研究进展 | 食品干燥技术对香气的影响

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- 食品干燥 -

食品干燥是食品贮藏加工中的主要技术之一，通过干燥技术将食品中的大部分水分除去，达到降低水分活度，抑制微生物的生长与繁殖，延长食品贮藏期的目的。现有的食品干燥技术主要分为导热干燥、辐射干燥、介电加热干燥、对流干燥和冷冻干燥等。食品在干燥过程降低水份的同时会对食品的营养价值和风味价值造成影响，但干燥后的食品也具备独特的营养价值和风味价值，因此，探索干燥对食品香气的影响有利于保持食品原有香气以及对探索干制食品的独特风味提供参考。

近期研究成果分享

01

使用GC-MS和电子鼻表征微波干燥紫苏叶的挥发性成分

Abstract

不同的前处理和干燥工艺对紫苏叶挥发性物质有一定的影响。本研究采用气相色谱-质谱（GC-MS）和电子鼻（E-nose）研究了紫苏叶在超声预处理1 min和3 min以及在50、60、70 ℃下干燥后挥发性成分的差异。紫苏叶富含高营养价值的成分和独特的香气成分。结果表明，不同处理条件下紫苏叶的香气特征存在显著差异。鉴定出主要挥发性化合物70种，分为9类。所有样品中均含有丰富的紫苏酮和β-石竹烯，可能是紫苏叶的主要香气物质。在较低的干燥温度和较短的预处理时间下，大部分挥发性风味物质可得到较好的保存。GC-MS和E-nose的主成分分析（PCA）表明，不同处理条件下样品之间存在明显差异。此外，还对GC-MS和E-nose检测到的主要挥发性化合物进行了相关性分析，进一步解释了不同干燥条件下样品之间的差异。

Conclusion

研究了紫苏叶在不同预处理条件和干燥温度（50、60和70 ℃）下挥发性风味物质的变化。采用GC-MS分析了紫苏叶挥发性风味成分的变化。共检测出主要挥发性物质70种，其中烯烃22种，铝醇11种，烷烃8种，醛类7种，酯类6种，酮类5种，芳香族4种，酸类3种，其他化合物4种。GC-MS检测表明，干燥后萜类化合物的相对含量增加，醇类化合物的种类和相对含量明显减少。较低的干燥温度和较短的预处理时间能较好地保留挥发性风味物质。GC-MS和E-nose的PCA分析均显示各组间差异明显。虽然E-nose能区分不同加工方法的紫苏叶干，但不能进行详细分析。电子鼻的各种传感器与挥发性化合物之间存在良好的相关性。此外，本研究还强调了利用GC-MS和E-nose技术对紫苏叶干制品进行风味鉴别和评价的可行性。

Reference:

JIN G Y, ZHU Z S, WU Z L, et al. Characterization of volatile components of microwave dried perilla leavesusing GC–MS and E-nose[J]. Food Bioscience, 2023, 56: 103083. DOI:10.1016/j.fbio.2023.103083.

02

不同干燥方式羊肚菌挥发性风味物质的特征指纹及比较

Abstract

羊肚菌是中国近年来开发的一种珍贵的食用菌。本研究旨探索羊肚菌的三种脱水方法（冷冻、热风和自然空气干燥）下的挥发性特征。采用二维气相色谱-飞行时间质谱法（GC×GC-TOF-MS）对羊肚菌的挥发性成分进行了分析。羊肚菌的特征风味物质为含八碳化合物（C8）、己醛、2(5h)呋喃酮和苯甲醛。通过多元统计分析，筛选出了104个差异成分。冻干样品中的挥发性化合物含量最高，醇、酮、醛和酯类含量较高，如1-辛烯-3-醇、1-辛烯 -3-酮、壬醛、2,3-丁二酮等物质。热风干燥促进了热反应产生的杂环和具有烘烤风味的酮类，如2-环己烯-1-酮、呋喃、3-苯基等物质。自然风干的样品会导致酸释放出令人不快的味道，例如乙酸、2-甲基丁酸等。总体而言，热反应结合真空条件适合保持丰富干羊肚菌的香气风味。

Conclusion

干燥方法对羊肚菌的挥发性风味具有显著影响。3种方法干燥的羊肚菌共检测到105 241和183种挥发性物质。根据MFA图，GC×GC-TOF-MS对羊肚菌挥发物图谱进行了最佳的鉴别。羊肚菌的特征风味物质为1-辛烯-3-醇、己醛和苯甲醛，与其他羊肚菌相似，以及未见报道的3-辛醇、3-辛烯酮、2,3-丁二酮和1-辛烯 -3-酮化合物。受干燥方法影响最大的挥发性物质类型为醇类、杂环类和酮类。整体来看，冻干样品中挥发性物质的总含量最高，热风干燥次之；自然风干样品的挥发性风味特征差异最大。冷冻干燥有利于保留羊肚菌中的醇类、酮类、醛类和酯类物质。热风干燥可以通过热反应促进烘烤香风味物质的生成，如杂环和一些酮类物质。自然风干脱水效率低，导致风味物质流失，导致产生不良风味。

Reference:

LI X B, ZHANG Y M, E H C, et al. Characteristic fingerprints and comparison of volatile flavor compounds in Morchella sextelata under different drying methods[J]. Food Research International, 2023, 172: 113103. DOI:10.1016/j.foodres.2023.113103.

03

汝城白毛茶三种干燥处理的香气差异特征

Abstract

汝城白毛茶（Camellia pubescens) 是制造白茶的优良原料。干燥是白茶加工的最后一道工序，是白茶香气的关键。在本研究中，香气感官评价结合挥发性化合物分析揭示了汝城白毛白茶在烘干（OD）、风干（AD）和晒干（SD）处理下的特征香气差异。感官结果表明，OD样品具有更强烈的花香和草香，AD样品表现出更明显的新鲜和白毫香气，SD样品表现出独特的阳光气味。通过多元统计分析和相对气味活性值（ROAV≥1）分析，筛选出30种化合物作为汝城白毛白茶三种干燥处理香气差异的差异香气活性化合物。差异化合物的加权相关网络分析揭示了挥发物和香气之间的潜在关联。结果表明，17种化合物（如己醛和p-cymene）与草香呈显着正相关，芳樟醇、苯乙醛等21种化合物与花香呈显着正相关。大多数这些化合物在OD样品中含量丰富，有助于其香气特征。

Conclusion

研究了不同干燥处理（OD、SD、AD）对汝城白毛茶（白毫银针，BHYZ）和白牡丹（BMD）的影响。感官评价结果表明，干燥处理改变了白茶的香气特征，这种变化在BHYZ和BMD中基本一致。OD样品具有较强的花香和青草香气，AD样品具有较强的清新和白茶香气，SD样品具有独特的太阳晒后香气。采用PLS-DA分析方法筛选出39种关键差异挥发性化合物，其中30种挥发性化合物的ROAV值较高（≥1），经3种干燥处理鉴定为影响白茶香气的差异香气活性化合物。这些化合物大部分在OD样品中含量较高。结果表明，17种化合物（如己醛、p-cymene）与草香的挥发性物质呈显著正相关，21种化合物（如芳樟醇、苯乙醛）与花香类的挥发性物质呈显著正相关，这可能是造成烘干处理白茶香气特征的主要原因。

Reference:

CEHN H Y, ZAHNG X M, JIANG R G, et al. Characterization of aroma differences on three drying treatments in Rucheng Baimao (Camellia pubescens) white tea[J]. LWT-Food Science and Technology, 2023, 179: 114659. DOI:10.1016/j.lwt.2023.114659.

04

通过冷冻干燥和真空蒸发减少开菲尔中不良的挥发性香气化合物

Abstract

商业开菲尔最近被发现可有效治疗复发的艰难梭状芽胞杆菌感染。然而，由于开菲尔特有的风味和质地，使得开菲尔产品在西方消费者中接受度有限。对添加1%乳脂的普通、无糖的商业开菲尔进行真空蒸发和冷冻干燥，以评估其对挥发性物质的浓度、感官质量和微生物活力的影响。真空蒸发和冷冻干燥均显著降低了开菲尔中27种挥发物中的26种挥发物的浓度（P＜0.05），平均降低了61%。与冷冻干燥相比，真空蒸发对酮类和醛类化合物的浓度降低明显，而冷冻干燥对酸类、醇类和酯类化合物的浓度降低明显。虽然降低挥发性物质的浓度并不能显著提高消费者对商业开菲尔的平均接受度，但两种处理在可接受度反应范围上存在差异。两种处理使开菲尔中存在的乳杆菌和乳球菌浓度小幅度显著降低。

Conclusion

与对照组相比，冷冻干燥和真空蒸发显著降低了商业开菲尔中挥发性物质的浓度。真空蒸发比冷冻干燥更能显著降低酮类和醛类的浓度，而酮类和醛类通常被认为是较好的香气。另一方面，冷冻干燥的酸、醇和酯类物质的浓度下降更明显，这对整体香气有积极和消极的贡献。虽然两种处理都没有显著改变样品的平均感官可接受性，但可接受性反应的范围存在差异。冷冻干燥比真空蒸发更受欢迎，这可能是由于特定挥发性物质的变化。

Reference:

KESLER M K, GONZALEZ-OROZCO, BARRINGER S A, et al. Mitigation ofundesirable volatile aroma compounds in kefir by freeze drying and vacuum evaporation[J]. Journal of Food Science, 2023, 88(8): 3216-3227. DOI:10.1111/1750-3841.16678.

翻译/撰写：李雄（实习）

编辑：梁安琪；责任编辑：张睿梅

封面图片来源：图虫创意