研究进展|硫代葡萄糖苷热降解与浓香菜籽油挥发性气味的关系

2020-08-07
 

本研究为西北农林科技大学于修烛教授团队2019年9月于期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》(IF=4.192)上发表。

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研究背景

消费者对商品菜籽油的接受程度取决于其特有的风味和营养价值。浓香菜籽油的生产过程包括炒制、物理压榨、离心或过滤,以保持其强烈的浓香气味、高营养价值和生物活性化合物的特性。其中炒制是最重要的一个阶段,它是改善某些芳香油风味的有效方法,其中的反应包括硫代葡萄糖苷(GSLs)降解、脂质氧化和美拉德反应。

GSLs是硫和/或氮的次级代谢物,主要存在于芸苔科植物中(如油菜)。根据侧链的结构,GSLs可分为脂肪族、芳香族和吲哚型吡喃糖。GSLs降解途中会产生等摩尔量的β-D-葡萄糖和苷元,而苷元不稳定,进一步反应产生挥发性化合物,硫氰酸盐,腈和异硫氰酸盐。这些化合物是一类含C=N基团的有机化合物,具有刺激性气味和苦味。GSLs热降解是形成挥发性化合物的重要途径,然而单个GSL的热降解对浓香菜籽油挥发性气味的影响尚不清楚,需要进一步的集中研究单个GSL的热降解途径和相关组分的形成。

研究目的

探究油菜籽在炒制过程中硫代葡萄糖苷的组分及含量变化,解释浓香菜籽油的风味与硫代葡萄糖苷热降解间的关系。

研究思路

5个地区的油菜籽品种,在恒温(150°C)下炒制7个不同时间(0、10、20、30、40、50、60分钟),分别进行分析。

(1)研磨成粉末,高效液相色谱法测定硫代葡萄糖苷(GSLs)含量变化;

(2)物理压榨法制油,进行挥发性成分的HS-SPME/GC-MS分析;

(3)依据6种感官属性:种子状/绿色、霉变/潮湿、氧化油、坚果/烤制、刺激性、苦咖啡/焦味进行油的感官评价。

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结果

(1)在5种油菜籽中检测到13类硫苷组分,不同的油菜品种中GSLs的组成不同,其含量均随着炒制时间而降低,其中吲哚类和芳香族对热较敏感,脂肪族相对耐热。

(2)在5种浓香菜籽油中检测到11类挥发性化合物,腈类物质是主要挥发性成分之一,且GSLs的热降解倾向于形成低碳链腈。

(3)炒制过程中油的种子状/绿色感官属性减少,坚果/烤制、刺激性的感官属性增大且达到最大值,炒制60min后,油的感官属性是苦咖啡/焦味。

结论

在炒制过程中5个产地的菜籽GSLs含量均下降,其中关键性物质-腈类、异硫氰酸酯的含量与GSLs的含量呈显著负相关关系(P<0.05),腈类物质是导致硫磺味、刺激性气味的主要挥发性化合物,表明GSLs的热降解对浓香菜籽油的风味影响显著;且研究表明,随着炒制时间的延长,更容易产生短碳链腈物质。

创新点

将GSL热降解与油的挥发性气味建立联系,根据GSLs与腈类物质的结构提出了菜籽炒制过程中GSLs降解的可能途径,为腈类化合物的形成机理提供依据。

原文链接

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.9b04952


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