gc-ms分析岗旬果及其加工过程中香气成分的变化

gc-ms分析岗旬果及其加工过程中香气成分的变化

又名山椒和桃金娘，是桃金娘科桃金娘的浆果。据《广东植物志》记载,岗稔是桃金娘科桃金娘属在我国唯一有天然分布的一种,广泛分布于我国东南部、南部至西南部的丘陵和坡地,南亚、东亚、东南亚等地也有分布,资源非常丰富。岗稔果在我国具有悠久的药食两用历史,鲜果的糖分等可溶性固形物含量高,还富含黄酮和多糖类等功效成分,具有较高的经济利用价值。近10年来,众多研发人员针对岗稔的果汁、保健饮料和果酒等产品的开发开展了大量工作。如郑联合等利用岗稔果丰富的果胶物质研究了混浊型岗稔果汁生产工艺;刘芳等根据岗稔汁富含单宁和果胶等成分易引起果汁苦涩味和连续沉淀的问题,采用果胶酶、明胶、蛋清、蜂蜜及其组合的方法研究了岗稔果汁澄清工艺,得到合理的配方和工艺;吴方龙等以桃金娘、枸杞、红枣为主要原料,在分析其营养成分的基础上进行原料配伍,研制成低糖的复合保健饮料;胡丰林等以及本课题组对岗稔干红果酒发酵工艺进行了系统研究,得到以预澄清岗稔原汁为发酵基料的合理工艺。目前,已生产应用岗稔食品主要以酒类为主,如广西博白、金秀等地一些企业已开发生产稔子酒。在浆果深加工过程中,不仅要尽量保持原果的营养成分,还要充分保留原果中特有的芳香物质。原果芳香物质是构成果汁、果酒类食品特征风味的重要成分,对产品感官质量具有重要影响。岗稔鲜果具有一种怡人的清新香气,但是在岗稔果汁和果酒研发过程中,发现原果香风味有不同程度消失,对产品质量具有一定的影响。为了解决这一关键问题,本试验对广东南岭当地野生岗稔鲜果及其果汁、果酒的芳香风味物质进行了GC-MS对比分析,旨在为探讨岗稔鲜果深加工过程中风味成分变化特性和增强原果风味的途径提供理论依据。1材料和方法1.1复合果胶酶岗稔鲜果:120kg,韶关市水果市场,入冷库待用;复合果胶酶:广东远天酶制剂厂;葡萄酒酿酒活性干酵母:QA23,法国Lalvin;二氯甲烷:气相色谱纯,广州化学试剂厂。1.2发酵罐、水处理系统生化培养箱、电热干燥箱、恒温水浴锅、榨汁机、酸度计、糖度计、硅藻土过滤机、7L全自动发酵罐:镇江日泰生物工程设备有限公司;GC-MS联用仪:TRACEGC/DSQ,美国热电。1.3方法1.3.1l二氯甲烷的制备取成熟的岗稔鲜果100g捣成糊状,加入30mL二氯甲烷,充分搅拌均匀。萃取瓶振荡萃取1h,静置12h后取下层二氯甲烷液,加无水硫酸钠完全脱水,过滤,用棕色香精瓶装并密封,-25℃保藏待用。1.3.2冷却、过滤器过滤岗稔鲜果压榨破碎,添加0.4%复合果胶酶于45℃酶解液化2h,灭酶后冷却,纱布过滤。添加0.3%硅藻土过滤,清汁装瓶后70℃巴氏杀菌25min。取岗稔果汁100mL,用30mL二氯甲烷振荡萃取1h,静置12h后分离取下层二氯甲烷液,脱水、保藏、装瓶、密封,-25℃。1.3.3发酵、过滤装瓶、贮藏取上述酶解后的果稔全汁,接入0.3%葡萄酒酿酒活性干酵母,28℃恒温发酵至含糖量<0.4%,过滤装瓶,17℃贮藏。取岗稔果酒100mL,用30mL二氯甲烷振荡萃取1h,静置12h后分离取下层二氯甲烷液,脱水、保藏、装瓶、密封,-25℃。1.3.4仪器和质谱条件分别量取上述3种芳香物质提取液各5mL,分别用二氯甲烷定容稀释至50mL后测定。测定条件:TRACEGC/DSQ气质联用仪。GC条件:色谱柱为DB-5MS石英毛细管柱,60m×0.25mm×0.25μm;载气为高纯氦(99.999%);柱流量1mL/min;不分流进样;进样口温度220℃,停20min;传输线温度220℃;进样量1μL。程序升温,柱温40℃(1min)-10℃/min-230℃(3min)。MS条件:电离方式EI,电子能量70eV,发射电流200mA,离子源温度220℃,质量扫描范围50~350m/z,溶剂延迟7min。成分鉴定用随机所带的美国NISTLibrary(2002版)质谱库检索,对照质谱匹配度进行初步鉴别,相似度高于60%的取最高相似度的鉴定为相应物质,否则定为未知物。相对含量的确定采用峰面积归一化法。2岗汀果汁芳香成分图1为岗稔鲜果、果汁和果酒气相色谱离子流图。表1为岗稔鲜果、果汁、果酒芳香物质成分表。岗稔鲜果芳香提取物被分离出306种组分,对其中相对含量高于0.1%的23种成分(占总相对含量的83.29%)进行了鉴定。结果表明,岗稔鲜果的芳香物质以萜烯和萜烯的含氧衍生物为主,约占总相对含量的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-羟基十八酸(4.40%)、莰烯(4.39%)以及几个未知成分是岗稔原果香味的主要成分。在对岗稔鲜果芳香物质提取时发现一个有趣现象,即二氯甲烷萃取液在完成过滤后,当滤纸上的二氯甲烷溶剂挥发后滤纸边缘曾出现无色毛茸状结晶物出现,但在室温下又很快升华消失,估计是上述某种主要成分形成的。岗稔果汁芳香提取物中分离出471种成分,对其中相对含量高于0.1%的25种成分进行了鉴定。结果表明,岗稔果汁芳香成分以脂肪酸、萜烯类及其含氧衍生物为主(占总相对含量的43%),其中十八烷酸(10.93%)、十六烷酸(7.92%)、12-羟基十八烷酸(6.21%)、苯乙烯(5.97%)、亚油酸(4.75%)、邻甲氧基苯酚(3.66%)等是其相对含量高的主要成分。与鲜果相比,岗稔果汁的特征芳香成分发生了较大变化,脂肪酸成为含量最大的风味物质,原果香气中含量最大的α-蒎烯几乎消失,但还保留了丁炔-3-酮基薄荷烯醇(3.18%)和β-丁香烯(2.98%)等鲜果芳香特征成分。在实际的感官风味变化上,岗稔果汁的香味与岗稔鲜果香味有一定区别,鲜果原有独特的清新香味有所减弱,同时出现一种略带混浊的香味,滋味上也出现明显的酸感。岗稔果汁风味上的变化与加工工艺有密切关系,估计鲜果压榨破碎、果肉液化酶解以及果汁加热杀菌等工序对其风味影响较大。在鲜果压榨破碎时部分种子会被压碎,种子中的脂肪酸可能进入果汁。陈涛等对岗稔种子乙醚提取物进行GC-MS分析,也证明亚油酸、十六烷酸、十八烷酸等脂肪酸,以及β-丁香烯是岗稔种子挥发油的主要成分。果肉液化酶解可能会释放一些与蛋白质、果胶等大分子有关或与其结合的风味物质,如有机酸、氨基酸等,对果汁的滋味也会产生影响。此外,在加热杀菌过程中挥发性原果风味也会有不同程度的损失。岗稔果酒芳香提取物中分离出280种成分,对其中相对含量高于0.1%的25种成分进行了鉴定(表1),结果表明,岗稔果酒以发酵性酒香物质为主(占总相对含量的55%),其中苯乙醇(32.13%)、戊醇(17.8%)、丁二酸单乙酯(1.38%)等由酵母等微生物发酵代谢物生成的二次香气成分是其主要组分。岗稔鲜果一次香气(原果香气)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、莰烯等在发酵过程中会随二氧化碳挥发而消失,果汁中的脂肪酸可能也被微生物所利用。在感官风味上,岗稔干红新酒香气中原果香气特征已不明显,代之以苯乙醇等成分的特征酒香风味。3+发酵对于基于型表面活性剂的应用岗稔果拥有清新的独特果香风味,其主要成分主要为易挥发的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。岗稔果在深加工过程中如果处理不当,原香风味损失较大,会影响产品品质。岗稔果汁加工过程中,破果时尽量减少种子被压碎,同时也要避免高温长时间处理,尽量减少丁炔-3-酮基薄荷烯醇和β-丁香烯等原果香气成分的损失,以及亚油酸、十六烷酸、十八烷酸等非原果风味的形成,从而保留岗稔果的风味特征。在岗稔干红果酒的生产过程中,原汁发酵的岗稔果酒原果香味基本消失,芳香物质的直接挥发、被酶解转化、被微生物利用、被空气氧化等都可能是重要原