薄皮甜瓜后熟過(guò)程中香氣物質(zhì)的變化

薄皮甜瓜后熟過(guò)程中香氣物質(zhì)的變化

薄皮瓜是甘薯科的一種生生植物。它有著濃郁的味道和甜美的味道。國(guó)內(nèi)外的研究表明:甜瓜果實(shí)揮發(fā)性成分逾240種,主要為酯類(lèi)、醛類(lèi)、醇類(lèi)、含硫化合物、酮類(lèi)及萜類(lèi)化合物(Jordanetal.,2001;Kourkoutasetal.,2006;李國(guó)生等,2010)。蔣玉梅等(2005)、陳存坤(2008)分析厚皮甜瓜表明,酯類(lèi)物質(zhì)是構(gòu)成厚皮甜瓜香氣的主要成分。劉圓等(2008)分析得出薄皮甜瓜玉美人和龍?zhí)鹧┕诘某墒旃麑?shí)中酯類(lèi)物質(zhì)含量占香氣成分的80%以上,并且證實(shí)乙酸-2-甲基-1-丁酯、乙酸己酯和乙酸芐基酯等乙酸酯類(lèi)物質(zhì)是最重要的酯類(lèi)香氣物質(zhì)。前人在甜瓜的芳香物質(zhì)研究中,主要以果實(shí)成熟時(shí)期的香氣成分分析為主,在后熟不同時(shí)期中香氣成分的種類(lèi)和含量的動(dòng)態(tài)變化報(bào)道較少。固相微萃取(solidphasemicroextraction,SPME)技術(shù)是通過(guò)吸附洗脫技術(shù),集采樣、萃取、濃縮、進(jìn)樣為一體(劉春紅,2009),該方法具有操作簡(jiǎn)便,結(jié)果準(zhǔn)確性高、費(fèi)用相對(duì)較低等特點(diǎn)。SPME與氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)聯(lián)用技術(shù),更是為芳香物質(zhì)的測(cè)定提供了精確并且廣泛適用的方法,已被應(yīng)用在蘋(píng)果、黃瓜、茶葉等芳香物質(zhì)測(cè)定上(劉春香等,2002;乜蘭春等,2006;張靈枝等,2007)。本試驗(yàn)采用SPME技術(shù)提取薄皮甜瓜中的揮發(fā)性物質(zhì),通過(guò)GC-MS檢測(cè)其果實(shí)后熟過(guò)程中香氣物質(zhì)的種類(lèi)及相對(duì)含量,并力求建立薄皮甜瓜香氣物質(zhì)的快速檢測(cè)方法,為薄皮甜瓜香氣成分的分析及鑒定提供理論和技術(shù)參考。1材料和方法1.1甜瓜樣品的采集試驗(yàn)選用哈甜-2號(hào)薄皮甜瓜,為哈爾濱市農(nóng)業(yè)科學(xué)院育成的早熟品種。薄皮甜瓜幼苗2010年5月22日定植于哈爾濱市農(nóng)業(yè)科學(xué)院科研基地的日光溫室,6月20日授粉,選取花后35d,大小均勻、顏色鮮艷、花紋清晰的果實(shí)進(jìn)行采摘。將采后的甜瓜樣品于室溫下通風(fēng)、陰涼處貯藏,放置24h后進(jìn)行第1次取樣測(cè)定,每隔3d進(jìn)行1次樣品測(cè)定,共7次,分別編號(hào)1(1d)、2(4d)、3(7d)、4(10d)、5(13d)、6(16d)、7(19d)。每次測(cè)定3次重復(fù)。測(cè)定時(shí)取待測(cè)薄皮甜瓜果實(shí)約2kg,用去離子水將其清洗干凈,除去瓜瓤,破碎為0.5cm3左右的小塊備用。1.2測(cè)試方法1.2.1封蓋溶液的制備采用40mL頂空瓶,放入轉(zhuǎn)子,隨機(jī)稱(chēng)取10g甜瓜樣品,在其中加入5gNaCl、10mL去離子水后封蓋,搖勻備用。樣品靜置10min后,將頂空瓶放入40℃水浴中加熱,加熱裝置為恒溫磁力攪拌器,轉(zhuǎn)子調(diào)至500r·min-1,將萃取頭插入頂空瓶中,距上液面約1cm,萃取30min。1.2.2升溫后升溫程序升溫:溶劑切割2.5min,40℃保持2.5min,4℃·min-1升溫至170℃,保持2min。溶劑切割0min,40℃保持2.5min,8℃·min-1升溫至170℃,4℃·min-1升溫至235℃。1.2.3定性和定量氣體成分?jǐn)?shù)據(jù)的方法2結(jié)果與分析2.1香辛料酯類(lèi)物質(zhì)檢測(cè)應(yīng)用SPME提取哈甜-2號(hào)果實(shí)的揮發(fā)性物質(zhì),經(jīng)GC-MS聯(lián)機(jī)分析后獲得色譜圖,各組分質(zhì)譜經(jīng)計(jì)算機(jī)譜庫(kù)檢索,在7個(gè)時(shí)期樣品中共檢測(cè)出77種揮發(fā)性香氣成分,同時(shí)根據(jù)已發(fā)表文獻(xiàn)注明其相應(yīng)的感官特性(宛曉春等,1997;張東曉,2002;蔣玉梅等,2005;張上隆和陳昆松,2007),詳見(jiàn)表1。哈甜-2號(hào)薄皮甜瓜在7個(gè)時(shí)期,檢測(cè)到的香氣成分分別有53種、59種、54種、45種、37種、36種和41種,這些香氣成分的化學(xué)結(jié)構(gòu)主要是C3~C9脂肪酸所生成的酯類(lèi)以及C2~C12的醛類(lèi)、醇類(lèi)、酮類(lèi)等。77種香氣成分中含有酯類(lèi)物質(zhì)40種,醇類(lèi)物質(zhì)9種,醛類(lèi)物質(zhì)7種,酮類(lèi)物質(zhì)9種,烯類(lèi)物質(zhì)4種,酚類(lèi)物質(zhì)3種,雜環(huán)物質(zhì)5種。薄皮甜瓜香氣物質(zhì)主要是以一些低分子的酯類(lèi)物質(zhì)為主,40種酯類(lèi)中共有5種甲酯、14種乙酯、4種丙酯、7種丁酯、1種戊酯、2種己酯、1種辛酯、4種硫酯及2種苯基酯。果實(shí)的揮發(fā)性香氣物質(zhì)主要是在果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)形成的次生代謝產(chǎn)物,哈甜-2號(hào)果實(shí)在采后不同時(shí)期檢測(cè)到不同的揮發(fā)性成分,在7個(gè)時(shí)期,共有的揮發(fā)性香氣成分達(dá)27種,包括乙醛、正己醛、乙醇、硫代特戊酸、2,4-二乙酰氧基戊烷和22種酯類(lèi)物質(zhì),這些共有的揮發(fā)性香氣成分奠定了甜瓜果實(shí)的基本香氣。2.2哈甜-2號(hào)果實(shí)中酯類(lèi)物質(zhì)的相對(duì)含量變化在哈甜-2號(hào)果實(shí)后熟過(guò)程中,香氣物質(zhì)的種類(lèi)和相對(duì)含量都在不斷變化,香氣成分中酯類(lèi)物質(zhì)在各個(gè)時(shí)期占揮發(fā)性香氣物質(zhì)峰面積的90%以上,可見(jiàn)酯類(lèi)物質(zhì)對(duì)果實(shí)香氣的影響占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。7個(gè)時(shí)期共有的22種酯類(lèi)物質(zhì),以及其在各時(shí)期的相對(duì)含量見(jiàn)表2。選取22種揮發(fā)性酯類(lèi)中相對(duì)含量大于1%的酯類(lèi)物質(zhì),共12種,它們可視為哈甜-2號(hào)果實(shí)的特征性酯類(lèi)(Zhu,2004),分析其在各時(shí)期相對(duì)含量的動(dòng)態(tài)變化(圖1)。由圖1可知,12種酯類(lèi)物質(zhì)中,乙酸乙酯相對(duì)含量明顯高于其他酯類(lèi)物質(zhì)。2,3-丁二醇二乙酸酯相對(duì)含量在果實(shí)后熟前期保持穩(wěn)定,后期(5~7時(shí)期,采后13~19d)明顯增加,其他酯類(lèi)物質(zhì)的最大含量基本出現(xiàn)在后熟前期(1~4時(shí)期,采后1~10d),后期均有減少趨勢(shì)。哈甜-2號(hào)果實(shí)后熟期間,乙酸乙酯所占香氣物質(zhì)峰面積在第4時(shí)期(采后10d)達(dá)到最大值70.26%,在酯類(lèi)物質(zhì)中相對(duì)含量大于50%,其含量對(duì)后熟過(guò)程中果實(shí)香氣的影響較大。2,3-丁二醇二乙酸酯的相對(duì)含量在酯類(lèi)物質(zhì)中也較大,在第5時(shí)期后相對(duì)含量達(dá)到18.52%,且持續(xù)增加。乙酸乙酯和2,3-丁二醇二乙酸酯的相對(duì)含量占揮發(fā)性香氣物質(zhì)峰面積的63%以上,在第4~5時(shí)期(采后10~13d)變化較為劇烈,且二者含量的變化趨勢(shì)相反。3中酯類(lèi)物質(zhì)與甜瓜感官的相關(guān)性近年來(lái),國(guó)內(nèi)外利用SPME和GC-MS聯(lián)用方法對(duì)甜瓜揮發(fā)性物質(zhì)的研究逐步增多。甜瓜的揮發(fā)性香氣成分可以反映果實(shí)的品質(zhì)和成熟度,唐貴敏等(2007)、劉圓等(2008)對(duì)甜瓜果實(shí)的研究發(fā)現(xiàn),未成熟的果實(shí)香氣以醛類(lèi)和醇類(lèi)為代表性物質(zhì),隨著果實(shí)的成熟酯類(lèi)物質(zhì)的含量逐漸增加。本試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)哈甜-2號(hào)薄皮甜瓜果實(shí)后熟過(guò)程中的香氣物質(zhì)包括酯類(lèi)、醛類(lèi)、酮類(lèi)、酚類(lèi)和雜環(huán)類(lèi),其中酯類(lèi)物質(zhì)的相對(duì)含量占明顯優(yōu)勢(shì),進(jìn)一步表明酯類(lèi)物質(zhì)是甜瓜果實(shí)成熟時(shí)期的主要香氣成分。本試驗(yàn)在7個(gè)時(shí)期檢測(cè)到的共有特征性酯類(lèi)12種,亦有相關(guān)報(bào)道表明是甜瓜的呈香物質(zhì)(陳存坤等,2008;劉圓等,2008;李國(guó)生等,2010)。哈甜-2號(hào)薄皮甜瓜特征性酯類(lèi)物質(zhì)中乙酸乙酯的相對(duì)含量顯著高于其他物質(zhì),已有報(bào)道表明乙酸乙酯分別與甜瓜果實(shí)的香氣、苦味、綜合口味等感官檢驗(yàn)項(xiàng)目呈顯著正相關(guān)(劉勇等,2009)。2,3-丁二醇二乙酸酯相對(duì)含量小于乙酸乙酯但遠(yuǎn)大于其他酯類(lèi)物質(zhì),目前未見(jiàn)其感官特性報(bào)道,但在果實(shí)后熟過(guò)程中相對(duì)含量明顯增大,可見(jiàn)其對(duì)后熟時(shí)期的果實(shí)香氣具有一定影響。乙酸乙酯和2,3-丁二醇二乙酸酯的變化較為明顯,特別在果實(shí)后熟時(shí)期呈相反趨勢(shì),推測(cè)二者的相對(duì)含量與果實(shí)后熟程度相關(guān)聯(lián),哈甜-2號(hào)果實(shí)在第4~5時(shí)期(采后10~13d)由成熟轉(zhuǎn)向過(guò)熟。根據(jù)感官評(píng)價(jià),甜瓜可分為果香型、青香型、辛香型、木香型、醛香型等。果香型是指那些具有成熟水果的香氣且伴有甜氣味的香型,香氣成分主要為由C4~C9脂肪酸所生成的酯類(lèi)及C4~C9的醛類(lèi)和醇類(lèi)(乜蘭春等,2004;張上隆和陳昆松,2007),根據(jù)表1中酯類(lèi)物質(zhì)的組成,可推斷哈甜-2號(hào)薄皮甜瓜的成熟果實(shí)為果香型。本試驗(yàn)雖已鑒定出哈甜-2號(hào)薄皮甜瓜的香氣物質(zhì)及其相對(duì)含量,但無(wú)法對(duì)比某種香氣物質(zhì)對(duì)果實(shí)香氣(感官)形成的貢獻(xiàn)率大小,這是由于香氣成分對(duì)果實(shí)香氣的影響與其風(fēng)味閾值有關(guān),還應(yīng)對(duì)相關(guān)香氣物質(zhì)的風(fēng)味閾值做進(jìn)一步的確定。為了更深入地研究香氣成分在甜瓜果實(shí)后熟過(guò)程中的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律,還需考慮多種因素,如:不同的甜瓜品種、成熟度、種植條件、貯藏方式等對(duì)香氣成分的影響(陳小央和胡晉,2010),另外不同的提取分離方法(Kempetal.,1972;Yamaguchietal.,1977)對(duì)甜瓜香氣物質(zhì)的鑒定也有一定影響。選用DVB/CAR/PDMS50/30μm萃取頭(美國(guó)Supelco公司),270℃老化1h備用。采用SE-54毛細(xì)管柱(中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所)(30m×0.32mm