥。醛类主要提供脂肪香、柑橘香和杏仁油的香气，通过比较4 种颜色蒜泥挥发性成分峰面积，本实验从白、蓝、绿、黄色蒜泥中分别检测出2、4、1 种和4 种醛类化合物，尽管4 种样品中醛类化合物含量较少，但由于醛类化合物的阈值通常比其他化合物的阈值低，因此醛类化合物对蒜泥的挥发性气味做出了一定的贡献。此外，从黄色蒜泥中检测到2-噻吩甲醛和(E,E)-2,4-壬二烯醛，赋予黄色蒜泥一定的杏仁香和花香。
在化合物的种类方面，4 种颜色蒜泥的醇类、酸类、酯类存在较大差异，相比醚类和醛类，此3 类化合物具有较高的阈值，且含量较低。黄色蒜泥含有异丁酸和己酸。从整体看，不同颜色蒜泥中挥发性物质的种类和含量变化差异较大，这些组分相互作用形成了蒜泥的独特香气。
4 不同颜色蒜泥挥发性物质的PCA
对4 种颜色蒜泥样品中硫醚类、醛类、醇类、酸类、酯类、其他含硫化合物和其他7 类挥发性物质的峰面积进行PCA，得到各主成分的特征值、方差贡献率、累计方差贡献率。提取特征值大于1的主成分，结果如表4所示。
结果显示，硫醚类作为蒜泥的主要风味物质与PC1高度正相关（载荷系数＞0.8），酸类与PC1高度负相关（载荷系数＜-0.8）；PC2中载荷最高的正相关挥发性物质为其他含硫化合物（载荷系数＞0.8）；PC3中载荷最高的正相关挥发性物质为醛类（载荷系数＞0.8）。上述结果说明硫醚类、酸类、其他含硫化合物以及醛类是蒜泥中含量发生显著变化的挥发性物质。
由图6A可知，黄色蒜泥与其他3 种蒜泥差异性较大，蓝色和绿色蒜泥之间差异较小。PC1很好地将黄色蒜泥和其他3 种蒜泥区分开，黄色蒜泥位于PC1的负半轴，影响黄色蒜泥的主要挥发性成分有酸类和酯类；白色蒜泥位于PC2的正半轴，PC2可以将白色蒜泥与其他3 种蒜泥完全区分开。为了进一步区分蓝色和绿色蒜泥，通过PC3对二者进行区分，蓝色和绿色蒜泥分别位于PC3的正、负半轴。同时，从图6B可以看出，4 种颜色的蒜泥分别位于图中的4 个象限，表明4 种颜色的蒜泥可以完全分开，PCA可以对其进行有效区分。
结果表明，电子鼻和固相微萃取-气相色谱-质谱通过测定挥发性物质，结合PCA方法区分4 种颜色蒜泥的效果较好。电子鼻作为快速分析的工具，除白色和蓝色蒜泥外，其他颜色蒜泥间区分度较好，但不能表征影响蒜泥区别的具体风味物质。气相色谱-质谱结合PCA数据分析，能够反映4 种颜色蒜泥的基本特性，根据其挥发性物质分布特征可对4 种颜色蒜泥完全区分。由此可见，电子鼻技术和固相微萃取-气相色谱-质谱技术二者区分结果基本一致。
结 论
本实验制备了白、蓝、绿、黄4 种颜色的蒜泥，采用电子鼻和气相色谱-质谱联用技术对4 种颜色蒜泥的风味及挥发性物质进行分析鉴定。电子鼻结果显示不同颜色蒜泥对传感器的响应值存在明显差异，除白色蒜泥和蓝色蒜泥以外，各个样品间差异较为明显，电子鼻检测区分度较好。气相色谱-质谱联用技术分别在白色、蓝色、绿色和黄色蒜泥样品中检测出37、43、36 种和35 种挥发性物质。不同颜色蒜泥的挥发物组成存在一定差异，硫醚类是4 种颜色蒜泥的主要挥发性化合物兼风味物质，醛类对于蒜泥风味也有一定贡献，其他化合物不是影响蒜泥风味的主要挥发性物质。
蒜泥挥发性物质的PCA结果表明，提取的3 个主成分可对4 种颜色蒜泥间风味差异进行有效区分，证明醇类是白色蒜泥风味差异的主要挥发性物质；醛类是蓝色蒜泥风味差异的主要挥发性物质；硫醚类和其他含硫化合物是绿色蒜泥风味差异的主要挥发性物质；酸类和酯类是黄色蒜泥风味差异的主要挥发性物质。本实验通过对不同颜色蒜泥的风味及挥发性物质分析，明确其风味差异的原因，从而为阐述不同颜色蒜泥间挥发性物质差异提供理论依据。
本文《不同颜色蒜泥的风味及挥发性物质分析》来自于《食品科学》2019年40卷22期256-262页，作者：郭思文，王丹，赵晓燕，马越，张敏，张春红。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20181204-053。
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修改/编辑：袁月；责任编辑：张睿梅
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