馬越,謝國莉,韓瑪莉娜,曹奇光,陳紅梅
(1.北京電子科技職業(yè)學(xué)院生物工程學(xué)院,北京 100176;2.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院,遼寧 沈陽 110866)
皇冠梨,別名黃金梨、豐水梨,是薔薇目薔薇科植物的一種,以其品質(zhì)優(yōu)良優(yōu)、抗性強(qiáng)、結(jié)果實(shí)早及連年豐產(chǎn)等特性,深受歡迎?;使诶婀麑?shí)卵形或近球形,果心小,果肉潔白,質(zhì)細(xì)膩,石細(xì)胞及殘?jiān)?,松脆多汁,果形周正,可食率較高,而且肉嫩多汁,風(fēng)味酸甜且?guī)巯?,很適合用于加工果汁飲料[1],另外梨中含有一定量的蛋白質(zhì)、脂肪、胡羅卜素、維生素B1、維生素B2、蘋果酸等人體必需的物質(zhì),所含有的熱量也比同量的其他瓜果高。為深入開展皇冠梨果實(shí)深加工研究,提高其經(jīng)濟(jì)價(jià)值,本課題采用氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(gas chromatography with mass spectrometry,GC-MS)分析方法檢測皇冠梨皮、汁、肉中的揮發(fā)性香氣成分,為皇冠梨的產(chǎn)品深加工提供理論依據(jù)。
皇冠梨:產(chǎn)自河北省藁城市。
AR224CN 型電子天平:北京天平醫(yī)用廠;601 超級恒溫水浴鍋:江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠;7890A/5975C 氣相-質(zhì)譜聯(lián)用儀:美國Agilent 公司;固相微萃取裝置及50/30 μM DVB/CAR/PDMS 萃取頭:美國Supelco 公司。
1.3.1 樣品處理
挑選成熟完好的皇冠梨,洗凈,待用。
果皮樣品:用水果刀將皇冠梨的果皮削掉,將削掉的果皮放入研缽內(nèi)充分研磨,剔除液體,使用定性濾紙將果皮水分吸干,待用。
果肉樣品:將去皮的皇冠梨用水果刀切開,挖除果心及不能食用部分,將果實(shí)果肉切塊,放入研缽內(nèi)充分研碎,剔除液體,使用定性濾紙吸干果肉的水分,待用。
果汁樣品:取干凈果實(shí),挖除果心及不能食用部分,破碎打漿,攪拌均勻,將果漿用紗布過濾,取清液,待用[2]。
1.3.2 香氣成分萃取
取10 g 樣品置于50 mL 的錐形瓶中,加入1 g NaCl,置于45 ℃水浴中平衡45 min,插入萃取針,頂空萃取30 min 后,將萃取針插入氣相色譜進(jìn)樣口,將萃取針頭解析5 min[3]。
1.3.3 氣相色譜條件
色譜柱 DB-5MS(30 m×250 μm,0.25 μm);進(jìn)樣口溫度:250 ℃;升溫程序以 50 ℃保持 1 min,以 3 ℃/min升到 110 ℃,保持 1 min,以 5 ℃/min 升到 180 ℃,保持1 min,以 8 ℃/min 升到 250 ℃,保持 1 min;載氣:高純He;柱溫 50 ℃;氣體流量 1.0 mL/min[3]。
1.3.4 質(zhì)譜條件
質(zhì)譜四級桿溫度150 ℃;離子源溫度230 ℃;離子源:EI;電子能量:70 eV;掃描范圍:35 amu~625 amu[3]。
1.3.5 定性定量分析
掃描圖譜與NIST08.L 譜庫對照進(jìn)行鑒定,并用氣相色譜峰面積歸一化定量計(jì)算出各香氣成分樣品中的相對含量。
圖1為皇冠梨的皮、肉、汁樣品香氣成分色譜圖,各組分鑒定的結(jié)果如表1所示,圖2為皇冠梨的皮、肉、汁樣品中不同大類香氣成分百分比對比圖。
從皇冠梨的皮樣中檢測出香氣成分33 種。其中酯類物質(zhì)23 種,醛酮類物質(zhì)1 種,烯類物質(zhì)6 種,酸類物質(zhì)1 種,苯類物質(zhì)2 種。主要香氣成分為酯類:苯甲酸乙酯、正己酸乙酯、苯甲酸甲酯、順式-4-辛烯酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸己酯、2,4-癸二烯酸乙酯、乙酸葉醇酯、2-甲基丁酸乙酯、己酸甲酯,相對含量分別為7.89%、4.54%、3.46%、2.04%、1.44%、0.95%、0.93%、0.87%、0.85%、0.68%。醛酮類:甲基庚烯酮,相對含量0.42%。烯類:3,7,11-三甲基-1,3,6,10-十二碳-四烯、黏蒿三烯、(+)-α-長葉蒎烯、3,7,11-三甲基-1,3,6,11-十二碳-四烯、γ-欖香烯、右旋萜二烯,相對含量分別為 37.60%、1.18%、0.54%、0.38 %、0.19 %、0.17%。酸類:乙基(E)-4-庚烯酸,相對含量為0.10%。苯類:1,4-二甲苯及1,3-二甲苯,相對含量分別為0.10%、0.01%。
圖1 皇冠梨的皮、肉、汁樣品香氣成分色譜圖Fig.1 The chromatograms of aroma components in the pericarp ,pulp and juice samples of huangguan pear
表1 皇冠梨皮樣、肉樣、汁樣香氣成分分析Table 1 Analysis of huangguan pear skin,meat,juice aroma components
續(xù)表1 皇冠梨皮樣、肉樣、汁樣香氣成分分析Continue table 1 Analysis of huangguan pear skin,meat,juice aroma components
圖2 3 個(gè)樣品中不同大類香氣成分百分比Fig.2 Percentage of different major aromatic components in three samples
經(jīng)與果肉和果汁對比分析,皇冠梨皮樣中含有的特有成分包括:苯甲酸甲酯、順式-4-辛烯酸乙酯、乙酸葉醇酯、2-甲基丁酸乙酯、己酸甲酯、甲基庚烯酮、黏蒿三烯、(+)-α-長葉蒎烯、3,7,11-三甲基-1,3,6,11-十二碳-四烯、γ-欖香烯、右旋萜二烯、乙基(E)-4-庚烯酸、1,4-二甲苯、1,3-二甲苯等 14 余種成分。
從皇冠梨的肉樣中檢測出香氣成分16 種。其中酯類物質(zhì)5 種,醛酮類物質(zhì)5 種,烯類物質(zhì)3 種,酚類物質(zhì)1 種,醇類物質(zhì)1 種,呋喃類物質(zhì)1 種。主要香氣成分為酯類:乙酸己酯、苯甲酸乙酯、丁酸己酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二異丁酯,相對含量分別為5.30%、3.37%、0.42%、0.36%、0.17%。醛酮類:反式-2-己烯醛、2-己烯醛、甲基庚烯酮、正己醛、壬醛,相對含量分別為2.78%、1.64%、1.48%、1.02%、0.71%。烯類:3,3-二甲基-1-己烯、3,3-二甲基-2-己烯、3,7,11-三甲基-1,3,6,10-十二碳-四烯,相對含量分別為 1.34%、1.06%、0.79%。酚類:2,4-二叔丁基苯酚,相對含量為0.42 %。醇類:正己醇,相對含量為33.32%。呋喃類:2-正戊基呋喃,相對含量為1.9672%。
經(jīng)與果皮和果汁比對分析,皇冠梨肉樣中含有的特有成分包括:丁酸己酯、鄰苯二甲酸二丁酯、反式-2-己烯醛、2-己烯醛、甲基庚烯酮、正己醛、3,3-二甲基-1-己烯、正己醇等8 余種成分。
從皇冠梨的汁樣中檢測出的香氣成分18 種。其中酯類物質(zhì)1 種,醛酮類物質(zhì)10 種,烯類物質(zhì)3 種,酚類物質(zhì)3 種,呋喃類物質(zhì)1 種。主要香氣成分為酯類:鄰苯二甲酸二異丁酯,相對含量為0.19%。醛酮類:反式-2-己烯醛、正己醛、壬醛、正辛醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、癸醛、反-2-辛烯醛、反式-2-壬烯醛、(E,E)-2,4-己二烯醛、(E,E)-2,5-己二烯醛,相對含量分別為 26.84 %、22.48 %、2.88 %、0.43 %、0.38 %、0.37 %、0.25%、0.25%、0.12%、0.04%。烯類:5-溴-2-甲基-2-戊烯、3,7-二甲基-1,3,7-辛三烯、5-甲基己烯,相對含量分別為0.25%、0.17%、0.01%。酚類:2,4-二叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基對甲苯酚、2,5-二叔丁基苯酚,相對含量分別為0.97%、0.61%、0.33%。呋喃類:2-正戊基呋喃,相對含量為0.399 1%。
經(jīng)與果皮和果肉比對分析,皇冠梨汁樣中含有的特有成分包括:鄰苯二甲酸二異丁酯、反式-2-己烯醛、正己醛、正辛醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、反-2-辛烯醛、5-溴-2-甲基-2-戊烯、2,6-二叔丁基對甲苯酚8 種成分。
皇冠梨皮、肉、汁樣香氣成分比較見圖3。
皇冠梨皮、肉、汁樣中香氣成分共鑒定出56 種,由酯類、醛酮類、烯類、酸類、酚類及其他化合物組成[4]。
2.2.1 酯類成分比較
由比對分析可知,3 個(gè)樣品中均含有酯類物質(zhì),其中果皮中最多,果肉居中,果汁最少,分別占香氣物質(zhì)的27.21%、9.63%、0.19%。大多數(shù)酯類具有花、果香氣,如苯甲酸乙酯具有依蘭油香氣;苯甲酸甲酯具有強(qiáng)烈的花香和櫻桃香味;順式-4-辛烯酸乙酯具有蘋果香味;正己酸乙酯具有水果香味;乙酸乙酯具有水果香味。果皮含有酯類物質(zhì)明顯高于果肉與果汁,其中苯甲酸乙酯、正己酸乙酯、苯甲酸甲酯、順式-4-辛烯酸乙酯及丁酸乙酯這5 種酯含量明顯高于其他酯類,果肉中乙酸乙酯與苯甲酸乙酯含量均較高,但乙酸己酯含量高于苯甲酸乙酯1.93 個(gè)百分點(diǎn)。綜上所述,果皮中以苯甲酸乙酯、正己酸乙酯、苯甲酸甲酯、順式-4-辛烯酸乙酯及丁酸乙酯為主要香氣成分之一,果肉以乙酸乙酯、苯甲酸乙酯為主要香氣成分,果肉中香氣成分不以酯類為主。
圖3 3 個(gè)樣品共同含有成分含量對比圖Fig.3 Contrast diagram of the component content of three samples
2.2.2 醛酮類成分比較
由比對分析可知,3 個(gè)樣品中均含有醛酮類物質(zhì),其中果汁中含量最多,果肉居中,果皮最少,分別占香氣物質(zhì)的0.42%、7.63%、54.03%。正己醛、反式-2-己烯醛、壬醛在果肉和果汁樣品中均有檢出,總量分別占果肉樣及果汁樣中香氣物質(zhì)的4.50%、52.20%。甲基庚烯酮在果皮和果肉中均有檢出,總量分別占果皮樣及果肉樣中香氣物質(zhì)的0.42%、1.48%。醛酮類成分具有一定的香氣,如反式-2-己烯醛具有新鮮的綠葉香味;甲基庚烯酮具有水果香氣和新鮮清香香氣;壬醛具有玫瑰、柑橘等香氣、青味、油脂味;癸醛稀薄時(shí)具有果味香[5]。
2.2.3 烯類
由試驗(yàn)結(jié)果可知,果皮和果肉中均含有3,7,11-三甲基-1,3,6,10-十二碳-四烯,分別占果皮樣的37.60%、果肉樣的0.79%。果皮中黏蒿三烯含量也相對較高,占果皮樣香氣成分的1.17%。果肉樣中分別含有 3,3-二甲基-1-己烯、3,3-二甲基-2-己烯及3,7,11-三甲基-1,3,6,10-十二碳-四烯,分別占香氣物質(zhì)的1.34%、1.06%、0.80%。果汁樣中分別含有5-溴-2-甲基-2-戊烯、3,7-二甲基-1,3,7-辛三烯及 5-甲基己烯,分別占香氣物質(zhì)的0.25%、0.17%、0.01%。
2.2.4 酸類成分比較
由試驗(yàn)結(jié)果可知,只有皮樣中含有酸類香氣成分乙基(E)-4-庚烯酸,占香氣物質(zhì)的0.10%。
2.2.5 酚類成分比較
由比對分析可知,果肉樣中含有2,4-二叔丁基苯酚,占香氣物質(zhì)的0.42%。果汁樣中含有2,4-二叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基對甲苯酚、2,5-二叔丁基苯酚,分別占香氣物質(zhì)的0.97%、0.61%、0.33%。樣品中的酚類物質(zhì)具有一定的抗氧化性。
2.2.6 皇冠梨與其他果梨香氣成分對比分析
庫爾勒香梨[6]主要香氣成分有己醛、己酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸己酯、乙醇、油酸乙酯、反2-己烯醛、α-法尼烯、甲酸辛酯、乙酸丁酯、反2-順4-癸二烯酸乙酯,其中酯類占50 %,醛類占20 %,醇類占10 %,其他還有酸類、酮類和烯酸類物質(zhì)。南國梨汁[7]中共鑒定出8 種化學(xué)成分,主要是酯類化合物,其次是醇類化合物,其中乙酸乙酯(3.8 %)、丁酸乙酯(14.49 %)、己酸甲酯(4.86%)、己酸乙酯(48.9%)、乙酸己酯(4.93%)、α-法呢烯(13.9%)、2,6-二甲基-6-(4-甲基-3-丙烯基)雙環(huán)[3,1,1]庚-2-烯(7.12%)、乙醇(1.6%)。水晶梨汁[8]中揮發(fā)性成分共鑒定出23 種,主要含有的香氣成分為乙酸乙酯(8.53%)、丙酸乙酯(19.51 %)、丁酸丁酯(10.32 %)、丙烯基二氧甲苯酯(3.80%)、環(huán)己烯(4.29%)、乙醇(9.82%)等。愛宕梨汁[7]中揮發(fā)性成分只鑒定出11 種,主要含有的香氣成分為乙酸乙酯(24.56 %)、丁酸乙酯(0.4 %)、丁酸丁酯(4.59%)、2-甲基丁酸乙酯(32.53%)、十一醇(16.02%)、異丙醇(17.81%)。金珠果梨[9]共鑒定出香氣成分53種,梨皮,梨肉,梨汁中均含有大量正己酸乙酯、丁酸乙酯、辛酸乙酯,梨皮樣、梨肉樣及梨汁樣中3 種酯的總和分別占香氣物質(zhì)的69.42%、30.90%、29.15%。除此之外還含有己烯醛、壬醛,癸醛,且3 種醛總含量分占梨皮樣、梨肉樣及梨汁樣中香氣物質(zhì)的10.38 %、12.88%、7.13%。通過對比可知,皇冠梨香氣成分中反式-2-己烯醛、乙酸己酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯明顯高于其他5 種水果,其中反式-2-己烯醛具有新鮮的綠葉香味、乙酸己酯具有水果果香、苯甲酸甲酯有強(qiáng)烈的花香和櫻桃香味、苯甲酸乙酯具有依蘭油香氣,從而使得皇冠梨具備了自己獨(dú)特的風(fēng)味。
采用GC-MS 分析技術(shù)對皇冠梨的皮樣、肉樣及汁樣進(jìn)行香氣成分的分析,結(jié)果顯示:共鑒定出香氣成分56 種,3 個(gè)樣品中均含有酯類物質(zhì),其中果皮中最多,果肉居中,果汁最少,分別占香氣物質(zhì)的27.21%、9.63%、0.19%。除此之外還含有正己醛、反式-2-己烯醛、壬醛,且總量分別占果肉樣及果汁樣中香氣物質(zhì)的4.50%、52.20%,甲基庚烯酮占果皮樣及果肉樣中香氣物質(zhì)的0.42%、1.48%。其中反式-2-己烯醛具有新鮮的綠葉香味;甲基庚烯酮具有水果香氣和新鮮清香香氣;壬醛具有玫瑰、柑橘等香氣、青味、油脂味;癸醛稀薄時(shí)具有果味香,使得皇冠梨具備了怡人的風(fēng)味。與其他果梨相比,反式-2-己烯醛、乙酸己酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯使得皇冠梨具有自身的典型性風(fēng)格。
皇冠梨中含有具有不飽和鍵的成分如烯酸、酚類物質(zhì)等,具有顯著清除羥基的功效,表明皇冠梨具有強(qiáng)烈的抗氧化作用[10]。
經(jīng)試驗(yàn)分析,皇冠梨果皮中香氣成分較為豐富,共檢測出33 種,其中特有成分14 余種,因此,建議在加工皇冠梨果汁、果脯、罐頭等產(chǎn)品時(shí),盡量保留果皮,以保留產(chǎn)品獨(dú)特香氣[11]?;使诶嫒鈽又袡z測出香氣成分16 種,皇冠梨汁樣中檢測出的香氣成分18 種,其中特有成分共近20 種,因此適宜加工生產(chǎn)果汁、罐頭產(chǎn)品。