製備甘薯風味劑、烤製甘薯，進行低聚糖 HPLC 測定、揮發性物質的 GC-IMS 分析。

氣相色譜-離子遷移譜聯用儀

GC-IMS 測定條件: 色譜柱 FS-SE-54-CB-1(15 m ×0.53 mm，1 μm) ，柱溫60 ℃，IMS 溫度45 ℃，載氣 N₂，自動頂空進樣，進樣體積500 μL，孵育時間15 min，孵育溫度70℃，進樣針溫度75℃，孵化轉速500 r/min，分析時間20 min。流速: 初始 2 mL/min，保持 2 min後，在20 min內增至100 mL/min。IMS漂移氣流量150 mL/min。

GC-IMS分析樣品揮發性有機物指紋圖譜差異分析采用儀器軟件Gallery Plot插件；揮發有機物含量數據為樣品2次重複進樣的峰體積，並計算標準差。

將烤製甘薯用GC-IMS 分析，圖1為烤薯芯(Ⅰ)和烤全薯(Ⅱ) 的指紋譜圖，由圖1可見，烤全薯相比薯芯(用錫紙包裹後) 烘烤產生的揮發性物質更豐富，並且糠醛、2，5-二甲基呋喃、5-甲基呋喃、2-乙酰呋喃等美拉德反應產物以及醛酮類化合物含量更高。

而烤薯芯中乙酸丁酯、乙酸乙酯等酯類物質含量較高。兩者指紋圖譜差異明顯。經感官品評，烤全薯的甘薯特征香味更加濃鬱，說明甘薯皮層部分對甘薯特征香氣的形成至關重要。

圖1 兩種烤製甘薯的指紋譜圖

甘薯的特征香氣成分是加工過程中形成的，麥芽糖是甘薯特征香味重要的前體物質。麥芽糖是甘薯塊根的澱粉在加熱過程中由β-澱粉酶降解產生的，生鮮甘薯中幾乎不含。

本文在製備甘薯風味劑浸膏時借鑒甘薯澱粉生產工藝，生鮮甘薯分離去除澱粉，將得到的薯汁與薯渣合並，混合後分為3份(a、b、c) ，分別製備熟製薯汁，通過分析酶解對糖的影響及風味劑終產品中揮發性組分的異同來考察糖與甘薯風味物質形成的關係。

HPLC 分析結果顯示(圖2) ，不加酶樣品 a 和添β-澱粉酶樣品 b 糖的種類和濃度接近，樣品 b 麥芽糖含量略高於樣品 a，添加 α-澱粉酶的樣品 c 麥芽糖和其他低聚糖含量明顯高於樣品 a。新鮮甘薯中β-澱粉酶活性較高，加入中溫澱粉酶一方麵有利於 β-澱粉酶發揮作用，從而產生更多麥芽糖，另一方麵也有利於麥芽糖低聚糖產生。

圖2  不同酶解工藝低聚糖 HPLC 譜圖比較

樣品 a、b、c 的指紋譜圖如圖3所示，從圖3可以看出，3 個樣品中揮發性物質的種類相似，部分化合物的濃度存在明顯差異，樣品c中的部分成分顯著高於a、b 2個樣品，由此推斷還原糖的產生為生香物質的形成奠定了物質基礎。

圖3  不同的酶解工藝揮發物 GC-IMS 指紋譜圖對比

實驗將甘薯塊根分割成不同組分: 樣品A為全甘薯; 樣品B為去皮層(0.5 cm) 甘薯芯; 樣品C為 B樣品分離而得的皮層組分。將3份樣品製備甘薯風味劑，用GC-IMS分析各樣品揮發性成分的定性定量信息。共檢出64種化合物。

3組樣品中每種揮發性成分的峰體積顯示，樣品B和C區別較明顯，並且樣品B中峰體積大的物質，在樣品C中峰體積小，樣品A中含量通常介於另兩者之間，說明甘薯皮層部分和薯芯的揮發物含量存在較明顯差異。這種差異在3組樣品的 Gallery Plot 指紋譜圖中的表現更加直觀(圖4) ，樣品C的揮發性物質在數量和含量上都更占優勢。3組樣品的感官品評結果也顯示甘薯皮層部分和全薯為原料的風味劑的風味與烤薯更為相似。

圖4  甘薯塊根不同組分製備的風味劑中揮發性化合物 Gallery Plot 指紋譜圖

本文GC-IMS分析烤製去皮甘薯和帶皮甘薯樣品結果顯示的其揮發物含量差別明顯，帶皮甘薯烤製揮發物中苯乙醛、2-乙酰基呋喃、糠醛、5-甲基糠醛、2，5-二甲基呋喃以及醛酮類化合物都高於去皮甘薯，特別是5-甲基糠醛比去皮甘薯高10倍以上。去皮甘薯中2-甲基丙酸甲酯、乙酸丁酯、甲基丙醇含量較高。感官品評結果顯示帶皮甘薯比去皮甘薯的甘薯特征香氣更濃鬱，去皮甘薯花果香更顯著。3種甘薯風味劑的分析結果也顯示以皮層為主要原料製備的風味劑揮發性物質更加豐富。感官品評中皮層製備風味劑香味與烤薯香味更相似一些。因此，說明甘薯皮層部分對甘薯特征香氣形成的貢獻值較大。

烤製甘薯的特征香氣成分是在烤製過程中形成的，生鮮甘薯中的各種酶類對甘薯香氣的形成至關重要，如文獻報道采用微波加熱烤製的甘薯香氣大大減弱，因為微波升溫速度快，酶易失活。生鮮甘薯中酶等活性物質多存在甘薯組織的維管束內汁液中，甘薯皮層部分維管束豐富，活性物質含量高，這可能是皮層對甘薯特征香氣貢獻值較高的原因。

本文以生鮮甘薯為原料通過特定工藝製備了甘薯特征香氣風味劑，采用 GC-IMS 分析技術對風味劑的揮發性成分進行了定性定量分析，並與烤製甘薯相比較。樣品共檢出 60餘種揮發性物質，其中46種被定性，18種物質因為數據庫限製沒有被定性。這些成分在烤製甘薯和研製的甘薯風味劑中都有檢出，但不同樣品中的含量存在較明顯差異。幾種公認的烤製甘薯特征風味物質如麥芽酚和香葉酸甲酯風味劑中的含量與烤製甘薯相當，苯乙醛、2-戊基呋喃風味劑的含量高於烤製甘薯，隻有 2-乙酰基呋喃在烤薯揮發物中含量明顯高於風味劑。

不同樣品揮發物Gallery Plot 指紋譜圖比較和感官品評結果顯示添加澱粉酶有利於風味物質的形成，甘薯皮層對甘薯特征香氣的貢獻率較大，對風味劑的製備是非常必要的。本文甘薯特征香氣風味劑製備工藝簡單不需要高溫烤製過程，更適合規模化生產。