通过描述性分析、气相色谱-质谱（GC–MS）和电子鼻（E-Nose）技术评估品种和加工方式对豆类作物异味的影响

《JOURNAL OF FOOD SCIENCE》：Evaluating the Impact of Cultivar and Processing on Pulse Off-Flavor Through Descriptive Analysis, GC–MS, and E-Nose

本研究通过感官分析（DA）和仪器方法（GC-MS、电子鼻）评估了8个豆类品种经烘烤和煮沸处理后的风味变化。发现烘烤可显著减少绿色/蔬菜味和蘑菇/土腥味等异味，但对部分豆类（如纳豆）可能增加豆腥味。电子鼻能快速识别关键挥发性离子，与感官数据高度吻合，为异味筛选提供新工具。建议优先选择浅色豆类（如纳豆、Otebo）并通过烘烤优化加工工艺，以提升豆类基食品的市场接受度。

　　本研究聚焦于豆类（脉）的感官特性和挥发性成分分析，旨在探讨如何通过品种选择和加工方法的优化，降低豆类制品中的不良风味，从而提升其市场接受度。豆类作为高营养价值的食品，富含蛋白质、膳食纤维和叶酸，不仅有助于健康，还能改善土壤质量并减少碳足迹。然而，尽管美国市场上的豆类产量较高，但消费者的摄入量仍远低于推荐标准，主要障碍包括烹饪时间较长、加工知识不足以及对豆类风味和质地的偏好度不高。因此，探索将豆类加工成粉状，并将其用于传统以小麦粉为基础的食品（如意大利面和饼干）成为一种可能的策略。然而，豆类制品的风味问题，特别是被称为“豆腥味”的不良风味，常常成为消费者接受度的障碍。

为了应对这一挑战，研究团队采用了一系列方法，包括感官描述分析（DA）和仪器分析技术，如气相色谱-质谱联用（GC–MS）和电子鼻（e-nose）。感官描述分析揭示了不同品种和加工方法在20个感官属性上的显著差异（p < 0.05），而电子鼻则通过分析挥发性成分的气味指纹，提供了更快速、更全面的风味预测。这些方法的结合不仅有助于理解豆类风味的形成机制，还为优化加工流程和选择适合的品种提供了科学依据。

研究涉及了八种不同类型的豆类，包括海军豆、Otebo豆、Great Northern豆、White Kidney豆、Mayacoba豆、Manteca豆、Cranberry豆和鹰嘴豆（Chickpea）。通过对这些豆类进行非烘焙和烘焙后的面粉、非烘焙豆粉粥、烘焙豆粉粥以及煮熟豆类的感官和挥发性分析，研究人员发现，烘焙处理显著降低了绿色/植物性和泥土/蘑菇类的不良风味，但同时增加了豆腥味。这种变化在烘焙后的海军豆粉中尤为明显，表明烘焙对不同品种的影响存在差异。与此同时，电子鼻技术在预测烘焙豆粉的风味特征方面表现出更高的准确性，尤其是在识别烘焙产生的“烤面包”和“豆腥”气味方面。

在仪器分析方面，GC–MS检测到了八种关键挥发性化合物，包括酮类、醛类和醇类，这些化合物与绿色/植物性和泥土/蘑菇类风味显著相关。然而，GC–MS的靶向分析方法在预测豆腥味方面存在局限性，这可能是因为所选的化合物范围较窄，未能涵盖所有可能的挥发性成分。相比之下，电子鼻的非靶向分析方法能够捕捉更广泛的气味特征，从而更准确地反映风味变化。研究还发现，不同品种的豆类在感官属性上存在显著差异，其中颜色较浅的品种，如海军豆、Otebo豆、Great Northern豆和White Kidney豆，通常具有更温和的风味特征，这可能是其在烘焙处理后更受欢迎的原因之一。

通过统计分析，研究人员发现烘焙处理对豆类风味的影响是复杂的。一方面，烘焙能够减少某些不良风味，如绿色和泥土味；另一方面，它也可能增加豆腥味。这一发现表明，优化烘焙条件（如温度和时间）是提升豆类粉感官品质的关键。此外，研究还强调了品种选择的重要性，某些品种在烘焙后表现出更显著的风味改善，而其他品种则可能因烘焙而产生更强烈的不良风味。因此，未来的研究可以进一步探索不同品种在不同加工条件下的风味表现，以找到最佳的组合。

电子鼻作为一种快速、高效且非侵入性的分析工具，在预测烘焙豆粉的风味特征方面表现出显著优势。它可以快速生成挥发性成分的气味指纹，帮助研究人员和食品开发者在早期阶段识别不良风味。相比之下，GC–MS虽然能够提供详细的化学成分信息，但其分析过程较为复杂，且需要较长的准备时间。因此，电子鼻在食品研发和质量控制中具有更高的应用潜力，特别是在大规模生产和工业应用中。

研究结果表明，通过优化加工条件和选择合适的品种，可以有效降低豆类制品中的不良风味，从而提高其市场接受度。未来的研究可以进一步探索不同加工技术对豆类风味的影响，例如红外辐射或优化的烘焙条件，以找到能够提升感官品质的最佳方案。此外，还需要通过消费者测试，评估不同处理方式对产品接受度的实际影响，特别是在特定食品应用中，如零食、意大利面或烘焙产品。

总之，本研究通过结合感官分析和仪器分析，揭示了豆类品种和加工方法对感官特性的影响，并为优化豆类粉的风味提供了科学依据。研究结果不仅有助于提高豆类产品的市场接受度，还为推动豆类在食品工业中的应用提供了理论支持和实践指导。