沙葱(Allium mongolicum Regel),又名蒙古韭,蒙古葱等,在我国主要分布于甘肃、宁夏、内蒙古等干旱的西北荒漠地区,被称为长在荒漠、沙地中的“艺术品”。沙葱香味浓郁,味道独特,可凉拌、腌渍、炒制、作馅等。沙葱富含粗蛋白、粗脂肪、总糖、不饱和脂肪酸、矿物质、氨基酸等营养成分[1]。除常规营养成分外,沙葱还富含酚类化合物[2]、多糖、黄酮类、挥发油等成分[3-4]。沙葱具有特殊的香味,硫化合物、醇类、醛类等挥发性物质是沙葱特征香气的主要来源,且不同生长环境和采收时期对其香气物质组成影响显著[5]。
据《内蒙古植物志》记载[6],沙葱地上部分可入药,主治秃疮、消化不良、不思饮食、青腿病等。据《本草纲目》记载[7],沙葱性微温,味辛, 无毒,主治狐尿刺毒,可除瘴气恶毒,久食,强志益胆气。现代药理学研究结果表明,沙葱籽油和多糖能有效调节小鼠脂质代谢,减少脂质在体内的积累,并能显著提高机体内源性抗氧化酶活性,降低体内脂质过氧化水平[8];沙葱黄酮具有抗氧化、抗菌、免疫调节作用、抗炎活性及改善小鼠肠道组织形态结构的功能[9-10]。
甘肃、宁夏、内蒙古作为我国沙葱的主要分布区,其生态环境(如土壤类型、光照时长、昼夜温差)存在显著差异。例如,甘肃河西走廊干旱少雨、光照充足;宁夏中卫地区土壤富含矿物质;内蒙古草原地势开阔、昼夜温差大。这些环境因素通过影响沙葱的生理代谢,导致其营养成分和风味物质组成产生显著差异,从而影响沙葱的品质。因此,本文以甘肃民勤、宁夏中卫、内蒙古阿拉善3个产地的沙葱为原料,测定粗脂肪、粗蛋白、还原糖、总糖、水分、矿物质及氨基酸基本营养成分,同时采用全二维气相色谱-飞行时间质谱(comprehensive two-dimensional gas chromatography-time of flight mass spectrometry,GC×GC-TOF-MS)法分析3个产地沙葱风味物质的组成及其关键差异化合物,以期为沙葱的开发与利用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
沙葱,分别于2024年4月采集于甘肃武威市民勤县(SC1)、宁夏中卫市中宁县(SC2)、内蒙古阿拉善盟阿拉善左旗(SC3),60 ℃烘箱干燥,粉碎后装袋,保存于-20 ℃备用。17种氨基酸标准品(纯度≥99.9%),Wako(日本和光纯药工业株式会社);Pb、Cd、Ni、Zn、Cr、Cu、Mn、K、Ca、Fe、Al标准溶液(1 000 mg/L),钢研纳克检测技术股份有限公司;其他试剂均为分析纯。
1.2 仪器与设备
SZF-06A索氏抽提,上海新嘉电子有限公司;KDN-103F自动定氮仪,上海纤检仪器有限公司;Optima 7000DV电感耦合等离子体发射光谱仪,PerkinElmer(上海)有限公司;Agilent 1100高效液相色谱仪、Agilent 7890B GC,安捷伦科技有限公司;Amethyst C18-H,赛分科技有限公司;EI-0620 TOF飞行时间质谱仪,禾信仪器股份有限公司。
1.3 实验方法
1.3.1 基本营养成分的测定
粗脂肪:按照GB 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》第一法索氏抽提法进行测定;粗蛋白:按照GB 5009.5—2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》第一法凯氏定氮法进行测定;粗纤维:按照GB/T 5009.10—2003《食品安全国家标准 植物类食品中粗纤维的测定》酸碱消煮法进行测定;水分:按照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》第一法直接干燥法进行测定;总糖和还原糖:参照张珣等[11]的方法,采用DNS法进行测定;矿物质元素:按照GB 5009.268—2016《食品安全国家标准 食品安全国家标准食品中多元素的测定》进行测定,其中Pb、Cd、Ni、Zn、Cr按照第一法[电感耦合等离子体质谱(inductively coupled plasma mass spectrometry,ICP-MS)]进行测定,Cu、Mn、K、Ca、Fe、Al按照第二法[电感耦合等离子体发射光谱法(inductively coupled plasma optical emission spectrometer,ICP-OES)]进行测定,标准曲线方程见表1;氨基酸:按照GB 5009.124—2016《食品安全国家标准 食品中氨基酸的测定》进行测定。
表1 矿物质元素标准曲线方程
Table 1 Standard curve equations for mineral elements
矿物质元素标准曲线方程R2线性范围/(mg/L)CuY=1.25×105X-9.40×1020.9990.00～4.00 ZnY=2.20×10-3X-6.30×10-30.9980.00～0.20MnY=2.26×105X+1.67×1030.9990.00～4.00PbY=3.40×10-1X-2.80×10-20.9960.00～2.5×10-2CdY=3.30×10-3X+4.00×10-40.9990.00～5×10-3CrY=1.04×10-2X+5.90×10-31.0000.00～0.20NiY=2.20×10-2X+2.20×10-30.9990.00～5×10-2KY=2.14×104X+5.07×1030.9990.00～6.00CaY=9.22×103X +2.13×1030.9940.00～30.00FeY=8.17×103X+2.370.9930.00～4.00AlY=8.03×104X-12.8260.9990.00～5.00
1.3.2 风味物质的测定
采用GC×GC-TOF-MS法测定沙葱的风味物质。准确称取干燥沙葱样品0.3 g置于20 mL容量瓶中,固相微萃取进样,50 ℃萃取 25 min,于 250 ℃进样口解析3 min。色谱柱:一维柱(DB-WAX 30 m×0.25 mm×0.25 μm)、二维柱(DB-17MS 1.2 m×0.18 mm×0.18 μm)和调制柱(SV);GC条件:以4 ℃ /min升温速度从40 ℃升至240 ℃,1.4 mL/min恒定流速,不分流进样;SSM调制器:进口热区偏置+0 ℃ (相对于GC温度),出口热区偏置+30 ℃(相对于GC温度),调制周期为6 s;飞行时间质谱TOF:离子源温度为230 ℃,质谱传输线温度为240 ℃,电离电压为-70 V,质量范围为47～350,扫描速率100谱/s,检测器电压为-1 600 V。正构烷烃标样为C7～C25,进样方式及升温程序与样品相同。
获得的质谱数据经Canvas数据处理软件自动进行峰检测和合并,积分信噪比为10。去除柱流失等无效峰并手动合并个别拖尾峰后,根据NIST20谱库进行匹配(正向匹配度最高的化合物为准),且使用RI值对匹配结果稍加约束,对化合物进行定性。以化合物相对百分含量进行定量。
1.4 数据处理
数据通过Excel进行整理,采用SIMCA14.1进行主成分分析(principal component analysis,PCA)、正交偏最小二乘法判别分析(orthogonal partial least squares discrimination analysis,OPLS-DA)和模型预测,采用网站代谢分析师(https://www.metaboanalyst.ca)进行热图制作,采用SPSS 27.1进行ANOVA方差分析,组间比较采用Waller-Duncan法,P<0.05差异有统计学意义。
2 结果与分析
2.1 不同产地沙葱基本营养成分
不同产地沙葱的粗脂肪、粗蛋白、水分、粗纤维、还原糖和总糖的测定结果见图1。3个产地沙葱的粗脂肪、粗蛋白、水分、粗纤维、还原糖及总糖的含量分别为3.90%～4.90%、26.60%～31.80%、85.17%～91.69%、4.30%～11.00%、2.97%～4.42%、5.35%～10.47%。不同产地沙葱其基本营养成分存在差异。粗脂肪含量呈现SC3>SC2>SC1(P<0.05)的趋势;粗蛋白含量呈现SC2>SC3>SC1的趋势,且SC2产地含量显著高于其他两地;水分含量呈现SC2>SC3>SC1的趋势,且SC1产地含量显著低于其他两地;粗纤维含量呈现SC2>SC1>SC3的趋势(P<0.05);还原糖和总糖含量均呈现SC1>SC3>SC2的趋势,且3个产地总糖含量差异具有统计学意义,SC2产地还原糖含量与其他两地差异具有统计学意义。
图1 不同产地沙葱基本营养成分
Fig.1 Basic nutrients of A.mongolicum from different origins
注:不同小写字母表示不同产地营养成分含量具有统计学意义(P<0.05)。
3个产地基本营养成分的差异可归因于其自然环境的不同。与甘肃和宁夏相比,内蒙古纬度相对较高,纬度越高海拔越高,粗脂肪含量越高[12],因此内蒙古地区沙葱粗脂肪含量较高。粗脂肪是生物膜的重要组成成分,能够维持细胞的结构和功能完整性,对植物适应环境变化具有重要意义。因此,SC3的环境适应性较其他产地更好;与内蒙古和甘肃相比,宁夏土壤含氮量较高,而土壤含氮量高会提高植物粗蛋白的含量[13],因此宁夏产地沙葱粗蛋白含量较高,充足的蛋白质供应有助于植物根系的生长、叶片的伸展和果实的发育。因此,SC2的产量更高;与内蒙古和宁夏相比,甘肃平均气温相对较低,而寒冷会使植物的还原糖及总糖升高,且植物为防冻害会降低自身水分含量[14],因此甘肃产沙葱水分含量较低,总糖和还原糖含量较高。植物发育过程中,糖分的积累与果实的膨大和成熟密切相关,充足的糖分供应有助于果实发育良好,提高果实品质。因此,SC1的食用品质更好。
不同产地沙葱的矿物质元素含量见表2。K、Ca、Al、Fe是沙葱中的主要矿物质元素,其次是Zn、Mn、Cu、Ni、Cr、Cd和Pb。不同矿物质元素在不同产地沙葱中的含量存在差异,如K、Fe、Al、Cu、Zn和Cr都呈现SC3>SC2>SC1的趋势,而Ca却呈现SC2>SC3>SC1的趋势。大体上讲,SC3产地沙葱含有更为丰富的矿物质,这可能与其土壤中矿物质元素含量较高有关。其中沙葱中K、Ca、Fe的含量(K:6.65×104～9.69×104 mg/kg,Ca:7.60×104～8.79×104 mg/kg,Fe:129.13～306.87 mg/kg)均高于同属的韭菜(K:2.47×103 mg/kg,Ca:420 mg/kg,Fe:16 mg/kg)[15]。同时,沙葱是一种天然野生蔬菜,生长在无污染的荒漠地带,而韭菜则需要大量人工培育。因此,沙葱较韭菜而言是K、Ca、Fe更好的矿物质食物来源。另外,与王俊魁等[16]的研究结果相比,沙葱矿物质元素的含量普遍较高,这可能与采收地、采收期、检测方法的差异等有关。
表2不同产地沙葱矿物质元素含量 单位:mg/kg
Table 2 Mineral element content of A.mongolicum from different origins
矿物质元素SC1SC2SC3Cu4.71±0.32c5.24±0.11b14.67±0.12aZn19.53±0.85c22.13±0.06b32.9±1.57aMn25.43±1.72b15.63±0.32c32.23±0.67aPb0.34±0.02a0.09±0.01c0.22±0bCd0.13±0.170.05±0.060.02±0Cr0.45±0.03c0.56±0.02b1.01±0.04aNi1.05±0.13b0.32±0.01c1.26±0.01aK6.65×104±1.27×102b7.38×104±2.47×102b 9.69×104±1.44×102aCa8.68×103±3.25×102a8.79×103±2.00×102a7.60×103±1.43×102bFe129.13±7.93c 143.87±10.78b 306.87±0.38a Al186.17±13.1b199.43±8.79b452.53±7.87a
注：同一行不同小写字母表示差异具有统计学意义(P<0.05)(下同)。
Ni作为某些金属酶的成分或辅助因子,具有调节内分泌、增强胰岛素作用及刺激造血功能的作用。Ni对精氨酸酶、乙酰辅酶A合成酶、脱氧核糖核酸酶等具有一定的激活作用,能够促进体内水解和氧化还原反应,并具有调节基因表达、维持膜结构稳定的作用[17]。国际卫生组织指出, 成人每天应摄取0.4 mg,3个产地沙葱Ni含量为0.32～1.26 mg/kg,表明沙葱可作为人体膳食补充Ni的来源。Cr在糖代谢中作为一个辅助因子,具有增强胰岛素作用,且参与脂肪和核酸的代谢。中国营养学会推荐成人膳食Cr的适宜摄入量为30 μg/d。3个产地沙葱Cr含量为0.45～1.01 mg/kg,可作为人体Cr的膳食补充来源。根据GB 2762—2022《食品安全国家标准 食品中污染物限量》,干制蔬菜中铅(以Pb计)的限量值为:≤0.8 mg/kg,叶菜蔬菜中镉(以Cd计)的限值为:≤0.3 mg/kg,3个产地沙葱中Pb和Cd含量均低于限量值,符合国家安全标准,可放心食用。
对不同矿物质元素之间的相关性进行了分析,结果见图2。Mn、Zn、Cu、Al、Fe、Cr、K之间具有显著的正相关性(除Mn与K);Pb只与Ni呈显著的正相关性;Cd与其他元素之间均无显著的相关性;Ca与Cu、Al、Fe、Cr、K、Mn、Zn之间呈显著的负相关性。表明沙葱在生长过程中,不同矿物质元素之间的吸收与代谢存在协同或拮抗的关系。西北地区土壤多呈碱性[18],在盐碱土或干旱区,植物优先吸收Ca2+以维持渗透调节和膜稳定性,但会抑制Fe、Al、Cu等的吸收,从而导致Ca与大部分元素呈现负相关性。
图2 矿物质元素相关性分析热图
Fig.2 Heat map of correlation analysis of mineral elements
注:*P≤0.05,**P≤0.01,***P≤0.001。
3个产地沙葱的氨基酸色谱图见图3,氨基酸组成及含量结果见表3。3个产地总氨基酸含量为131.24～167.94 mg/g,必需氨基酸含量为39.89%～42.47%。就总氨基酸含量而言,SC1和SC3产地接近,且显著高于SC2产地。就单个氨基酸而言,沙葱含有丰富的天冬氨酸、谷氨酸、精氨酸、丙氨酸、亮氨酸和赖氨酸,含有少量的组氨酸、酪氨酸、蛋氨酸和半胱氨酸,且在不同产地中的含量存在差异。
a-SC1;b-SC2;c-SC3
图3 不同产地沙葱氨基酸色谱图
Fig.3 Amino acid chromatograms of A.mongolicum from different origins
表3 不同产地沙葱氨基酸含量
单位:mg/g
Table 3 Amino acid content of A.mongolicum from different origins
氨基酸SC1SC2SC3天冬氨酸(Asp)19.98±0.13b10.94±0.36c21.40±0.56a谷氨酸(Glu)30.12±0.20b25.78±1.20c36.94±0.81a丝氨酸(Ser)7.63±0.16a6.13±0.43b6.50±0.04b甘氨酸(Gly)8.32±0.091a6.18±0.53b6.47±0.14b组氨酸(His)3.97±0.12b3.26±0.31c4.61±0.08a精氨酸(Arg)11.04±0.23a8.44±0.76c9.80±0.23b苏氨酸(Thr)7.83±0.095a6.19±0.46c6.96±0.11b丙氨酸(Ala)11.73±0.17a9.49±0.66c10.84±0.25b脯氨酸(Pro)7.69±0.11a6.27±0.51b6.49±0.15b络氨酸(Tyr)3.58±0.044a2.90±0.28b2.49±0.073c缬氨酸(Val)8.86±0.069b7.63±0.55c9.77±0.17a蛋氨酸(Met)2.04±0.086a1.78±0.16b1.92±0.075b半胱氨酸(Cys)(8.13±1.30)×10-3a(6.21±2.15)×10-3b(3.99±1.24)×10-3b异亮氨酸(Ile) 8.14±0.069a 7.07±0.56b 8.82±0.18a亮氨酸(Leu)14.28±0.14a12.07±0.94b14.04±0.27a苯丙氨酸(Phe)9.04±0.074b7.58±0.62c10.59±0.28a赖氨酸(Lys)12.71±0.16a9.51±0.81b10.28±0.32b总氨基酸166.97±1.41a131.24±8.58b167.94±3.26a
TROVATO等[19]指出许多氨基酸在植物发育和对环境胁迫的响应中发挥着积极作用,除了作为蛋白质合成的基石外,还作为许多初级和次级代谢产物的前体。影响植物氨基酸含量的因素涉及植物发育和环境胁迫等多个方面。3个产地氨基酸组成的差异与其自然环境因素的不同如SC1较为寒冷,SC3较为干燥等有关。寒冷会使植物中的脯氨酸积累,帮助细胞维持渗透压,防止细胞失水,同时还能稳定蛋白质和生物膜的结构,保护细胞免受低温伤害,甘氨酸、丙氨酸等的含量可能会有所增加,其同样可以参与渗透调节,提高植物的抗寒能力[20]。因此,SC1中脯氨酸、甘氨酸和丙氨酸含量显著高于其他2个产地;谷氨酸可以通过转化为 γ- 氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid,GABA)参与植物的抗逆反应,干燥胁迫可能会诱导植物体内谷氨酸向GABA转化的代谢通路增强,使得谷氨酸的合成也相应增加以满足转化需求[21]。SC3较为干旱,因此SC3产地谷氨酸含量高于其他2个产地。
2.2 不同产地沙葱风味物质的组成
采用GC×GC-TOF-MS技术分析了3个产地沙葱的风味物质,总离子流图见图4。3个产地的沙葱中共鉴定出368种风味化合物,包括54种醇类化合物,50种含硫化合物,42种酮,37种醛,31种吡嗪,30种酯,25种含氮类化合物,24种芳香烃,13种酸,11种烷烃,10种萜,8种酰胺,7种呋喃,6种其他类化合物,4种胺,3种吡咯,3种含卤素类化合物,2种醚,1种酚,1种环烷烃,1种环烯烃,1种炔烃,1种缩醛,1种烯烃。其中SC1、SC2、SC3分别检测出152、135、145种化合物。
a-SC1;b-SC2;c-SC3
图4 不同产地沙葱GC×GC-TOF-MS总离子色谱图
Fig.4 GC×GC-TOF-MS total ion chromatograms of A.mongolicum from different origins
a-SC1;b-SC2;c-SC3
图5 沙葱风味物质含量饼图
Fig.5 Pie chart of the relative content of flavor substances in A.mongolicum
a-不同产地沙葱风味物质主成分分析图;b-OPLS-DA模型图;c-交叉验证结果;d-VIP预测值结果
图6 不同产地沙葱差异化合物分析
Fig.6 Analysis of differential compounds of A.mongolicum from different origins
图5呈现了沙葱样品中不同化合物类别的相对含量。3个产地的沙葱,其化合物含量的总体趋势相近,这与ZHANG等[22]的研究结果基本一致。在各类化合物中,含硫类化合物的含量均最高,这与葱属植物以含硫化合物含量高著称的结果一致。沙葱中的含硫类化合物,赋予了沙葱独有的辛辣风味[23]。含量排在第二位的是醇类化合物,这类化合物能够为植物带来青草和绿叶般的清香,赋予了沙葱更加醇厚的风味。就同一类别的化合物而言,在3个产地中的含量存在差异,如含硫类化合物在SC1、SC2和SC3中的占比分别为15.8%、16.5%、23%。不同类别化合物含量的差异,是造成3个产地沙葱风味不同的关键因素。
2.3 差异化合物分析
3个产地沙葱风味物质组成的主成分分析结果见图6-a。第一主成分对应比例为65.6%,第二主成分对应比例为19.6%,总贡献率高于80%,不同样品之间的分离效果较好,说明不同产地沙葱的风味物质差异较大。
同时,为进一步确定不同产地沙葱风味物质的差异,建立了OPLS-DA模型图(图6-b)。结果显示,模型R2=0.964,Q2=0.998(接近于1),说明了模型的可信度的可靠。为了防止模型中的过拟合,进行了200次模型预测的排列测试(图6-c)。结果表明,R2Y=0.465,Q2Y=-1.14(截距小于0.05),说明该模型具有良好的稳定性,可预测不同产地沙葱的差异风味物质[24]。因此,通过SIMCA软件计算出VIP>1的化合物且通过SPSS软件得到P<0.05的化合物为不同产地沙葱的关键差异风味化合物[25],VIP预测值见图6-d。可以看出,烯丙基甲基二硫醚为3种产地沙葱风味化合物中VIP预测值最大的化合物,该化合物为蒜、韭、葱香气成分之一。不同产地沙葱关键差异风味化合物见表4。可以看出,不同产地沙葱关键差异化合物中含硫类化合物占比最高(42.1%)。SC1、SC2中烯丙基甲基二硫醚含量与SC3有显著性差异,说明SC1和SC2的蒜、韭、葱香味高于SC3;2-hexenal, (E)-(反式-2-己烯醛)呈浓郁新鲜水果、绿叶清香气,SC1、SC3较SC2有显著性差异,因此SC1、SC3的绿叶清香味更为浓厚;2-hexen-1-ol, (E)-(反式-2-己烯-1-醇)具有强烈未成熟果实气味,反式-2-己烯-1-醇及其衍生物可用于合成水果、热带植物等香精的关键成分,SC1较其他两地沙葱有显著性差异,因此SC1的香精味道更为浓厚。
表4 不同产地沙葱差异风味化合物
Table 4 Differential flavor compounds of A.mongolicum from different origins
化合物CASNIST-RIRI含量/%SC1SC2SC3烯丙基甲基二硫醚2179-58-01281-P1 2677.41±0.28a6.58±1.14a0.03±0b反式-2-己烯醛-6728-26-31216-P1 2080.94±0.14a0.11±0.04b0.09±0.01a反式-2-己烯醇928-95-01406-P1 3980.29±0.03aND0.01±0b丁烯二醇497-06-32253-P1 045ND0.57±0.03a0.07±0.02b(S)-3-乙基-4-甲基戊醇;(3S)-3-乙基-4-甲基-1-戊醇100431-87-61509-P1 5040.04±0b0.09±0a0.02±0c2,3,5-三硫杂己烷42474-44-21650-P1 6370.16±0.02b1.07±0.05a1.03±0.03a丙烯酰胺1979-06-011943-P1 4870.06±0.01b0.21±0.02a0.07±0.01b十一烷1120-21-41100-A1 0840.68±0.14a0.79±0.28a0.14±0.09b5-甲基-1,2,3,4-四噻烷116664-30-32005-P1 9980.05±0.01b0.24±0.06a0.12±0.02b1,2,4-三氮唑289-16-71760-P1 7230.26±0.01b1.51±0.26a1.26±0.03a正己醛66-25-11083-P1 0720.48±0.03a0.07±0.03b ND二甲基四硫5756-24-11746-P1 7200.32±0.06c1.60±0.04a1.28±0.11b甲烷磺酰氯124-63-01208-P1 1850.14±0b0.02±0.0001aND2,6-二乙基吡嗪13067-27-11445-P1 4251.01±0.36a0.46±0.16b1.54±0.29a乙基苯100-41-41129-P1 1152.60±0.17aND0.23±0.08b2-甲氧基-3-异丁基吡嗪24683-00-91518-P1 5150.10±0.02a0.04±0.01b0.01±0b3-乙烯基-1,2-二噻代环己-5-烯62488-53-31761-P1 8170.04±0c0.12±0.01b0.27±0.03a1-戊烯-3-醇616-25-11158-P1 3070.04±0c0.14±0.02a0.09±0.01b2,3-二甲基吡啶583-61-91408-P1 3530.36±0c1.21±0.2a0.82±0.05b3-乙基吡啶536-78-71378-P1 3690.02±0.01b0.07±0.04b0.12±0.01a二硫化物,甲基(1E)-1-丙烯基23838-19-91327-P1 2772.83±0.25c5.17±0.04b13.00±0.47a巴豆醛123-73-91039-P1 0300.8±0.06aND0.12±0.04b4-[2,2,6-三甲基-7-氧杂二环[4.1.0]庚-1-基]-3-丁烯-2-酮oxabicyclo[4.1.0]hept-1-yl)-23267-57-41962-P1 9740.07±0.01b0.17±0.06a0.09±0.01b3-甲基-2(5H)-呋喃酮22122-36-71713-P1 6940.03±0b0.10±0a0.11±0.02a3-乙烯基-1,2-二噻代环己-4-烯62488-52-21750-P1 7120.10±0.01b0.20±0.14b0.45±0.03a3-甲基吡啶108-99-61292-P1 2840.10±0.02b0.23±0.13b0.45±0.06a叔丁基硫醇75-66-1779-P1 6220.05±0b0.08±0.02a0.03±0b顺-2-戊烯醇1576-95-01318-P1 3140.43±0.01a0.18±0.03b0.12±0.02c正十六烷544-76-31600-A1 5000.69±0.32a0.18±0.03b0.16±0.12b3,5-辛二烯-2-酮30086-02-31570-P1 5540.03±0b ND0.19±0.12a2-吡咯烷酮616-45-52020-P2 0130.13±0.01c0.24±0.05b0.48±0.05a苯乙腈140-29-41909-P1 9010.01±0b0.03±0.01a0.04±0.01a氯苯108-90-71233-P1 2020.07±0.01a0.03±0.01b ND
续表4
化合物CASNIST-RIRI含量/%SC1SC2SC35-乙基-2-甲基吡啶104-90-51408-P1 405ND0.06±0b0.17±0.01a正戊醇71-41-01250-P1 2460.83±0.07a0.34±0.06b0.32±0.01b吡咯-2-甲醛1003-29-82030-P1 9970.06±0.01b0.15±0.02a0.16±0.01a苯甲醛100-52-71520-P1 5042.42±0.11b2.23±0.32a1.01±0.03a壬醛124-19-61391-P1 3853.04±0.25a1.31±0.35b1.55±0.24b异戊酰胺541-46-81880-P1 9050.02±0b ND0.07±0.01a2,4,5-三甲基恶唑-20662-84-41199-P1 190ND0.05±0.01b0.13±0.03a1-辛烯-3-醇3391-86-41450-P1 4440.22±0a0.12±0.03b0.19±0.03a2(5H)-呋喃酮497-23-41743-P1 7270.12±0a0.07±0b0.04±0.01c2-甲基吡啶109-06-81220-P1 2120.16±0.01b0.32±0.18b0.54±0.05aN-甲酰基哌啶2591-86-81762-P1 7530.09±0b0.17±0.03a0.11±0b异丁酸79-31-21570-P1 5570.24±0.01c0.49±0.03a0.36±0.05b反式-2-辛烯醛2548-87-01429-P1 4180.02±0b0.02±0.01b0.04±0.01a2-乙基己醇104-76-71491-P1 4840.27±0.02a0.21±0.05b0.10±0c二甲基三硫3658-80-81377-P1 3637.86±0.09b16.11±3.5a11.12±0.1b甲基烯丙基三硫醚34135-85-81593-P1 5715.44±0.15c11.15±2.1b14.28±0.22a2-正戊基呋喃3777-69-31232-P1 2230.07±0a0.04±0.01b0.06±0a二烯丙基三硫醚2050-87-51806-P1 7681.22±0.03c2.23±0.23a1.54±0.08b十四烷629-59-41400-A1 400ND1.63±0.25a0.75±0.11b己酸142-62-11846-P1 8350.16±0.01c0.30±0.05b0.42±0.01a2,3-丁二酮431-03-8979-P9600.20±0.02a ND0.06±0.02b
图7显示了关键差异风味化合物的相对丰度的热图。根据欧氏距离将54个关键差异风味化合物分为3组。
图7 关键差异风味化合物相对丰度热图
Fig.7 Heat map of the relative abundance of key differentially flavor compounds
在第1组中,发现有18个关键的差异化合物在SC1中更为丰富,SC1中吡嗪物质含量较其他2组有显著性差异,如2-甲氧基-3-异丁基吡嗪会赋予沙葱独特的青椒味,该物质也是一种香精香料,会赋予沙葱独特的香味。
在第2组中,发现有13个关键的差异化合物,其中SC2中3-丁烯-2-酮,4-(2,2,6-三甲基-7-苯杂双环[4.1.0]庚-1-基)-的含量与其他2组有显著性差异,该物质会赋予沙葱独特的浆果香气,因此SC2中的果香气息更为浓厚。
在第3组中,发现有23个关键的差异化合物在SC3更为丰富,SC3中酮类风味物质与SC1有显著性差异,如3,5-辛二烯-2-酮会赋予植物独特的坚果风味及辛辣味,因此SC3的辣味气味更为浓厚。
3 结论
沙葱营养丰富,且不同产地其基本营养成分和风味物质组成存在差异。3个产地沙葱粗脂肪、粗蛋白、水分、粗纤维、还原糖及总糖的含量分别为3.90%～4.90%、26.60%～31.80%、85.17%～91.69%、4.30%～11.00%、2.97%～4.42%和5.35%～10.47%。K、Ca、Al、Fe是沙葱中的主要矿物质元素,其次是Zn、Mn、Cu、Ni、Cr、Cd和Pb,不同矿物质元素在不同产地沙葱中的含量存在差异,且在沙葱生长过程中,不同矿物质元素之间的吸收与代谢存在协同或拮抗的关系。沙葱总氨基酸含量为131.24～167.94 mg/g,必需氨基酸含量为39.89%～42.47%,天冬氨酸、谷氨酸、精氨酸、丙氨酸、亮氨酸和赖氨酸是沙葱中主要的氨基酸。3个产地沙葱共鉴定出368种风味化合物,主要为醇酮类化合物与含硫化合物,共获得54种关键差异化合物,主要为含硫类化合物及醇类化合物。
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