《Applied Food Research》：Impact of lentil flour microstructure on the GC-MS volatile fingerprint and sensory perception of liquid foods: a case study on tomato soup
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高水分液态食品（如蔬菜汤）常使用淀粉类增稠剂来保持产品均一性。使用扁豆粉(lentil flour)作为增稠剂是提高扁豆摄入量的便捷途径，但豆类源配料常伴随异味(off?flavor)形成。本研究考察了常规扁豆粉（即开胞粉，open?cell flour）、含
高水分液态食品（如蔬菜汤）常使用淀粉类增稠剂来保持产品均一性。使用扁豆粉(lentil flour)作为增稠剂是提高扁豆摄入量的便捷途径，但豆类源配料常伴随异味(off?flavor)形成。本研究考察了常规扁豆粉（即开胞粉，open?cell flour）、含子叶细胞扁豆粉（即细胞粉，cellular flour）及其二者复配物掺入模型体系（面粉?水分散液，未受热及经额外热处理：z=10°C PUTref=90°C＝10 min）及真实食品体系（番茄汤）作增稠剂时的挥发性谱图(volatile profile)。开胞粉的特征为脂质氧化产物丰度高，可能与豆类典型香气有关；细胞粉中该类脂质氧化产物较少，但3,5?辛二烯?2?酮(benzoic acid, ethyl ester前体相关)和苯甲酸乙酯(benzoic acid, ethyl ester)水平较高。脂质氧化标志物总和与复配物中开胞粉比例呈线性关系。因细胞粉虽可降低脂质氧化挥发物却降低增稠潜力，研究人员提出开胞粉与细胞粉复配是调控扁豆粉感官与功能性质的有效策略。巴氏杀菌(pasteurization)进一步降低了面粉?水分散液顶空中多数化合物峰面积，同时因非酶脂质氧化及氨基酸热降解生成了部分醇、萜烯和呋喃类化合物。未增稠番茄汤与调至与商业番茄汤相同Bostwick稠度指数(consistency index)的改性玉米淀粉增稠汤、开胞粉及含60%和80%开胞粉复配粉增稠汤之间挥发性谱图差异较小，但扁豆粉复配增稠引入了12种特有挥发物。感官检验显示仅60%开胞粉复配增稠番茄汤与淀粉增稠汤存在可感知的香气差异，因后者需更高添加量方可达到同等稠度。
论文解读——《Applied Food Research》刊载研究：扁豆粉微观结构对番茄汤挥发性风味及感官感知的影响》
研究背景与意义
豆类(pulse)如扁豆(lentil)因环境友好及营养优势被推荐增加摄入，但实际消费量低于推荐值。将扁豆磨粉掺入现有食品（如汤类）是提升摄入的便捷方式。常规开胞粉(open?cell flour)由干籽粒直接粉碎获得，细胞破裂使淀粉暴露而具高增稠潜力，但破碎细胞令脂肪与脂氧合酶(lipoxygenase, LOX)、脂肪酶(lipase)接触引发脂质氧化，产生己醛(hexanal)等"豆腥味(beany/off?flavor)"。近年研究发现先对扁豆进行水热预处理(hydrothermal treatment)再研磨可使组织沿细胞层分离而非破碎，获含完整子叶细胞之细胞粉(cellular flour)，其淀粉被细胞壁生物包埋(bioencapsulation)致消化延缓且增稠力下降，但因酶已热失活，预期脂质氧化挥发物较少。此前仅见鹰嘴豆细胞/开胞粉挥发物比较，扁豆未见报道，且复配粉在真实食品基质中对香气影响不明。为此，研究人员以番茄汤为案例，探究不同细胞完整性(cellular integrity)扁豆粉（开胞粉、细胞粉及二者复配）作增稠剂时对模型体系及真实食品体系挥发性GC?MS指纹图谱及感官感知的影响，验证复配调控风味与功能的可行性。
主要关键技术方法
研究人员使用同批次去壳红扁豆制得的开胞粉（干磨）与细胞粉（95°C水热15 min后研磨、冻干）及按开胞粉比例25%、50%、75%、80%、60%复配的混粉。模型体系为10% w/w面粉?水悬浮液，部分经90°C 14 min模拟巴氏杀菌(pasteurization)。真实食品体系为新鲜制番茄汤，以改性玉米淀粉(E1422)、100%开胞粉、80%开胞粉复配粉、60%开胞粉复配粉分别增稠至与市售番茄汤相同Bostwick稠度指数（对应添加量为1.19%、1.64%、1.89%、2.75% w/w）。挥发物采用顶空?固相微萃取?气相色谱?质谱(HS?SPME?GC?MS)非靶向分析，经AMDIS解卷积、NIST库及保留指数(retention index, RI)定性。多元统计分析含主成分分析(PCA)、偏最小二乘判别分析(PLS?DA)及偏最小二乘回归(PLS?R)，变量投影重要性(variable importance in projection, VIP)>1视为判别标志物(discriminant components)，脂质氧化标志物加和值与开胞粉占比建线性模型。感官评价采用平衡双三检验(balanced duo?trio test)，48名非训练评审员判断不同增稠剂番茄汤香气差异。
研究结果
3.1. Volatile profile of flour?in?water dispersions（面粉?水分散液挥发性谱图）
3.1.1. Volatile fingerprint of open?cell and cellular flour before and after pasteurization（开胞与细胞粉未处理及巴氏杀菌后挥发物指纹）
PLS?DA显示开胞粉分散液顶空中脂质氧化产物显著多于细胞粉，含己醛(hexanal)、2?己烯醛(2?hexenal)、1?戊烯?3?酮(1?penten?3?one)、辛醛(octanal)、壬醛(nonanal)、(E)?2?辛烯醛((E)?2?octenal)、(E)?2?壬烯醛((E)?2?nonenal)、(E)?2?癸烯醛((E)?2?decenal)、十五醛(pentadecanal)及C6/C8/C9醇等，源于亚油酸、亚麻酸、油酸及棕榈酸酶促/非酶氧化，关联豆青/脂香。细胞粉中脂质氧化产物极少（酶于水热阶段失活），特征标志物为3,5?辛二烯?2?酮(3,5?octadien?2?one，亚麻酸非酶氧化产物，青草/泥土嗅）和苯甲酸乙酯(benzoic acid, ethyl ester，苯丙氨酸降解酯化产物，果香）。巴氏杀菌降低多数已有挥发物（热分解），但在开胞粉中诱导生成非酶脂质氧化醇类（1?己醇、顺?3?己烯?1?醇、(Z)?3?壬烯?1?醇）、3?甲基呋喃(3?methylfuran，氨基酸热降解）及萜烯（α?蒎烯α?pinene、双环倍半菲兰烯bicyclosesquiphellandrene，类胡萝卜素热解），赋予花香/焦甜香。结论：开胞粉富含潜在豆腥味脂质氧化挥发物，细胞粉此类物质少；巴氏杀菌总体削减但伴随特定热生成挥发物。
3.1.2. Volatile fingerprint of flour blends（复配粉挥发物指纹）
不同开胞粉占比复配分散液PLS?R显示各复配组依挥发物谱分离，脂质氧化标志物随开胞粉比例升高而升高。脂质氧化标志物总峰面积与开胞粉质量分数在未处理(R2=0.86)及巴氏杀菌后(R2=0.95)均呈显著线性关系，截距及斜率表明细胞粉替代降低氧化挥发物总量，巴氏杀菌进一步大幅降低绝对值。结论：复配比例可线性调控模型体系中潜在异味脂质氧化挥发物水平。
3.2. Aroma profile of tomato soup（番茄汤香气谱图）
3.2.1. Volatile fingerprinting（挥发物指纹分析）
调至相同Bostwick稠度的番茄汤PLS?DA显示各组挥发物整体差异小，但扁豆粉增稠汤较淀粉增稠及未增稠汤多12种特征挥发物，含C6/C9醛（己醛、2?庚烯醛、壬醛、2?辛烯醛）、C6醇（顺?3?己烯?1?醇、苄醇benzyl alcohol）、6?庚烯?2?甲基?1?醇、3?乙基苯甲醛(benzaldehyde, 3?ethyl?)及多种呋喃（3?甲基?、2?甲基?、2?乙基?、2?戊基?呋喃），前者源自脂肪酸氧化（豆腥/青草香），苄醇/3?乙基苯甲醛源自苯丙氨酸降解，呋喃源自热处理下氨基酸热降解（甜/焦糖/坚果香）。番茄固有萜类（芳樟醇linalool、柠檬醛citral、(E)?β?大马酮(E)?β?damascenone）在未增稠及淀粉增稠汤中略高。结论：扁豆粉增稠向番茄汤引入少量豆类特征挥发物，但总体挥发性谱与淀粉增稠汤差异有限。
3.2.2. Sensory analysis（感官分析）
平衡双三检验结果显示：100%开胞粉vs 60%开胞粉复配粉（26/48正确）、100%开胞粉vs改性玉米淀粉（26/48正确）均未达显著水平(α=0.05临界值31)；仅60%开胞粉复配粉vs改性玉米淀粉达显著差异(32/48正确，p<0.05)。因60%细胞粉复配增稠需更高添加量(2.75% vs 开胞粉1.64%)方能达目标稠度，致总引入挥发物绝对量足够被感知。结论：在等稠度下扁豆粉增稠汤与淀粉增稠汤香气差异多数情况下感官不可辨，唯高细胞粉占比导致的高添加量复配增稠汤可被察觉不同。
讨论与结论总结
研究表明开胞扁豆粉因细胞破裂使脂?LOX接触产大量脂质氧化挥发物（己醛等），关联豆腥味；细胞粉经水热灭酶保完整子叶细胞，该类物质极少但含热生成3,5?辛二烯?2?酮及苯甲酸乙酯。脂质氧化标志物总和与开胞粉在复配中占比呈线性，复配可渐变调控模型体系异味前体水平。巴氏杀菌削减多数酶促氧化挥发物，伴非酶产物生成。真实番茄汤中等稠度下扁豆粉增稠引入少量特征挥发物，仪器差异小；感官上仅高细胞粉占比致高添加量复配(60% open?cell blend)与淀粉增稠汤存可感知差异。研究人员认为开胞粉与细胞粉复配是在保留增稠功能同时降低潜在豆腥味并引入健康益处（慢消化淀粉）的可行策略，未来需结合描述性及喜好度感官分析及低异味豆类品种筛选优化。
原文结论译文：本研究考察了不同细胞完整性扁豆粉作高水分黏性食品（番茄汤）增稠剂时对香气的影响。模型体系中开胞粉因制粉过程未灭活脂解/脂氧合酶而富含脂质氧化挥发物，细胞粉此类物质少；巴氏杀菌降低之但生成特定非酶氧化萜、醇及呋喃。复配粉中脂质氧化标志物总和与开胞粉占比线性相关。番茄汤中等稠度增稠时不同增稠剂间挥发性谱差异小，扁豆粉引入数种醇、醛及呋喃衍生物；仅60%开胞粉复配增稠（需更高浓度达目标稠度）与淀粉增稠汤存显著感官差异。综上，不同细胞完整性扁豆粉增稠引入特定挥发物但多数情况下感官难区分，提高有益细胞粉比例需增量可能致香气改变，后续应评估低本征异味豆类品种及描述性感官分析。
