SCI-保圣電子鼻助力發(fā)表三種西蘭花芽苗品種揮發(fā)性和風(fēng)味代謝物的鑒定文章

中國科學(xué)研究院劉紅艷教授、香港理工大學(xué)甘人友教授團(tuán)隊(duì)在《Food Chemistry: X》雜志(IF=8.2)上發(fā)表“Identification of volatile and flavor metabolites in three varieties of

broccoli sprouts"，文章提出西蘭花豆芽是一種有前途的功能性食品來源，其味道和風(fēng)味在消費(fèi)者的接受度方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。采用HS-SPME-GC/MS分析，對碧綠、優(yōu)秀和綠花三個(gè)西蘭花豆芽品種的風(fēng)味特征進(jìn)行了全面的鑒定。成功鑒定了15個(gè)化學(xué)類別的364種揮發(fā)性和風(fēng)味成分。結(jié)果顯示，大多數(shù)揮發(fā)性代謝物在發(fā)芽過程中表現(xiàn)出上調(diào)，導(dǎo)致發(fā)芽后味覺強(qiáng)度增強(qiáng)，特別是鮮味和甜味，這與相關(guān)氨基酸和糖含量的增加有關(guān)。盡管西蘭花芽中的總硫代苷含量與種子相比有所下降，但它仍然是西蘭花芽苦味的主要原因。研究闡述了西蘭花芽的風(fēng)味貢獻(xiàn)，支持將其作為營養(yǎng)食品進(jìn)行栽培和消費(fèi)。

一、研究背景與意義

花椰菜（Brassica oleracea var. italica）屬十字花科，原產(chǎn)亞洲和地中海地區(qū)，因富含硫苷、酚類化合物、維生素等成分，具有增強(qiáng)免疫力、降低慢性病發(fā)病率的潛在價(jià)值。西蘭花種子與豆芽是硫代苷、蘿卜硫素的優(yōu)質(zhì)來源，種子萌發(fā)時(shí)，芥子酶會(huì)將芥子油苷降解為具化學(xué)預(yù)防、抗癌特性的產(chǎn)物；且發(fā)芽過程能分解抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)，增加自由氨基酸（鮮味來源）與低糖（甜味來源），使豆芽營養(yǎng)價(jià)值高于種子，生產(chǎn)也更簡便高效。

但硫苷及其降解產(chǎn)物會(huì)讓西蘭花豆芽帶苦味和含硫風(fēng)味，降低消費(fèi)者（尤其兒童）接受度，地中海人群也不認(rèn)可其苦味與辛辣味。目前研究多聚焦成熟西蘭花風(fēng)味，對豆芽風(fēng)味研究極少，僅 1 項(xiàng)羽衣甘藍(lán)菜芽研究提及西蘭花芽不良風(fēng)味，缺乏對其風(fēng)味影響化合物及香、味的全面分析。而 HS-SPME-GC/MS 技術(shù)因靈敏度高、操作簡單等優(yōu)勢，為研究豆芽揮發(fā)性代謝物提供了可靠方法。

二、實(shí)驗(yàn)材料與方法

西蘭花種子有碧綠（BL）、優(yōu)秀（YX）和綠花（LH）3個(gè)品種。

前期處理：先對種子進(jìn)行消毒與浸泡處理，隨后將處理后的種子均勻鋪展在鋪有吸油紗布的托盤中，每個(gè)托盤放置 5 克種子。

發(fā)芽環(huán)境控制：將托盤置于恒溫箱內(nèi)，在受控條件下發(fā)芽，具體參數(shù)為：溫度 25℃、濕度 75%、白色光強(qiáng)度 40μmol?m?2?s?1；光照周期采用 “16 小時(shí)光照 + 8 小時(shí)黑暗" 的模式。

收獲與儲(chǔ)存：種子發(fā)芽 7 天后，收獲豆芽并立即置于 - 80℃環(huán)境中冷凍保存，以備后續(xù)實(shí)驗(yàn)分析使用。

使用上海保圣電子鼻進(jìn)行氣味分析，該設(shè)備配備了14個(gè)金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器陣列。將5 g樣品轉(zhuǎn)移至40 mL頂空瓶中，并在50 ℃下平衡20分鐘。隨后，每個(gè)樣品的分析在1 L/min的空氣流速下持續(xù)60 s，系統(tǒng)在樣品之間進(jìn)行了兩輪60 s的清潔。選擇響應(yīng)曲線的最大值進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

對三種不同西蘭花品種種子和豆芽的揮發(fā)性成分組成、風(fēng)味特征和感官評價(jià)進(jìn)行了全面分析。西蘭花豆芽中揮發(fā)性代謝物的水平因品種和發(fā)芽前后而異，其中大多數(shù)揮發(fā)性成分在西蘭花發(fā)芽過程中有所增加。發(fā)芽過程使總FAA增加了約四倍，特別是提高了鮮味和甜味FAA的TAV值，發(fā)芽后總糖含量的顯著增加可能是西蘭花豆芽甜味的另一個(gè)來源。盡管西蘭花發(fā)芽后總硫代苷有所下降，但苦味和酸味仍然是西蘭花豆芽的主要風(fēng)味。

電子鼻分析：

圖中A表示出了不同品種的西蘭花種子和芽的電子鼻風(fēng)味雷達(dá)。特性傳感器包括S1、S2、S4和S14。特別是，S1在捕捉獨(dú)特風(fēng)味方面表現(xiàn)得最為突出。已識別的特征風(fēng)味包括烷烴和硫化合物以及芳香族化合物，與成熟西蘭花的風(fēng)味特征一致。值得注意的是，與西蘭花相關(guān)的主要刺激性氣味歸因于含硫化合物，其氣味閾值極低。西蘭花芽的特征傳感器值普遍高于種子樣品，表明發(fā)芽過程導(dǎo)致風(fēng)味化合物的產(chǎn)生和釋放。圖B示出了不同品種的西蘭花種子和芽的風(fēng)味的PCA。兩個(gè)主成分解釋了70.00%以上的方差。不同品種的西蘭花芽和西蘭花種子聚集在一起。然而，種子和豆芽之間仍然有明顯的區(qū)別，表明所有西蘭花種子的味道發(fā)芽后樣本發(fā)生了變化。這種現(xiàn)象也在豆類和藜麥中觀察到，它們的味道在發(fā)芽過程中發(fā)生了顯著變化。具體來說，發(fā)芽會(huì)增強(qiáng)藜麥的花香和豆類的木質(zhì)香氣。