北京工商大学研究生，北京工商大学研究生院
葱属植物（Allium L.）隶属于百合科，属内约有900多种，葱属植物营养丰富、功能显著，其营养成分中可溶性糖和可溶性蛋白质量分数分别高达7.33%和15.83%，游离性氨基酸质量分数更是高达16.16%。此外，葱属植物经热加工处理后香气浓郁，具有强烈的咸香和烤香，受到广大消费者的喜爱。
北京工商大学 北京市食品风味化学重点实验室的刘兵、常远、张宁*等人综述了新鲜和加工处理的葱属类植物中的挥发性风味物质组成，同时总结了不同加工工艺对葱属植物风味的影响因素，旨在为葱属植物的研究提供一定的理论参考。
1、葱属植物中挥发性风味物质
由于种类和生长环境的葱属植物中挥发性风味物质存在较为显著的差异，对不同种葱属植物中的主要挥发性风味物质汇总结果如表1所示。
由表1可知，不同种类葱属植物中的挥发性风味物质主要包括硫醚类、醛类、醇类、酮类、酯类以及杂环类化合物等，其中，硫醚类化合物具有典型的鲜葱和硫磺类香气，是葱属植物特征风味的重要来源，醛类化合物一般具有较强的青草香气，是构成新鲜葱属植物青草香的一类重要化合物，其他各类化合物具有不同的香气属性，共同作用形成了不同葱属植物的复杂风味体系。
大葱中的挥发性风味物质
新鲜大葱中的主要挥发性成分（按含量计）有二甲基二硫醚、甲基丙基二硫醚、二甲基三硫醚、二丙基二硫醚、二丙基三硫醚、甲基丙烯基二硫醚、2-十三酮、烯丙基硫醇、己醛、(E)-2-己烯醛等，其中含量最多的是含硫化合物，具有浓郁的葱香香气，并稍带有硫磺香气，是新鲜大葱的典型风味来源。二丙基二硫醚散发出强烈的辛辣和蒜香香气，并伴有些许青草香韵，在大葱切碎瞬间便可释放出强烈气息；2-甲基-2-戊烯醛带有一定的辛辣、醚香和新鲜清香的香气；2-十一酮、2-十三酮带有坚果、药草的青香香气，在水中的阈值介于0.005 5～0.082 0 mg/kg之间；(E,E)-2,4-己二烯-1-醇带有一种青草发霉的腐败气息，是新鲜大葱中的异味物质；烯丙基硫醇具有较强的清甜和洋葱香气。
目前从大葱中发现的挥发性风味物质超过200余种，但并不是所有的挥发性风味物质都对大葱的风味具有贡献，多数情况下，只有当风味化合物的浓度超过其香气阈值时，才能对大葱整体香气具有较为明显的贡献。大葱经过热加工处理后，可通过美拉德反应、脂质氧化等反应产生新的风味物质，与新鲜大葱风味特征存在明显差异，目前已有文献对热加工后的风味物质进行分析和鉴定，但是缺乏对其形成机理和变化规律的研究。
大蒜中的挥发性风味物质
新鲜大蒜相比，粉碎后有机硫化物的含量增加，而经加热处理的大蒜有机硫化物含量略有降低，这主要是因为粉碎能够促进大蒜素的生成，进而转变成二甲基二硫醚、甲基丙烯基二硫醚、甲基烯丙基二硫醚、二烯丙基三硫醚和二烯丙基硫醚等含硫化合物，加热处理在一定程度上会使蒜氨酸酶的活性降低甚至失活，降低大蒜素的生成速率。Yang Ping等采用SAFE和SPME结合GC×GC-TOFMS对黑蒜中的关键性风味成分进行了分析，共鉴定出52 种挥发性香气化合物，其中乙酸（酸香）、烯丙基甲基三硫醚（炒蒜香）、4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)呋喃酮（焦糖香）、二烯丙基二硫醚（蒜香）、二烯丙基三硫醚（硫化物）、2,6-壬二烯醇（青香）、3-甲基丁酸（汗臭味）、丙位十一内酯（甜脂香）、二烯丙基硫醚（蒜香）被鉴定为黑蒜中的关键性风味物质，硫醚类和杂环类化合物在风味贡献上起着重要作用。
研究结果表明，完整的新鲜大蒜并不能产生辛辣的刺激性气味，只有当大蒜细胞受外力作用破碎时，辛辣香气才会释放出来，这是由于细胞破碎时细胞质内的蒜氨酸类物质（S-烷基半胱氨酸及其亚砜类化合物）在液泡中蒜氨酸酶的作用下生成具有强烈刺激性气味的大蒜素（二烷基硫代亚磺酸酯和烷基-2-丙烯基硫代亚磺酸酯），进一步转变为其他的挥发性含硫化合物，例如二甲基二硫醚和二甲基三硫醚（图1）。
洋葱中的挥发性风味物质
洋葱（Allium cepa L.）作为药食两用的功能性蔬菜，富含黄酮类、甾体皂苷类、苯丙素酚类、前列腺素类、含硫类以及含氮类化合物，其中含硫化合物是洋葱特征性风味的主要成分，同时也使洋葱产生多种生理功效的功能性成分。
新鲜洋葱极易腐烂变质，造成风味和口感变差，故干燥被广泛用于延长洋葱的保质期、防止其风味损失等方面。例如，Gao Yuan等利用SPME对新鲜、冷风干燥和热风干燥的洋葱挥发性物质进行分析，结果表明不同干燥工艺处理的洋葱与新鲜洋葱挥发性成分存在较大差异。此外，Cecchi等利用HS-SPME结合GC-MS和GC×GC-TOFMS以及高效液相色谱-二极管阵列检测器（HPLC-DAD）对不同干燥时期的洋葱片中的挥发性化合物和黄酮类成分进行表征，结果从不同周期的洋葱片中共鉴定出53 种挥发性化合物，包括含硫化合物、醛类、酮类、羧酸类、醇类、酯类和呋喃类，其中含量最多的是带有典型的洋葱辛辣刺激性香气的二丙基二硫醚以及其他二硫和三硫化合物。洋葱中含有丰富的风味化合物，研究发现，丙硫醇具有很强的刺激性，是洋葱抗菌作用的主要来源；二丙基二硫醚和二丙基三硫醚是新鲜洋葱中的主要挥发性物质，也是新鲜洋葱和新鲜韭菜浓郁香气形成的主要原因。
韭菜中的挥发性风味物质
韭菜（Allium tuberosum L.）中含有丰富的生物活性物质，具有较大的医学研究价值，例如其降血脂和抑制血小板聚集等作用，同时韭菜还具有强烈的刺激性和特殊臭味，人们对其中的挥发性风味成分也做了较多研究。
高山根韭菜和野韭菜以极强的耐寒耐旱、高营养成分受到广大农学研究者和爱好者的青睐。例如，郭凤领等采用HS-SPME结合GC-MS对高山根韭菜中的挥发性物质进行研究，结果共发现31 种挥发性物质，包括硫醚类、烯烃类、烷烃类、醛类、醇类物质，其中最主要的挥发性风味物质是二烯丙基三硫醚和甲基烯丙基三硫醚；杨梦云等研究发现，含硫化合物种类多且含量高，是新鲜韭菜花中的关键性香气物质；Hashimoto等研究发现含硫化合物是各类香气化合物中阈值最低的一类，在较低浓度下也能对食品的特征风味产生显著影响。另外，郑福平等也采用同时蒸馏萃取法结合GC-MS对腌渍野韭菜花精油中的挥发性物质进行了探究，发现腌渍韭菜花的特征性风味是多种化合物共同作用的结果。研究发现二甲基三硫醚、二甲基二硫醚、甲基丙烯基二硫醚、甲基烯丙基三硫醚等硫醚化合物具有强烈的葱蒜辛辣香气；苯甲醇带有一定的果香和花甜香；2-正戊基呋喃具有青香和泥土香；大茴香醛（对甲氧基苯甲醛）带有较为强烈的辛香、茴香香气；己醛具有叶香和果香香气。醛类化合物阈值较低，对韭菜花整体香气的贡献度明显大于醇类和酮类，能够赋予韭菜花清香、果香和一定的脂肪香。
其他葱属植物中的挥发性风味物质
葱属植物种类繁多，除上述葱属植物外，其他葱属植物，例如香葱（Allium tuberosun L.）、小葱（Allium ascalonicun L.）、沙葱（Allium mongolicum Regel）、藠头（Allium chinense G.Don）等由于地理环境和品种限制，种植面积较小、香气特征较弱。目前，关于其他葱属植物中挥发性风味物质的研究尚少，仅有少量研究报道。例如，何洪巨等对比了大葱、细香葱和小葱中的挥发性物质，发现3 种葱属植物中以二硫醚和三硫醚较多，挥发性化合物种类与大类葱属植物并无显著差别。但其他葱属植物在风味上存在一些特异性组分，比如沙葱油中的肉桂酸乙酯、二乙基缩醛和草酸丁二酯构成了沙葱的特有香气；吴琦等分析藠头挥发油中的风味成分，发现挥发性成分中除了含硫化合物外，还含有噻吩类化合物。
结 语
葱属植物中的挥发性风味物质主要有含硫化合物、醛酮类、酯类等，能够赋予葱属植物典型的辛辣刺激性、葱香、青香等风味特征。新鲜和热加工处理的葱属植物风味特征上差别较大，新鲜的葱属植物总体上呈现辛辣刺激性和蔬菜青香，热加工处理后香气浓郁，烘烤香增强，青香减弱。此外，新鲜葱属植物中最重要的两类前体物质是S-烷基半胱氨酸亚砜类和γ-谷氨酰胺类，其可在蒜氨酸酶的作用下转变为大蒜素，进而转变为辛辣刺激性的硫醚类化合物；葱属植物在热加工过程中可以与基质、油脂等发生氧化降解反应、美拉德反应、焦糖化反应以及氨基酸降解反应，产生与新鲜葱属植物风味差异较大的烯醛类和呋喃类等挥发性风味物质。
目前研究方法上存在提取方式单一、鉴定方法繁琐以及感官评价受外部环境和主观因素的影响等问题，缺乏采用GC×GC-TOFMS、HPLC-PDA及GC-IMS等具有高灵敏度、高分辨率的新型分析检测仪器进行研究的创新。研究思路上局限于挥发性风味物质的鉴定和分析，缺乏对关键香气成分在贮藏、加工过程中的形成机理和变化规律研究，同时研究过程中还应关注异味组分的生成和变化，研究体系方面应进一步完善感官评价体系的建立。
本文《葱属植物中挥发性风味物质研究进展》来源于《食品科学》2022年43卷3期249-257页，作者：刘兵，常远，王瑞芳，刘子轩，陈海涛，张宁。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20210630-354。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅
图片来源于文章原文及摄图网。
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