《食品科学》：昆明理工大学易俊洁教授等：基于HS-SPME-GC-MS非靶向分析不同发酵小米辣的风味差异

在众多辣椒品种中，小米辣（Capsicum frutescens L.）是我国唯一的野生辣椒品种资源，果实呈短圆锥形、短指形或米粒形，青熟果果皮淡黄色、绿色或黑色，辣味浓郁，味道香浓、营养丰富。小米辣作为加工型辣椒品种，是发酵辣椒的重要原料，发酵后的小米辣因其独特的口感和风味深受消费者青睐，可作为开胃菜和调味品，同时也是滇菜核心风味的重要来源之一。

昆明理工大学食品科学与工程学院的叶 子、商智勋、易俊洁*等以云南具有代表性的不同小米辣品种为研究对象，采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱（HS-SPME-GC-MS）联用技术对发酵前后小米辣产品的挥发性香气成分进行测定，并通过偏最小二乘判别分析（PLS-DA）法结合变量鉴定系数（VID）分析不同小米辣发酵前后挥发性香气成分的差异性。同时，通过对不同小米辣原料发酵适宜性的分析，以期为不同品种小米辣的选育及后期不同专用型发酵小米辣产品的开发提供理论依据。

1、挥发性香气成分分析

如图2所示，不同品小米辣挥发性香气成分差异明显，挥发性香气成分的种类和含量均明显增加。在这些挥发性香气物质中，新鲜小米辣的共有香气成分有13 种，其中除烷烃外，还有罗勒烯、己醛、(E)-2-己醛、正己醇、芳樟醇、水杨酸甲酯和3-甲基丁酸-4-甲基戊酯等，这些物质具有清新味、薄荷味和果香味等特征。发酵后每个品种中挥发性香气成分的种类和含量均明显增加，(E)-2-庚醛、(E)-2-辛烯醛、1-辛烯-3-酮、(E)-芳樟醇氧化物、水杨酸乙酯和α-松油醇等为发酵后新产生的共有挥发性特征香气成分。根据之前研究，(E)-2-庚醛、罗勒烯和芳樟醇为发酵小米辣主要挥发性香气成分，分别赋予其独特的蔬菜味、甜味和果香味。

2、主体风味物质的分析

表2列出新鲜和发酵小米辣中OAV大于0.1的风味物质，新鲜小米辣整体呈现清新和辛辣的风味，其中主要的风味物质为1-辛烯-3-酮和2-甲氧基-3-异丁基吡嗪。其中1-辛烯-3-酮是新鲜小米辣中最重要的香气组分，OAV最高（OAV=69.56），赋予了新鲜小米辣蘑菇和蔬菜香气。2-甲氧基-3-异丁基吡嗪是青辣椒的主要香气成分，香气浓郁，赋予辣椒特有的类似于青椒和咖啡的风味。发酵小米辣中的主体风味物质共有5 种，分别为己酸叶醇酯、2-甲氧基-3-异丁基吡嗪、(E)-2-壬烯醛、己酸异戊酯和己酸庚酯。发酵小米辣中的主体风味物质以酯类为主，与新鲜小米辣相比呈现更柔和、更浓郁的果香味。2-甲氧基-3-异丁基吡嗪为新鲜和发酵小米辣中唯一共有的关键香气成分，之前的研究中也表明2-甲氧基-3-异丁基吡嗪是发酵辣椒酱中芳香活性最强的化合物之一。

3、发酵小米辣挥发性香气成分差异分析

发酵前后小米辣挥发性香气成分差异分析

如图3A所示，新鲜小米辣里共检出56 种挥发性香气成分，其中包括酯类25 种、萜烯类7 种、醇类5 种、醛类5 种、酮类1 种、酸类1 种、吡嗪类1 种和其他类11 种，而经过发酵加工后，小米辣有119 种挥发性香气成分被检出，其中包括酯类45 种、萜烯类26 种、醇类9 种、醛类7 种、酮类6 种、酸类5 种、吡嗪1 种和其他类20 种。由此可见，发酵小米辣挥发性香气成分的种类均显著增加，使发酵辣椒的风味更丰富。

图3 B以挥发性香气成分作为X变量，发酵前后的小米辣作为Y变量构建基于PLS-DA模型的发酵前后小米辣挥发性香气成分的Bi-plot。Bi-plot由得分图和载荷图两部分组合而成，得分图中颜色和形状各异的符号，代表不同的辣椒品种。载荷图中的空心圆圈代表挥发性香气成分，根据VID值筛选出的特征性香气成分以加粗的空心圆圈表示。如图3B所示，主要的趋势体现在LV1上（Y=80%），表明发酵前后小米辣的挥发性香气成分差异显著。为了进一步半定量分析发酵前后小米辣特征性挥发性香气成分，本研究计算了VID系数，并以|VID|≥0.700为判定标准筛选特征性香气指标。

图3C显示，新鲜小米辣的特征性香气物质显著少于发酵小米辣，仅有13-甲基十四醛和(Z)-3-己烯乙酸酯2 种。Morales-Soriano等的研究也发现13-甲基十四醛和(Z)-3-己烯乙酸酯筛为秘鲁新鲜辣椒的特征性香气成分。发酵小米辣的特征性香气成分有11 种，包括4 种萜烯类物质（α-松油醇、α-蒎烯、芳樟醇和(E)-氧化芳樟醇）、3 种酯类物质（8-甲基-6-烯酸-4-甲基戊酯、水杨酸乙酯、(Z)-4-癸烯酸乙酯）、2 种醛类物质（(E)-2-辛烯醛、(E)-2-庚醛）和2 种酮类物质（6-甲基-5-庚烯-2-酮、2-庚酮）。表明发酵形成了更多特征性的风味化合物，其中酯类和萜烯类物质仍为其最主要的特征性香气物质，显著增强了发酵小米辣的花香味和果香味。

不同小米辣挥发性香气成分差异分析

从图4A可以看出，不同品种小米辣的挥发性香气成分种类和组成存在显著性差异，在X1～X9中分别检测到26、51、45、49、52、47、47、49 种和20 种挥发性香气成分。可以看出X1与X9的挥发性香气成分的种类和含量都明显低于其他品种（图2A和图4A）。从图4C可以看出，不同品种新鲜小米辣都两两分隔，表明不同品种新鲜小米辣间的香气成分存在明显差异。其中X1和X9、X2和X8在挥发性香气成分的组成上较为相似。从载荷图看，X7中挥发性香气成分的种类明显多于其他品种，风味更加丰富。VID值筛选结果显示，X7中筛选出8 种特征性香气成分，包括己酸乙酯等7 种酯类和4-甲基戊醇，表明这些香气成分在X7中的含量较高，赋予了X7更浓郁的果香味。

经过发酵后，不同品种小米辣（P1～P9）分别检测到38、92、85、75、75、86、78、84 种和37 种挥发性香气成分（图4B），挥发性香气成分的种类均明显增加。如图4D所示，与新鲜小米辣相比，不同品种发酵小米辣的挥发性香气成分显示出新的趋势。发酵后的P1和P9依旧较为接近，另外P2、P7与其余品种发酵小米辣的挥发性香气成分差异较大且P2和P7中挥发性香气成分的种类较多。

结论

结果表明：酯类和萜烯类物质是小米辣的主要特征性香气成分，且经过发酵后其种类和含量均显著增加（P＜0.05）。对于新鲜小米辣，罗勒烯、己醛、(E)-2-己醛、正己醇、芳樟醇、水杨酸甲酯和3-甲基丁酸-4-甲基戊酯是其主要的共有挥发性香气物质。经过发酵处理后，(E)-2-庚醛、(E)-2-辛烯醛、1-辛烯-3-酮、(E)-芳樟醇氧化物、水杨酸乙酯和α-松油醇成为新产生的多品种共有挥发性香气物质。1-辛烯-3-酮和己酸叶醇酯分别为新鲜和发酵小米辣中最主要的香气活性物质。另外，不同品种小米辣的挥发性香气轮廓存在显著差异。多元数据分析结果显示，特征性酯类物质（2-甲基丁酸苄酯、3-甲基丁酸戊酯、戊酸苄酯）和萜烯类物质（D-柠檬烯、罗勒烯、茴香烯）使不同品种发酵小米辣产品呈现差异性风味。本研究描述的发酵小米辣香气轮廓，可为其产品风味品质评价及品种选择提供理论依据。

本文《基于HS-SPME-GC-MS非靶向分析不同发酵小米辣的风味差异》来源于《食品科学》2022年43卷6期309-316页，作者：叶子，商智勋，李美奇，任洪冰，屈用函，胡小松，易俊洁。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20210308-098。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅

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