制麦工艺对雀麦（Bromus secalinus L.）挥发性组分的影响：一项初步研究

《Foods》：Influence of Malting Procedure on Volatile Composition of Rye Brome (Bromus secalinus L.): A Pilot Study

　　

本研究考察了野生雀麦（Bromus secalinus L.）在中试规模制麦过程中的挥发性组分动态，以评估其作为新型谷物替代品的技术潜力。研究人员采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用（HS-SPME-GC-MS）技术，对原料籽粒（BR-Seed）和麦芽谷物（BR-Malt）的研磨样品进行了技术重复测定（n=3）。共鉴定出30种挥发性化合物（BR-Seed中29种，BR-Malt中24种）。制麦导致总挥发性浓度整体下降。醛类在原料籽粒和麦芽中均为主要化学类别，分别占总挥发性组分的60.13%和63.00%。酮类在制麦过程中降幅最大，从籽粒中占挥发性组分总量的12.50%降至麦芽中的3.69%，其中2-庚酮和1-辛烯-3-醇等关键异味化合物降至检测限以下或显著减少。在籽粒和麦芽中，2-己烯醛的相对丰度均最高，但其含量在烘干后下降了4.35倍（由234.53 μg 2-十一酮当量降至53.93 μg 2-十一酮当量）。至关重要的是，关键陈化醛（反式-2-壬烯醛和己醛）在麦芽谷物中未检出。上述中试规模的基线研究结果表明，制麦可有效降低雀麦中的多种挥发性化合物，并可能形成不同的感官特征，从而支持其在酿造和烘焙领域的进一步开发。

雀麦（Bromus secalinus L.）作为一种常见的田间杂草，其籽粒在当代食品工业中利用较少，但历史上有作为谷物替代品的记录。随着谷物分离技术的进步，从大麦、小麦或黑麦等主粮中有效去除雀麦种子已成为可能，这为将其开发为新型原料、减少农业废弃物并丰富食品种类提供了契机。然而，目前对雀麦籽粒及其制麦产品的挥发性成分尚无系统研究，而挥发性物质直接决定最终食品与饮料的香气和风味属性。为此，研究人员开展了一项中试规模制麦试验，对来自抗除草剂生物型（低水平抗吡嘧磺隆，R=2–4）的雀麦种子进行浸麦、发芽和烘干处理，并利用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用（HS-SPME-GC-MS）技术对原料籽粒（BR-Seed）和麦芽谷物（BR-Malt）进行挥发性分析，旨在建立初步基线数据，描述从原料到麦芽过程中主要挥发性成分的变化、损失及感官活性化合物的形成规律。研究发现，制麦导致总挥发性浓度整体下降，醛类是原料和麦芽中最主要的化学类别，分别占60.13%和63.00%；酮类降幅最大（由12.50%降至3.69%），其中2-庚酮、1-辛烯-3-醇等异味化合物显著减少或消失；关键的陈化醛（反式-2-壬烯醛和己醛）在麦芽中未检出。这一结果表明，制麦有望作为降低雀麦中不良风味物质的加工手段，可能产生不同的感官特征，从而支持其在酿造和烘焙中的进一步开发。

研究人员运用的主要关键技术方法包括：第一，中试规模制麦程序，即采用不锈钢穿孔容器，将含水量7%的雀麦种子于15°C水中浸渍5小时，使含水量增至50–52%，随后在15°C、90%相对湿度的发芽箱中发芽72小时，再经分段升温烘干（50°C至80°C），去除根芽后获得麦芽样品；第二，顶空固相微萃取（HS-SPME）技术，利用DVB/CAR/PDMS纤维在25°C下从样品顶空萃取挥发性物质，萃取时间40分钟；第三，气相色谱-质谱联用（GC-MS）分析，采用ZB-5色谱柱，以氦气为载气，电子电离（70 eV）全扫描模式，结合线性保留指数和NIST谱库进行化合物鉴定，并以2-十一酮为内标进行半定量。样本来源为抗除草剂型雀麦种子，所有分析均以技术三重复（n=3）进行。

研究结果可概括为以下几个方面：

**总挥发性组成与化学类别变化**：共鉴定30种挥发性化合物，其中BR-Seed中29种，BR-Malt中24种。制麦使总挥发性浓度整体降低，醛类比例从60.13%略升至63.00%，酮类比例从12.50%大幅降至3.69%，醇类、萜烯类等其他类别也普遍下降。

**主要醛类化合物的减少**：2-己烯醛在原料和麦芽中均为相对丰度最高的化合物，但其含量在烘干后下降4.35倍（234.53 μg eq./kg DM降至53.93 μg eq./kg DM）。庚醛、2-庚烯醛等中链醛也显著降低，分别下降3.69倍和1.68倍，表明烘干过程中的热挥发作用超过发芽期间的新生酶促合成。

**酮类与醇类化合物的显著损失**：2-庚酮在麦芽中降至检测限以下，1-辛烯-3-醇下降2.47倍，3-辛烯-2-酮下降3.89倍，2,3-辛二酮下降3.27倍，3,5-辛二烯-2-酮下降8.51倍。1-己醇、1-辛醇、庚醇等醇类也分别下降3.56倍、3.90倍和6.29倍。这些结果一致表明，脂质氧化来源的挥发物在制麦中难以抵抗热损失。

**环状及非线性和挥发性化合物的完全消失**：2-环己烯-1-酮、苯乙酮、1-(2-甲基-1-环戊烯-1-基)-乙酮和二氢-5-戊基-2(3H)-呋喃酮在麦芽中均未检出，可能由于干燥阶段的热挥发或降解，且缺乏再生途径。

**少数化合物的积累**：仅3种化合物在麦芽中含量升高。2-辛烯醛在BR-Seed中未检出，麦芽中累积至2.30 μg eq./kg DM；癸醛增加1.80倍；1-癸醇增加1.41倍，可能与发芽过程中对应的酶促合成有关。

**其他化合物变化**：辛醛、壬醛、十一醛和2-苯氧乙醇相对稳定；萜烯类（戊兰烯、(-)-α-帕纳辛烯、表-γ-桉叶醇）分别下降3.06、2.61和2.27倍；苯甲醛和苯乙醛降幅超过22倍，可能与游离苯丙氨酸在根芽生长中被优先利用或蛋白质中苯丙氨酸含量低有关。

讨论部分指出，与常规谷物制麦中挥发性化合物累积的行为不同，雀麦在制麦后呈现整体衰减。与已报道的大麦麦芽相比，雀麦麦芽中2-己烯醛含量较高，但2-庚酮、苯乙醛等异味标志物极低，且啤酒陈化醛（反式-2-壬烯醛和己醛）完全缺失。雀麦籽粒中较大的谷壳比例可能解释了其高醛醇背景。这些结果表明，制麦可能改善雀麦的风味品质，有利于其在酿造和烘焙等食品领域的应用。

研究结论翻译如下：制麦对雀麦籽粒挥发性组分的影响不同于其他谷物中通常观察到的现象。制麦后的雀麦籽粒中，多种挥发性化合物的相对丰度低于未制麦籽粒。与典型的酿造谷物在加工过程中会积累挥发性化合物（包括潜在异味前体）不同，雀麦在制麦后大多数挥发性类别呈现普遍衰减。尽管这些基线变化提示制麦可能改变原料雀麦的香气特征，但仍需正式的感官评价小组评估来确定其在食品和饮料应用中的精确感知和感官影响。制麦在农业系统中对抗除草剂雀麦种群管理中的作用有待进一步研究。