《食品科學(xué)》：河南工業(yè)大學(xué)李慧博士等：糧食氣味物質(zhì)的提取、關(guān)鍵組分判別及其在儲(chǔ)藏中的應(yīng)用研究進(jìn)展

糧食儲(chǔ)備在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要的戰(zhàn)略地位，對(duì)于保障國(guó)家糧食安全具有重要意義。近年來(lái)，通過(guò)對(duì)氣味物質(zhì)定性或定量分析快速檢測(cè)糧食狀態(tài)的研究受到廣泛關(guān)注。目前，國(guó)內(nèi)外研究在大米、小麥、玉米等重要谷物及其他雜糧的氣味物質(zhì)方面取得了一定的進(jìn)展，其中在大米的氣味物質(zhì)中已經(jīng)鑒定出500 種以上的揮發(fā)物，而在小麥和玉米的氣味物質(zhì)中，也已經(jīng)鑒定出超過(guò)300 種揮發(fā)物，這些氣味物質(zhì)主要包括烴類、醇類、酮類、酸類、醛類、脂類、芳香族及部分雜環(huán)化合物（表1）。通過(guò)對(duì)糧食氣味物質(zhì)的提取、鑒定、定性、定量及判別分析，可獲取關(guān)鍵指標(biāo)和特殊標(biāo)記物，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)糧食狀態(tài)的快速檢測(cè)及鑒定。

河南工業(yè)大學(xué)糧食和物資儲(chǔ)備學(xué)院的李慧、洪習(xí)文、王爭(zhēng)艷等就糧食氣味物質(zhì)提取與檢測(cè)技術(shù)、關(guān)鍵氣味物質(zhì)判別方法、代謝途徑及氣味物質(zhì)在糧食儲(chǔ)藏中的應(yīng)用進(jìn)行綜述，以期為氣味物質(zhì)在糧食綠色儲(chǔ)藏領(lǐng)域的研發(fā)推廣提供參考。

1 氣味物質(zhì)提取及檢測(cè)技術(shù)

隨著對(duì)糧食氣味物質(zhì)研究的逐漸深入，多種提取、分析與檢測(cè)技術(shù)在該領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，如SDE、SFE、SPME被應(yīng)用于糧食氣味物質(zhì)的提取；GC、GCMS、GC-IMS和E-nose等技術(shù)被應(yīng)用于糧食氣味物質(zhì)組分的檢測(cè)及定性、定量分析（圖1）。

1.1 氣味物質(zhì)提取技術(shù)

目前多種氣味物質(zhì)提取技術(shù)被用于糧食氣味物質(zhì)的鑒定，其各有優(yōu)缺點(diǎn)（表2）。SPME是最常用的糧食氣味物質(zhì)提取技術(shù)，具有操作簡(jiǎn)單且可以有效避免溶劑污染的特點(diǎn)。為縮短操作時(shí)間、減少目標(biāo)物分解，研究人員在SPME基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了HS-SPME。徐鑫等利用HSSPME對(duì)小麥粉氣味物質(zhì)進(jìn)行提取，共提取到24 種揮發(fā)性物質(zhì)；Hu Shengying等利用HS-SPME從22 個(gè)水稻樣品中提取出22 種揮發(fā)物；牛永浩利用HS-SPME從小麥、谷蠹和受谷蠹侵染的小麥樣品中提取到40 種不同的氣味物質(zhì)，其中環(huán)戊烷酸戊酯和2-噻吩羧酸酯在谷蠹侵染小麥樣品中的含量遠(yuǎn)高于在小麥和谷蠹樣品中的含量，此外，其還從面粉、赤擬谷盜和赤擬谷盜侵染的面粉樣品中分別提取到26、30、38 種揮發(fā)性組分。

1.2 氣味物質(zhì)檢測(cè)技術(shù)

1.2.1 GC-MS

GC-MS是目前最常用的糧食氣味物質(zhì)檢測(cè)技術(shù)，基于此技術(shù)，諸多研究已經(jīng)對(duì)多種儲(chǔ)糧的氣味物質(zhì)組分進(jìn)行了鑒定。如馬良等利用GC-MS研究常溫條件下玉米儲(chǔ)藏過(guò)程中揮發(fā)物組分的變化情況，發(fā)現(xiàn)醛類和脂類物質(zhì)含量較高，且隨儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈先上升后下降趨勢(shì)；石嘉懌等利用GC-MS從粳稻中鑒定出84 種揮發(fā)物，并發(fā)現(xiàn)烴類物質(zhì)是粳稻揮發(fā)物的主要組分。為避免吸附過(guò)程中化學(xué)氣味物質(zhì)組分的損失，研究人員在GC-MS基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出HS-GC-MS，如Ch等利用HS-GCMS檢測(cè)中國(guó)、越南和印度等國(guó)家大米樣品的揮發(fā)性成分并成功實(shí)現(xiàn)大米產(chǎn)地溯源。

1.2.2 GC-IMS

GC-IMS是近年來(lái)逐漸引入糧食揮發(fā)物組分研究的一種新型檢測(cè)技術(shù)，可以檢測(cè)糧食真實(shí)狀態(tài)下的氣味物質(zhì)組分。如Zhao Qingyu等利用HS-GC-IMS分析不同儲(chǔ)藏溫度下稻谷氣味物質(zhì)的變化，發(fā)現(xiàn)硫化物含量的增加、乙酸乙酯和1-己醇含量的降低可指示稻米品質(zhì)的劣變程度；Liu Jinguang等利用GC-MS、GC-IMS分析大米黃化過(guò)程中氣味物質(zhì)變化情況，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)氣味物質(zhì)含量在大米黃化過(guò)程中減少，而1,2,4-三甲基苯含量的增加和苯酚含量的減少可作為大米黃化的指示性標(biāo)記；王熠瑤等利用GC-IMS分析不同儲(chǔ)藏時(shí)間和儲(chǔ)藏條件下糙米揮發(fā)性物質(zhì)的變化情況，從8 類糙米樣品中鑒定出59 種揮發(fā)物，其中乙酸乙酯、乙酸丙酯、1-丙醇、戊醛、庚醛等物質(zhì)含量隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)而減少，這可能是糙米香味流失的關(guān)鍵因素；此外，該研究還發(fā)現(xiàn)乙偶姻含量可以用于評(píng)估儲(chǔ)藏期間糙米受霉菌污染程度。

1.2.3 E-nose

E-nose通過(guò)多種氣體傳感器捕獲環(huán)境中的氣味分子，并利用計(jì)算機(jī)算法對(duì)氣味分子進(jìn)行識(shí)別，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)糧食氣味物質(zhì)的實(shí)時(shí)、快速、無(wú)損檢測(cè)。鄭豪男等依據(jù)E-nose對(duì)不同霉變程度小麥的響應(yīng)數(shù)值構(gòu)建小麥霉變程度預(yù)測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)小麥3 種不同霉變程度的精確預(yù)測(cè)；Rahimzadeh等將E-nose系統(tǒng)和無(wú)監(jiān)督算法相結(jié)合，能夠快速檢測(cè)大米儲(chǔ)藏過(guò)程中的香氣變化；而Liu Tong等對(duì)E-nose獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析，可以定性識(shí)別大米實(shí)際儲(chǔ)藏期。

2 糧食關(guān)鍵氣味物質(zhì)的判別方法及代謝途徑

2.1 糧食關(guān)鍵氣味物質(zhì)組分的判別方法

糧食氣味物質(zhì)繁雜多樣，且受到糧食品種、儲(chǔ)藏條件、生物危害等多種因素影響，其中關(guān)鍵特征氣味物質(zhì)可以準(zhǔn)確反映糧食的狀態(tài)。目前糧食關(guān)鍵氣味物質(zhì)主要通過(guò)PCA、PLS-DA和OPLS-DA等判別方法進(jìn)行分析鑒定。

PCA通過(guò)降維和正交變換將數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化成少數(shù)幾個(gè)相互獨(dú)立、具有代表性的綜合信息指標(biāo)（即PC），根據(jù)其貢獻(xiàn)率判斷指標(biāo)權(quán)重值，再通過(guò)載荷矩陣即可實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵影響因子的篩選，排除了人為因素，具有很強(qiáng)的客觀性和全面性。如康文翠等基于PCA實(shí)現(xiàn)了不同儲(chǔ)藏時(shí)間的蘇軟香型米的有效區(qū)分，且載荷因子分析表明，壬醛、2-甲基丁醛、正己醛和2-戊基呋喃是區(qū)分不同儲(chǔ)藏時(shí)間蘇軟香型米的關(guān)鍵因子；黃宗文等基于PCA對(duì)赤擬谷盜成蟲(chóng)侵染后的小麥粉揮發(fā)物進(jìn)行判別分析，發(fā)現(xiàn)1,2-15,16-二環(huán)氧十六烷、(

E

)-3-二十碳烯、1-十二烯、環(huán)十二烯、1-十五醇、4-異丙基-1,3-環(huán)己烷二酮、羥甲基環(huán)丙烷、1-十三烯、(

Z

)-2-庚醛、戊醛和17-十八炔酸和甲基苯醌等揮發(fā)物是赤擬谷盜危害小麥粉的特征物質(zhì)；嚴(yán)松等對(duì)不同霉變程度小麥的氣味物質(zhì)進(jìn)行PCA和載荷分析，發(fā)現(xiàn)1-辛烯-3-醇是小麥霉變過(guò)程中的特征揮發(fā)物。因此，利用PCA可實(shí)現(xiàn)不同儲(chǔ)藏時(shí)間或蟲(chóng)霉危害程度糧食的關(guān)鍵氣味物質(zhì)篩選。

由于糧食的氣味物質(zhì)較為復(fù)雜，PCA可能并不能很好地區(qū)分樣本組間差異，為更好地區(qū)分樣本的組間差異，常采用有監(jiān)督的統(tǒng)計(jì)方法（PLS-DA和OPLS-DA）對(duì)糧食氣味物質(zhì)進(jìn)行分析。

PLS-DA通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分組能更好地分析樣品組間差異。Cervellieri等通過(guò)PLS-DA發(fā)現(xiàn)醋酸、1-己醇、1-辛烯-3-醇、己醛、2-壬烯醛、2-戊基呋喃、2-乙基己醇和苯甲醇8 種揮發(fā)物可用于區(qū)分意大利硬粒小麥制作的面食和摻雜其他小麥制作的面食；Starr等通過(guò)PLS-DA法分析81 個(gè)品種小麥的揮發(fā)物，發(fā)現(xiàn)乙酸乙酯、丁酮、丙酮、異丙酮、3-環(huán)庚烯-1-酮、正戊基呋喃和甲基丙醛等揮發(fā)物是地方小麥品種的特征揮發(fā)物，其中δ-3-蒈烯、萜烯、莰烯和杜松烯是奧地利小麥的主要揮發(fā)物，而法國(guó)、丹麥和英國(guó)的小麥樣品中檢出較高含量的1,8-桉樹(shù)腦、對(duì)傘花烴、2-甲氧基-3-丙基吡嗪、2-甲基呋喃、甲基磺酰甲烷和四甲基吡嗪。

OPLS-DA是在PLS-DA基礎(chǔ)上使用不同的預(yù)測(cè)和正交分量解釋組間和組內(nèi)變化，篩選出用于區(qū)分樣本的特征變量。如Zhao Qiyan等利用OPLS-DA法分析我國(guó)不同地區(qū)粳米的揮發(fā)物，發(fā)現(xiàn)己醛、3,5-八烯-2-酮、2-丁基-2-辛烯等多種揮發(fā)物可以用于區(qū)分粳米的產(chǎn)地和品種；Zhou Chenguang等利用OPLS-DA法分析糙米和發(fā)芽糙米的揮發(fā)物差異，發(fā)現(xiàn)丁醛、(

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)-2,4-癸二烯醛、庚醛、戊醛、己醛、1-己醇、1-辛-3-醇、乙醇、2-庚酮、乙酸甲酯、十六烷酸乙酯和2-AP等15 種揮發(fā)物是區(qū)分糙米和發(fā)芽糙米的關(guān)鍵揮發(fā)物。

2.2 糧食關(guān)鍵氣味物質(zhì)的代謝途徑

在儲(chǔ)藏過(guò)程中，谷物氣味物質(zhì)的產(chǎn)生主要與脂質(zhì)的氧化分解有關(guān)，近年來(lái)已有研究從分子層面解析谷物關(guān)鍵氣味物質(zhì)的代謝途徑（圖2）。Liu Jinguang等研究發(fā)現(xiàn)，6-甲基-5-庚烯-2-酮、6,10,14-三甲基-2-十五烷酮、1-辛烯-3-醇、壬酸乙酯、己酸乙酯等10 種揮發(fā)物可作為指示水稻黃化的標(biāo)志性揮發(fā)物，其中6-甲基-5-庚烯-2-酮可用于監(jiān)測(cè)水稻黃化程度，經(jīng)進(jìn)一步代謝組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，6-甲基-5-庚烯-2-酮由丙酮酸酯和乙酰輔酶A經(jīng)甲基赤蘚糖醇磷酸途徑和甲羥戊酸途徑產(chǎn)生。醛類物質(zhì)是谷物主要的氣味物質(zhì)組分，主要由脂肪酸經(jīng)氧化分解生成，其中己醛是水稻中最重要的氣味物質(zhì)之一，被認(rèn)為由亞麻酸氧化分解產(chǎn)生。醇類是另一類重要的谷物氣味物質(zhì)，常被認(rèn)為是不飽和脂肪酸的次生代謝產(chǎn)物，由醛類物質(zhì)進(jìn)一步分解形成，其中1-辛烯-3-醇常被作為評(píng)估水稻陳化及霉變程度的特征揮發(fā)物。此外，酚類和雜環(huán)化合物也是谷物氣味物質(zhì)的關(guān)鍵組分，由脂質(zhì)氧化或美拉德反應(yīng)生成。

香米由于其香氣獨(dú)特，頗受消費(fèi)者喜愛(ài)。研究發(fā)現(xiàn)，2-AP是香米主要特征性氣味物質(zhì)。利用同位素示蹤法探究2-AP的合成前體，發(fā)現(xiàn)脯氨酸、谷氨酸是2-AP合成過(guò)程中的主要氮源，而鳥(niǎo)氨酸和精氨酸也可能是2-AP的合成前體。代謝組學(xué)聯(lián)合轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析表明，在香米品種中存在非功能性甜菜堿醛脫氫酶2（BADH2），可將

-氨基丁醛轉(zhuǎn)化為中間化合物Δ 1 -吡咯啉，而Δ 1 -吡咯啉則與甲基乙二醛經(jīng)非酶促反應(yīng)生成終產(chǎn)物2-AP；但非香米品種中的BADH2為功能性BADH2，主要將

-氨基丁醛轉(zhuǎn)化為

-氨基丁酸，生成2-AP，最終無(wú)法呈現(xiàn)香米的獨(dú)特香氣。此外，有研究發(fā)現(xiàn)，Δ 1 -吡咯啉-5-羧基酸、腐胺等也是生成2-AP的重要中間產(chǎn)物，這些中間產(chǎn)物的積累則與吡咯啉-5-羧酸合酶、鳥(niǎo)氨酸轉(zhuǎn)氨酶、鳥(niǎo)氨酸脫羧酶、二胺氧化酶等多種酶的含量及活性有關(guān)。2-AP生成途徑如圖3所示。

3 氣味物質(zhì)在糧食儲(chǔ)藏中的應(yīng)用

氣味作為評(píng)價(jià)糧食品質(zhì)及狀態(tài)的重要指標(biāo)之一，逐漸受到研究者的廣泛關(guān)注。研究表明，氣味物質(zhì)在糧食行業(yè)多個(gè)領(lǐng)域中均具有重要的應(yīng)用價(jià)值（圖4）。

3.1 糧食新陳度檢測(cè)

糧食陳化會(huì)導(dǎo)致其食用品質(zhì)及商品價(jià)值下降，及時(shí)檢測(cè)陳化糧并進(jìn)行輪轉(zhuǎn)是維護(hù)我國(guó)儲(chǔ)糧安全的重要手段。通過(guò)檢測(cè)特征氣味化合物可以實(shí)現(xiàn)對(duì)糧食新陳度的監(jiān)測(cè)。

研究表明，2-AP、醛類和雜環(huán)類化合物是陳化大米的指示性揮發(fā)物。2-AP是香米的特征揮發(fā)物，在香米陳化過(guò)程中，其含量將顯著降低。醛類物質(zhì)的含量隨著大米儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)顯著增加，其中己醛可以作為大米陳化的指示物，當(dāng)其相對(duì)含量超過(guò)40%時(shí)，即可判定大米變質(zhì)；Lin Hao等利用GC-MS分析不同儲(chǔ)藏時(shí)間（1～10 個(gè)月）大米樣品的揮發(fā)物，發(fā)現(xiàn)在大米儲(chǔ)藏過(guò)程中18-冠醚-6的相對(duì)含量從儲(chǔ)藏初期的30%降低至儲(chǔ)藏后期的7%，可作為大米陳化標(biāo)志物。

揮發(fā)物的相對(duì)含量也可指示小麥和玉米的新陳度。龐林江等利用E-nose采集不同小麥樣品的氣味信息，基于PCA實(shí)現(xiàn)了不同年份陳化小麥及摻雜25%、37.5%或50%陳化小麥樣品的有效區(qū)分；周顯青等通過(guò)分析新收獲玉米和不同陳化程度玉米樣品揮發(fā)物變化情況發(fā)現(xiàn)，儲(chǔ)藏3 a的玉米樣品中丙酮和己醛含量是新收獲玉米樣品中丙酮和己醛含量3 倍以上，兩者可作為陳化玉米的指示性揮發(fā)物。

3.2 倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境有害生物檢測(cè)

通過(guò)檢測(cè)儲(chǔ)糧揮發(fā)物組分的變化情況，可以推測(cè)害蟲(chóng)發(fā)生情況并及時(shí)實(shí)施防控。如Nouri等設(shè)計(jì)了基于E-nose的在線害蟲(chóng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)建立統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)面粉中地中海粉螟蟲(chóng)口密度的精確監(jiān)測(cè)，其中5 齡幼蟲(chóng)的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率可達(dá)90%；He Peihuan等利用GC-MS結(jié)合固相傳感平臺(tái)，檢測(cè)受玉米象和米象侵染大米的氣味物質(zhì)種類及含量變化，對(duì)大米是否受害蟲(chóng)侵染及害蟲(chóng)發(fā)生種類進(jìn)行了準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)；Tian Xuemei等利用HS-SPME和GC-MS分析不同溫度下受赤擬谷盜侵染糙米的氣味物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)1-十五烯僅在赤擬谷盜侵染糙米中存在，可作為儲(chǔ)藏過(guò)程中糙米是否發(fā)生赤擬谷盜侵染的指示性揮發(fā)物。

霉菌侵染不僅會(huì)造成儲(chǔ)糧營(yíng)養(yǎng)成分損失，其在生長(zhǎng)過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生真菌毒素等多種有害物質(zhì)，危害消費(fèi)者健康，因此檢測(cè)儲(chǔ)糧中有害微生物發(fā)生情況是保障儲(chǔ)糧安全的重要舉措。Duan Yaxian等利用GC-MS和PCA對(duì)黃曲霉侵染小麥的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)1-辛烯-3-醇含量與黃曲霉數(shù)量密切相關(guān)（Pearson相關(guān)系數(shù)為0.983），并基于納米多孔改性顏料設(shè)計(jì)比色傳感器，能夠在6×10 -6 mg/kg水平下準(zhǔn)確定量1-辛烯-3-醇，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)小麥中黃曲霉的無(wú)損、準(zhǔn)確定量；Zhang Jixiang等利用GC-MS證實(shí)，早期霉變粳米的霉變指標(biāo)（1-辛烯-3-醇和3-辛酮）與E-nose W2S傳感器響應(yīng)值和菌落總數(shù)高度相關(guān)，由此可見(jiàn)，GC-MS結(jié)合E-nose可以實(shí)現(xiàn)粳米霉菌污染的早期檢測(cè)；Li Hongbo等利用HS-GC-IMS分析儲(chǔ)藏過(guò)程中侵染黃曲霉玉米的氣味物質(zhì)變化，認(rèn)為乙酸乙酯-D和3-羥基丁烷-2-酮-D可作為早期玉米受黃曲霉侵染的指示性物質(zhì)。

3.3 倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境有害生物防控

害蟲(chóng)是影響食品質(zhì)量安全的重要因素，利用氣味物質(zhì)誘捕或迷向技術(shù)可以大面積誘殺害蟲(chóng)或干擾害蟲(chóng)正常交配，達(dá)到防治效果。研究表明，大量釋放合成信息素可以干擾煙草甲雄蟲(chóng)對(duì)雌蟲(chóng)的定位，影響成蟲(chóng)正常交配行為，以達(dá)到降低蟲(chóng)口密度、減少害蟲(chóng)為害的目的；Collins等發(fā)現(xiàn)反-2-壬烯醛和對(duì)乙基苯乙酮對(duì)鋸谷盜、谷象和銹赤扁谷盜均有明顯的引誘效果，具有較好的開(kāi)發(fā)潛力。此外，有研究表明一些植物天然揮發(fā)性成分也對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)害蟲(chóng)具有毒害作用，如Zhang Ying等通過(guò)對(duì)比抗性和敏感水稻品種間揮發(fā)物差異，發(fā)現(xiàn)戊酰胺可能與稻谷對(duì)儲(chǔ)糧害蟲(chóng)的抗性有關(guān)，且施用8%（

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）戊酰胺粉末可以有效降低儲(chǔ)藏期間麥蛾對(duì)稻谷的危害；Cui Kaidi等發(fā)現(xiàn)谷物揮發(fā)性化合物反-2-己烯醛可作為儲(chǔ)糧熏蒸劑對(duì)赤擬谷盜進(jìn)行防控，其對(duì)赤擬谷盜的多個(gè)發(fā)育階段均具有良好的殺蟲(chóng)活性。

微生物污染是影響儲(chǔ)糧安全的重要因素，研究表明，部分儲(chǔ)糧攜帶的微生物產(chǎn)生的氣味物質(zhì)可以抑制儲(chǔ)糧中產(chǎn)毒真菌的生長(zhǎng)并降低毒素污染水平，如Farbo等發(fā)現(xiàn)，酵母揮發(fā)性氣味物質(zhì)可以抑制赭曲霉和炭黑曲霉的生長(zhǎng)和產(chǎn)孢，降低赭曲霉毒素A的產(chǎn)量；Tilocca等也證實(shí)，暴露于酵母揮發(fā)物或其主要揮發(fā)性組分2-苯乙醇條件下的炭黑曲霉生長(zhǎng)受到抑制，且毒素產(chǎn)量降低。Jaibangyang等從泰國(guó)水稻、甘蔗和玉米葉片中提取并鑒定了49 種能夠產(chǎn)生抗真菌揮發(fā)物的酵母菌，其中揮發(fā)物組分1-戊醇對(duì)黃曲霉菌絲生長(zhǎng)和分生孢子萌化具有較強(qiáng)的抑制作用，且能夠有效降低玉米籽粒中黃曲霉毒素的產(chǎn)生；Qin Yuliang等發(fā)現(xiàn)谷物揮發(fā)物成分1-辛醇可作為儲(chǔ)糧天然殺菌劑，模擬實(shí)驗(yàn)證實(shí)利用300 μL/L 1-辛醇熏蒸谷物能夠完全抑制水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的小麥、玉米和稻谷中黃曲霉的生長(zhǎng)。

3.4 其他應(yīng)用

以次充好問(wèn)題在糧食生產(chǎn)及加工領(lǐng)域十分突出，而氣味物質(zhì)分析被認(rèn)為是一種能夠快速、準(zhǔn)確鑒定摻假糧的重要工具。Jie Yu等利用HS-SPME-GC-MS評(píng)估我國(guó)3 種主要香米品種和2 種非香米品種的香氣組分，發(fā)現(xiàn)乙酰乙酮是香米和非香米的關(guān)鍵差異組分。一些不良商販還會(huì)在非香米中添加大米香精以達(dá)到造假的目的，這增加了摻假香米檢測(cè)的難度，而Peng Jinfeng等在選擇離子監(jiān)測(cè)模式下，采用GC-MS實(shí)現(xiàn)了大米香精、天然香米和人工香米的準(zhǔn)確鑒別。此外，我國(guó)一些地理標(biāo)志產(chǎn)品如五常大米的造假、摻假問(wèn)題也十分突出，黃亞偉等利用HS-SPME/GC-MS檢測(cè)五常香米、五常糯米的氣味物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)3,5-二甲基己醇、二十四醇、丙烯酸-2-乙基己酯、十一醛和正壬醇是五常香米的特征風(fēng)味物質(zhì)，而己酸乙烯基酯、2-庚烯-4-醇、3-壬烯-2-酮和(

Z

)-氧代環(huán)十七碳-8-烯-2-酮僅在五常糯米中存在；劉瑤利用SPME-GC-MS分析對(duì)比泰國(guó)香米和我國(guó)五常大米香氣成分差異，發(fā)現(xiàn)香草醛、3-甲基苯酚、2-氨基-3,5-二氮-4H-咪唑-4-酮是構(gòu)成五常大米特征風(fēng)味物質(zhì)的關(guān)鍵組分。因此，針對(duì)糧食以次充好、造假、摻假等問(wèn)題，對(duì)其進(jìn)行特異性氣味指紋圖譜庫(kù)的構(gòu)建顯得尤為必要。

4 結(jié) 語(yǔ)

近年來(lái)，隨著氣味物質(zhì)提取和檢測(cè)技術(shù)在儲(chǔ)糧領(lǐng)域的應(yīng)用，大量與主糧相關(guān)的氣味物質(zhì)被鑒定出來(lái)，這為糧食品質(zhì)評(píng)價(jià)、糧食品種鑒定、糧食儲(chǔ)藏環(huán)境中有害生物檢測(cè)等提供了巨大的助力，但是目前在糧食氣味物質(zhì)研究及實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域還存在一些不足，主要體現(xiàn)在：1）重要雜糧如小米、燕麥、大麥等氣味物質(zhì)的研究進(jìn)展緩慢，同時(shí)我國(guó)大量的地理標(biāo)志谷物品種的特征性揮發(fā)物也還未得到充分鑒定；2）目前多數(shù)研究仍停留在對(duì)樣品不同氣味物質(zhì)的鑒定及概述性分析，未來(lái)應(yīng)充分利用人工智能，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘分析，創(chuàng)新算法模型，以實(shí)現(xiàn)糧食品質(zhì)狀態(tài)的快速、準(zhǔn)確預(yù)測(cè)和精準(zhǔn)調(diào)控；3）對(duì)已經(jīng)鑒定的大量糧食氣味物質(zhì)的應(yīng)用仍停留在實(shí)驗(yàn)室階段，基于這些氣味物質(zhì)開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品、新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)糧食品質(zhì)的客觀評(píng)定，還需要進(jìn)一步研究探討。

隨著稻谷、小麥氣味物質(zhì)鑒定工作的逐漸完成，針對(duì)糧食氣味的研究重點(diǎn)將逐步轉(zhuǎn)入對(duì)玉米、雜糧和一些特殊品種糧食氣味物質(zhì)的鑒定，以進(jìn)一步擴(kuò)大、完善糧食的氣味指紋圖譜數(shù)據(jù)庫(kù)。同時(shí)，通過(guò)研究不同儲(chǔ)藏、加工方式對(duì)糧食關(guān)鍵氣味物質(zhì)的影響，精準(zhǔn)剖析儲(chǔ)藏過(guò)程中糧食氣味物質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化，深入挖掘糧食關(guān)鍵氣味物質(zhì)及其代謝途徑，創(chuàng)新構(gòu)建相關(guān)預(yù)測(cè)模型，將會(huì)是發(fā)展智慧儲(chǔ)糧建設(shè)、指導(dǎo)我國(guó)糧食安全儲(chǔ)藏工作的重要一環(huán)。此外，隨著化學(xué)藥劑在糧食倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)的使用逐漸受到限制，植物源氣味物質(zhì)在糧食安全儲(chǔ)藏中的應(yīng)用研究正逐步開(kāi)展，并且將可能成為糧食綠色儲(chǔ)藏藥劑的極佳來(lái)源。

引文格式：

李慧, 洪習(xí)文, 王爭(zhēng)艷, 等. 糧食氣味物質(zhì)的提取、關(guān)鍵組分判別及其在儲(chǔ)藏中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 食品科學(xué), 2025, 46(1): 266-273. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20231018-149.

LI Hui, HONG Xiwen, WANG Zhengyan, et al. Research progress on the extraction and identification of key components of grain odorants and their applications in grain storage[J]. Food Science, 2025, 46(1): 266-273. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20231018-149.

實(shí)習(xí)編輯：甘冬娜；責(zé)任編輯：張睿梅。點(diǎn)擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來(lái)源于文章原文及攝圖網(wǎng)

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