基于气相色谱-离子迁移谱联用技术分析甘薯块根不同组分 对甘薯特征风味剂香气的贡献

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甘薯( Ipomoea batatas L． ) 又名“地瓜、番薯、红薯”，是世界范围内主要的粮食作物之一［1］，甘薯在所有热带和亚热带地区都有种植，特别是亚洲、非洲和太平洋地区［2］。甘薯富含维生素、矿物质、膳食纤维、必需脂肪酸以及抗氧化剂等物质［3］，具有广泛而显著的生物活性，可以提高机体免疫功能、抑制肿瘤细胞生长、降低心血管疾病的风险［4］。因此，甘薯被称为蔬菜中的“保健之王”［5］。我国是甘薯的主要生产国，其产量约占世界总产量的70% ～ 80%。随着社会发展水平和人们生活水平的提高，甘薯也从主食转变为工业加工原料［6 － 8］。近年来，随着人们健康饮食意识的增强，甘薯作为健康食品开始回归百姓餐桌，但多以生食或直接熟制为主，以甘薯为原料的加工食品比较少见。目前与甘薯相关的研究主要集中在育种方面，甘薯食品加工研究更多关注甘薯营养［9］。近年来，有研究以生鲜甘薯为原料陆续研制出即食甘薯营养粥、强化膳食纤维甘薯饮料等甘薯加工食品［10 － 12］，虽然上述产品都很好地保留了甘薯的营养和功能因子，但甘薯特征香味不突出，影响了感官品质。熟制甘薯特有的香甜风味广受人们的喜爱，特别是烤制甘薯香味更加浓郁、诱人。为此，研究拟以生鲜甘薯为原料研制具有熟制甘薯特征香气的风味剂用于强化甘薯加工食品的风味特征，以提高产品感官品质，进而促进甘薯加工食品的研发和推广。关于甘薯特征香味物质的研究最早见于上世纪80 年代［13］，其后又陆续有些报道，主要是美国佐治亚大学以“Jewel”品种的甘薯进行研究的结果［14 － 18］，并为此开发了一套用于定量分析和制备甘薯挥发性物质的装置和方法［13］。目前对香气成分的定性定量鉴定主要采用气相色谱( GC) ［19 － 21］、气质联用技术( GC-MS) ［18 － 22］和气相色谱嗅闻技术( GC-O) ［19，21］等。离子迁移谱( ion mobilirty spectrometry， IMS) 是20 世纪60 年代末发展起来的一门检测技术，其通过气态离子的迁移率来表征各种不同的化学物质， IMS在环境气压条件下进行工作，极适合挥发性有机化合分析与检测2021 年第47 卷第12 期( 总第432 期) 237物的痕量探测［23］。但IMS 对混合物以及迁移率相近的物质分辨率较低。气相色谱和离子迁移谱联用技术很好地解决了IMS 分辨率偏低的问题，极大地拓宽了传统IMS 的应用范围。与GC-MS 法相比，气相色谱-离子迁移谱( gas chromatography-ion mobilitspectrometry，GC-IMS) 联用技术检测限低，样品挥发性组分无需进行富集、浓缩等预处理，可以直接顶空进样，所有挥发性组分能够得到较全面的分析。近年来GC-IMS 在食品风味分析和食品掺假鉴别等方面得到了广泛应用［24 － 26］。本文采用气相-离子迁移谱( GC-IMS) 联用技术结合感官品评等手段，分析甘薯不同组分制备的甘薯风味剂的挥发性成分以及香味特征差异，并与烤制甘薯进行比较，研究甘薯块根不同组分对甘薯特征风味剂香气的贡献，为甘薯特征香气风味剂的研制提供基础。