不同品种葛藤种子（Gleditsia Seed，简称EGS）蒸煮后胚乳的质量特性及风味挥发物的多模态分析

《Journal of Agriculture and Food Research》：Multimodal Analysis of the Quality Traits and Flavor Volatiles in the Steamed Endosperm of Gleditsia Seed (EGS) from Different Varieties

该研究分析了三种蒸制Gleditsia种子胚（LEGS、MEGS、SEGS）的质构、挥发性成分及电子鼻检测，发现LEGS质地更优（粘附性、弹性等指标显著高于其他两种），并鉴定出757种VOCs，其中异呋喃酮类化合物（如5-乙基-3-羟基-4-甲基异呋喃酮）贡献最大。通过PCA和OPLS-DA分析，揭示了不同品种间VOCs差异显著，为EGS加工优化和品质评价提供依据。

　　本研究围绕“Gleditsia”属植物种子的胚乳（EGS）在蒸制后的挥发性成分与质地特性展开，旨在揭示不同品种EGS在蒸制过程中的风味差异及其对产品感官特性的潜在影响。研究团队采用电子鼻、顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术（HS-SPME-GC-MS）以及质构分析方法，系统地分析了三种EGS品种——LEGS（Gleditsia sinensis种子胚乳）、MEGS（G. japonica var. delavayi种子胚乳）和SEGS（G. japonica种子胚乳）的挥发性成分与质地差异。研究结果不仅有助于理解EGS的风味化学基础，还为不同品种的加工优化与产品开发提供了科学依据。

在研究背景中，EGS作为一种具有丰富营养成分和多种生物活性的天然食品资源，近年来在功能性食品领域受到越来越多的关注。它富含多糖，特别是半乳甘露聚糖，同时蛋白质和脂肪含量较低，这使其在健康饮食中具有独特的优势。此外，EGS在传统中医中也具有一定的药用价值，被用于促进消化、改善肠道健康以及辅助减肥等用途。然而，尽管其应用前景广阔，目前对EGS在蒸制过程中的风味变化仍缺乏系统研究。尤其在蒸制后，不同品种EGS的挥发性成分及其对风味的贡献程度尚不明确，这限制了其在食品加工中的进一步开发和利用。

本研究通过综合应用多种现代分析技术，深入探讨了蒸制EGS的风味特征及其与质地之间的关系。电子鼻作为一种模拟人类嗅觉的智能系统，能够快速、客观地识别样品中的气味信号，从而提供整体风味的宏观信息。而HS-SPME-GC-MS技术则能够对挥发性成分进行详细的分析，揭示其微观结构和化学组成。这两种技术的结合，为EGS的风味分析提供了更全面的视角。同时，质构分析则用于评估蒸制后样品的物理特性，如粘附性、弹性和咀嚼性等，这些特性直接影响消费者的口感体验和产品接受度。

在实验过程中，研究团队对三种EGS品种进行了蒸制处理，并在不同条件下进行分析。蒸制后的样品被用于电子鼻检测，通过传感器阵列和模式识别算法，获得了样品的气味特征图谱。研究发现，LEGS在粘附性、弹性和咀嚼性方面表现出更优的质地特性，这可能与其更丰富的挥发性成分和更复杂的风味结构有关。此外，电子鼻分析还揭示了不同品种EGS中硫化物、吡嗪类化合物以及萜烯类物质的含量差异，进一步支持了它们在风味形成中的重要作用。

通过HS-SPME-GC-MS技术，研究团队成功鉴定了757种挥发性化合物，涵盖了酯类、萜烯类、杂环化合物、醇类、醛类、酮类等多种类别。其中，杂环化合物的相对含量最高，其次是萜烯类和酮类。这些化合物的种类和含量差异直接反映了不同EGS品种在风味上的独特性。例如，2(5H)-Furanone、5-ethyl-3-hydroxy-4-methyl-这类化合物在所有品种中均表现出较高的相对气味活性值（ROAV），并被认为是主导EGS风味的关键成分。这些化合物具有甜味、焦糖味、坚果味等特征，能够显著提升产品的感官吸引力。

ROAV分析进一步明确了不同挥发性化合物对整体风味的贡献程度。研究发现，LEGS、MEGS和SEGS在ROAV值上存在显著差异，其中2(5H)-Furanone、5-ethyl-3-hydroxy-4-methyl-在所有品种中均显示出较高的ROAV，表明其在风味形成中的核心地位。此外，其他如酯类、萜烯类和醛类化合物也对EGS的风味产生了重要影响。这些化合物不仅具有特定的香气特征，还能够通过其低阈值的特性，即使在微量存在的情况下，也能对整体风味产生显著作用。

研究还采用了主成分分析（PCA）和正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）等多元统计方法，对不同品种EGS的挥发性成分进行深入分析。PCA结果显示，LEGS和SEGS在挥发性成分的分布上较为接近，而MEGS则表现出较大的差异。OPLS-DA分析进一步验证了这一结论，并揭示了不同品种EGS在挥发性成分上的显著差异。这些分析方法不仅能够有效区分不同品种，还能揭示其风味差异背后的化学机制。

此外，研究团队通过差异代谢物分析，确定了不同品种EGS在蒸制过程中挥发性成分的变化趋势。结果显示，LEGS与MEGS之间的差异代谢物数量较多，其中一些化合物如苯甲酸和2-甲基丙醇酯表现出显著的上调趋势，而3-呋醛则显著下调。相比之下，SEGS与LEGS之间的差异代谢物数量较少，且主要集中在酯类和萜烯类化合物上。这些差异代谢物的分布模式与样品的感官风味特征密切相关，进一步支持了不同品种EGS在风味上的独特性。

在对不同品种EGS的风味差异进行深入分析时，研究团队发现，LEGS的风味特征主要集中在甜味、果香、焦糖味和坚果味等，而MEGS则表现出更多的木质味、草香和果香，SEGS则以甜味、花香和果香为主。这些风味特征的差异可能与不同品种EGS的化学成分构成及其代谢途径有关。例如，萜烯类化合物的丰富程度可能影响其风味的浓郁度，而醛类化合物的含量则可能与样品的香气复杂性相关。

KEGG通路分析进一步揭示了不同EGS品种在蒸制过程中挥发性成分的代谢来源。研究发现，LEGS、MEGS和SEGS的差异挥发性成分主要富集在“单萜生物合成”等通路中，这表明它们的风味差异在一定程度上源于各自的代谢途径和前体物质的积累。同时，研究还检测到了一些在热处理过程中生成的挥发性化合物，如醛类和呋喃类物质，这些化合物可能来源于脂质氧化和美拉德反应等过程。这表明，EGS的风味不仅受到其自身生物化学特性的影响，还与加工过程中的化学变化密切相关。

综上所述，本研究通过系统分析不同EGS品种在蒸制后的挥发性成分与质地特性，揭示了它们在风味和口感上的差异。研究结果表明，LEGS在质地方面表现优异，具有更高的粘附性和弹性，而MEGS和SEGS则在挥发性成分的种类和含量上存在显著差异。这些发现不仅有助于深入理解EGS的风味化学基础，还为不同品种的加工优化和产品开发提供了重要的科学依据。未来的研究可以进一步结合前体物质的定量分析和代谢网络研究，以更全面地揭示EGS风味形成的机制，推动其在功能性食品领域的应用和发展。