SCI-保圣電子鼻助力發表三種西蘭花芽苗品種揮發性和風味代謝物的鑒定文章

中國科學研究院劉紅艷教授、香港理工大學甘人友教授團隊在《Food Chemistry: X》雜志(IF=8.2)上發表“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，其味道和風味在消費者的接受度方面發揮著關鍵作用。采用HS-SPME-GC/MS分析，對碧綠、優秀和綠花三個西蘭花豆芽品種的風味特征進行了全面的鑒定。成功鑒定了15個化學類別的364種揮發性和風味成分。結果顯示，大多數揮發性代謝物在發芽過程中表現出上調，導致發芽后味覺強度增強，特別是鮮味和甜味，這與相關氨基酸和糖含量的增加有關。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味貢獻，支持將其作為營養食品進行栽培和消費。

一、研究背景與意義

花椰菜（Brassica oleracea var. italica）屬十字花科，原產亞洲和地中海地區，因富含硫苷、酚類化合物、維生素等成分，具有增強免疫力、降低慢性病發病率的潛在價值。西蘭花種子與豆芽是硫代苷、蘿卜硫素的優質來源，種子萌發時，芥子酶會將芥子油苷降解為具化學預防、抗癌特性的產物；且發芽過程能分解抗營養物質，增加自由氨基酸（鮮味來源）與低糖（甜味來源），使豆芽營養價值高于種子，生產也更簡便高效。

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

二、實驗材料與方法

西蘭花種子有碧綠（BL）、優秀（YX）和綠花（LH）3個品種。

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

發芽環境控制：將托盤置于恒溫箱內，在受控條件下發芽，具體參數為：溫度 25℃、濕度 75%、白色光強度 40μmol?m?2?s?1；光照周期采用 “16 小時光照 + 8 小時黑暗" 的模式。

收獲與儲存：種子發芽 7 天后，收獲豆芽并立即置于 - 80℃環境中冷凍保存，以備后續實驗分析使用。

使用上海保圣電子鼻進行氣味分析，該設備配備了14個金屬氧化物半導體傳感器陣列。將5 g樣品轉移至40 mL頂空瓶中，并在50 ℃下平衡20分鐘。隨后，每個樣品的分析在1 L/min的空氣流速下持續60 s，系統在樣品之間進行了兩輪60 s的清潔。選擇響應曲線的最大值進行數據分析。

三、實驗結果與討論

對三種不同西蘭花品種種子和豆芽的揮發性成分組成、風味特征和感官評價進行了全面分析。西蘭花豆芽中揮發性代謝物的水平因品種和發芽前后而異，其中大多數揮發性成分在西蘭花發芽過程中有所增加。發芽過程使總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來源。盡管西蘭花發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味雷達。特性傳感器包括S1、S2、S4和S14。特別是，S1在捕捉獨特風味方面表現得最為突出。已識別的特征風味包括烷烴和硫化合物以及芳香族化合物，與成熟西蘭花的風味特征一致。值得注意的是，與西蘭花相關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，表明發芽過程導致風味化合物的產生和釋放。圖B示出了不同品種的西蘭花種子和芽的風味的PCA。兩個主成分解釋了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別，表明所有西蘭花種子的味道發芽后樣本發生了變化。這種現象也在豆類和藜麥中觀察到，它們的味道在發芽過程中發生了顯著變化。具體來說，發芽會增強藜麥的花香和豆類的木質香氣。