大豆中含有丰富、优质的植物蛋白、卵磷脂、大豆皂甙、大豆异黄酮等成分，枸杞富含多糖、多酚、类胡萝卜素、氨基酸、维生素等营养成分，红枣中类黄酮、多糖和膳食纤维等营养成分含量丰富。将大豆与枸杞、红枣结合开发功能性产品符合行业发展趋势，缓解产品同质化问题，满足不同消费群体的个性化营养需求；同时，可提升原料利用率。本研究以枸杞-红枣豆粉为研究对象，采用GC-IMS、电子鼻、电子舌系统解析其风味特征，明确关键挥发性成分与滋味变化规律。

 

枸杞-红枣豆粉气味分析

   以豆粉为对照组，使用电子鼻各传感器对枸杞-红枣豆粉和豆粉的响应强度进行差异性评价来检测样品整体风味。各传感器对2种豆粉香气响应强度的差异性见图1（a），2种豆粉对W1W响应值明显高于其他响应值，其次对W5S和W1S的响应值也较高，说明碳氢化合物是枸杞-红枣豆粉和豆粉中稳定存在的挥发性物质。与豆粉相比，枸杞-红枣豆粉W5S、W1S、W1W、W2S响应值上升，轮廓更加饱满，说明枸杞-红枣豆粉风味更加丰富浓郁，氮氧化合物、烷烃、醛类和酮类化合物含量上升。W1C、W3C、W6S、W5C、W3S、W2W传感器在枸杞-红枣豆粉和豆粉中的响应值差异不大，表明二者中芳香族化合物在含量相一致。由图1（b）对两种豆粉进行主成分（PCA）分析，第一主成分（PC1）和第二主成分（PC2）的方差贡献率分别为66.70%和30.09%，累计贡献率达96.79%，说明能够反映不同豆粉的整体风味，其中PC1的方差贡献率大于PC2的方差贡献率，因此不同种类豆粉在X轴的距离越远其差异越明显，两种豆粉样品独立分布，没有重叠，说明电子鼻各传感器可以有效区别样品的风味。

 

图1 不同豆粉气味对比图

 

 

枸杞-红枣豆粉的滋味分析

图2为不同豆粉滋味对比图。从图2（a）可以看出，第一主成分（PC1）和第二主成分（PC2）的方差贡献率分别为57.2%和23.1%，说明大多有效信息存在于第一主成分，因此不同种类豆粉在X轴的距离越大其差异越大，豆粉主要分布在一、四象限，枸杞-红枣豆粉主要分布在二、三象限，没有重叠，说明两种豆粉的滋味存在差异。结合图2（b）载荷图分析，苦味、酸味更接近于枸杞-红枣豆粉，涩味更接近于豆粉。与豆粉相比，枸杞-红枣豆粉在检测中苦味及酸味传感器较为灵敏，是枸杞和红枣的添加起到丰富滋味的作用，同时减弱了豆粉原有的涩味。

 

图2 不同豆粉滋味对比图

 

 

枸杞-红枣豆粉挥发性有机化合物的GC-IMS分析

   以豆粉作为对照，利用不同离子迁移时间的差异分析枸杞-红枣豆粉的挥发性有机物组分（VOCs）。图3（a）中X、Y和Z轴分别代表样品的离子迁移时间、保留时间及峰强度，从图3（a）可以看出，枸杞-红枣豆粉和豆粉挥发性有机化合物的峰信号分布相似，但2组样品中的峰值信号强度不同，说明添加枸杞和红枣后，二者的VOCs含量存在差异。取俯视图进行差异对比，如图3（b）所示，整个图的背景为蓝色，纵坐标代表保留时间，横坐标代表离子迁移时间，横坐标1.0处的红色竖线经归一化处理为反应离子峰，位于反应离子峰两侧的点代表样品的挥发性有机化合物，颜色代表物质的浓度，由白色到红色，颜色越深表示浓度越大，由此可以看出大多数信号值出现在200s内，离子迁移时间在1.0s到2.0s，枸杞-红枣豆粉和豆粉的挥发性有机化合物存在明显差异。为了更直观的对比二者的差异，选取豆粉样品的谱图作为参照，导出枸杞-红枣豆粉的二维俯视图，如图3（c）所示，红色代表枸杞-红枣豆粉风味物质浓度高于豆粉，蓝色代表枸杞-红枣豆粉风味物质浓度低于豆粉，差异谱图更明显的表示在添加枸杞和红枣后，枸杞-红枣豆粉与豆粉在风味上变化显著，在200s、600~800s的VOCs含量明显升高，在200~600s的VOCs含量明显降低。

 

图3 不同豆粉中挥发性有机物的GC-IMS三维谱图及二维对比图

 

 

基于GC-IMS的指纹图谱分析

为了更直观地比较枸杞-红枣豆粉和豆粉的风味差异，明确挥发性有机化合种类及含量变化，对其挥发性成分进行3次平行测试，选取41种典型VOCs生成指纹图谱，如图4所示。如图4（a）所示，每行代表1组样品，每列代表1种化合物，未鉴定明确的物质以阿拉伯数字编号，斑点越亮表示样品VOCs的含量越高。黄色框中的化合物为豆粉具有显著差异的VOCs，多数为醛类和酯类，其中醛类包括壬醛、苯甲醛、庚醛、己醛、辛醛、丁醛、（E）-2-戊烯醛。紫色框中的化合物是枸杞-红枣豆粉的典型差异VOCs，主要为2-甲基丙醛、3-甲基丁醛、2-甲基丁醛等醛类和2-丁酮，这可能是来自枸杞和红枣的特征挥发性香气。

 

图4 不同豆粉中挥发性有机物的指纹图谱

 

   对定性检出的36种VOCs进行分类，主要包括醛类19种、酯类6种、醇类6种、酮类4种、酸类1种。醛类、酯类、醇类、酮类是脂质氧化衍生的挥发性化合物，并且这些挥发物在数量上占主导地位，共同构成了枸杞-红枣豆粉和豆粉的特征香气。由图4（b）可知，枸杞-红枣豆粉的挥发性风味成分主要为醛类、酮类、醇类，三者质量分数占比分别为42%、35%、10%，与豆粉相比，枸杞-红枣豆粉的醛类和酮类化合物含量分别上升6%和2%，说明枸杞和红枣的加入增强了醛类和酮类挥发性有机物的香气，使产品气味更丰富，酯类和醇类挥发性有机物略有下降，这都使枸杞-红枣豆粉挥发性气味发生改变。

   主成分分析（PCA）可以直观地展现样品之间的差异，样本之间距离越大，表明差异越突出。图4（c）为枸杞-红枣豆粉和豆粉挥发性有机物的PCA图，第一主成分（PC1）和第二主成分（PC2）的方差贡献率分别为84%和9%，累计贡献率达93%，这说明所提取的两个主成分基本包含了样品所有信息，能够反映不同豆粉的整体风味，通过PCA图说明不同种类豆粉挥发性成分存在一定差异，这与电子鼻检测不同豆粉气味存在明显差异的结果是一致的。