薏米又名薏仁、薏苡仁、六谷子等，是禾本科玉蜀黍族薏苡属植物薏苡（Coix lachryma-jobi L. var. ma-yuen Stapf）的种仁[1]。薏米营养价值丰富且兼具药理作用，具有广阔的市场前景[2]。但薏米在贮藏过程中容易产生不愉快的气味，影响薏米的食用品质及商品价值。近年来，国内外对薏米的研究主要集中在其营养价值[3-4]、药用价值[5-7]及产品开发[8-9]上，对薏米异味方面的研究较少，而薏米异味在很大程度上影响了薏米的开发应用及商品价值。因此，有必要对薏米进行异味控制措施的研究。
本课题组在前期实验中采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用（headspace solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry，HS-SPME-GC-MS）结合嗅闻法对薏米中异味成分进行分析发现，薏米的异味主要是醛类化合物（己醛、庚醛、2-庚烯醛、辛醛、反-2-辛烯醛、壬醛、反-2-壬烯醛、癸醛、2-癸烯醛）共同作用的结果[10-11]。据报道，食品原料贮藏过程中油脂的氧化会产生氢过氧化物，氢过氧化物再次分解会产生醛类化合物等次级氧化产物[12]。由此猜测，薏米贮藏过程中的异味可能是由薏米中油脂氧化产生。张立庆等[13]在开发薏米饮品时发现薏米由于油脂氧化产生哈喇味。吴传茂等[14]在研制薏苡豆奶、李美玲等[15]在开发Viili薏米酸奶时有同样的发现。Lin Yuling等[16]在2007年指出，薏米的油脂容易发生氧化，除去薏米中的油脂成分可以防止薏米产品中异味的产生。杨凤仪等[6]发现薏米在陈化过程中产生哈喇味，且挥发性醛类化合物大幅上升，其产生与脂类氧化降解密切相关。因此可通过控制油脂的氧化减少薏米异味的产生。
油脂的氧化受温度、氧气、光照、抗氧化剂、水分活度、脂肪酸的组成和结构等因素的影响[12]。相关研究表明，采用低温、充氮包装、真空包装、添加抗氧化剂和避光贮藏等方式可以有效地减缓山核桃、大米、腊肠中油脂的氧化进程[18-22]。但目前有关薏米异味的研究较少，对薏米贮藏过程中异味控制优化条件的研究鲜见报道。因此，本实验通过HS-SPME-GC-MS法对贮藏过程中的异味物质进行分析，以异味感官评分及醛类化合物含量为评价指标，探讨不同组合的贮藏温度、包装方式及抗氧化剂添加量对各异味指标的影响，得出薏米在贮藏实验中的主要异味成分及较佳的薏米贮藏条件，以期控制薏米贮藏中异味的产生，为生产、生活中薏米的贮藏提供一定理论基础和实践依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
新鲜薏米由西双版纳双龙农业开发有限责任公司提供。
特丁基对苯二酚（tertiary butylhydroquinone，TBHQ）（食品级） 广东省食品工业研究所；丁基羟基茴香醚（butyl hydroxy anisd，BHA）（食品级）石家庄三角生物科技有限公司；无水乙醇（分析纯）成都科龙化工试剂厂。
1.2 仪器与设备
YS-SQ-600双室真空包装机 杭州永创智能设备股份有限公司；HWS-430恒温恒湿光照培养箱 杭州硕联仪器有限公司；DK-8D三孔电热恒温水槽 上海齐欣科学仪器有限公司；QP2010 GC-MS联用仪 日本岛津公司；50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取纤维头美国Supelco公司；纯铝平口袋（15 cm×20 cm，20 丝，透氧量0.45 cm3/（m2·d·Pa））、尼龙光面真空袋（15 cm×20 cm，18 丝，透氧量 0.53 cm3/（m2·d·Pa））蓝莓牌真空包装器材厂。
1.3 方法
1.3.1 薏米贮藏条件的正交试验
在前人研究的基础上[18-22]选取合适的因素与水平进行薏米贮藏中异味的控制实验，新鲜薏米随机分为16 组，对样品进行处理后贮藏于培养箱中6 个月，每2 个月进行1 次取样，对其进行异味感官评定及异味物质含量的检测。采用L16（43）进行正交试验，选取贮藏温度、包装方式和抗氧化剂添加量为考察因素，其因素与水平见表1。
表1 正交试验因素与水平
Table 1 Factors and their coded and actual levels used in orthogonal array experiments
贮藏温度选取4、15、25、40 ℃，分别代表低温、准低温、室温和高温；包装方式采用尼龙光面真空袋、纯铝平口袋、抽真空、自然状态直接封口4 种包装方式，以控制光照和氧气，分别模拟透光真空、不透光真空、透光非真空、不透光非真空；抗氧化剂添加量选取0%、0.01%、0.02%和0.03%，因抗氧化剂TBHQ具有优良的抗氧化性但有特殊气味，故采用混合抗氧化剂BHA-TBHQ质量比4∶1[23]。
1.3.2 薏米异味的感官评定
表2 薏米异味感官评分标准
Table 2 Sensory evaluation criteria for off-flavor of adlay seeds
参照GB/T 16291.1—2012《感官分析 选拔、培训与管理评价员一般导则》选择5 名感官评价员，采用评分检验法和简单描述检验法对薏米异味进行评鉴[24-25]。要求评价员采用直接嗅觉法对样品进行气味评分，评分标准见表2。同时以霉味、酸味、刺鼻味、哈败味、泥味、粪臭味、青草味等气味特性，以及无感觉、极弱、稍微、较强、极强5 个等级进行简单描述评价[26]。
1.3.3 薏米中挥发性成分的测定
1.3.3.1 挥发性成分的萃取
称取异味薏米1.0 g于20 mL螺口顶空样品瓶中，加等质量的超纯水以加速挥发性成分的扩散。再加入1 mg/mL正癸烷（内标物）25 μL，用聚四氟乙烯隔垫密封，60 ℃水浴平衡4 min后开始萃取，萃取时间40 min，采用HSSPME-GC-MS法分析其挥发性成分[27-28]。
1.3.3.2 GC-MS条件
GC条件：色谱柱为DB-5MS（30 m×0.25 mm，0.25 μm）毛细管柱，程序升温：柱温箱起始温度40 ℃，保持2 min，8 ℃/min升温到70 ℃，保持4 min，4 ℃/min升温到80 ℃，保持2 min，再以4 ℃/min升温到145 ℃，最后以10 ℃/min升温到220 ℃，保持3 min。载气为高纯He，流速1 mL/min，压力49.3 kPa；进样口温度250 ℃。进样分流比1∶2，解吸时间4 min。
MS条件：电子电离源，离子源温度230 ℃，接口温度250 ℃，溶剂延迟时间2.5 min，全扫面模式，扫描速率666/s，质量扫描范围m/z 40～400。
1.3.3.3 薏米挥发性成分的定性与定量分析
定性分析：GC-MS结果经计算机检索，同时与仪器所配置的（NIST08、NIST08s、PESTEI_3、PEST_EI）谱库相匹配，采纳匹配度大于80的（最大值为100）的鉴定结果。保留指数的鉴定用GC-MS在相同条件下检测C5～C25的正构烷烃混标，通过保留时间计算各化合物的保留指数，将计算所得保留指数与GC-MS谱库中该化合物的保留指数进行比对以最终确定未知化合物[29-30]。
定量分析：各挥发性组分含量根据内标物的浓度、样品中各组分的峰面积与内标峰面积的比值计算，结果为每克薏米中挥发性组分的含量，以μg/g的形式表示[31]。
1.4 数据统计
使用数据处理软件Excel（Version 2010，Microsoft）、SPSS（Version 19.0，IBM）和Origin（Version 8.6，OriginLab）对实验数据进行处理与分析；采用Pearson相关性分析、方差分析法及Duncan多重比较对数据进行统计分析。平行实验重复3 次。
2 结果与分析
2.1 薏米异味控制正交试验结果与分析
2.1.1 正交试验结果
从表3可以很直观地看出，异味评分最低的组合为A1B2C2，即贮藏温度4 ℃、包装方式不透光真空包装、抗氧化剂添加量0.01%。三因素的极差分别为2.025、0.925和2.875，由此可知，控制薏米异味的最重要因素为抗氧化剂添加量，其次是贮藏温度，再次是包装方式。
表3 薏米异味评分的正交试验设计及结果
Table 3 Orthogonal array design with response variable
2.1.2 方差分析
虽然直观分析法直观易懂，计算量少，简便实用，但它无法较为精确地估计试验误差的大小，不能提出一个标准来判断所考察因素的作用是否显著[32]，因此可采用方差分析弥补直观分析的这一缺陷。
表4 正交试验方差分析
Table 4 Analysis of variance of the experimental results of orthogonal array design
由表4可知，该方差分析的校正模型P值为0.025小于0.05，表明本试验的整体方差模型显著，可进行下一步分析。贮藏温度P值为0.048小于0.05，表示贮藏温度对薏米的异味程度影响显著；包装方式P值为0.551大于0.05，表示包装方式对薏米的异味影响不显著；抗氧化剂添加量P值为0.008小于0.01，表示抗氧化剂添加量对薏米的异味程度影响极显著（P＜0.01）。比较三因素P值可知，对薏米异味程度影响主次顺序为抗氧化剂添加量＞贮藏温度＞包装方式。
表5 因素各水平均值Duncan多重比较
Table 5 Duncan multiple comparison of three factors
注：同列不同小写字母表示差异显著（P＜0.05）。
由表5可知，使薏米异味评分最低的A因素为A1水平，由于A2与A1的结果差异不显著，故A2也可作为备选考虑，即薏米的最佳贮藏温度可为4、15 ℃；使异味评分最低的B因素为B2水平，但B因素4 个水平的结果差异都不显著，故任选其一均可，这里选取直观结果最低的B2水平，即不透光真空包装；使薏米异味评分最低的C因素为C2水平，C3与C2差异不显著，理论上也可作为备选条件，但考虑到C3水平贮藏的薏米中有抗氧化剂的气味，故选取C2水平即0.01%为最佳抗氧化剂添加量。综上所述，控制薏米异味的最佳组合为A1B2C2，即贮藏温度4 ℃、不透光真空包装、抗氧化剂添加量0.01%，此条件下贮藏6 个月，薏米异味评分最低为2.5。
2.2 薏米贮藏过程中各异味指标结果
2.2.1 薏米贮藏过程中异味评分的变化情况
图1 薏米贮藏过程中异味感官评分变化图
Fig. 1 Changes in sensory scores of adlay seeds during storage
由图1可知，从薏米贮藏6 个月的整体情况来看，各试验组薏米异味感官评分均有不同程度的增加。从图1可以看出，异味控制效果最好的是2号试验组，即采用不透光真空包装、抗氧化剂添加量0.01%、贮藏温度4 ℃，此时薏米异味评分最低。对异味的控制效果最差的是11号处理方法，即采用透光非真空包装、不添加抗氧化剂、贮藏温度25 ℃，其次是16号处理方法，即采用不透光非真空包装、不添加抗氧化剂、贮藏温度40 ℃。11号试验组的贮藏温度低于16号试验组，但11号试验组采用透光包装而16号试验组采用不透光包装，结果为11号试验组的效果比16号试验组差，这说明光照在油脂氧化的过程中可能具有重要影响。
2.2.2 薏米贮藏过程中醛类化合物含量的变化情况
图2 薏米贮藏过程中醛类化合物含量的变化
Fig. 2 Changes in aldehyde content in adlay seeds during storage
由图2可知，各试验组薏米贮藏6个月，醛类化合物的含量有不同程度的增加。产生醛类化合物最少的为4号试验组，即采用不透光非真空包装、抗氧化剂添加量0.03%、贮藏温度4 ℃。本课题组前期实验得出，醛类化合物是薏米自然贮藏过程中产生的主要异味物质，但在本实验中，通过观察醛类化合物含量得出的最佳处理条件与通过异味评分得出的结果不一致。为寻其原因，具体分析薏米的异味程度与醛类化合物含量之间的关系。
2.2.3 薏米贮藏过程中的主要异味物质分析
2.2.3.1 薏米的异味程度与醛类化合物含量的相关性
16 组薏米样品贮藏6 个月，每2 个月进行1 次取样（共计48 次），测定薏米挥发性成分中醛类化合物含量，结合薏米的异味评分，对薏米的异味程度与醛类化合物的含量进行Pearson相关性分析，薏米的异味程度与醛类化合物的含量在0.01水平上呈显著相关，但相关系数仅为0.757。由图3可知，散点图趋势线的R2值仅为0.573，表明该趋势线的拟合度不很理想。进一步分析薏米的挥发性成分GC-MS检测结果，发现在抗氧化剂添加量为0.02%和0.03%的薏米的挥发性成分中含有较高强度的抗氧化剂峰。由于TBHQ有特殊气味而BHA仅在高浓度下略有酚味[33]，故推测本实验中薏米的异味可能与TBHQ的含量也有关系。
图3 薏米异味评分与醛类化合物含量的散点图
Fig. 3 Scatter plot of off-flavor scores against aldehyde content
2.2.3.2 薏米的异味程度与醛类化合物和TBHQ总含量的相关性
16 组薏米样品贮藏6 个月，每2 个月进行1 次取样（共计48 次），测定薏米挥发性成分中醛类化合物和TBHQ的总含量，结合薏米的异味评分，对薏米的异味程度与醛类化合物和TBHQ总含量进行Pearson相关性分析。结果如图4所示，薏米的异味程度与醛类化合物及抗氧化剂TBHQ的总含量呈相关性显著（R2=0.900，P＜0.01），散点图趋势线的R2值为0.809，由此说明，薏米的异味程度很大程度上受薏米挥发性成分中醛类化合物与TBHQ总含量的影响。即薏米在贮藏实验中的异味程度受到了抗氧化剂自身带来异味的影响。
图4 薏米异味评分与醛类化合物与TBHQ总含量的散点图
Fig. 4 Scatter plot of off-flavor scores against total amount of aldehydes and TBHQ
有文献指出，抗氧化剂TBHQ、BHA、没食子酸丙酯、二丁基羟基甲苯、VC、迷迭香、VE、茶多酚、植酸、竹叶黄酮使用量均为0.2 g/kg时，TBHQ的抗氧化效果最好，其次是BHA[21]。故TBHQ虽有异味但抗氧化效果良好，可将其与BHA混合使用，以减轻其负面效果。
3 结 论
通过控制抗氧化剂添加量、贮藏温度和包装方式能有效抑制薏米贮藏中的异味的产生，三者对薏米异味程度影响的主次顺序为抗氧化剂添加量＞贮藏温度＞包装方式，A1B2C2为控制薏米异味的最佳组合，即贮藏温度4 ℃、不透光真空包装、抗氧化剂添加量0.01%，此条件下贮藏6 个月，薏米异味评分最低为2.5。薏米的异味程度与醛类化合物及抗氧化剂TBHQ的总含量相关性显著（R2=0.900，P＜0.01），即添加了抗氧化剂TBHQ贮藏的薏米的异味程度受薏米挥发性成分中醛类化合物与TBHQ总含量的影响，但因TBHQ抗氧化效果好，可将其与BHA混合使用以减轻其负面效果。研究结果对于薏米贮藏方式的选择及薏米的深加工以及研究薏米异味形成机理等方面具有一定的参考意义，下一步可就将其广泛应用于生产实践中作进一步优化实验。
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