辣子鸡丁作为川菜经典菜品[1],由鸡丁与干辣椒经炸制、炒制而成,具有色泽金黄红亮、风味独特的特点,深受消费者喜爱。我国辣椒种植面积稳定(≥210万 hm2)且品种丰富(如小米辣、子弹头、灯笼椒等)[2],不同品种干辣椒风味差异明显[3]。干辣椒是辣子鸡丁的核心辅料,其品种对菜品风味影响重大。但目前关于辣子鸡丁的风味研究尚未形成体系,尤其是不同干辣椒品种对菜品风味特征的影响缺乏深入探究。因此,系统研究不同干辣椒品种对辣子鸡丁风味特征的影响,兼具理论价值与实践意义。
电子鼻、电子舌及GC-MS技术已广泛应用于食品风味分析领域[4]。辛光斌等[5]通过电子鼻、电子舌与GC-MS联用,系统分析了肉制品贮藏期风味动态变化。刘鑫等[6]利用该技术证实了多技术协同在肉制品风味分析中的全面性与精准性。气相色谱-离子迁移谱(gas chromatography-ion mobility spectrometry,GC-IMS)作为典型的风味分析技术,可构建挥发性化合物指纹图谱,直观展现样品间风味差异,已成功应用于肉类[7]、水产[8]及传统发酵食品[9]的风味分析。此外,GC-IMS与GC-MS的联合使用,可进一步提升挥发性化合物定性与定量分析的准确性,为复杂食品体系的风味解析提供更全面的技术支撑[10]。
鉴于川菜经典菜品辣子鸡丁风味研究缺乏系统性数据,本研究采用电子舌、电子鼻、GC-MS及GC-IMS等多维度风味分析技术,系统探究5种干辣椒对其风味特征的影响。通过量化不同干辣椒品种对菜品挥发性化合物、滋味物质及整体风味轮廓的影响,为川菜风味化学理论提供基础数据支撑。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
鸡腿肉、老姜、大蒜,四川龙泉驿区永辉超市;花椒,成都如实香料有限公司;干辣椒(魔鬼椒、子弹头、灯笼椒、二荆条和小米辣),青岛崔氏椒洋食品有限公司;食盐,四川驰宇盐品有限公司;生抽,佛山市海天调味食品股份有限公司;鸡精,四川豪吉食品有限公司;食用油,中粮集团有限公司;磺基水杨酸水、茚三酮、2-甲基-3-庚酮,分析纯,上海麦克林生化科技股份有限公司。
1.2 仪器与设备
Flavour Spec® GC-IMS联用仪,德国G.A.S.公司;FOX4000电子鼻、α-ASTREE型电子舌,法国AIpha MOS公司;5977A-7890B型GC-MS(含PAL3自动进样器)、HP5MS UI色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 um),美国安捷伦公司;SH-SPME-09 PA/PDMS固相微萃取(solid-phase microextraction,SPME)探针,青岛盛瀚色谱技;S-433D全自动氨基酸分析仪,德国Sykam公司。
1.3 实验方法
1.3.1 样品制备与前处理
鸡腿肉剔骨后制备成1.50 cm×1.50 cm×1.50 cm立方的鸡丁,清水冲洗沥干,加料酒腌制10 min去腥,再用食盐、生抽、鸡精、味精及淀粉调味;干辣椒切1.50 cm小节,姜蒜切末备用。鸡丁经五成油温炸制定型、七成油温复炸至金黄后捞出。另起锅热油至120 ℃,加入姜蒜末、花椒及干辣椒炒香30 s,再倒入鸡丁翻炒1 min。将魔鬼椒(MG)、子弹头(ZD)、灯笼椒(DL)、二荆条(EJ)、小米辣(XM)炒制的鸡丁分别装入样品盒待测。
1.3.2 电子舌的测定
电子舌检测参照卢璇等[11]方法并略作修改。将鸡丁剁碎,取10.00 g样品加纯净水至150 mL,经定性滤纸过滤2次除油脂,取80 mL滤液待测。每个样品平行检测10次。
1.3.3 游离氨基酸组成分析
样品处理参照袁灿等[12]方法:称取1.00 g样品于50 mL 容量瓶,加10 mL 质量分数为10%的磺基水杨酸水溶液混匀,超声波处理25 min。取5 mL离心(10 000 r/min,5 min),取3 mL上清液经0.22 μm 水相膜过滤后上机。色谱条件:LCA K07/Li柱(150 mm×4.6 mm),进样量50 μL,检测波长570 nm和440 nm,茚三酮流速0.25 mL/min,反应器温度130 ℃,柠檬酸锂缓冲液流动相流速0.45 mL/min。味道强度值(taste activity value,TAV)计算参考蒋四强等[13]方法,并略作修改。TAV计算如公式(1)所示:
(1)
式中:C,游离氨基酸含量,mg/g;T,游离氨基酸阈值,mg/g。
1.3.4 电子鼻的测定
电子鼻测试参照王天杨等[14]方法并稍作修改:取2.00 g样品置于10 mL顶空瓶中编号密封待测。分析条件:手动进样,顶空温度60 ℃加热5 min,载气流速150 mL/min,进样量2 mL、速度2 mL/s,数据提取时间2 min,停滞时间3 min,每个样品平行检测5次。电子鼻传感器对特征性物质的检测性能[12]见表1。
表1 传感器检测物质类型
Table 1 Types of substances detected by sensors
序号传感器名称检测物质类别1LY2/LG含氯/氟化合物、氮氧化合物、硫化物2LY2/G胺类化合物3LY2/AA醇类(乙醇)、酮类(丙酮)、氨4LY2/Gh氨、胺类化合物5LY2/gCTI硫化物6LY2/gCT醛类物质7T30/1含硫化合物8P10/1烷烃类气体9P10/2非极性有机化合物10P40/1含氟、氯化合物11T70/2极性化合物12PA/2醇类(乙醇)、胺类、氨水溶液13P30/1碳氢化合物、氨、乙醇14P40/2硫化氢、氟化物15P30/2硫化氢、酮类化合物16T40/2芳香烃化合物17T40/1含氟化合物18TA/2乙醇
1.3.5 GC-MS测定
挥发性风味物质分析参照时振华等[15]方法优化。称取2.00 g均质鸡丁置于15 mL顶空瓶,加入1.5 g NaCl及10 μL 2-甲基-3-庚酮内标液(100 mg/L),65 ℃平衡15 min(500 r/min磁力搅拌),SPME萃取15 min(65 ℃)。
GC条件:分流进样(分流比10∶1,进样口250 ℃),Elite-5MS柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm),载气He(1.0 mL/min),柱温程序:40 ℃(3 min)→5 ℃/min→170 ℃(1 min)→15 ℃/min→230 ℃(5 min)。
MS条件:电子轰击源(electron ionization,EI)(70 eV),扫描范围35～400 m/z,离子源230 ℃。定性与定量:质谱图匹配NIST 11库(匹配度≥800)结合保留指数定性,内标法(2-甲基-3-庚酮)定量,计算如公式(2)所示:
(2)
式中:V,挥发性风味物质的含量,μg/g;m内标,内标物的含量,μg;A目标,挥发性风味物质的峰面积;A内标,内标物的峰面积;m样品,样品质量,g。
1.3.6 GC-IMS测定
挥发性风味物质分析检测条件参照杨镰等[16]的方法优化如下:
样品前处理:准确称取2.00 g均质化辣子鸡丁样品,置于15 mL顶空进样瓶中,密封待测。
GC条件:进样方式:顶空自动进样,进样温度65 ℃,进样体积200 μL;色谱柱:非极性毛细管柱(固定相:Polydimethylsiloxane,柱长30 m,内径0.53 mm);柱温程序:初始温度60 ℃,保持2 min,以高纯N2(纯度≥99.999%)为载气,起始流速2.0 mL/min,维持2 min,随后在30 min内线性升至10 mL/min,总分析时间30 min。
IMS条件:漂移管温度:45 ℃,漂移管长度9.8 cm,漂移气体为高纯N2(流速150 mL/min);孵化参数:孵化温度60 ℃,孵化转速500 r/min,孵化时间10 min;检测模式:采用火焰离子化检测器(flame ionization detector,FID)与IMS双重检测,采集频率100 Hz。
1.4 数据处理
数据可视化与统计分析方法如下:通过Origin 2024软件构建雷达图、弦图及环形热图等多维度可视化图表,直观呈现风味数据的分布特征及其变量间关联性;借助SIMCA 14.1(32-bit)软件开展多元统计分析,包括主成分分析(principal component analysis,PCA)以揭示样品间风味差异的整体趋势、正交偏最小二乘判别分析(orthogonal partial least squares-discriminant analysis,OPLS-DA)以筛选关键差异变量,结合变量投影重要性(variable importance in the projection,VIP)评估各变量对组间区分的贡献度。显著性差异分析通过R语言实施单因素方差分析(one-way analysis of variance,one-way ANOVA)并结合Tukey’s HSD检验,不同字母标注表示组间差异显著(P<0.05)。
2 结果与分析
2.1 电子舌结果分析
电子舌凭借高选择性、高灵敏度及多通道同步检测能力[17],通过7个传感器维度实现辣子鸡丁样品滋味特征区分(图1-a)。结果显示,MG和XM组酸味响应值突出,ZD组鲜味和酸味明显,而DL和EJ组在咸味、甜味和苦味维度呈味突出。此外,ZD组在鲜味传感器上变现活跃,这与辣椒中谷氨酸含量有关。
a-雷达图;b-PCA
图1 不同干辣椒制备的辣子鸡丁电子舌分析
Fig.1 Electronic tongue analysis of diced chicken made from different dried chilies
注:AHS、ANS、SCS、CTS和NMS分别表征酸、甜、苦、咸、鲜味,PKS和CPS为通用味觉属性[19]。
进一步通过PCA揭示样品滋味轮廓的整体差异(图1-b)。依据PCA有效性标准(累计方差贡献率>85%)[18],PC1和PC2累计解释总方差的94.7%,表明数据结构具有良好的解释效力。样品间的距离越近,则滋味轮廓相似度越高;反之,则相似度越低。MG和XM组与ZD、DL和EJ组分别分布于坐标系左右两侧且间距较远,说明前组与后组的滋味特征存在显著分化;而DL组与EJ组在PCA图中空间距离接近,表明两者滋味轮廓具有相似性。
鉴于电子舌仅能实现滋味轮廓的仿生识别,无法定性具体呈味物质,研究进一步借助自动氨基酸分析仪,对不同干辣椒品种制备的辣子鸡丁中游离氨基酸组成及含量进行定量解析。
2.2 游离氨基酸结果分析
游离氨基酸作为食品关键滋味物质,通过鲜味、甜味、酸味和苦味的协同作用塑造风味特征[20]。本研究共鉴定出17种游离氨基酸,如电子版增强出版附表1所示(https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.043348,下同),且各组间含量差异显著(P<0.05)。依据风味特性可分为鲜味(Asp和Glu)、甜味(Thr、Ser、Gly、Ala和Pro)、苦味(Val、Ile、Leu、Tyr、Phe、His、Lys和Arg)及无味氨基酸(Cys和Met)[21]。弦图通过连接两点间的线段来表示关系,其宽度则反映了关系的强度。由图2-a可知,ZD组游离氨基酸总量最高,其鲜味氨基酸(56.88 mg/100 g)、甜味氨基酸(37.64 mg/100 g)和苦味氨基酸(52.29 mg/100 g)含量均显著高于其他组(P<0.05),表明ZD组干辣椒对辣子鸡丁滋味贡献更突出。呈味强度评价(见附表1)表明,多数游离氨基酸的TAV<1,仅Glu在MG和ZD组的TAV>1,被认定为关键呈味物质。值得注意的是,尽管多数氨基酸TAV<1,但其可能通过协同、叠加或抑制效应影响整体滋味感知。LIOE等[22]发现低于阈值的苦味氨基酸(Arg、His和Lys)可增强鲜味和甜味感知。综合分析表明,ZD组因富含Glu等鲜味氨基酸,对辣子鸡丁的鲜味贡献最为显著。PCA(图2-b)显示,PC1和PC2累计方差贡献率达78.2%,表明游离氨基酸数据能有效区分样品特征。ZD和MG组聚类于第一象限,而DL、XM、EJ组分别分布于二、三、四象限,揭示不同干辣椒品种对辣子鸡丁滋味的差异化影响,同时佐证ZD与MG组在滋味特征上存在一定的相似性。鉴于电子舌与氨基酸分析仪仅解析滋味维度,研究进一步采用电子鼻技术,通过金属氧化物传感器对样品挥发性气味物质进行识别,以全面表征风味特征。
a-弦图;b-PCA图
图2 不同干辣椒制备辣子鸡丁游离氨基酸分析
Fig.2 Analysis of free amino acids in diced chicken prepared with different dried chilies
2.3 电子鼻结果分析
电子鼻作为模拟生物嗅觉系统的快速检测技术,可有效识别食品挥发性成分特征[23]。雷达图分析(图3-a)显示,5种干辣椒制备的辣子鸡丁在传感器P30/1、P40/2、P30/2、PA/2、T30/1、P10/2、P10/1、T40/2和T70/2呈现高响应值,表明其主要挥发性成分为醇类、烷类、醛类及硫化物,其中烷类和醛类是干辣椒主体风味物质[24]。此外,在整体上气味响应值大小依次为ZD、EJ、MG、XM和DL组。
a-雷达图;b-PCA图
图3 不同干辣椒制备的辣子鸡丁电子鼻分析
Fig.3 Electronic nose analysis of diced chicken made from different dried chilies
为进一步解析样品间气味差异,对电子鼻数据进行PCA。结果显示(图3-b),PC1和PC2贡献率分别为77.7%和14.6%(累计方差贡献率92.3%),表明传感器阵列数据能有效表征样品挥发性特征。根据PCA空间距离判别原则[25],MG、EJ和XM组聚类紧密,说明3个样品之间气味轮廓高度相似;而ZD、DL组与前3者显著分离,表明其具有独特挥发性成分谱。特征传感器分析表明:ZD组通过TA/2和T40/1传感器与其他组显著区分,且与PC1正相关;DL组通过P30/1传感器差异化响应,与PC1负相关;MG、EJ和XM组则通过T30/1和P10/1传感器聚类,与PC2负相关。然而,电子鼻仅能提供整体气味指纹信息,研究进一步采用GC-MS和GC-IMS技术,对挥发性成分进行定性定量分析,以明确不同干辣椒品种对辣子鸡丁香气物质组成的具体影响。
2.4 GC-MS结果分析
2.4.1 GC-MS定量与定性分析
GC-MS分析共鉴定出75种挥发性成分(附表2),包括烯烃(17种)、芳香烃(11种)、醇类(10种)、酮类(9种)、酯类(8种)、醛类(7种)、酸类(3种)、烷烃(3种)及其他化合物(7种)(见附表2)。不同干辣椒品种制备的辣子鸡丁在挥发性成分类别上存在显著差异(P<0.05,图4-a)。从相对含量分布(图4-b)来看,烯烃类占比最高(42.34%),其次为酯类(15.79%)和酮类(14.67%)。烯烃类化合物主要源于脂肪氧化过程中烷基自由基的分解,虽然烯烃含量相对较高,但因其阈值较高,对风味影响有限[26]。酯类化合物(甲酸甲酯、异丁酸乙酯和乙酸乙酯)通过醇酸酯化反应形成,赋予产品特征性水果香气[27]。酮类物质的较高占比可能与热加工过程中不饱和脂肪酸的氧化降解和美拉德反应密切相关[10]。由于酮类化合物阈值较低,其对整体风味贡献较大,通常呈现花香、果香和奶油香[10],如2-丁酮、丁烯酮和3-庚酮等。
a-不同种类化合物比例;b-不同类别挥发性含量比较;c-200次置换检验图;d-OPLS-DA图;e-VIP值>1的挥发性风味物质
图4 不同干辣椒制备辣子鸡丁挥发性风味的影响
Fig.4 Effects of different dried chili preparations on the volatile flavor of chicken cubes
注:a图中不同小写字母表示组间差异显著(P<0.05)。
2.4.2 GC-MS差异性风味分析
采用OPLS-DA分析不同干辣椒品种辣子鸡丁的香气差异物质。OPLS-DA得分图(图4-d)显示,DL和MG组分别位于第三、第四象限,与位于第二象限的ZD、EJ和XM组形成显著分离,其中ZD、EJ和XM组样本点高度重叠,表明3者挥发性代谢物组成相似。模型参数(R2X=0.994,R2Y=0.998,Q2=0.997)显示,该模型对自变量和因变量的解释能力及预测性能优异。通过200次排列检验评估模型稳健性,结果表明回归线截距处Q2值为-0.813,小于0,且R2为0.090 2,证实模型无过拟合现象[28],可靠性强(图4-c)。基于VIP值筛选关键差异化合物,共鉴定出23个VIP值>1的物质,包括烃类(5种)、酯类(5种)、醇类(3种)、醛类(3种)、酸类(3种)、酮类(2种)及其他类(2种)。主要特征化合物包括:2-甲基嘧啶、异丁酸乙酯、乙酸甲酯、异戊醇和月桂烯等化合物(图4-e)。
为系统解析各组关键差异风味化合物,对筛选出的23种挥发性成分进行聚类热图分析(图5),以颜色梯度(红色和蓝色)表征香气物质含量的相对高低。结果显示,不同干辣椒品种的辣子鸡丁样品在特征风味化合物组成上呈现显著分群(P<0.05),差异化特征突出。在ZD组中,以异戊醇(花香味、麦芽味[29])、乙酸甲酯和异丁醛等7种化合物为主要标志物;在XM组中,主要为2-丁酮、环丙基甲基甲醇、甲乙醚和硝酸甲酯;在DL组中则以硝酸甲酯为主要风味化合物;在EJ组中,主要为2-甲基嘧啶、异丁酸乙酯和月桂烯等11种挥发性风味物质;在MG组中,主要为2-甲基-1-苯基-1-丙烯。
图5 不同干辣椒制备辣子鸡丁VIP值(GC-MS)热图
Fig.5 Heatmap of VIP values of chicken cubes made from different dried chilies (GC-MS)
其中,ZD、XM和EJ组差异性化合物成分突出,其丰富的酮类、酯类及醛类等物质为辣子鸡丁提供了多层次风味架构;而MG和DL组因成分单一,风味贡献相对有限。总体而言,不同品种干辣椒制作的辣子鸡丁挥发性物质(volatile organic compounds,VOCs)组成存在显著差异(P<0.05),这直接反映了原料中脂肪酸、氨基酸等前体物质的多样性以及加工过程中美拉德反应和氧化降解等非酶促反应的复杂性。据报道,辣椒中的脂肪酸和氨基酸是VOCs的重要前体物质,其种类和含量会因品种的不同而有所变化[30]。此外,美拉德反应和氧化降解等非酶促反应在干辣椒的加工过程中发挥了关键作用,这些反应不仅改变了辣椒的风味特征,还生成了新的香气化合物。表明通过GC-MS技术分析不同干辣椒制备辣子鸡丁的VOCs组成及其形成机制,可以为食品风味的定向调控提供一定的科学依据,并指导实际生产中的风味优化策略。
2.5 GC-IMS结果分析
2.5.1 GC-IMS图谱与定性分析
采用GC-IMS技术对不同干辣椒制备的辣子鸡丁中的VOCs进行鉴定(图6-a)。X轴表示气相色谱的漂移时间,Y轴表示保留时间,Z轴表示信号强度[28]。部分VOCs(如异戊醇)在光谱中呈现多个特征峰(单体-M与二聚体-D),表明其存在不同聚合态;二聚体的形成与高质子亲和力相关(当分析物质子亲和力大于H2O时易电离并聚合)[31]。
a-3D峰图;b-二维光谱;c-指纹图谱
图6 不同干辣椒制作辣子鸡丁挥发性风味图谱
Fig.6 Volatilic flavor spectra of different dried chili chicken cubes
3D光谱清楚呈现了鸡丁中VOCs类型和水平的变化。其漂移时间主要分布于5～10 ms区间。为优化分析清晰度,提供差异二维视图(图6-b)。以样品MG组光谱为参考基准,对其他样品光谱进行筛选处理,当化合物组成一致时,光谱呈白色。其中,红色区域表示物质浓度高于参考浓度,蓝色区域则表示低于参考浓度。如图6-b所示,与MG组相比,其余各组红点分布更密集,尤其是ZD组,表明其物质浓度显著升高;EJ和XM两组颜色分布模式相近,说明2组物质浓度差异较小。综上,不同组别间挥发性风味化合物的数量及浓度存在显著差异。
指纹图谱(图6-c)中峰强度反映特定物质含量,颜色深度与含量呈正相关。经分析,共识别68个峰,鉴定出64种挥发性风味物质,包括17种酯类、11种醇类、11种酮类等8类化合物(详见附表3),其中酯类、醇类和酮类为GC-IMS检测的主要成分。为提升图谱解析度,将其划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ 4个区域(图6-c)。区域Ⅰ包含α-异松油烯、2-己酮和己醛-M等11种共有化合物,其中己醛作为鸡肉特征香味物质,赋予青草与脂肪香气[32]。区域Ⅱ主要存在于ZD、DL、EJ和XM组,包括异丁醇、2-乙基丁醛和正戊醇等13种化合物。区域Ⅲ以ZD组特征化合物为主,包含丙酸丁酯、松油醇和乙酸龙脑酯等15种物质。区域Ⅳ则为XM组特征风味物质集中区域,涵盖2-己醇、乙酸异丁酯和丙酸异戊酯等6种物质。
酯类化合物主要由酸类与醇类的酯化反应合成,多呈现水果香、苹果香等特征香气[27]。对MG、ZD、DL、EJ和XM组的分析显示,酯类化合物相对含量分别为17.87%、20.23%、18.41%、17.63%和18.99%。其中,丁酸己酯和丁二酸二乙酯在酯类中占比较高,是赋予辣子鸡丁菠萝芳香味的关键成分。此外,2-甲基丁酸乙酯作为ZD组的重要风味物质,可赋予产品水果青香与草莓甜香[3]。
醇类物质因具有令人愉悦的果香与花香[18],在食品风味体系中占据重要地位,其主要来源于香料及脂质的氧化分解过程[30]。对MG、ZD、DL、EJ和XM组的检测表明,醇类化合物相对含量分别为27.10%、20.98%、22.80%、22.85%和22.94%。其中,异戊醇、松油醇和芳樟醇相对含量较高,是赋予辣子鸡丁独特风味的关键成分。值得注意的是,异戊醇在MG组中的相对含量最高,这可能与魔鬼辣椒中的辣椒素有关,在高辣度驱动下支链氨基酸代谢增强,使得亮氨酸通过Ehrlich途径合成异戊醇[33];此外,芳樟醇作为干辣椒中的重要风味物质,能够赋予产品柑橘香与花香气息[34]。
酮类物质主要源于脂肪氧化、美拉德反应及氨基酸降解过程[10],多呈现浓郁的果香与花香;醛类作为肉类重要挥发性风味成分之一,具有强烈挥发性与脂肪香味[35],其中己醛在各组中相对含量较高。研究表明,己醛作为脂质氧化的标志性物质[35],广泛存在于鸡肉[36]中,赋予产品青草香与水果味。酸类化合物由脂肪酸氧化降解生成,通常具有刺激性不良气味[37],但因在各组中相对含量较低,对辣子鸡丁风味的负面影响可忽略不计。此外,高温条件下辣子鸡丁中的氨基酸与还原糖发生美拉德反应,产生吡嗪、吡咯和呋喃等杂环物质[38],如2,5-二甲基吡嗪,能够赋予产品花生与坚果香气[39]。
2.5.2 GC-IMS差异性风味分析
由于指纹图谱只对不同干辣椒制备的辣子鸡丁挥发性成分进行初步区分,难以明确具体差异化合物,故采用OPLS-DA对68种VOCs(含单双聚体)进行分析。该方法可有效区分不同组别样本并识别关键差异变量。模型拟合效果通过分数图可视化(图7-a),R2X=0.877,R2Y=0.955,Q2=0.901,均接近于1,表明拟合优度极佳;经200次置换检验,Q2回归线与纵轴交点小于0,确认模型无过拟合现象。如图7-b所示,MG和DL组辣子鸡丁分别位于OPLS-DA得分图的第四和三象限,ZD、EJ和XM组均位于第二象限,这表明MG和DL组与其余3组样品的挥发性成分存在显著差异[27],且ZD、EJ和XM组之间存在相似性。为精准识别不同干辣椒制备辣子鸡丁的关键差异VOCs,采用VIP值对OPLS-DA模型中的变量进行评估。VIP值可定量反映各变量对样品的影响程度与解释能力,通常认为VIP值>1的化合物对样本具有较高的区分贡献度[40]。基于此标准,结合图7-c分析结果,共筛选出4-叔丁基苯酚、乙酸异丁酯和异戊酸异丁酯等23种VIP>1的主要差异挥发性化合物。
a-200次置换检验模型图;b-OPLS-DA图;c-VIP值>1的挥发性风味物质
图7 不同干辣椒制备辣子鸡丁OPLS-DA分析
Fig.7 OPLS-DA analysis of diced chicken prepared with different dried chilies
通过绘制23种VIP值>1差异性化合物的交互环形热图,对5种干辣椒制备辣子鸡丁的特征香味物质进行评估,以红、蓝色直观呈现香气含量高低。如图8所示,各组间主要挥发性风味化合物存在显著差异(P<0.05),特征风味鲜明。其中,ZD组以6-甲基-3,5-戊二烯-2-酮-D和水芹烯-D(呈薄荷与柑橘香气[41])为主;XM组主要包含4-叔丁基苯酚、乙酸异丁酯(水果香气[42])、丙酸异戊酯(苹果、杏和菠萝香气[43])及2-己醇;DL组富含烯丙基硫醚、2,3-二甲基吡嗪(坚果、花生味[39])、异丁醇(杂醇味[43])与反式-2-戊烯醇;EJ组以间甲酚(药香与木质香[44])和异戊酸异丁酯(清新果香[42])为主要特征;MG组则以2-己酮、正丁醇(果香[43])和(2E,4E)-2,4-辛二烯醛为主要风味物质。研究表明,不同品种干辣椒在风味物质组成上差异显著,对辣子鸡丁的风味形成具有突出影响。
图8 不同干辣椒制备辣子鸡丁VIP值(GC-IMS)热图
Fig.8 Hotmap of VIP values of chicken cubes made from different dried chilies (GC-IMS)
3 结论
本研究对比分析MG、ZD、DL、EJ和XM对辣子鸡丁风味的影响。结果表明,不同品种干辣椒制备的辣子鸡丁在滋味与香气层面存在显著差异(P<0.05)。电子舌与游离氨基酸分析表明,样品在酸、甜、鲜和苦味等滋味及氨基酸组成上表现出品种特异性,MG和XM组酸味突出,ZD组鲜和酸味明显,DL和EJ组咸、甜和苦味突出;共检测出17种游离氨基酸,与其余4组相比,ZD组总含量最高(149.2 mg/100 g),且谷氨酸TAV>1,为关键呈味氨基酸。电子鼻、GC-MS和GC-IMS检测揭示,挥发性成分在种类、含量及特征化合物组成上存在显著分化(P<0.05)。其中,电子鼻检测显示5组辣子鸡丁的挥发性成分主要为醇、烷、醛及硫化物且气味响应值大小依次为ZD、EJ、MG、XM和DL组,可以有效区分5组干辣椒制备辣子鸡丁的整体风味轮廓。通过OPLS-DA结合VIP分析,从GC-MS和GC-IMS数据中筛选出23种关键差异挥发性化合物,不同组别呈现独特的差异性风味物质组合,MG组以正丁醇、2-己酮等突出果香和黄油味;ZD组以异丁醛、乙酸异丁酯等赋予柑橘和香蕉味;DL组以月桂烯、2,3-二甲基吡嗪等呈现坚果和可可味;EJ组以异戊醛、异丁酸乙酯等突出可可和朗姆酒味;XM组以4-叔丁基苯酚、2-丁酮等赋予果香味。本研究通过多技术联用方法,系统分析干辣椒品种对辣子鸡丁风味的影响机制,为基于原料筛选的食品风味定向调控及工业化生产中的风味优化提供了一定的理论依据,对推动特色风味食品研发具有重要指导意义。然而,受限于实验检测条件,辣子鸡丁中脂肪酸的含量及种类尚未得到深入分析。因此,未来的研究可以进一步探讨原料中脂肪酸与氨基酸的协同作用对食品风味的影响。
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