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梅干菜作为我国传统的发酵腌制蔬菜,以其独特的咸鲜风味、良好的耐贮藏性以及丰富的营养成分,在中华饮食文化中占有重要地位。浙江缙云县所产的梅干菜颇具声誉,其以当地特有的九头芥(俗称“九芥”)为原料,经选料、清洗、腌制、发酵、晾晒、回卤、蒸制及二次晾晒等一系列工艺,形成了缙云梅干菜独特的色泽、香气与风味。此外,梅干菜还富含蛋白质、氨基酸、糖类、膳食纤维以及酚类化合物等活性成分,具有较强的抗氧化和抑菌活性。
目前,国内外学者围绕梅干菜的理化特性、风味成分及微生物群落等方面开展了较为深入的研究,为其风味形成与品质分析提供了基础支撑。袁求松等对市售22 种梅干菜的滋味品质与理化指标进行了对比,发现不同梅干菜样品的品质存在较大差异,认为有必要构建梅干菜的生产规范与品质标准;Saekampang等对新鲜、盐渍及腌制芥菜中的蛋白质含量进行了分析与对比,借助计算机模拟消化过程,发现经腌制加工的芥菜含有与健康益处相关的独特蛋白质。在前期研究中,本课题组分析了缙云梅干菜不同部位(茎、叶)腌制过程中细菌群落与品质的变化情况,通过对理化指标和细菌群落的分析,发现原料部位的特性差异是决定最终产品品质的关键因素,并确定了最佳腌制时间。九头芥不同部位的初始营养成分、酶活性等存在差异,经后续复杂的加工工序,这些差异可能会进一步放大或转化,最终体现为营养组分、活性物质含量、抗氧化能力及挥发性风味物质组成的差异。
缙云地区将整株梅干菜分为九芥峰尖、九芥三段、九芥五段、九芥银羹、九芥金药、九芥花开等部位,根据其品质特性,分别用于酥饼、烧饼、预制菜、茶饮、药膳等产品制作。浙江省农业科学院食品科学研究所的蒋力豪、张程程*和浙江万里学院生物与环境学院的刘大群*等人以浙江缙云梅干菜为分析对象,选取浙江菜味居农业开发有限公司标准化加工的不同部位(金药、峰尖、三段、银羹、花开、五段)梅干菜样品,系统比较其理化性质、营养成分、抗氧化活性及相关物质、游离氨基酸含量、挥发性风味物质等方面的差异,以期为缙云梅干菜的原料优选、食用指导及高值化开发提供理论支撑。
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1 缙云梅干菜不同部位理化性质与营养成分分析
缙云梅干菜外观如图1A所示。不同部位梅干菜在水分、蛋白质、总酸、总糖、还原糖、VC含量及色差值上呈现出不同程度的差异。
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水分含量是梅干菜加工过程中的关键参数,对产品的质构和贮藏稳定性具有直接影响。如图1B所示,不同部位梅干菜的水分质量分数介于10.61%~16.30%之间。其中,峰尖、银羹和花开3 个部位的水分含量高于金药、三段、五段。不同部位梅干菜水分含量均处于适宜范围,在口感和保藏性能方面取得了较好的平衡。
蛋白质含量是衡量梅干菜营养价值的关键指标。在腌制加工进程中,随着微生物不断繁殖,蛋白质在微生物酶的作用下部分降解为游离氨基酸和肽类等物质。如图1C所示,不同部位梅干菜的蛋白质量分数处于9.41%~13.10%区间,其中银羹的蛋白质含量最高,花开样品最低,这可能与原料中蛋白质含量差异有关。
在梅干菜的腌制发酵过程中,乳酸菌的代谢活动可产生大量具备独特香气与风味的有机酸,如乙酸、乳酸、苹果酸和柠檬酸等。有机酸不仅能增进梅干菜的风味,还能抑制微生物生长,为梅干菜提供防腐屏障。刘力绮等对9 个产地的梅干菜总酸含量进行分析,发现不同产地梅干菜的总酸含量为14.98~29.54 g/kg。本研究中,不同部位梅干菜总酸含量范围为33.56~46.81 g/kg,其中金药样品的总酸含量最高,五段最低(图1D)。
糖类物质是梅干菜风味与色泽形成的关键前体。如图1E 所示,不同部位梅干菜总糖质量分数介于0.66%~1.03%之间,与文献[20]报道的结果一致。此外,三段样品还原糖含量高达135.79 mg/g,显著高于其他样品(24.72~53.52 mg/g),花开部位次之,五段含量最低(图1F)。在梅干菜腌制加工过程中,还原糖可与氨基酸、多肽等发生美拉德反应,生成类黑精等褐色物质,进而形成梅干菜特有的黑褐色外观。
VC不仅具有较强的抗氧化能力,还能起到抑制亚硝酸盐的作用。然而,在梅干菜的腌制发酵过程中,VC容易被氧化破坏,因此其可作为衡量加工过程中营养保留程度的重要指标。本研究测得VC含量范围为54.72~102.39 mg/kg,以中间部位的五段、银羹最高,而根部的金药和花开中VC含量较低(图1G),这可能与原料不同部位的组织结构及加工过程中水分迁移行为有关。根部组织因木质化程度较高,在腌制与干燥等加工过程中易遭受更显著的机械损伤及热效应,从而加剧VC的降解。
色泽是衡量梅干菜外观品质的关键指标,能够反映其在加工进程中美拉德反应与酶促褐变的程度。由图1H~K可知,缙云梅干菜不同部位样品间存在明显的色泽差异。其中,金药的a*和b*值最高,分别为4.69和7.21,表明其红黄色调最为明显。此外,花开的L*值最高,达到48.73,且其ΔE最低,仅为44.27,表明花开的整体颜色更趋近于白色,色泽较浅;三段则与花开相反,L*值最低,且ΔE最高(63.10),表明其颜色最深,褐变程度最为显著。
2 缙云梅干菜不同部位活性物质与抗氧化能力分析
梅干菜含有丰富的酚类物质,具有较强的抗氧化活性。本研究对缙云梅干菜不同部位活性物质(总酚、总黄酮、总硫苷)含量和体外抗氧化能力(DPPH自由基清除能力、FRAP、ABTS阳离子自由基清除能力)进行测定,结果如图2所示。
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如图2A所示,缙云梅干菜不同部位的总酚含量介于9.99~12.52 mg/g之间,与文献[29]报道的结果相当,其中三段含量最高,五段其次,峰尖最低。黄酮是芥菜中具有抗氧化活性的另一类次级代谢产物,主要通过清除自由基以及抑制脂质过氧化提升产品的氧化稳定性。缙云梅干菜不同部位总黄酮含量介于5.62~6.82 mg/g之间,其中五段的含量(6.82 mg/g)最高,花开和峰尖较低(图2B)。此外,硫苷是十字花科蔬菜特有的一种次级代谢产物,不仅是梅干菜风味与功能特性的核心前体物质,还具有抗菌、抗癌、抗氧化等生物功能。硫苷在加工过程中可降解为异硫氰酸酯等活性产物,为梅干菜提供特有的辛辣风味与特征香气。缙云梅干菜不同部位总硫苷含量在5.89~14.93 mg/g范围内,其中三段样品含量最高,五段最低(图2C)。
进一步采用DPPH自由基清除能力、FRAP、ABTS阳离子自由基清除能力3 种抗氧化评价指标,对梅干菜的抗氧化活性进行分析。如图2D、E所示,五段样品的DPPH自由基清除能力和FRAP最高,分别达到34.35 μmol/g和45.30 μmol/g。此外,五段样品还呈现出最高的总黄酮和VC含量,同时具有较高的总酚含量。由此可知,五段为缙云梅干菜中抗氧化效果最为强的部位。梅干菜的抗氧化活性可能与黄酮类物质含量密切相关,五段样品中较高的总黄酮含量可能有助于提高其自由基清除能力,这与关于芥菜的研究报道一致。
3 缙云梅干菜不同部位游离氨基酸含量分析
游离氨基酸的组成与含量是梅干菜营养价值和风味特征的重要指标,可影响梅干菜的鲜甜、醇厚程度及香气的复杂性。由表1可知,在缙云梅干菜不同部位中均检测到17 种氨基酸,总氨基酸含量介于10.88~30.40 g/kg之间,其中银羹部位的总氨基酸含量最高,其次为金药(28.52 g/kg)和五段(21.24 g/kg),而三段部位的总氨基酸含量最低。此外,缙云梅干菜不同部位氨基酸的组成与含量存在显著差异。在氨基酸构成方面,银羹和金药的必需氨基酸(EAA)总量较高,分别达到9.78、8.87 g/kg,表明银羹是EAA的较好来源;尽管峰尖和三段的总氨基酸含量较低,但其EAA与非必需氨基酸(NEAA)比值(EAA/NEAA)最高(0.61),表明这些部位的氨基酸质量较好。在风味特性方面,虽然银羹和金药的鲜味氨基酸总量(分别为4.40、3.73 g/kg)较高,但花开的鲜味氨基酸与总氨基酸比值最高(0.17),这表明花开部位或许具备更为显著的鲜味特征,适宜应用于药膳制作或炖汤等以提升鲜味。金药(16.98 g/kg)和银羹(17.46 g/kg)的甜味氨基酸总量显著高于其他品种,这与它们较高的丙氨酸含量相关;五段(4.44 g/kg)和银羹(4.56 g/kg)的芳香族氨基酸含量最高,表明它们可能含有较多的挥发性物质;而三段的苦味氨基酸占比(22%)偏高,可能会对其整体风味产生负面效应。
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TAV可以衡量氨基酸对食品风味的贡献程度,参照缪鈜烨等的方法分析缙云梅干菜的TAV。TAV越大则该氨基酸对呈味的贡献度越大,TAV>1表示具有风味贡献。其中,具有令人愉快口味的氨基酸TAV越高,其对正面风味导向的潜在贡献越大;具有令人不快口味的氨基酸TAV越高,其对负面风味导向的潜在影响越大。如表2所示,谷氨酸在所有样品中的TAV均远高于1(1.72~5.83),是梅干菜鲜味贡献的主要来源,尤其在银羹中,TAV高达5.83,表明其鲜味强度显著高于其他部位。金药与银羹中天冬氨酸的TAV亦大于1,能够进一步强化其整体鲜味特征,这表明金药和银羹在鲜味呈现方面表现优异,适宜作为增鲜食材加以应用。此外,丙氨酸作为甜味成分的来源,其TAV在各部位均处于较高水平(4.00~8.67),这表明丙氨酸对甜味的贡献极为显著,其中金药、银羹与五段的TAV极高。缬氨酸在多个部位也呈现出较高的TAV,进一步强化了甜味基调。丝氨酸、甘氨酸和脯氨酸的TAV虽然普遍低于1,但在银羹和金药中接近或达到1,仍有助于丰富甜味的层次结构。
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综上所述,缙云梅干菜不同部位在氨基酸组成上呈现多样化特征。银羹和金药在总氨基酸、EAA及风味氨基酸方面综合表现最优,兼具较高的营养价值和良好的风味;虽然峰尖和三段的氨基酸总量较低,但其氨基酸质量较高;五段芳香氨基酸含量高,风味也较为复杂多样。
4 缙云梅干菜不同部位挥发性物质的分析
4.1 GC-IMS分析
运用GC-IMS技术对缙云梅干菜不同部位挥发性风味物质进行分析,以直观展现梅干菜不同部位在整体风味轮廓上的差异,实现快速鉴别与分类。二维分析图谱可直观对比不同部位的风味轮廓,红点的颜色深浅与面积分别表示挥发性物质的浓度与含量。如图3所示,梅干菜的6 个部位均呈现出共有的高强度信号点簇,这揭示了不同部位共有的核心挥发性风味物质基础,通过对信号峰进行解析,共检测到99 种挥发性代谢物,经数据库比对,定性鉴定出76 种挥发性物质,包括异硫氰酸酯1 种、酯类15 种、醛类15 种、醇类14 种、酮类12 种、烃类6 种、含硫化合物1 种、杂环化合物11 种以及脂肪酸1 种。
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进一步通过指纹图谱进行可视化对比,结果如图4所示。每一行代表不同梅干菜样品挥发性物质的信号,从下至上依次为异硫氰酸酯、酯类、醛类、醇类、酮类、烃类、含硫化合物、杂环化合物以及脂肪酸。不同样品的信号点在数量、位置及信号强度上均存在肉眼可辨的差异,表明其挥发性物质的组成与相对含量具有明显的部位特异性。其中,酯类、醛类、醇类和酮类是发酵蔬菜的主要挥发性物质。相较于酯类、醛类和酮类化合物,醇类化合物的含量占比相对较低。其中,五段样品具有多个高信号强度的挥发性物质,风味层次最为繁杂;银羹和花开样品在风味浓郁度与复杂度方面的表现不及其他样品,其挥发性物质的总体信号强度较弱,关键风味物质普遍处于中低水平。
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4.2 GC-MS分析
GC-IMS与GC-MS在本研究中的检出物质种类及相对含量存在一定差异,这主要源于二者在检测原理与灵敏度上的不同。GC-IMS依据物质在电场中的迁移时间进行分离与检测,对痕量挥发性成分、极性化合物及同分异构体具有较高灵敏度与快速分辨能力;而GC-MS基于质谱碎片信息进行结构解析与定量,其鉴定准确度更高,且标准谱库覆盖范围更广。两种技术联用可相互补充,从而能更系统、更准确地反映样品挥发性风味物质的组成特征。
采用GC-MS技术对缙云梅干菜不同部位挥发性物质进行鉴定与分析,通过对检测离子质荷比进行分析,并与标准谱库进行比对。本研究共检测到131 种挥发性风味物质,包括酯类20 种、醛类24 种、醇类10 种、酚类1 种、酮类22 种、烃类26 种、含硫化合物6 种、杂环化合物10 种及有机酸12 种。通过峰面积计算不同挥发性物质的相对含量,结果如图5所示。缙云梅干菜不同部位挥发性物质的组成与含量方面存在显著差异。酯类化合物具有特定的果香味,其产生源于发酵过程中的微生物活动或干燥过程中的脂质氧化。本研究中,银羹所含酯类数量占比最高,其相对含量高达25.39%;金药中的酯类物质较少,表明风味丰富度较低,但其相对含量较高(27.76%)。峰尖的醛类数量及相对含量(34.38%)均为最高,醛类物质的产生与脂肪氧化或氨基酸降解有关,可赋予峰尖鲜香、青香和坚果香等风味。缙云梅干菜中醇类挥发性物质的种类与含量均不高,推测在生产过程中醇类物质转化为其他有机物。酮类化合物受美拉德反应和脂肪酸氧化程度的影响,具有奶香、甜香和泥土香等风味。银羹的酮类物质含量最高(31.24%),花开的含量最低(8.19%)。
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进一步通过相对含量归一化处理,构建缙云梅干菜挥发性风味成分的热图分析模型,结果如图6、7所示,颜色趋向红色表示该成分相对含量较高,绿色则代表含量较低。结果表明,不同品种梅干菜在挥发性物质组成上差异显著,金药和三段可聚为一类,其挥发性物质种类和含量相似;相比之下,金药与五段部位挥发性物质总量较高,尤其在醛类、酮类和醇类物质上表现突出,这可能与其组织结构和代谢活性较强有关。
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4.3 风味物质感官评价
缙云梅干菜的感官评价结果如图8所示。其中五段在咸鲜香和青香维度上的感官评分均最高,烘烤香也较为浓郁,这归因于其较高的醛类、杂环化合物及含硫化合物等挥发性物质含量;花开因酯类化合物含量最高而呈现最强的果香特征;金药的挥发性物质总体强度最低,故感官风味较为清淡。总体而言,各品种的感官强度排序与其关键特征挥发性物质的浓度排序呈显著正相关,表明梅干菜的整体气味轮廓主要由关键气味活性物质的绝对浓度所主导。
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5 结 论
本研究系统比较了缙云梅干菜6 个不同部位(金药、峰尖、三段、银羹、花开、五段)的理化性质、营养成分、抗氧化活性及挥发性风味物质特征。结果表明,各部位梅干菜水分质量分数(10.61%~16.30%)、总酸含量(33.56~46.81 g/kg)和还原糖含量(24.72~135.79 mg/g)均处于适宜范围。不同部位在功能性成分、营养价值及风味特征方面表现出明显差异。其中,五段部位抗氧化能力最强(DPPH自由基清除能力:34.35 μmol/g;FRAP:45.30 μmol/g),且总黄酮含量(6.82 mg/g)、VC含量(102.39 mg/kg)及芳香氨基酸含量(4.56 g/kg)较高,并在挥发性风味物质的种类和相对含量上均表现突出,适宜作为风味和功能兼具的高品质原料;三段部位的总酚含量(12.52 mg/g)和总硫苷含量(14.93 mg/g)最高,显示出较大的功能性开发潜力;银羹和金药在总氨基酸(分别为30.40、28.52 g/kg)、EAA(分别为9.78、8.87 g/kg)及风味氨基酸(鲜味氨基酸4.40、3.73 g/kg)含量方面综合表现优异,兼具较高的营养价值和良好的滋味品质;花开部位鲜味氨基酸/总氨基酸比值最高(0.17),适宜作为增鲜型原料加以利用;峰尖和三段尽管氨基酸总量相对较低,但其EAA/NEAA较高(均为0.61),氨基酸质量较优。总体而言,不同部位缙云梅干菜在营养、功能与风味属性上各具特色,本研究可为其分部位原料优选、差异化食用指导及高值化利用提供科学依据。
引文格式:
蒋力豪, 赵风亮, 范涛, 等. 缙云梅干菜不同部位营养成分、抗氧化活性及挥发性风味物质分析[J]. 食品科学, 2026, 47(10): 228-238. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20251106-050.
JIANG Lihao, ZHAO Fengliang, FAN Tao, et al. Nutritional components, antioxidant activity and volatile flavor substances in different parts of Meigancai from Jinyun[J]. Food Science, 2026, 47(10): 228-238. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20251106-050.
实习编辑:普怡然;责任编辑:张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网
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