中国粮油学报
JournaloftheChineseCerealsandOilsAssociationVol.34,No.4
Apr.2019
四种大米味感品质研究
赵卿宇
胡锦蓉
沈
群
(中国农业大学食品科学与营养工程学院;植物蛋白与谷物加工北京市重点实验室;
国家果蔬加工工程技术研究中心,北京100083)
以茉莉香、稻花香二号、盐丰和辽星四种大米为研究对象,采用氨基酸、可溶性糖、味感评价法以
甜味的脯氨酸是茉莉香的特征及电子舌检测法对四种大米的味感品质进行综合分析。结果表明:氨基酸中,
摘
要
苦味的苯丙氨酸仅在稻花香二号和盐丰中有味道贡献。其他氨基酸对大米味感影响大小排列为呈味氨基酸,
谷氨酸>精氨酸>缬氨酸>丙氨酸>组氨酸>天冬氨酸>赖氨酸>亮氨酸>异亮氨酸>甘氨酸>丝氨酸>蛋氨酸。可溶性糖中,蔗糖对稻花香二号甜味贡献较大。通过相关性分析发现,脯氨酸和甜味氨基酸与味感
精氨酸、蛋氨酸、葡萄糖和果糖与味感得分呈强负相关,其他氨基酸和可溶性糖对味感得分得分呈强正相关,
运用电子舌技术可以有效区别茉莉香、稻花香二号、盐丰和辽星这四种大米,说明这些大米影响较小。此外,
的总体味感之间具有可区分的差异性。
关键词
氨基酸可溶性糖味感评价电子舌滋味活性值
中图分类号:TS212.2文献标识码:A文章编号:1003-0174(2019)04-0017-07网络出版时间:2019-03-1411:08:20
网络出版地址:http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.28.TS.20190314.1108.024.html我国是大米产量及消费量最高的国家,有稻米王国的美誉。其中茉莉香米是我国进口量较大的大稻花香是出口量较大的大米,盐丰和辽星属于东米,
北地区重要大米品种。大米风味受很多因素的影支链淀粉、总蛋白、脂肪、水分、游离氨基酸含量响,
滋味等食味品质的关键理化因是影响稻米风味、素
[1-4]
TasteActiv-大米为研究对象,通过滋味活性值(TAV,
ityValue),分析氨基酸和可溶性糖的呈味特性,揭示筛选出氨基酸和可溶性糖对大米味感的贡献程度,
与大米味感具有显著相关性的呈味物质;借助相关深入研究大米中各呈味物质与味感评价的性分析,
找出影响大米味感评价的关键物质;运用电子规律,
建立不同品种大米的指纹图谱,阐明总体味舌技术,
感的差异。本研究旨在为大米味感化学研究和大米风味产品的开发提供参考。
。在储藏过程中,由于温湿度的变化,稻米中
[5-7]
脂肪及蛋白质将发生分解、氧化等物理、化的淀粉、
从而影响大米的食味品质学变化,
。Tran等[8]
发现大米在室温储存期间,蔗糖含量降低,葡萄糖和麦芽糖含量变化很小,游离氨基果糖含量显著增加,
这些变化会影响大米的甜味和酸含量显著降低,鲜味。
从目前的研究文献看,对呈味物质的研究集中在鱿鱼类
[9]
1
1.1
材料与方法
材料与试剂
:“茉莉香”;“辽星”、“盐丰”材料大米泰国进口
、虾
[10]
、蟹
[11]
、猪肉
[12]
、绿茶
[13]
、食用菌
[14]
、贝
[15]
[16]、荔枝等。对大米呈味特性的研究报道比较
“稻花香二号”和大米中储粮沈阳直属库。四种大
用小米收获年份均为2016年;取新收获稻谷800g,再在碾米机上制成GB型砻谷机去壳得到糙米,
1354—2009所规定的标准一等大米;制得的大米在4℃冷库条件下储藏直至研究结束。四种大米理化成分见表1。
试剂:混合氨基酸标准溶液、葡萄糖、蔗糖、果麦芽糖标准品:Sigma公司;其他试剂均为分析糖、纯。
特别是不同大米呈味物质的对比研究更少。少,
本实验以茉莉香、稻花香二号、盐丰和辽星4种
:“十三五”基金项目国家重点研发项目(2016YFD0401103)收稿日期:2018-06-22
1994年出生,作者简介:赵卿宇,男,硕士,食品工程
:,,1967,,通信作者沈群女年生教授粮食、油脂及植物蛋白工程
18
中国粮油学报
2019年第4期
表1
四种大米的理化成分
项目茉莉香稻花香二号盐丰辽星水分/g/100g14.1012.6713.0013.82灰分/g/100g0.4820.4820.4730.549蛋白质/g/100g8.457.967.298.33脂肪/g/100g1.330.6831.1910.743粗纤维/g/100g0.2750.1930.2120.2碳水化合物/g/100g
79.177.678.077.3淀粉/g/100g
75.2
71.9
73.7
73.4
直链淀粉含量/g/100g
14.817.513.715.6维生素B1/mg/100g4.24×10-24.86×10-24.83×10-24.85×10-2
维生素B2/mg/100g0.1810.1940.1550.187
酸价/KOH/mg/g
0.06260.030.11700.08741.2
仪器与设备
仪器:L-00氨基酸分析仪;ICS-3000离子
色谱仪,
配电化学检测器;DIONEXCarboPacTM
PA1柱;α-Astree电子舌;CD1-MB磨粉机;EC21-
21T03电磁炉。1.3方法
1.3.1
氨基酸含量的测定
采用GB5009.124—2016测定大米中的氨基酸,
包括天冬氨酸、谷氨酸、苏氨酸、丝氨酸、甘氨酸、丙氨酸、脯氨酸、缬氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、精氨酸和蛋氨酸共16种氨基酸。
1.3.2可溶性糖含量的测定
采用GB5009.8—2016测定大米中葡萄糖、蔗糖、果糖、麦芽糖的含量。1.3.3
滋味活性值计算
滋味活性值是各种呈味物质在样品中的含量与其
对应的味道阈值之比,
反映单一化合物对味道特征的贡献。当TAV小于1时,
该物质对味道的贡献很小,在TAV大于1时对味道贡献显著。1.3.4
味感评价
挑选8名优选评价员组成味感评价小组,味感
评价评分规则和结果如表2。
表2
四种大米味感评价标准和结果
品种
项目总分
评分标准
茉莉稻花香盐
辽香二号丰
星
味感25分咀嚼时,
有较浓郁的甜味、鲜22.519.016.516.5
味等22~25分
咀嚼时,有淡淡的甜味、鲜味等18~21分
咀嚼时,无甜味、鲜味等,无异味16~17分
咀嚼时,无甜味、鲜味等,但有异味0~15分
1.3.5
电子舌分析
1.3.5.1
样品前处理
将大米研磨后过35目筛,称量1.5g米粉并用150mL沸水浸泡30min。冷却至室温后,过滤样品,滤液待用。
1.3.5.2
电子舌检测
将待检溶液放入电子舌专用烧杯中并做好标记,
同样将等量的蒸馏水也放入电子舌专用烧杯中作为洗液;按照待检液—洗液—待检液这种交替顺序放入电子舌进样器;每个样品重复检测10次,
单次每个样品的采集时间为120s,
清洗时间为10s;每做完一组更换一次洗液。
由于检测刚开始时,电子舌传感器检测值会有一定程度的波动,
所以对每一品种重复检测10次后,取后5次采集到的数据进行实验分析。1.3.6
数据分析
电子舌数据使用电子舌自带软件进行处理,其他数据使用Excel和SPSS22.0软件进行处理和分析。
2
结果与分析
2.1
氨基酸含量及呈味分析唾液中有约30种酶,包括淀粉酶、转化酶、麦芽
糖酶、
碳酸酐酶、脲酶、氧化酶、过氧化氢酶、蛋白水解酶、
脂肪酶、磷酸酶、溶菌酶、玻璃酸酶等[17]
。食物
入口后,
经口腔咀嚼破碎,并在唾液酶的作用下,呈味物质进入味蕾细胞产生味觉
[18-21]
。作为食物中
的主要呈味物质,
口腔咀嚼过程中糖、氯化钠、核苷酸和游离氨基酸均对味觉感官至关重要。
风味氨基酸主要分为鲜、甜和苦三类,其中鲜味氨基酸包括天冬氨酸和谷氨酸;甜味氨基酸包括苏氨酸、
丝氨酸、甘氨酸、丙氨酸和脯氨酸;苦味氨基酸包括缬氨酸、
赖氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、
组氨酸、精氨酸和蛋氨酸[22]
。
从表3可以看出,四种大米中含量最高的氨基酸是谷氨酸,
含量最低的是蛋氨酸。四种大米中各氨基酸含量存在差异:茉莉香中丙氨酸和脯氨酸含量最高,
稻花香二号中酪氨酸和苯丙氨酸含量最高。盐丰中除丙氨酸、
脯氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸外,其他12种氨基酸含量均高于另外三种大米。
四种大米中味觉氨基酸含量从高到低为:苦味氨基酸>鲜味氨基酸>甜味氨基酸。稻花香二号的甜味氨基酸含量最高,
盐丰的鲜味和苦味氨基酸含量最高。在鲜味氨基酸中,
谷氨酸的含量最高;在甜第34卷第4期赵卿宇等四种大米味感品质研究
19
味氨基酸中,
丙氨酸和甘氨酸含量较高;在苦味氨基酸中,
缬氨酸、亮氨酸和精氨酸含量较高。稻花香二号和盐丰的鲜味氨基酸、
苦味氨基酸和味觉氨基酸含量均高于茉莉香和辽星,
四种大米的甜味氨基酸含量相差不大。在各风味氨基酸/味觉氨基酸中,每种大米鲜味和甜味氨基酸含量总和与味觉氨基酸的
比值相差不大,
茉莉香的甜味氨基酸与味觉氨基酸比值最大(数据未显示)。
表3
四种大米氨基酸含量/mg/g名称味道描述
茉莉香稻花香二号盐丰辽星天冬氨酸鲜5.385.6.085.40谷氨酸鲜13.15.3715.5813.67苏氨酸甜1.811.962.001.78丝氨酸甜2.803.123.172.79甘氨酸甜2.873.103.112.85丙氨酸甜5.575.214.545.56脯氨酸甜3.152.952.802.73缬氨酸苦3.974.0.083.95赖氨酸苦2.032.172.281.92异亮氨酸苦2.202.482.532.12亮氨酸苦5.755.836.065.48酪氨酸苦0.591.061.030.69苯丙氨酸苦0.762.231.760.88组氨酸苦1.471.521.571.42精氨酸苦5.025.155.335.10蛋氨酸苦
0.310.500.560.37鲜味氨基酸
19.0221.2621.6619.07甜味氨基酸16.2016.3415.6215.71苦味氨基酸22.1025.0025.2021.93味觉氨基酸
57.32
62.60
62.48
56.71
不同氨基酸在食品体系中的呈味作用不仅取决
于各自的味道特征,
还取决于它们各自的阈值、含量及与其他成分的相互作用。四种大米呈味氨基酸的
TAV值见表4。在鲜味氨基酸中,天冬氨酸和谷氨酸的TAV均大于1,
其中谷氨酸鲜味最强,是重要的鲜味剂[24]
。在甜味氨基酸中,
苏氨酸在四种大米中TAV均小于1,说明苏氨酸对甜味贡献较小;甘氨酸
和丙氨酸对甜味的贡献较大;脯氨酸仅在茉莉香中TAV>1,说明它是茉莉香的特征呈味氨基酸。在苦味氨基酸中,苯丙氨酸仅在稻花香二号和盐丰中TAV>1,这表明茉莉香、稻花香二号、盐丰和辽星的苦味是由不同种类的氨基酸体现的;精氨酸、
缬氨酸和组氨酸对苦味的贡献较大,
但大米中却没有产生明显的令人不愉悦的苦味,
这可能是由于在复杂的基质中呈味物质的相互作用产生了消杀现象(即
一种物质减弱或抑制另一物质味感的现象),
使其他化合物的存在掩盖或抑制了苦味的呈现[25]
;其中天
然精氨酸以L型存在,
有增加呈味复杂性和提高鲜度的作用
[26]
。组氨酸可以增强呈味效果。
除苏氨酸、脯氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸外,其他的氨基酸TAV均大于1,
它们对大米风味影响大小排列为谷氨酸>精氨酸>缬氨酸>丙氨酸>组氨
酸>天冬氨酸>赖氨酸>亮氨酸>异亮氨酸>甘氨酸>丝氨酸>蛋氨酸。
表4
四种大米氨基酸呈味分析
氨基酸味道味道阈值[23]
TAV描述/mg/mL茉莉香稻花香二号盐丰辽星天冬氨酸鲜1.05.385.6.085.40谷氨酸鲜0.345.4751.2351.9345.57苏氨酸甜2.60.700.750.770.68丝氨酸甜1.51.872.082.111.86甘氨酸甜1.32.212.382.392.19丙氨酸甜0.69.288.687.579.27脯氨酸甜3.01.050.980.930.91缬氨酸苦0.49.9310.1510.209.88赖氨酸苦0.54.0.344.563.84异亮氨酸苦0.92.442.762.812.36亮氨酸苦1.93.033.073.192.88酪氨酸苦nd————苯丙氨酸苦0.90.842.481.960.98组氨酸苦0.27.357.607.857.10精氨酸苦0.510.0410.3010.6610.20蛋氨酸
苦
0.3
1.03
1.67
1.87
1.23
注:nd为未找到相应阈值,
—为未计算。2.2可溶性糖含量及呈味分析
葡萄糖、蔗糖、果糖和麦芽糖是大米主要的可溶
性糖[6,27-28]
。表5为四种大米可溶性糖含量及呈味分析。
由表5可知,四种大米含糖量有共同的特点即
蔗糖>葡萄糖>果糖>麦芽糖。其中,
稻花香二号的蔗糖和麦芽糖含量最高,
盐丰的葡萄糖含量最高,辽星的果糖含量最高。四种大米的葡萄糖和果糖的TAV值均小于1,这表明它们对人体味觉的影响可忽略。在蔗糖方面,
仅稻花香二号的TAV值大于1,表明蔗糖对稻花香二号甜味贡献较大,
而对其他种类大米的甜味贡献不明显。蔗糖的甜味给人以愉悦的
感觉,
而且它的甜味纯正、稳定、回味良好。20
表5
可溶性糖
阈值[29]/mg/g
稻花香二号
中国粮油学报
四种大米可溶性糖含量及呈味分析
TAV
辽星
茉莉香
稻花香二号
盐丰
2019年第4期
含量/mg/100g
茉莉香
盐丰
辽星
1.138.40±1.40d60.05±0.05b.65±1.05a52.75±1.45c0.35±0.01d0.55±0.00b0.82±0.01a0.48±0.01c葡萄糖
1.042.10±1.20c139.70±1.30a91.40±1.20b.90±1.50b0.42±0.01c1.40±0.01a0.91±0.01b0.90±0.02b蔗糖
0.96.25±0.75d11.30±0.50b9.80±0.80c17.15±0.65a0.07±0.01d0.13±0.01b0.11±0.01c0.19±0.01a果糖
nd2.80±0.30c10.65±0.45a4.75±0.75b5.20±0.40b----麦芽糖
-指未计算。注:1.同一行数据肩号小写字母相同者表示差异不显著(p>0.05),肩号字母相邻表示差异显著(p<0.05);2.nd指未找到相应阈值,
2.3味感评价分析
四种大米味感评价得分见表2,由表2可知茉莉
香有最高的味感得分,
稻花香二号次之,盐丰和辽星味感评价分数相同,
且均为低值。将大米中的16种游离氨基酸和4种可溶性糖与味感评价做相关性分析,
结果如表6所示。表6
大米呈味物质与味感评价的Pearson相关系数分析名称
味感评价天冬氨酸-0.446谷氨酸-0.394苏氨酸-0.306丝氨酸-0.373甘氨酸-0.316丙氨酸0.504脯氨酸0.986缬氨酸-0.286赖氨酸-0.182异亮氨酸-0.247亮氨酸-0.027酪氨酸-0.480苯丙氨酸-0.304组氨酸-0.159精氨酸-0.697蛋氨酸-0.600鲜味氨基酸-0.408甜味氨基酸0.767苦味氨基酸-0.338葡萄糖-0.714蔗糖-0.500果糖-0.745麦芽糖
-0.220
在氨基酸方面,甜味氨基酸与味感得分呈强正
相关,
其中脯氨酸和味感得分呈极强正相关;苦味氨基酸中的精氨酸、蛋氨酸与味感得分呈强负相关。除脯氨酸、精氨酸、蛋氨酸和丙氨酸外,其他的12种氨基酸均与味感得分呈弱负相关。将氨基酸按照味
道进行分类综合来看,
鲜味和苦味氨基酸对味感得分影响较小,
甜味氨基酸影响很大。在可溶性糖方面,
葡萄糖和果糖与味感得分呈强负相关,对大米味感得分影响较大。蔗糖和麦芽糖对大米味感得分影响较小。
甘氨酸可以提供清香甜味,还能减少苦味并从
食物中除去不快的口味[30];脯氨酸与糖共热发生氨
基-氢基反应,
可生成具有特殊香味的物质;苯丙氨酸与糖类发生氨基-羧化反应改善食品香味。鲜味
氨基酸除能产生鲜味外,
还能增强食品滋味的持续性、
满口性、复杂性、厚度等及食品的特征风味和甜味[31]
;苦味氨基酸(如酪氨酸、
苯丙氨酸、精氨酸)含量低于呈味阈值时,
可增强其他呈味氨基酸的鲜味和甜味,
有增加呈味复杂性作用[22]
。茉莉香和稻花香二号的味感评分均高于盐丰和辽星,
但很难简单的从氨基酸和可溶性糖的含量、阈值中发现规律,
说明这些主要呈味物质间存在复杂的协同、
拮抗等效应,同时在加热过程中的各种反应(氨基-氢基反应、氨基-羧化反应等)均可导致大
米产生不同的呈味效果。人的味觉感受是综合作用的结果,
因此不能单一的依靠某一类化学组分含量的高低简单地判定大米味感质量。2.4
电子舌分析
判别因子分析是一种通过重新组合传感器数据来
优化区分性的分类技术,
它的目的是使组间距离最大的同时保证组内差异最小,
使各个组间的重心距离最大,
其能够对样品间差异有更好的区分度[32]
。图1为电子舌判别因子分析的结果,
DF1(横轴)对应第1判别因子,
判别效率为88.133%,DF2(纵轴)对应第2判别因子,
判别效率为9.43%,两判别因子的总贡献率为97.563%,
这说明了DF1和DF2解释了样品97.563%的差异,可以反映样品整体信息。从图1可以看出,
代表各样品的数据点大致集中在四个相对的区域,
且相互之间存在一定的距离。这说明该方法可以实现不同品种大米的完全区分,
同时也说明这四种大米的总体味感之间具有可区分的差异性。由图1可以看出,茉莉香距辽星较近,这与味感评价的结果差异存在差距。大米味感的呈现不是某一呈味成分含量的简单叠加,
而是多种呈味物质的综合效应,
包括相乘、相消、变调等。实验表明,人工味感评价能更好地察觉到这种综合效应。王银诚等
[33]
发现工夫茶在不同冲泡时间下得出的仪器苦味
第34卷第4期赵卿宇等四种大米味感品质研究
21
图1
[34]
四种大米非挥发性成分的DFA分析
值与感官评价存在差异。王兴亚等也指出人所能而电子舌做的是酸、感受到的味道是复合型味道,
甜、苦等味觉强度评价,两者并不相同,故电子舌与真实味觉评价不能完全等同。
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3结论
不同品种大米中氨基酸和可溶性糖含量的不同,导致大米味感品质存在差异。总的来说,绝大其中谷氨酸最多数氨基酸均对大米味感贡献较大,
而呈味阈值较高,因大。由于可溶性糖含量较低,
此贡献较小。具体的说,脯氨酸是茉莉香的特征呈
蔗糖对稻花香二号甜味贡献较大。在呈味氨基酸,
味物质与味感评价的相关性分析中,甜味氨基酸与
其中脯氨酸和味感得分呈极味感得分呈强正相关,
精氨酸、蛋氨酸、葡萄糖和果糖与味感得强正相关,
分呈强负相关。此外,运用电子舌技术可以有效区并且电子舌与味感评价不能完别这四种新鲜大米,全等同。
本实验针对单个化学成分对味感品质影响做出
而大米味感特征是多种呈味物质综合了详细研究,
反映的结果,这些物质之间存在协同性与制约性,一种物质的增多或减少会引起其他物质味感特征强度未来仍需要深入分析多种呈味物质的变化。因此,
综合作用对味感品质的影响。
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TasteQualityofFourKindsofRice
ZhaoQingyu
HuJinrong
ShenQun
(CollegeofFoodScienceandNutritionalEngineering,ChinaAgriculturalUniversity;BeijingKeyLaboratoryofPlantProteinandCerealsProcessingNationalEngineering;
ResearchCentreforFruitsandVegetablesProcessing,Beijing100083)
Fourtypesofrice,Jasmine,DaohuaxiangⅡ,YanfengandLiaoxingweretakenastheresearchsub-jects.Thetastequalityoffourkindsofricewasanalyzedbyusingaminoacids,solublesugar,tastequalityandelec-inaminoacids,phenylalaninewasthemainaminoacidcontributingtronictonguedetection.Theresultsshowedthat,
tothetasteofDaohuaxiangⅡandYanfeng.ProlinewasthecharacteristicaminoacidofJasmine.Theeffectsofotheraminoacidsonthericeflavorswererankedasthesequenceofthat:Glu>Arg>Val>Ala>His>Asp>Lys>Leu>Ile>Gly>Ser>Met.Amongthesolublesugars,sucrosecontributedthemosttothesweetnessofDaohuaxiangⅡ.Itwasfoundprolineandsweettasteaminoacidswerepositivelycorrelatedwithtastescores,whilearginine,methio-nine,glucoseandfructosewerenegativelycorrelatedthoughcorrelationanalysis.Otheraminoacidstogetherwithsol-ublesugarshadlittleeffectontastescores.Inaddition,itcouldbeeffectivelydistinguishedbyelectronictonguetechnology,thedifferencesintheoveralltasteofJasmine,DaohuaxiangⅡ,YanfengandLiaoxing.
Keywordsaminoacid,solublesugar,evaluationoftaste,electronictongue,TAV
Abstract
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