《食品科学》：河北农业大学田益玲教授等：杀青处理对带青皮干制核桃品质特性及风味成分的影响

核桃又名胡桃、羌桃，属胡桃科胡桃属植物，具有健脑益智、降脂解毒、抗衰老、益寿等保健功能和药用价值。核桃在采收后，其青皮中水分含量高，极易发生霉变，常用的加工方式是脱除青皮后进行干制。核桃青皮，又称青龙衣，是指核桃未成熟或刚成熟时最外层包裹的青绿色果皮，生产1 kg的核桃干果会产生3～4 kg的青皮，大量核桃青皮被当作废弃物堆放，造成环境污染和资源浪费。而核桃青皮含有多种化学活性成分，包括萘醌类、多酚类、萜类、多糖类、矿物质、维生素等。具有抗氧化、抗癌、抗病毒、抑菌、抗凝血、杀虫、镇痛等多种临床疗效。有研究表明，青皮在干燥后可有效缓解重金属污染问题；带青皮进行核桃干制可以有效地防止脂肪酸败和生虫问题。而带青皮干制核桃鲜有报道。

气相色谱-离子迁移谱（GC-IMS）是目前食品中风味物质研究简单、灵敏度高和检测结果可视化的一种技术。偏最小二乘判别分析（PLS-DA）在食品科学研究中的应用非常广泛，特别是在样本容量小于变量个数风味分析中。

河北农业大学食品科技学院的郭聪聪、田益玲*和北京工商大学食品与健康学院的马爱进*等拟在GC-IMS进行相关风味物质采集基础上采用PLS-DA分析核桃带青皮热处理后对核桃仁风味的影响，综合感官品质和核桃油品质，以期为探索新的核桃干燥方式提供理论基础。

1 不同处理核桃仁感官品质差异

由图1可知，预处理对核桃仁样品的感官品质有一定的影响。空白组核桃仁的外观和色泽优于预处理组，预处理组中部分核桃仁呈现褐色干瘪现象，但从整体来看，预处理组核桃仁的感官评分高于空白组，说明加热预处理对核桃仁中的风味物质有一定影响，能够使其充分发挥出来，预处理B组的感官评分最高，达34 分，预处理C组的感官评分最低，为28 分，可能是由于在较高温度处理下，核桃仁中风味物质不易表达或被破坏。因此，适度预处理有助于核桃仁感官品质的提升，但是处理温度过高会影响核桃仁品质。

2 不同预处理对核桃油理化指标的影响

风味核桃在加工过程中会产生一系列的变化，其中油脂氧化是重要的一部分，通过提取核桃油并对油脂品质指标进行测定，结果如表2所示。酸价是评价油脂质量的重要指标，预处理组核桃的酸价范围为0.204～0.267 mg/g（以KOH质量计，下同），低于GB/T 22327—2019《核桃油》一级标准（≤1.0 mg/g），预处理A、C组酸价高于空白组，原因可能是热处理加快了核桃中甘油三酯水解成游离脂肪酸的进程，加速了油脂的酸败，预处理B组的酸价比空白组减少了8.5%，与罗凡等将核桃进行150 ℃加热60 min后酸价减少的结果相同；过氧化值是反映油脂初期氧化反应的指标，本研究中空白组样品和预处理组样品的过氧化值均低于GB 2716—2018《植物油》中0.25 g/100 g的限值。预处理A组的过氧化值低于空白组，预处理B组的过氧化值高于空白组，表明较低处理温度条件下核桃仅生成少量过氧化物和氢过氧化物，脂质氧化程度较低，但到达一定处理温度后会产生大量氢过氧化物，导致过氧化值增加。此变化趋势与王梦洋等探究带壳核桃烘烤后的过氧化值变化趋势类似。预处理C组的过氧化值低于其他处理组及空白组，比空白组减少了15.6%，在油脂氧化这个动态平衡过程中，氢过氧化物在不断生成的同时还在分解和聚合，与罗凡等将核桃进行高温处理后压榨核桃油的过氧化值降低结果类似，原因可能是油脂提取所用核桃未脱除内种皮，其中含有丰富的抗氧化物质，且加热后其含量和抗氧化能力可能更高，对核桃油氧化有一定的抑制作用，至于使过氧化值降低的处理温度与其研究结果不同，可能是带核桃青皮进行加热的缘故；皂化值可以反映油脂的平均分子质量，与酸价一样，是鉴定油脂纯度和种类的重要指标，预处理组的皂化值范围为185.13～194.95 mg/g（以KOH质量计，下同），在GB/T 22327—2019范围内规定（核桃油皂化值183～197 mg/g）范围内，与空白组相比，预处理组核桃皂化值呈现先增加后下降再上升的趋势，与张波研究热风处理后核桃皂化值的变化趋势类似，可能是因为带青皮核桃热风干燥后水分含量的差异。综上所述，此预处理方式得到的核桃油符合国家相关标准，品质较好。

3 不同预处理对核桃仁中脂肪酸的影响

4 个样品核 桃油中的脂肪酸以亚油酸（52.63%～69.67%）为主，其次为油酸（13.98%～32.96%）、亚麻酸（5.88%～9.78%），还有少量的棕榈酸（4.55%～4.88%）和硬脂酸（1.16%～2.79%） 。由图2可知，与空白组相比，预处理组中的饱和脂肪酸相对含量呈现上升趋势，与卢薪竹研究结果相似。经过预处理后核桃油中的油酸相对含量整体呈上升趋势，亚油酸和亚麻酸相对含量整体呈下降趋势，可能是由于此时多不饱和脂肪酸（polyunsaturated fatty acid，PUFA）转化成单不饱和脂肪酸（monounsaturated fatty acid，MUFA）的速率大于MUFA氧化分解的速率。不饱和脂肪酸的组成和含量是评价核桃油营养价值的重要指标，4 种核桃油中不饱和脂肪酸相对含量达91%以上，较高的不饱和脂肪酸含量使得核桃对预防心脑血管疾病有良好作用，由此可见，经过预处理后得到的核桃油也具有较高的营养价值。世界卫生组织和联合国粮食及农业组织提出膳食中

4不同预处理对核桃仁中挥发性物质的影响

4.1 不同预处理核桃仁中挥发性化合物GC-IMS分析

为直观比较空白组与预处理组之间的差异，结合GCIMS差减图对样品的GC-IMS进行分析。选择空白组作为参比，将预处理组的谱图扣减参比，如果二者挥发性有机化合物（volatile organic compounds，VOCs）一致，则扣减后的背景为白色，背景为红色代表该物质的浓度高于参比，蓝色代表该物质的浓度低于参比。如图3所示，经过预处理后的核桃仁中VOCs种类变化不大，含量有较大的变化，大多数VOCs含量升高。且不同预处理组之间VOCs含量也有一定差异，其中预处理B组中VOCs最丰富。为了明确各样品中具体物质的差异性，实验将对挥发性物质进行定性定量分析。

4.2 不同预处理核桃仁中挥发性化合物定性分析

在利用GC-IMS技术对核桃仁中的VOCs进行定性分析时，借助系统内嵌的美国国家标准与技术研究院数据库以及IMS专用数据库。通过比对样品中各组分的保留指数、保留时间以及离子迁移时间这3 个关键参数，实现了对核桃仁VOCs成分的精确识别与分类。如表3所示，在4 个样品中共检出55 种VOCs，其中包括醛类化合物11 种、醇类化合物10 种、酮类化合物6 种、酯类化合物10 种、酸类化合物5 种、杂环类化合物5 种、萜烯类化合物1 种、其他挥发性化合物7 种。预处理组与空白组相比，VOCs的种类没有发生变化，含量有一定变化，如图4所示，醛类、酮类、杂环类化合物含量呈现上升趋势，醇类、酸类、酯类化合物含量呈现下降趋势，萜烯类化合物含量变化不大。

醇类化合物在4 种样品中的相对含量最高，这一显著特征可能归因于青皮中的还原性物质将多不饱和脂肪酸氧化而来的酮类化合物还原为醇类物质，消除了脂肪氧化过程中产生的脂质过氧化物，阻断了油脂的氧化酸败，这也是带青皮热处理后的核桃贮藏期延长的重要原因之一。此外，碳水化合物的降解也是醇类化合物大量生成的一个重要途径。这两种生物化学过程共同作用，使得醇类化合物在这4 种样品中占据了主导地位，包含2-丙醇、2,3-丁二醇、正戊醇等，主要赋予核桃仁酒味、甜味、醋味；其次是酯类化合物，主要由酸类和醇类物质的酯化反应产生，包含乙酸乙酯、丁酸甲酯、丙烯酸丁酯等，主要赋予核桃仁果香和甜香味；酮类化合物主要源自多不饱和脂肪酸的氧化或热降解过程，同时也可通过氨基酸的降解或微生物的氧化作用生成，通常具有清香气味（花香和果香），且其香味特质优异且持久，包含2,3-戊二酮、3-戊酮、双乙酰等；醛类化合物是核桃仁中重要的挥发性物质，是亚油酸氧化过程中形成的次生代谢物，具有脂肪、草香、奶油、果香以及青香等气味，其气味阈值低，对核桃仁整体香气贡献较大，包含苯甲醛、异戊烯醛等；在焙烤核桃仁的过程中，杂环类化合物成为了构成其独特香味的重要组成部分。当温度上升时，含氮的杂环化合物与蛋白质中的氨基酸，如苏氨酸和丝氨酸，会发生降解反应，转化为诸如吡嗪和呋喃等具有浓郁坚果香味的化合物，包括2-乙基吡嗪、2-甲基吡嗪等，呋喃化合物主要源自糖类物质的脱氢反应或高温条件下的热解过程，赋予呋喃甜味特性。相比之下，吡嗪则是通过一系列复杂的化学反应生成的，起始于氨基酮的形成——这一过程涉及氨基酸与

4.3 不同预处理核桃仁挥发性物质指纹图谱分析

通过GC-IMS配套的LAV软件中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5），可直观展示出每种样品的完整VOCs信息，并清晰地观察到不同样品之间VOCs成分的差异。在这种可视化呈现中，颜色的深浅表示VOCs含量的高低，即颜色越浅代表该VOCs的含量越低，而颜色越深则表明其含量越高[38]。如图5所示，核桃在经过预处理后，核桃仁中大部分VOCs的含量会发生明显的变化。

通过指纹图谱的对比，可以发现大部分化合物经过加热预处理后，其含量有所升高，而一些化合物在特定的处理组达到相对最高，为了更好地区分这些物质，结合各处理组核桃样品中挥发性化合物含量（表4），将指纹图谱划分为A、B、C、D、E 5 个区域。A区中，VOCs含量差异相对不大，表明这些化合物在常温自然晾干和带青皮加热后晾干核桃样品中共同存在，且风味贡献相当，其中2-丙醇、乙酸乙酯含量较大，乙酸乙酯可赋予食物果香和甜香气味；B区中化合物含量仅在空白组含量最大，以酯类、酸类物质为主，其中酯类物质是生核桃的主要挥发性成分之一，包括丁酸丁酯和己酸甲酯；C区中VOCs在预处理组中含量升高，以醛类、杂环类化合物为主，其中2-甲基吡嗪和2,5-二甲基呋喃杂环类化合物是核桃炒制、烘烤或者加热处理后的独特产物，具有强烈的烘烤焦香气味；D区中，预处理A、B组含量较高，C组含量降低，2-乙基吡嗪、苯甲醛、丁醛、己醛、3-戊酮、丁酸甲酯含量变化明显，大多是羰基化合物，是糖类或油脂氧化后产生的醛类或酮类物质，也是美拉德反应重要部分，其中苯甲醛、己醛具有坚果香气，阈值较低，对核桃风味贡献较大，2-乙基吡嗪呈现烘烤坚果味；E区中VOCs仅在某一个预处理中含量较高，例如丙酸乙酯仅仅在预处理A组含量较高，赋予其水果香味；双乙酰等仅仅在预处理B组含量较高，赋予其奶油气味等；4-甲基-2-戊酮仅在预处理C组含量较高，赋予其类似樟脑不良气味。总体来看，A区是核桃仁共有VOCs区域；B、C区是核桃仁预处理前后风味凸显区域；D区是预处理A、B组风味凸显区域；E区是预处理A、B、C组风味特征差异区域。

4.4 不同处理核桃仁挥发性物质PLS-DA

P LS-DA是在预先分类的条件下，根据样本信息建立的一种有监督的分析模式，能够对数据进行降维，实现复杂数据的可视化及判别分析和预测，由图6a可知，预处理组远离空白组，说明核桃仁经过预处理后，成分相差较大。预处理A、B组靠近，远离预处理C组，与指纹图谱结果一致。本次分析中的自变量拟合指数（

R

Q

R

Q

Q

Y

Q

PLS-DA因子载荷图可直观地反映每一个变量在得分图上的贡献，如图6c所示，3-甲基戊酸（药草味、青香）、3-羟基-2-丁酮（奶油香、水果香、焦糖味）、丁酸丁酯（香蕉、菠萝味）、正辛醛（油脂味）等是空白组的特征性风味物质；4-戊烯酸（奶酪味）、糠醇（苦辣味）等是预处理A组的特征性风味物质；2-甲基-1-戊醇（刺激味）、甲酸异丁酯（甜香）、2-丁酮（醚味）等是预处理B组的特征性风味物质；4-甲基-2-戊酮（不愉快气味）、2-甲基丁醛（焦糖、可可味）、异戊二烯（类似石油气味）等是预处理C组的特征性风味物质。

根据PLS-DA得到变量投影重要性（variable importance in projection，VIP）值，当VIP＞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6d可知，2-己醇、乙二醇二甲醚、2-甲基丁醛、2-甲基吡嗪、3-丁烯腈、4-甲基-2-戊酮、双乙酰、异戊二烯、丁酸、正戊醇、己醛、2,5-二甲基呋喃、糠醇、丙酸、2-甲基-1-戊醇、六甲基环三硅氧烷、乙酸丁酯、4-戊稀酸18 种化合物为影响不同预处理核桃仁风味特征的关键VOCs。结合PLS-DA与挥发性物质含量分析可知，关键差异性物质在不同预处理组间有不同的变化趋势，是造成核桃在不同干制处理时风味品质变化的重要因素。

结论

核桃仁经过带青皮热风干燥预处理后，其整体感官品质评分升高，在150 ℃（60 min）条件下评分最高，达到34 分，200 ℃（30 min）条件下评分最低，说明适度升温有助于风味物质的表达，但温度过高可能使核桃仁中产生不良反应，导致风味欠佳；制得的核桃油中油酸相对含量升高，亚油酸和亚麻酸相对含量降低，不饱和脂肪酸相对含量达91%以上，

根据GC-IMS测定结果显示，经过预处理后，核桃仁中大部分VOCs含量升高，150 ℃（60 min）条件下VOCs最丰富，其中醛类、酮类、杂环类化合物含量呈现上升趋势，醇类、酸类、酯类化合物含量呈现下降趋势，萜烯类化合物含量无明显变化。基于GC-IMS测定结果建立PLS-DA模型可实现不同处理核桃仁的明显区分，并筛选出18 种化合物作为影响不同预处理核桃仁风味特征的关键VOCs。

总之，对核桃进行带青皮热风干燥预处理后，其感官品质升高、核桃油品质优良并且会呈现出明显不同的风味特征，并伴有细微风味特征差异。此研究结果可以揭示核桃加工进程中工艺参数对风味品质影响规律，进而为优化核桃的加工工艺提供参考。

本文《 杀青处理对带青皮干制核桃品质特性及风味成分的影响 》来源于《食品科学》2025年46卷第8期274-282 页， 作者： 郭聪聪，崔 悦，高 爽，苏博雅，马爱进*，齐国辉，田益玲* 。 DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240905-050。点击下方 阅读原文 即可查看文章相关信息。

实习编辑：林安琪；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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