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郫县豆瓣是四川地区特有调味品，采用辣椒和蚕豆瓣共同酿制成酱，经过独特的“日晒夜露”发酵工艺，最终形成豆瓣独特的成分构成和风味特征。豆瓣被誉为“川菜之魂”。不同等级豆瓣由于酿制时间、水分含量不同，风味特征差异较大，菜肴制作过程会根据不同色泽、风味、黏度和香气需求选择不同等级豆瓣。四川旅游学院烹饪学院的张浩、顾思远、易宇文*等人以不同等级郫县豆瓣为研究对象，在前期研究得到的最佳煸炒温度120 ℃、煸炒4 min模式下，用菜籽油加水来煸炒豆瓣（用清水替代料酒，避免风味叠加），解决工业化生产中煸炒豆瓣容易粘锅、糊底的问题，同时解决煸炒过程中对温度和水分的控制。然后将SPME-GC-MS与GC-IMS获得的VOCs含量进行综合分析，运用OPLS-DA、主成分分析（PCA），计算OAV以确定关键VOCs，深度解析不同等级郫县豆瓣煸炒后风味特征及差异，为豆瓣预制菜酱汁加工提供参考和指导。
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1 不同等级郫县豆瓣煸炒后SPME-GC-MS鉴定结果
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如表1所示，不同等级郫县豆瓣煸炒后共计检测出88 种VOCs，包含醛类15 种、醇类11 种、酯类17 种、酮类13 种、酸类5 种、烯烃类5 种、烷烃类6 种、杂环类7 种、苯酚类2 种、醚类及其他化合物7 种，其中34 种为共有VOCs。特级豆瓣煸炒后鉴定出62 种VOCs，一级豆瓣煸炒后鉴定出65 种，二级豆瓣煸炒后鉴定出70 种。
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为直观辨别煸炒对郫县豆瓣VOCs影响，绘制PCA得分图，以直观看出定量产生大量数据的相关性。由图1可知，特级豆瓣样品a（参照组）与样品d（煸炒组）对应，相对独立于其他样品，说明VOCs特征区别于其他豆瓣；一、二级豆瓣样品b、c（参照组）距离相近，表明VOCs特征相似；煸炒后一、二级豆瓣样品（e、f）距离较远，表明VOCs特征差异较大，特征相对独立。VOCs特征表明，不同等级郫县豆瓣煸炒后风味相对独立，特征差异明显。
SPME-GC-MS检测出的VOCs种类众多，聚类分析可以有效降低数据集的复杂性，判断不同样品之间VOCs差异性。为明确VOCs煸炒前后变化，对不同等级煸炒后豆瓣样品数据进行热图分析。由图2可知，参照组与煸炒组样品分别聚类，说明郫县豆瓣煸炒前后风味差异明显。煸炒后一、二级豆瓣聚类，再与特级豆瓣聚类。特级豆瓣煸炒后VOCs呈现明显的转换和浓缩趋势；一级豆瓣煸炒后VOCs呈现逐步分散、转换趋势；二级豆瓣煸炒后VOCs呈现较明显的转换。豆瓣煸炒前后风味特征变化主要是由于VOCs在煸炒中受到美拉德反应及Strecker降解影响，郫县豆瓣含有的大量氨基酸和糖类不断被释放、降解、转换、褐变，转化形成新化合物。食物香气不仅取决于其含量，更与其自身阈值相关，是一种能表征关键VOCs的有效分析方法。为明确煸炒对郫县豆瓣VOCs影响及OAV对豆瓣香气的呈味贡献，寻找关键VOCs，以煸炒后郫县豆瓣VOCs含量与其文献记载阈值相比较，得到OAV呈味值，取OAV＞1、对总体香气有直接贡献的VOCs进行分析。
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由表2可知，对样品d影响最大的是丁酸乙酯，会使煸炒后特级豆瓣呈现苹果香气，其次是异戊醛（3-甲基丁醛）带来麦芽香气、2-甲基丁醛带来可可和杏仁香气、己醛带来青草和脂肪气味。另外，3-甲基-1-丁醇带来威士忌酒香、4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)呋喃酮带来焦糖香气。4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)呋喃酮被认为是日本味噌酱的重要香气物质，本研究中特级豆瓣煸炒后也得到大量4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)呋喃酮，表明特级豆瓣煸炒后也会呈现诱人的焦糖香气。壬醛使特级豆瓣带有独特柑橘香、2,5-二甲基吡嗪带来烤坚果香。豆瓣煸炒后2,5-二甲基吡嗪OAV不高，有研究表明，发酵食品中低含量吡嗪呈优良风味，高含量则呈臭味和腐败味。对样品e影响最大的是异戊酸乙酯，会使一级豆瓣呈现水果香气，其次是丁酸乙酯带来苹果香气，3-甲硫基丙醛带来烤土豆、酱香，异戊醛、异丁醛带来麦芽香气，2-甲基丁醛带来可可和杏仁香气，己醛带来青草和脂肪气味。此外，3-甲基-1-丁醇带来威士忌酒香，1-辛烯-3-酮带来蘑菇香气。林洪斌等研究认为，3-甲硫基丙醛具有酱香和烤土豆香气，是郫县豆瓣酱香味主要来源，本研究在一级豆瓣煸炒后也检出大量3-甲硫基丙醛，可以确认是郫县豆瓣酱香的主要成分。此外，苯乙醛使一级豆瓣具有花香特征。对样品f影响最大的是异丁酸乙酯、丁酸乙酯，会使二级豆瓣呈现苹果香气，其次是异戊醛、异丁醛带来麦芽香气，2-甲基丁醛带来可可和杏仁香气。另外，己醛带来青草和脂肪气味，醋酸带来酸香。煸炒使豆瓣中醋酸挥发，其含量大大降低，但是二级豆瓣中醋酸含量约为其他等级豆瓣的2 倍。总体来看，特级豆瓣煸炒后会呈现明显的苹果香气和麦芽气味，伴有可可、杏仁气味，以及威士忌酒香和焦糖香气；一级豆瓣煸炒后呈现明显的水果香气和烤土豆、酱香气味，伴有麦芽气味，微带酒香、蘑菇香；二级豆瓣煸炒后呈现明显的苹果气味和麦芽气味，伴有可可、杏仁香气，微带酸香。4-乙基苯酚带有木香、苯酚香气，许多研究都认为其是郫县豆瓣风味化合物代表之一，煸炒后含量较低，OAV相对影响较小，应该是煸炒后转换为其他风味物质。OAV分析表明，煸炒后豆瓣样品均呈现苹果香气或水果香气，主要是丁酸乙酯、异戊酸乙酯、异丁酸乙酯带来的，这与卢云浩等采用GC-MS结合GC-O技术对郫县豆瓣特征挥发性物质演变及其香型特征进行研究得到的结果基本一致，果香可能主要来源于乙酸乙酯、异戊酸乙酯和2-甲基丁酸，可以确定煸炒后豆瓣的主要特征香型为苹果香或果香。此外，卢云浩等研究中还发现，3-甲基丁醛、2-甲基丁醛、苯甲醛、乙酸乙酯和异戊酸乙酯这些化合物主要赋予郫县豆瓣麦芽香、花香、果香、烟熏香和酱香等香气特征，与本研究采用SPME-GC-MS技术，通过OAV计算得到的结果基本一致。从侧面证明采用GC-O-MS的研究可以通过SPME-GC-MS技术结合OAV计算得到相似的结果，可成为今后研究重点。将39 种OAV＞1、被认定对总体香气有直接贡献的数据做PCA双标图分析，由图3可知，PC1、PC2累计贡献率大于80%，表明降维后的数据能代表大部分信息。样品d靠近异戊醛、2-甲基丁醛、丁酸甲酯、2,5-二甲基吡嗪、壬醛、3-庚酮、呋喃酮和丁酸乙酯，呈现显著相关；样品e靠近己醛、2-甲基3-已酮、3-甲硫基丙醛、苯乙醛、正乙酸乙酯、异戊酸乙酯、2-甲基-4-庚酮和1-辛烯-3-酮，呈现显著相关；样品f临近异丁酸乙酯和醋酸，呈现相关。PCA双标图分析结果与郫县豆瓣OAV分析、PCA得分图结果基本一致，且不同等级豆瓣煸炒后OAV处于不同象限，表明风味特征差异明显，并伴有细微风味变化。研究结果可以为后期预制菜菜品风味开发过程中选择适宜等级郫县豆瓣、突出其特定风味提供参考。
进一步验证煸炒后不同等级郫县豆瓣VOCs变化带来的风味特征差异，采用GC-IMS自带Laboratory Analytical Viewer软件及Library Search搜索定性软件，查询NIST数据库和IMS数据库，结合RI、保留时间和迁移时间对VOCs定性分析。由表3可知，GC-IMS共鉴定出57 种VOCs（包含单体或二聚体），其中醛类9 种、醇类11 种、酯类8 种、酮类6 种、烯类5 种、烷类2 种、酸类2 种、杂环类2 种。由于GC-IMS数据库的不足，还有12 种未能识别，但是检测出多个在常温下易挥发且含量低的小分子挥发性成分，如醋酸、蒈烯类。
利用GC-IMS检测能将样品中痕量VOCs信息形成能够切实反映样本整体特征风味的指纹图谱、实现数据可视化，便于分析。使用Gallery Plot插件选取所有样品VOCs组分信号峰，形成可视化指纹图谱（图4）。图中每列是每个样品的完整VOCs信息以及样品之间VOCs的差异，颜色由浅到深表示VOCs含量由低到高。特级豆瓣煸炒后在A区呈现VOCs含量降低、B区VOCs含量升高聚集态势，C区VOCs种类急剧减少，D区少数VOCs含量急剧上升。一级豆瓣煸炒后在B区呈现VOCs含量升高聚集、C区VOCs含量急剧下降、D区VOCs相互明显转换趋势。二级豆瓣煸炒后C区VOCs含量急剧下降、D区呈现部分VOCs含量增加，部分VOCs含量减少趋势。总体来看，A区是郫县豆瓣共有VOCs区域；B区是郫县豆瓣煸炒前后风味凸显区域；C区是一、二级豆瓣风味相似区域；D区是郫县豆瓣煸炒后风味特征差异区域。指纹图谱结果与SPME-GC-MS热图分析结果相似，表明2 种检测技术分析方法可以相互验证、互补长短。2.1 不同等级郫县豆瓣煸炒后VOCs定量与OAV分析
为辨别豆瓣煸炒后VOCs含量变化，采用GC-IMS半定量报告，归一法计算鉴定出的VOCs相对含量，结合OAV分析豆瓣风味特征。由表4可知，OAV＞1的VOCs共有24 种，被认为对风味具有主要贡献，其中影响最大的是异戊酸乙酯（M）、异戊酸乙酯（D）、异戊醇（M）、醋酸（M）、正己醛（D）、2-甲基丁醛，会使煸炒后郫县豆瓣整体呈现水果香气、威士忌酒香、麦芽香、酸香、青草气息、可可及杏仁气味。结合上文SPME-GC-MS得到的OAV特征与GC-IMS OAV特征分析结果，可以确定煸炒后郫县豆瓣会呈现果香、酒香、麦芽香、酸香、草香、可可香、杏仁香及酱香，这些气味可以作为今后判定煸炒后郫县豆瓣呈现的香气特征，并为感官定量描述分析（QDA）先期设计感官属性描述词汇提供参考。陈芝飞等关于OAV在食品表征中的应用也提出前期获得样本数据，避免因研究人员感知差异和外在环境因素所造成的偏差，可以获得更加客观、准确的阈值数据。QDA需先熟悉每个香气特征对应标准品的香气，如果能反向研究，先期通过OAV获得关键香气特征，再进行QDA描述、评定，也许结果更加准确、科学。
再将对风味具有主要贡献的24 种VOCs的OAV数据进行PCA。当PC1远大于PC2，说明样品在横坐标上距离越远，其差异性越大。由图5可知，样品d OAV靠近X轴，表明PC1能代表其大部分特征，风味特征最突出；样品e、f与样品d分别在不同象限，其风味特征差异明显。![]()
由图6可知，OPLS-DA验证表明化合物含量和OAV数据能够有效区分开，其载荷图显示不同等级郫县豆瓣有一定差异，煸炒后风味特征聚集明显。根据OPLS-DA得到变量投影重要性（VIP）值，当VIP值＞1时被认为具有显著影响，并进一步作为VOCs差异化的选择标准。由图7可知，3-羟基-2-丁酮（M）、3-羟基-2-丁酮（D）、戊酸乙酯、醋酸（D）、醋酸（M）、正己醇、异戊醇（M）、正己醛（D）、正乙酸乙酯、正己醛（M）、2-蒎烯、正丁醇（M）、异丁醇（M）、2-甲基丁醛、乙酸乙酯（M）和异戊醇（D）16 种化合物为影响不同等级郫县豆瓣风味特征的关键VOCs。本研究采用SPME-GC-MS内标法与GC-IMS检测，运用PCA、热图、OPLS-DA，结合OAV确定郫县豆瓣煸炒后关键VOCs。结果表明：煸炒后郫县豆瓣呈现果香、酒香、麦芽香、酸香、草香、可可香气、杏仁香气和酱香，这些气味可以作为今后判定煸炒后郫县豆瓣的香气特征，并为QDA先期设计感官属性描述词汇提供参考；采用SPME-GC-MS技术，通过OAV计算得到的结果与前人采用GC-MS结合GC-O的研究结果基本一致，从侧面证明，由于GC-O前期需要大量人员嗅闻训练，而个人喜好对嗅闻影响较大，采用SPME-GC-MS技术结合OAV计算的方法更加准确；而结合SPME-GC-MS、GC-IMS相互验证的结果表明，采用GC-IMS结合OAV确定关键VOCs的方法更加简单、快捷。不同等级郫县豆瓣煸炒后会呈现出明显不同的风味特征，并伴有细微风味特征差异，可以为后期预制菜品风味开发过程中选择适宜风味等级的郫县豆瓣提供参考依据。本文《基于固相微萃取-气相色谱-质谱联用和气相色谱-离子迁移谱分析不同等级郫县豆瓣煸炒后风味特征差异》来源于《食品科学》2024年45卷第7期172-181页，作者：张浩，顾思远，邓静，周剑琴，唐英明，易宇文。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20230811-077。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。实习编辑：王雨婷 ；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网。
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