小浆果香气成分研.ppt

小浆果香气成分研究进展 小浆果 小浆果是指果实相对较小而柔嫩多汁的一类果树的总称 小浆果类果树大多为灌木 少部分为小乔木 藤本和多年生草本植物 主要包括越橘 Vaccinium 树莓 Rubus 茶藨子 Ribes 沙棘 Hippophae 蓝靛忍冬 Lonicera 草莓 Fragaria 五味子 Schisandr 酸浆 Physalis 等 小浆果营养丰富 风味独特 是当前各国热衷开发和利用的 第三代 水果 水果的风味 水果种类虽多 但其味感成分却大致相同 均以甜味和酸味为主体 水果的甜味物质主要是单糖 如葡萄糖 果糖等 酸味物质则主要是有机酸 如柠檬酸 苹果酸 酒石酸等 不同的水果其甜酸比差别甚大 除此之外 某些水果也会含有一些其他的味感成分 水果中的主要挥发性芳香组分是碳氢化合物 主要成分是萜烯 terpene 一元醇 monovalentalcohol 萜烯醇 terpenalcohol 酸 monocarbonicacid 酯 ester 醛 aldehyde 和酮 Ketone 水果间香气的差别 水果的类别和品种 果实的成熟度 贮存条件等有关 许多水果的果肉与果皮的嗅感成分也有较大差别 因而用不同加工方法所生产的果汁 其风味也会不同 科学工作者已对苹果 梨 桃 杏 草莓 树莓 黑醋栗 葡萄 菠萝 甜橙 柠檬 香蕉的芳香物质混合物组成情况进行了研究 典型特征香味主要是由酯 醛 酮以及醇和挥发酸类物质构成的 一黑加仑 黑穗醋栗 黑穗醋栗 RibesnigrumL 的芳香成分非常复杂 已鉴定出的香气成分有200多种 以脂族酯 萜烯类 醇类为主 还有烃类 醛类 酮类 酸类 醚类 酚类 呋喃类 含硫化合物 含氧化合物等 其中单烯萜和倍半萜占芳香物质总量的80 研究发现黑穗醋栗浆果经戊烷萃取后再用水蒸馏 在150 以上获得挥发物中含有许多萜烯 半萜烯和萜烯醇 其中含量较多的成分是 3 蒈烯 75 9 和石竹烯 11 6 黑穗醋栗果实通常散发一种独特的香气 以溶剂浸提的方法测定黑穗醋栗的风味物质结果表明 黑穗醋栗的挥发物组成主要是低沸点 挥发性强的化合物 如 丁二酮 丁酸乙酯 桉树脑 芳樟醇 4 柠檬烯醇 萜品醇 4 萜品醇 其中对黑穗醋栗的特征香味有重要影响的化合物是 丁酸甲酯 丁酸乙酯 桉树脑 丁二酮和一种具有特殊香气的微量成分 经研究发现 这种特殊香气的化合物是4 甲氧基 2 甲基 2 巯基丁酮 该化合物在水溶液中阈值为6 10mg L 1 对黑穗醋栗鲜果的研究发现 黑穗醋栗果实中除了大量的萜类化合物外还有一些重要的脂族酯也对果实香味起重要作用 沙棘 沙棘 HippophaerhamnoidesL 成熟果实能释放出令人愉悦的芳香气味 其香味组成以酯类为主 还含有一些萜类 醇类 酚类 醛类 酮类以及有机酸 从沙棘果实中分离出了60种香气物质 香气物质的总含量为36mg kg 1 含量最多的组分为酯类 尤其是乙酯和3 甲基丁酯 有人分析了沙棘制成的沙棘精油的香气成分 共鉴定出30种化合物 主要是脂族酯 醇类和一些碳氢化合物 其中含量最多的是十二癸烯酸乙酯 辛酸乙酯 癸醛 癸酸乙酯 十二烷酸乙酯 在7种沙棘冷冻果中分离出了45种香气成分 酯类 醇类和酸类的含量丰富 其中2 乙基丁酸甲酯 3 乙基丁酸甲酯 己酸乙酯 3 甲基丁基 3 丁酸甲酯 辛酸乙酯及3 甲基己酸丁酯占挥发物总量的70 以上 中国沙棘的果实挥发油含有大量的脂肪醛及少量的缩醛 有人认为沙棘具有类似柑橘类水果样的香味 而有人把沙棘果的芳香描绘为草莓 梨及果样的香气 对沙棘果香味有重要作用的挥发性组分是己酸乙酯 3 甲基丁基 3 丁酸甲酯 3 甲基丁 3 甲基己酸丁酯 3 甲基苯甲酸丁酯和3 甲基辛酸丁酯 越橘 越橘果实的香气物质含量较少 香味比较清淡 高丛越橘 VacciniumcorymbosumL 香气物质的含量只有0 5 0 75mg kg 1 高丛越橘果实中含量最多的香气物质是各种各样的C6化合物 包括饱和及不饱和醇 醛类如 己醛 顺 2 己烯醛 己醇 反 2 己烯醇 顺 3 己烯醇 萜醇类如 香叶醇异构体 萜品醇 芳樟醇和乙酸乙酯 异戊酸乙酯 柠檬烯等 以及一些在果实中常见的醇类 矮丛越橘果实中酯占香气物质总量的10 50 醇占25 40 萜类占2 15 有人从野生矮丛越橘中分离出了23种香气物质 13种为酯类 含量最高的化合物有3 甲基丁酸甲酯 柠檬烯 2 壬酮 2 乙基丁酸甲酯 从兔眼越橘 V asheiL 中鉴定出的香气物质有醛类 酮类 醇类 萜类 酯类 芳香碳氢化合物和3 甲基取代的茚满酮 据报道 在兔眼越橘的香气成分中含量最多的化合物为 乙酸乙酯 柠檬烯 己醇 顺 2 己烯醇 庚醇 瓜菊醇酮 紫罗酮 4 萜品醇 2 十二酮 萜品醇 1 香芹醇 橙花醇 丁香酚 有研究发现 高丛越橘中含有羟基香茅醇 乙酸法呢酯 法呢醇 肉豆蔻醚等特征香气成分 根据嗅觉分析这些纯化合物的结果认为它们具有果香或越橘的风味 此外 该试验还表明 乙基 3 羟基 3 丁酸甲酯和其他的羟基酯混合 可产生与欧洲越橘 V mytillus 相似的香味 与高丛越橘不同的是 矮丛越橘中有香气活性的化合物以酯为主 主要包括3 甲基丁酸甲酯 3 甲基丁酸乙酯 2 甲基丁酸乙酯 2 甲基丁酸甲酯 芳樟醇和丁酸甲酯 另一个试验发现 芳樟醇和顺式 3 己烯醇两种香气物质混合在一起可产生像越橘一样的风味 而顺 3 己烯醇 反式 2 己烯醛 反式 2 己烯醇 芳樟醇和香叶醇混在一起产生的香味与新鲜的兔眼越橘果实中分离出的香味类似 树莓 树莓的香气物质含量较丰富 已鉴定出200多种香气成分 其组成以萜类为主 还含有一些酮 醛 酯和醇等成分 Honkanen等从野生的芬兰树莓 RubusidaeusL 新鲜果实中分离出75种香气物质 各化合物的构成与栽培树莓类似 萜类占30 酮和醛占27 醇占23 酯占13 呋喃占5 据报道 在树莓中含量最多的香气物质有 苯甲醛 蒎烯 紫罗酮 紫罗酮 石竹烯 香叶醇 香叶烯 萜品烯 反式 罗勒烯 乙酸乙酯 庚酸乙酯 树莓酮 2 甲基丁醇 而通过对树莓果皮及果肉香气成分的研究表明 含量最多的6种化合物为糠醛占60 28 苯并噻唑占4 5 4 甲基 2 已醇占3 15 苯酚占3 08 4 三甲基 苯乙醇占3 03 苯乙醇占2 41 风味特征化合物 1 对 羟基苯基 3 丁酮 一般称之为树莓酮 研究表明 树莓酮的含量与树莓风味强度的感官评价呈正相关 蓝靛果 食用蓝靛果 Loniceraedulis 具有很高的精油含量 精油中主要的化合物组成包括羰基化合物 脂肪酯 醇类 酯类 萜类 其中醇类为10种脂族醇 2种芳香醇和乙二醇 有人鉴定分析了蓝靛果 L caeruleaL 等小浆果酚酸组成 蓝靛果含量最多的酚酸是m 香豆酸 由于对蓝靛果果实中的香气物质的研究仍然在起步阶段 对蓝靛果果实气味起重要作用的香气物质尚需进一步研究 蓝莓 与树莓相比 蓝莓分离出的挥发物较少 这主要是蓝莓本身挥发物含量少所致 也是蓝莓果的香味比树莓淡的原因 蓝莓果中含量最多的挥发物有 乙醇 2 乙基己醇 苯酚 乙酸甲酯 3甲基丁酸 2甲基丙酯 苄基乙醇 4 乙烯基苯酚 乙酸法呢酯 沉香醇 草莓 香味在鲜草莓的风味中起重要作用 虽然这些化合物仅占鲜重的0 01 0 001 但是 它们是草莓风味品质的重要组成部分 从草莓果中已鉴定出360多种挥发性化合物 其中包括酯 醛 酮 醇 萜类 呋喃和硫化物 已鉴定出131种酯类 它们赋予了草莓果香味和花香味的特征 成熟的草莓果中酯的含量占总挥发物的25 90 醛和呋喃类对草莓的香味也起重要的作用 它们在挥发物中占到了50 在挥发物总量中 虽然萜类不10 硫化合物不足2 但是 它们对草莓的香味特征起重要作用 醇类在挥发物中也占到了35 但是 它们对草莓香味几乎不起作用 以森加 森加那 Senga Sengana 草莓品种为试材 采用顶空进样法测定了各挥发物的浓度和味阈值 结果表明 丁酸乙酯 呋喃醇和己酸乙酯对香味起的作用最大 丁酸甲酯 沉香醇 2 庚酮和2 甲基丁酸也起很重要的作用 香气产生的前体物质 氨基酸和糖既是草莓品质的重要成分 也是香气生物合成的主要前体 香气成分数量与氨基酸总量呈显著正相关 天冬氨酸和谷氨酸含量与香气成分数量也有较高的相关性 表明氨基酸对香气成分的影响更大一些 二影响香气物质构成的因素 香气成分往往在成熟和贮藏过程中通过多种代谢途径形成 同时也受品种 成熟度 贮藏条件以及加工处理手段等的影响 品种 不同种或品种的小浆果其挥发性物质组成和含量有差异 黑穗醋栗香气较浓郁的英国栽培品种 NoirdeBourgogne 和 RoyaldeNaples 中主要的芳香成分含量比其他品种相对丰富 不同种的沙棘挥发物组成显著不同 在芬兰产沙棘中主要化学成分是低级脂肪酸酯 而中国沙棘的特点是含大量的脂肪醛 不同品种的沙棘挥发物组成和含量也不同 每一个品种有其特征的挥发性化合物 芬兰沙棘品种 Vaya 和 Chuiskaya 中3 乙基丁酸甲酯和3 甲基丁醇的含量很高 但在品种 Raisa 中上述两种化合物含量很低 甚至无法分离出来 而对越橘而言 欧洲越橘 V myrtillus 与高丛越橘 V corymbosum Rancocas 的香气显著不同 而笃斯越橘 V uligionsum 香气最弱 试验发现在意大利栽种的6个越橘品种中 Bluetta 美国 极早熟 挥发物的含量最高 而 Lateblue 美国 晚熟 的含量最低 在树莓的不同品种中挥发物含量也存在差异 品种 Newburgh 美国 挥发物含量仅是 No2vost 美国 的1 3 并且含有较多的萜类 而后者含有较多的醇和羰基化合物 同类化合物在不同品种树莓中含量也有差异 Tulameen 加拿大 晚熟 的萜类含量就较低 Chilliwack 含有的萜类中 蒎烯 石竹烯和 紫罗酮的含量高 而在 Mee2ker 美国 中熟 中 萜品烯 对伞花烯 p2cymene 桧烯 sabinene 和 香叶烯的含量高 用西班牙栽种的几个树莓品种进行试验的结果表明 Heritage 美国 晚熟 品种的挥发物含量高于 AutumnBliss Zeva 或 Ruby 美国 品种 不同树莓品种的特征挥发性化合物 树莓酮含量也有不同 Willamette 美国 早熟 的树莓酮含量高达170 g kg 1 而 Canby 美国 和 Royalty 美国 两品种含量不超过30 g kg 1 成熟度 香味挥发性物质的产生与成熟度密切相关 在小浆果果实成熟的过程中香味挥发性物质呈现逐渐增加的趋势 较早时学者们认为 黑穗醋栗成熟过程中单萜类化合物的含量保持相对稳定 而倍半萜类化合物则呈现微量增加的趋势 稍后的试验却发现单萜和倍半萜在黑穗醋栗成熟过程中含量均有不同程度的降低 但是单萜烯醇化合物的含量却增高了 单萜烯类碳氢化合物 醇类和酯类的这种变化集中在果实糖积累的阶段 在黑穗醋栗果实成熟过程中的不同阶段 同一种挥发性物质的变化也不同 在品种 BenHope 英国 极晚熟 成熟过程中 当果实颜色从绿色变为黑色时 蒎烯含量稳定不变 当果实由黑色的完熟阶段到过熟阶段时 蒎烯含量增加 越橘果实从绿色到中熟直至完全成熟过程中 反式 2 己烯醇 反式 2 己烯 顺式 3 己烯醇 萜品醇和 石竹烯等挥发物的浓度均降低 但是 芳樟醇和香叶醇在中熟或完熟果中的含量高于绿色果 鹿果 V stamineum 在成熟过程中 大多数的挥发物浓度均降低 只有3种仅存在于鹿果中的酯类浓度升高 兔眼越橘 V ashei 成熟过程中 低分子量的挥发物含量降低 而高分子量的挥发物则升高 在树莓着色和成熟过程中 香味挥发物也逐渐增加 树莓品种 LloydGeorge 在成熟过程中 萜类化合物浓度升高 酯类的含量增加缓慢 果实达到成熟后香叶烯的含量达到最高 在 RosedeCotedor 品种成熟过程中 有香味活性的萜烯类也升高 果实充分成熟后 这些化合物变化平稳 GlenProsen 果实成熟过程中 莰烯 camphene 香叶烯 柠檬烯 水芹烯 alpha2phellandrene 蒎烯 紫罗酮 紫罗酮 乙酸甲酯 乙酸乙酯 2 甲基 1 丁醇 22methyl212butanol 和顺式 3 己烯醇的含量都稳定增加 而树莓的特征挥发性化合物 树莓酮的合成 积累与花色苷和可溶性固形物相关 在果实成熟后期富集速度很快 贮藏条件 在小浆果的果实采后有些挥发物会重新合成 有些挥发物则会挥发掉 最终导致挥发物的构成不断发生变化 采用气调贮藏和改良气调包装能适当延长小浆果的贮藏寿命 减缓浆果腐烂 提高品质 但在气调贮藏过程中 如果O2浓度太低 CO2浓度太高 就会导致果实发酵 产生过量乙醇 乙醛和乙酸乙酯 使果实出现异味 采用气调贮藏能改善黑穗醋栗的贮藏寿命 与其他浆果不同的是黑穗醋栗可以耐受相对较高的CO2浓度 最高达30 时对风味和品质无不利影响 试验表明20 CO2是最适宜的气调贮藏浓度 但是与高浓度CO2相比 O2浓度降低无法延长黑穗醋栗的贮藏寿命 反而导致了乙醇大量产生 相比之下 越橘在气调储藏时