gc-ms分析崗旬果及其加工過程中香氣成分的變化

gc-ms分析崗旬果及其加工過程中香氣成分的變化

又名山椒和桃金娘，是桃金娘科桃金娘的漿果。據(jù)《廣東植物志》記載,崗稔是桃金娘科桃金娘屬在我國唯一有天然分布的一種,廣泛分布于我國東南部、南部至西南部的丘陵和坡地,南亞、東亞、東南亞等地也有分布,資源非常豐富。崗稔果在我國具有悠久的藥食兩用歷史,鮮果的糖分等可溶性固形物含量高,還富含黃酮和多糖類等功效成分,具有較高的經(jīng)濟(jì)利用價值。近10年來,眾多研發(fā)人員針對崗稔的果汁、保健飲料和果酒等產(chǎn)品的開發(fā)開展了大量工作。如鄭聯(lián)合等利用崗稔果豐富的果膠物質(zhì)研究了混濁型崗稔果汁生產(chǎn)工藝;劉芳等根據(jù)崗稔汁富含單寧和果膠等成分易引起果汁苦澀味和連續(xù)沉淀的問題,采用果膠酶、明膠、蛋清、蜂蜜及其組合的方法研究了崗稔果汁澄清工藝,得到合理的配方和工藝;吳方龍等以桃金娘、枸杞、紅棗為主要原料,在分析其營養(yǎng)成分的基礎(chǔ)上進(jìn)行原料配伍,研制成低糖的復(fù)合保健飲料;胡豐林等以及本課題組對崗稔干紅果酒發(fā)酵工藝進(jìn)行了系統(tǒng)研究,得到以預(yù)澄清崗稔原汁為發(fā)酵基料的合理工藝。目前,已生產(chǎn)應(yīng)用崗稔食品主要以酒類為主,如廣西博白、金秀等地一些企業(yè)已開發(fā)生產(chǎn)稔子酒。在漿果深加工過程中,不僅要盡量保持原果的營養(yǎng)成分,還要充分保留原果中特有的芳香物質(zhì)。原果芳香物質(zhì)是構(gòu)成果汁、果酒類食品特征風(fēng)味的重要成分,對產(chǎn)品感官質(zhì)量具有重要影響。崗稔鮮果具有一種怡人的清新香氣,但是在崗稔果汁和果酒研發(fā)過程中,發(fā)現(xiàn)原果香風(fēng)味有不同程度消失,對產(chǎn)品質(zhì)量具有一定的影響。為了解決這一關(guān)鍵問題,本試驗(yàn)對廣東南嶺當(dāng)?shù)匾吧鷯忥r果及其果汁、果酒的芳香風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行了GC-MS對比分析,旨在為探討崗稔鮮果深加工過程中風(fēng)味成分變化特性和增強(qiáng)原果風(fēng)味的途徑提供理論依據(jù)。1材料和方法1.1復(fù)合果膠酶崗稔鮮果:120kg,韶關(guān)市水果市場,入冷庫待用;復(fù)合果膠酶:廣東遠(yuǎn)天酶制劑廠;葡萄酒釀酒活性干酵母:QA23,法國Lalvin;二氯甲烷:氣相色譜純,廣州化學(xué)試劑廠。1.2發(fā)酵罐、水處理系統(tǒng)生化培養(yǎng)箱、電熱干燥箱、恒溫水浴鍋、榨汁機(jī)、酸度計、糖度計、硅藻土過濾機(jī)、7L全自動發(fā)酵罐:鎮(zhèn)江日泰生物工程設(shè)備有限公司;GC-MS聯(lián)用儀:TRACEGC/DSQ,美國熱電。1.3方法1.3.1l二氯甲烷的制備取成熟的崗稔鮮果100g搗成糊狀,加入30mL二氯甲烷,充分?jǐn)嚢杈鶆?。萃取瓶振蕩萃?h,靜置12h后取下層二氯甲烷液,加無水硫酸鈉完全脫水,過濾,用棕色香精瓶裝并密封,-25℃保藏待用。1.3.2冷卻、過濾器過濾崗稔鮮果壓榨破碎,添加0.4%復(fù)合果膠酶于45℃酶解液化2h,滅酶后冷卻,紗布過濾。添加0.3%硅藻土過濾,清汁裝瓶后70℃巴氏殺菌25min。取崗稔果汁100mL,用30mL二氯甲烷振蕩萃取1h,靜置12h后分離取下層二氯甲烷液,脫水、保藏、裝瓶、密封,-25℃。1.3.3發(fā)酵、過濾裝瓶、貯藏取上述酶解后的果稔全汁,接入0.3%葡萄酒釀酒活性干酵母,28℃恒溫發(fā)酵至含糖量<0.4%,過濾裝瓶,17℃貯藏。取崗稔果酒100mL,用30mL二氯甲烷振蕩萃取1h,靜置12h后分離取下層二氯甲烷液,脫水、保藏、裝瓶、密封,-25℃。1.3.4儀器和質(zhì)譜條件分別量取上述3種芳香物質(zhì)提取液各5mL,分別用二氯甲烷定容稀釋至50mL后測定。測定條件:TRACEGC/DSQ氣質(zhì)聯(lián)用儀。GC條件:色譜柱為DB-5MS石英毛細(xì)管柱,60m×0.25mm×0.25μm;載氣為高純氦(99.999%);柱流量1mL/min;不分流進(jìn)樣;進(jìn)樣口溫度220℃,停20min;傳輸線溫度220℃;進(jìn)樣量1μL。程序升溫,柱溫40℃(1min)-10℃/min-230℃(3min)。MS條件:電離方式EI,電子能量70eV,發(fā)射電流200mA,離子源溫度220℃,質(zhì)量掃描范圍50~350m/z,溶劑延遲7min。成分鑒定用隨機(jī)所帶的美國NISTLibrary(2002版)質(zhì)譜庫檢索,對照質(zhì)譜匹配度進(jìn)行初步鑒別,相似度高于60%的取最高相似度的鑒定為相應(yīng)物質(zhì),否則定為未知物。相對含量的確定采用峰面積歸一化法。2崗?fù)」枷愠煞謭D1為崗稔鮮果、果汁和果酒氣相色譜離子流圖。表1為崗稔鮮果、果汁、果酒芳香物質(zhì)成分表。崗稔鮮果芳香提取物被分離出306種組分,對其中相對含量高于0.1%的23種成分(占總相對含量的83.29%)進(jìn)行了鑒定。結(jié)果表明,崗稔鮮果的芳香物質(zhì)以萜烯和萜烯的含氧衍生物為主,約占總相對含量的67%。其中α-蒎烯(23.29%)、丁炔-3-酮基薄荷烯醇(20.06%)、β-丁香烯(8.61%)、7-甲基-反式十四烷烯醇乙酸酯(6.92%)、12-羥基十八酸(4.40%)、莰烯(4.39%)以及幾個未知成分是崗稔原果香味的主要成分。在對崗稔鮮果芳香物質(zhì)提取時發(fā)現(xiàn)一個有趣現(xiàn)象,即二氯甲烷萃取液在完成過濾后,當(dāng)濾紙上的二氯甲烷溶劑揮發(fā)后濾紙邊緣曾出現(xiàn)無色毛茸狀結(jié)晶物出現(xiàn),但在室溫下又很快升華消失,估計是上述某種主要成分形成的。崗稔果汁芳香提取物中分離出471種成分,對其中相對含量高于0.1%的25種成分進(jìn)行了鑒定。結(jié)果表明,崗稔果汁芳香成分以脂肪酸、萜烯類及其含氧衍生物為主(占總相對含量的43%),其中十八烷酸(10.93%)、十六烷酸(7.92%)、12-羥基十八烷酸(6.21%)、苯乙烯(5.97%)、亞油酸(4.75%)、鄰甲氧基苯酚(3.66%)等是其相對含量高的主要成分。與鮮果相比,崗稔果汁的特征芳香成分發(fā)生了較大變化,脂肪酸成為含量最大的風(fēng)味物質(zhì),原果香氣中含量最大的α-蒎烯幾乎消失,但還保留了丁炔-3-酮基薄荷烯醇(3.18%)和β-丁香烯(2.98%)等鮮果芳香特征成分。在實(shí)際的感官風(fēng)味變化上,崗稔果汁的香味與崗稔鮮果香味有一定區(qū)別,鮮果原有獨(dú)特的清新香味有所減弱,同時出現(xiàn)一種略帶混濁的香味,滋味上也出現(xiàn)明顯的酸感。崗稔果汁風(fēng)味上的變化與加工工藝有密切關(guān)系,估計鮮果壓榨破碎、果肉液化酶解以及果汁加熱殺菌等工序?qū)ζ滹L(fēng)味影響較大。在鮮果壓榨破碎時部分種子會被壓碎,種子中的脂肪酸可能進(jìn)入果汁。陳濤等對崗稔種子乙醚提取物進(jìn)行GC-MS分析,也證明亞油酸、十六烷酸、十八烷酸等脂肪酸,以及β-丁香烯是崗稔種子揮發(fā)油的主要成分。果肉液化酶解可能會釋放一些與蛋白質(zhì)、果膠等大分子有關(guān)或與其結(jié)合的風(fēng)味物質(zhì),如有機(jī)酸、氨基酸等,對果汁的滋味也會產(chǎn)生影響。此外,在加熱殺菌過程中揮發(fā)性原果風(fēng)味也會有不同程度的損失。崗稔果酒芳香提取物中分離出280種成分,對其中相對含量高于0.1%的25種成分進(jìn)行了鑒定(表1),結(jié)果表明,崗稔果酒以發(fā)酵性酒香物質(zhì)為主(占總相對含量的55%),其中苯乙醇(32.13%)、戊醇(17.8%)、丁二酸單乙酯(1.38%)等由酵母等微生物發(fā)酵代謝物生成的二次香氣成分是其主要組分。崗稔鮮果一次香氣(原果香氣)成分α-蒎烯、丁炔-3-酮基薄荷烯醇、β-丁香烯、7-甲基-反式十四烷烯醇乙酸酯、莰烯等在發(fā)酵過程中會隨二氧化碳揮發(fā)而消失,果汁中的脂肪酸可能也被微生物所利用。在感官風(fēng)味上,崗稔干紅新酒香氣中原果香氣特征已不明顯,代之以苯乙醇等成分的特征酒香風(fēng)味。3+發(fā)酵對于基于型表面活性劑的應(yīng)用崗稔果擁有清新的獨(dú)特果香風(fēng)味,其主要成分主要為易揮發(fā)的α-蒎烯、丁炔-3-酮基薄荷烯醇、β-丁香烯、莰烯等萜烯及含氧衍生物。崗稔果在深加工過程中如果處理不當(dāng),原香風(fēng)味損失較大,會影響產(chǎn)品品質(zhì)。崗稔果汁加工過程中,破果時盡量減少種子被壓碎,同時也要避免高溫長時間處理,盡量減少丁炔-3-酮基薄荷烯醇和β-丁香烯等原果香氣成分的損失,以及亞油酸、十六烷酸、十八烷酸等非原果風(fēng)味的形成,從而保留崗稔果的風(fēng)味特征。在崗稔干紅果酒的生產(chǎn)過程中,原汁發(fā)酵的崗稔果酒原果香味基本消失,芳香物質(zhì)的直接揮發(fā)、被酶解轉(zhuǎn)化、被微生物利用、被空氣氧化等都可能是重要原