花生挥发性风味物质研究进展

林茂，吕建伟，马天进，胡腾文，李正强，郑炯，阚健全，*

（1.贵州省农作物品种资源研究所，贵州贵阳 550006；2.西南大学食品科学学院，重庆 400716）

风味是一种食品质量特征的表现，是由食品中某些挥发性化合物体现出来的。食品风味物质的组成复杂，任何一种食品的风味都是由多种香味组分组成。这些香味组分含量很低但对食品风味贡献很大，具有一定的热不稳定性和挥发性，对酸碱比较敏感，焙烤、蒸煮和微波辅助等加工方式都会引起食品中的油脂和蛋白发生变化，产生挥发性成分[1]。花生的风味物质主要是指花生中挥发性成分[2-3]。

随着经济的发展，人们对食品的追求已经发生了很大改变，已从原来的解决温饱发展到吃得营养、吃得科学。因此越来越多的科学家为开发高附加值产品，开始对食品的品质特征及其风味物质进行深入研究。花生是一种油食兼的作物，其味道独特且营养丰富，它含有大量的蛋白质，且各组分均含有18 种氨基酸[4-5]；不饱和脂肪酸的含量很高[6]；含有多种维生素和难以从其它食物中获取的铜、镁、钾、钙、锌、铁、硒、碘等元素；花生中还富含植物固醇、白藜芦醇、异黄酮、抗氧化剂等植物活性化学物，具有重要的保健作用、很适宜制作各种营养食品和风味极佳的小吃[7-8]。然而，花生的风味是衡量其品质的主要标准，也是影响顾客消费倾向的主要因素。因此，有关花生风味物质的研究一直以来都是风味化学工作者研究的重点。经过多年的研究，目前人们对于花生风味物质的组成已经有了一个比较明确的认识。本文对花生风味物质的组成及加工过程中影响风味物质产生的因素等进行系统地阐述。以反映目前人们对于花生风味物质的研究进展。

1 花生异味的物质研究

花生在机械化大量收获后，干燥、贮藏。加工中各种因素都会异味物质产生[9]，从而引起了研究者对花生风味物质的关注。Harold E.Pattee 等[10]分析了花生由于高温处理（相对湿度50%、温度52 ℃条件下干燥62 h）后产生的异味物，通过水蒸汽蒸馏提取，气相色谱的分离出20 种挥发性物质，其中11 种被鉴定，这些挥发性化合物大都是醛类、酮类、醇类等化合物。J.A.Singleton 等[11]研究发现了花生中产生不愉快气味的气味物质跟乙醇、乙醛和乙酸乙酯等化合物有关。Schirack 等[12]采用溶剂浸提法，通过GC-O、GC-MS、AEDA 分析，确定了苯乙醛、愈创木酚是微波烘烤花生的主要异味物质。J.Didzballs 等[13]通过40 ℃长时间处理未成熟花生，GC-O，SAFE 分析鉴定出异丁酸乙酯（ethyl 2-methylbutanoate、异戊酸乙酯（ethyl 3-methylbutanoate），己酸（hexanoic acid）、丁酸（butanoic acid）和3 甲基丁酸（3-methylbutanoic acid）等化合物是花生中水果发酵味物质。J.L.Greens 等[14]分析鉴定出12 种花生中自然产生的水果发酵味物质，其中1-辛烯-3-酮（1-Octen-3-one）和2-乙酰基-1-吡咯啉（2-acetyl-1-pyrroline）是首次被报道。

2 花生香味的物质研究

关于花生香味成分研究源于花生焙烤或其它加工方式处理后风味的改变，焙烤花生风味物质的来源途径主要有3 种：（1）氨基酸与糖之间的美拉德反应；（2）脂肪的氧化反应；（3）糖降解反应[15]。然而，Buckholz等[16]认为美拉德反应是烘烤花生中产生吡嗪、吡咯、呋喃和其它低分子化合物的主要途径。这些风味物质中最重要的一类风味物质就是烷基吡嗪化合物[17]。而2-甲基吡嗪和二甲基吡嗪的异构体是对烤花生风味贡献最大的烷基吡嗪化合物[18]。M.E.Mason 等[19]研究报道，西班牙烘烤花生为材料，分离鉴定出其中主要呈香物质是吡嗪类化合物，该研究小组[20]利用GC-MS 和薄层色谱法，分析了烘烤花生中由2，4-dinitrophenylhydrazones 衍生而来的羰基化合物，鉴定出乙醛，异丁醛，苯甲醛，苯乙醛等物质是烘烤花生的主要呈味物质，并初步发现3-甲基-2-丁酮，乙酸乙酯，甲苯和N，N-二甲基甲酰胺等物质存在，同时研究发现，苯乙醛对熟花生甜的芳香味贡献较大。Harold E.Pattee 等研究报道，鲜花生的主要呈香物质是乙醛[21]。B.R.Johnson等利用光谱技术从烘烤花生中鉴定出47 种新的挥发性成分，其中包括23 种吡嗪类物质[22]，B.R.Johnson[23]又鉴别出以前未曾报到的吡嗪类化合物和7 种呋喃类化合物，6 个吡咯类化合物，3 个2-苯-2-烯烃化合物，2 个噻吩类及一些混合物[24]，初步确定烷基吡嗪类化合物是产生花生坚果风味的主要物质。Walradt 等[25]研究报道，从烘烤花生中分离到187 种挥发性呈香化合物，其中142 种是首次被鉴定出来。VanStraten 等[26]鉴定出烘烤花生中的挥发性呈味物质279 种。Chi-Tang ho 等[27]鉴定出131 种烘烤花生中的挥发性化合物，5 种内酯类、4 种吡嗪类、3 种吡咯类、3 种吡啶类、13 种硫化物、7 种噻唑类、2 种噻吩类、5 种呋喃、5 种嗯唑等47 种化合物是新鉴定出来的，并认为2-环内酯，3-甲基-2-环内酯有很好的坚果味；5-羟基-4-壬酸，内酯有坚果煎炸味；2-异戊基-4，5-甲基噻唑，2-戊基-4，5-二乙基噻唑有令人愉快的坚果味，可能对花生风味有重要贡献。Mary Leunisse 等[28]通过超临界CO2萃取烘烤花生中的风味物质，并分析鉴定出己醇、甲基吡咯、己醛、苯乙醛、甲基吡嗪、2，6-二甲基吡嗪、乙基吡嗪、2，3-二甲基吡嗪，2，3，5-三甲基吡嗪、2-呋喃醛、2-乙基-5-甲基、2-乙基-6-甲基吡嗪、3-乙基-2，5-二乙基吡嗪等风味物质。G.L.Baker 等[29]发现任何品种的花生，吡嗪类化合物都对风味起重要作用，其中2，5-二甲基吡嗪可能是衡量花生风味最好的一种吡嗪类化合物。李淑荣等[30]研究报道，通过GC-MS、GC-O 及AEDA 分析烘烤花生的关键风味物质，共检测到51 种挥发性化合物，其中12 种吡嗪类、6 种醛类和10 种酮类化合物。Irene Chentschik 等[31]借助GC-O，SIDA 方法，从生花生和炒花生分别中鉴定出26 种和38 种风味物质，其中2-异丙基-3-甲氧基吡嗪（2-Isopropyl-3-methoxypyrazine）、乙酸（acetic acid）和3-（甲硫基）丙醛3-（methylthio）propanal）是生花生的主要风味物质；甲硫醇（methanethiol）、2，3 -戊二酮（2，3-pentanedione）、3-（甲硫基）丙醛（3-（methylthio）propanal）和带有强烈爆米花味道的2 乙基1 吡咯啉（2-acetyl-1-pyrroline）是炒花生的主要风味物质。

3 花生挥发性风味物质的提取和分析方法

花生风味物质的分析最早采用的是溶剂浸提法和减压蒸馏捕集，结合气相色谱技术鉴定，随着科学技术的发展，出现了GC-MS、SPME/GC-MS、GC-O 等分析方法。L.L.Buchkholz 等[32]采用TenaxGC 吸附聚合体提取花生中的挥发性物质，通过相同时间，条件不同的情况下进行比较试验，最好根据色谱峰及峰面积确定最佳提取条件为氮气流速40 mL/min，时间4 h。感官评价结果表明，该吸附聚合体所吸附的挥发性化合物与花生的原有风味接近。Mary Leunissen 等[33]采用超临界CO2萃取花生风味物质，对萃取条件进行了优化，结果显示，二氧化碳密度为0.35 g/mL，萃取温度为50 ℃，压力为96 Pa，静态萃取10 min，动态萃取10 min为最佳萃取条件，通过感官评认为，超临界CO2萃取花生的风味物质与花生原有风味接近。

G.L.Baker[25]优化了固相微萃取法应用与烘烤花生中的挥发性化合物的萃取，结果显示该方法适用于花生风味物质。张春红等[34]研究了烘烤花生仁、花生粕和花生壳中风味物质，通过GC-MS 分析和感官评价，从花生仁、花生粕和花生壳中分别鉴定出112 种、41 种和34 种挥发性风味物质；周琦等[35]建立了烤制花生香气成分分析的顶空固相微萃取/气相色谱-质谱（H S SPME/GC-MS）方法。优化的实验条件为：HP5 色谱柱，萃取平衡温度80 ℃，萃取时间40 min，解析时间5 min。董绪燕[36]通过GC-MS 分离鉴定出分析了高油酸和正常花生中的50 多种对花生风味有不同贡献的挥发性物质。

4 影响花生中挥发性风味物质的因素

花生风味与花生品种、成熟度以及花生产后贮藏和加工处理方式等有着密切联系。

不同品种对花生风味物质方面的影响研究，Pattee、Giesbrecht 等[37-38]报道基因型的不同对花生风味的影响具有重要的研究价值，Isleib 和Pattee 等[39-40]分析了美国3 个地区花生烘烤后的风味差别，通过感官评价员分析，确定了可以接受的花生品种，以此为出发点，不断改善花生的品种，以获得满足人们需要的花生品种。G.L.Baker 等[41]分析鉴定了4 个不同基因型的烘烤花生，研究发现，烘烤花生的主要特征风味物质吡嗪类的含量具有一定差异。Ee Chin Ng 等[42]，通过GC-MS 分析研究报道，转基因花生品种188、540 和654（美国农业部研究中心在奥克拉荷马州提供）的风味和栽培种花生的风味差异很小。周琦等[30]分析了四粒红、大白沙、鲁花3 种花生进行微波炉焙烤后的挥发性香气成分，发现品种间的风味物质含量有一定差异，其中大白沙花生的特征香气浓度最高，苯乙醛含量最低。

关于水分含量以及烘烤时间、温度等影响花生风味的研究比较多。Robin Y Y Chiou 等[43]研究了花生含水量为3.4%和10.5%时，150℃烘烤45 min，结果表明含水量10.5 %的花生颜色变化比含水量3.4 % 的快，花生中碳水化合物、游离氨基酸和糖的含随含水量和烘烤时间而发生变化。Kyle A.Reed 等[44]研究贮藏水分活度对高油酸和一般油酸花生风味的影响，将花生水分活度控制在0.19 和0.60 贮藏7 周，通过固相微萃取气象色谱分析显示，水分活度较低时，高油酸花生比一般油酸花生的抗氧化性强，感官评定显示，高油酸花生维持烘烤特殊风味和抗异味物质产生的能力强于一般油酸花生。K.J.H.Warner 等[45]研究了烘烤花生在65 ℃贮藏1 d～65 d 的风味，以美拉德反应生成吡嗪类物质和油脂自动氧化生成乙醛来衡量烘烤花生的风味，发现烘烤花生的风味退变是因为油脂的氧化掩盖了吡嗪类物质的特殊风味。John A.Singleton 等[46]利用气相色谱鉴定结合感官评定方法，分析了花生经22、35、45、50 ℃处理后，乙醛、乙醇及乙酸乙酯等挥发性化合物的变化，22 ℃处理时没有鉴定出乙酸乙酯，直至温度增加到50 ℃到时，产生了人们最不喜欢的乙酸乙酯的味道。L.L.Buchkholz J R 等[28]研究了2 个不同品种花生烘烤时间和温度对其风味物质的影响，分别用163 ℃处理7、8、9 min 让花生轻、中、重度变色，结合气象色谱和感官评价分析认为，烘烤时间对花生风味物质的影响很大。G.L.Baker[34]对四个不同基因型的花生分别在125、150、175、200 ℃处理5、10、15 min，4个品种的花生都在175 ℃处理15 min 风味感官效果最好。

5 存在的问题与展望

5.1 存在的问题

对花生风味物质的研究主要集中在挥发性呈味物质的鉴定，不够全面和具体。花生是营养价值极为丰富且风味独特的油食兼用作物，在我国种植面积广、市场需求份额大，在农业和国民经济中占有重要地位。随着人们生活水平的提高，消费者对食品品质和风味追求也在不断提高。国外对花生风味物质的研究工作开展较早，主要是鉴定烘烤花生产生的异味物质和香气物质，研究不同加工处理方式对花生风味物质的影响；然而，国内对花生风味物质的研究较少，仅仅近年来偶见报道，且集中在对烘烤花生风味的鉴定上，对花生贮藏过程中风味的变化的研究尚属空白。

花生风味评价体系不存在。目前对花生品质的评价仅仅集中在花生的籽粒大小、形状、种皮颜色等外观品质；含油量、粗蛋白、脂肪酸、氨基酸、灰分和总糖等理化指标上。然而花生风味对花生的品质有着很大影响，不同品种花生其风味有着一定差异，没有建立系统的风味评价体系，很难把握不同品种花生的风味品质，更难根据市场需求开发专用风味花生产品。

5.2 展望

我国花生品种资源丰富，不同品种花生的感官品质、营养品质都有很大差异。风味是衡量花生品质的特征之一，芳香族化合物含量多的品种，其制品具有独特的芳香味。从加工选材和育种角度来看，分析不同花生品种的风味物质来源、种类和含量等，不但有利于花生种质资源的创新及合理、高效利用，还对花生制品的生产以及特殊风味食品的市场开发以及产品贮藏的质量控制都具有重要研究意义。全面深入研究花生风味物质在生产和产后的风味变化、原材料贮藏和加工处理过程中风味变化的机理，是花生风味质量控制的基础，为专用型花生品种选育和不同加工需求提供理论依据。

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