固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法分析荔枝汁貯藏過程中香氣成分的變化

李春美，鐘慧臻，郝菊芳，徐玉娟

(1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，湖北 武漢 430070；2.廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，廣東省農(nóng)產(chǎn)品加工公共實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510610)

固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法分析荔枝汁貯藏過程中香氣成分的變化

李春美1，鐘慧臻1，郝菊芳1，徐玉娟2

(1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，湖北 武漢 430070；2.廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，廣東省農(nóng)產(chǎn)品加工公共實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510610)

以荔枝果汁為研究對(duì)象，研究其在貯藏過程中香氣成分的變化，旨在為荔枝汁生產(chǎn)和品質(zhì)控制提供理論依據(jù)。采用SPME/GC-MS法分別對(duì)4℃和25℃貯藏的荔枝汁于貯藏4、5、6、7、8周后進(jìn)行香氣成分檢測(cè)。結(jié)果表明：荔枝汁中香氣成分總量在4℃和25℃貯藏4周后分別比貯藏前增長(zhǎng)39.10%及31.99%。貯藏5周后呈顯著下降趨勢(shì)(P＜0.05)，貯藏8周后香氣保留率分別為96.17%及74.49%。其中醇類、酸類香氣成分均在貯藏4周時(shí)含量最高，此后隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng)含量呈緩慢下降趨勢(shì)；酯類物質(zhì)在冷藏6周后達(dá)到最高，之后出現(xiàn)顯著降低趨勢(shì)(P＜0.05)；烯類香氣成分隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸減少，呈現(xiàn)顯著下降趨勢(shì)(P＜0.05)；醛類香氣成分含量在貯藏4周時(shí)變化不大，在4℃和25℃貯藏8周后保留率分別為59.86%和55.3%。荔枝汁中幾種典型的香氣成分如香葉醇、香茅醇、苯乙醇，β-月桂烯，D-檸檬烯，香葉醛的含量也是在貯藏4周達(dá)最大，此后逐漸降低。通過對(duì)4℃冷藏和25℃常溫貯藏的荔枝汁主要香氣類型及典型香氣成分的比較分析表明，4℃冷藏后香氣總量和絕大多數(shù)典型香氣成分的含量顯著高于同期常溫貯藏(P＜0.05)。

荔枝汁；香氣；貯藏；變化

果蔬中荔枝果實(shí)營(yíng)養(yǎng)豐富，風(fēng)味獨(dú)特，具有很高的食用和醫(yī)療保健價(jià)值。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)荔枝的研究大多集中在采前采后生理和病理方面，對(duì)荔枝風(fēng)味的研究也有少量的研究報(bào)道[1-3]，但對(duì)荔枝汁加工和貯藏過程中香氣成分的變化至今尚未見有研究報(bào)道。本研究室前期研究表明，荔枝汁加工過程中酶解、滅酶、超濾、殺菌等各操作單元對(duì)荔枝汁風(fēng)味都有不同程度的影響[4]。由于果汁或飲料是一個(gè)復(fù)雜體系，其中含有大量的揮發(fā)性物質(zhì)和非揮發(fā)性組分。在貯藏過程中這些成分可能會(huì)發(fā)生許多復(fù)雜的化學(xué)變化，例如酚類氧化、氨基酸降解等，這均可能導(dǎo)致果汁或飲料在貯藏過程中風(fēng)味發(fā)生顯著改變[5-6]。頂空固相微萃取技術(shù)(solid phase microextraction，SPME)操作比較簡(jiǎn)單，攜帶更為方便，操作費(fèi)用更為低廉，同時(shí)克服了一些傳統(tǒng)樣品處理技術(shù)的缺點(diǎn)，集采樣、萃取、濃縮、進(jìn)樣為一體，同時(shí)還可將氣相色譜、液相色譜、氣質(zhì)聯(lián)用及液質(zhì)聯(lián)用儀等作為后續(xù)分析儀器，提高實(shí)驗(yàn)效率。由于SPME萃取技術(shù)的眾多優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛用于水果香氣成分的提取。本實(shí)驗(yàn)以荔枝果汁為研究對(duì)象，采用SPME/GC-MS法對(duì)其貯藏過程中香氣成分變化進(jìn)行研究，旨在為荔枝汁生產(chǎn)和品質(zhì)控制提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

荔枝：品種為妃子笑，產(chǎn)地為廣東省茂名市，挑選成熟、無病、蟲、害和機(jī)械傷的果實(shí)。己酸乙酯(色譜純) 美國(guó)Sigma-Aldrich公司；氯化鈉(分析純) 上海試劑一廠。

1.2 儀器與設(shè)備

正萃取纖維頭、手動(dòng)SPME進(jìn)樣器 美國(guó)Supelco公司；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國(guó)Agilent公司；恒溫磁力攪拌器 江蘇金壇市環(huán)宇科學(xué)儀器廠。

1.3 方法

1.3.1 荔枝汁制作工藝

工藝流程：原料→撥殼去核→打漿→果膠酶酶解→滅酶→粗濾→超濾→滅菌→罐裝→成品。將荔枝汁分為兩組，一組25℃常溫貯藏，一組貯藏 4℃冷藏。于貯藏4、5、6、7、8周后對(duì)其香氣成分進(jìn)行檢測(cè)。

1.3.2 揮發(fā)性化合物的提取

取貯藏一定時(shí)間的荔枝汁樣品8mL置于15mL樣品瓶中，加入2.2g氯化鈉和1μL己酸乙酯(內(nèi)標(biāo))，密封，采用 CAR/DVB/PDMS 萃取頭在磁力攪拌條件下，于50℃恒溫萃取60min。試驗(yàn)設(shè)3個(gè)重復(fù)。

1.3.3 GC-MS分析

5973N 氣相色譜質(zhì)譜儀，配 7683 自動(dòng)進(jìn)樣器。HP-5 石英毛細(xì)管柱(30m×250μm，0.25μm)，40℃保持2min，以3℃/min 程序升溫至120℃保持2min，然后以10℃/min升至230℃保持5min；進(jìn)樣口溫度 270℃。質(zhì)譜條件：電離方式 EI，電子能量 70eV，燈絲發(fā)熱電流 0.25mA，電子倍增器電壓 1000V，離子源溫度 230℃，接口溫度250℃，掃描速度全程40～400u/s。

1.3.4 定性和定量分析

定性：由GC-MS分析得到的質(zhì)譜數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算機(jī)在NIST 標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)的檢索及參照已發(fā)表的質(zhì)譜資料，鑒定大部分峰；定量：采用內(nèi)標(biāo)法按面積歸一化法計(jì)算各組分的相對(duì)含量。內(nèi)標(biāo)選用己酸乙酯，質(zhì)量濃度43.650μg/L。

2 結(jié)果與分析

2.1 荔枝汁4℃冷藏及25℃常溫貯藏期間香氣成分的變化

由表1可知，4℃冷藏及25℃常溫貯藏期間荔枝汁香氣成分總量在冷藏4周后達(dá)到最高，分別比貯藏前增長(zhǎng)39.10%及31.99%。貯藏5周后呈顯著下降趨勢(shì)(P＜0.05)，至8周后香氣總量分別為貯藏前的96.17%及74.49%。

醇類香氣是荔枝汁的主要香氣成分。冷藏4周后，醇類香氣含量極顯著增長(zhǎng)(P＜0.01)，增幅達(dá)52.89%。冷藏5～8周含量呈緩慢下降趨勢(shì)，8周后與貯藏前相比，含量略微增加。常溫貯藏4周后其含量呈極顯著增加(P＜0.01)，從貯藏前的559.61μg/L增長(zhǎng)至748.11μg/L。5周后開始下降，6周后含量無顯著變化(P＞0.05)，貯藏7周后含量下降幅度較大，至8周后含量降至439.77 μg/L，為貯藏前的78.58%。據(jù)報(bào)道[1-3]，香葉醇、香茅醇和苯乙醇具有花香、柑橘類水果香氣，是荔枝的典型呈香物質(zhì)，對(duì)荔枝香氣起著特別重要的作用。香葉醇、苯乙醇和α-松油醇冷藏期間含量與醇類香氣變化趨勢(shì)一致，在4周后含量上升幅度較大，隨后緩慢下降。香茅醇在貯藏4周和6周后出現(xiàn)兩個(gè)峰值。橙花叔醇在4℃貯藏4周含量最大，此后逐漸降低，到第8周時(shí)含量?jī)H為貯藏前的54%，但在25℃貯藏5周就損失殆盡。Voon等[7]研究榴蓮在4℃貯藏期間揮發(fā)性風(fēng)味成分和品質(zhì)的變化發(fā)現(xiàn)，己醇在冷藏3周后被檢測(cè)到，本試驗(yàn)在冷藏4周后的荔枝汁中檢測(cè)到該物質(zhì)，可能是由于脂肪酸氧化降解形成的[8]。

酯類物質(zhì)在6周后達(dá)到最高，6周前含量變化不顯著(P＞0.05)，之后出現(xiàn)顯著降低趨勢(shì)(P＜0.05)。冷藏8周后含量與未冷藏時(shí)相當(dāng)。其中，己二酸二(2-甲基丙基)酯在貯藏期間逐漸減少，至7周后已檢測(cè)不到。棕櫚酸乙酯只在未貯藏時(shí)能檢測(cè)到。

表1 荔枝汁4℃冷藏及25℃貯藏期間香氣成分的變化(n=3)Table 1 Change in the aroma compound profile of litchi juice during storage at 4 ℃ and 25 ℃ (n=3)μg/L

續(xù)表1

續(xù)表1

烯類物質(zhì)是荔枝的重要呈香成分。在貯藏過程中，該類香氣成分隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸減少，呈顯著下降趨勢(shì)(P＜0.05)。β-月桂烯、D-檸檬烯是構(gòu)成荔枝香氣的重要成分，貯藏8周后含量分別降低38.54%和22.97%。α-松油烯和香橙烯只在貯藏前檢測(cè)到。

醛類物質(zhì)是荔枝香氣的重要組成部分。冷藏4周后，該類香氣成分含量與冷藏前相當(dāng)，5周后逐漸下降，冷藏8周后含量為冷藏前的59.86%。醛類物質(zhì)中苯甲醛、橙花醛和香葉醛的含量較高，這3種香氣成分在冷藏4周后達(dá)到最高，5周后逐漸減少，與醛類物質(zhì)總量變化一致。常溫貯藏期間醛類香氣物質(zhì)總體也呈下降趨勢(shì)，只在貯藏6周后含量較第5周相比略有增加。

酸類物質(zhì)含量在貯藏4周后達(dá)到最高，之后逐漸減少，至8周后含量與貯藏前相比都有所降低。

從各類香氣在4℃冷藏及常溫貯藏期間的變化趨勢(shì)來看，貯藏4周后香氣含量顯著增長(zhǎng)(P＜0.05)，之后隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng)，含量逐漸降低。

2.2 4℃冷藏和25℃貯藏期間幾種荔枝典型香氣成分變化的比較分析

據(jù)報(bào)道，香葉醇、香茅醇、苯乙醇具有青甜玫瑰花香、甜花香及柑橘水果香氣，β-月桂烯和D-檸檬烯具有令人愉快的香氣，香葉醛具有強(qiáng)烈的檸檬香氣，這些物質(zhì)是荔枝的主體香氣成分，在一定程度決定了荔枝汁的香氣品質(zhì)[1-3]。荔枝汁貯藏過程中這6種典型香氣成分的變化見圖1。

圖1 4℃冷藏和25℃貯藏期間荔枝法典型香氣含量變化比較Fig.1 Comparisons of content changes of several representative aroma compounds in litchi juice stored at 4 ℃ and 25 ℃

從圖1可看出，4℃貯藏條件下，香茅醇、香葉醇和苯乙醇含量均較貯藏前明顯增加，其中貯藏4周增幅最大，分別達(dá)到27.1%、104.4%、63.4%，貯藏8周時(shí)其含量分別為貯藏前的107.6%、124.5%和93.8%；香葉醛和D-檸檬烯含量則是在貯藏到4周時(shí)有所增長(zhǎng)，此后雖貯藏期延長(zhǎng)含量逐漸降低，貯藏8周時(shí)，其含量分別為貯藏前的77.1%和77.3%；β-月桂烯在貯藏第4周含量變化不大，此后逐漸降低。在25℃貯藏，香茅醇、香葉醇和β-月桂烯含量均在貯藏4周達(dá)到最大，此后逐漸降低，到第8周時(shí)含量均較貯藏前低；苯乙醇、D-檸檬烯和香葉醛在貯藏過程時(shí)間中含量呈逐漸下降的趨勢(shì)；除β-月桂烯在常溫貯藏4周和6周后含量高于4℃冷藏外，其他香氣成分含量均低于同期4℃冷藏期間，且絕大多數(shù)典型香氣成分含量存在顯著差異(P＜0.05)?？梢?，低溫貯藏有助于香氣成分的保留，貯藏溫度越高，風(fēng)味損失越嚴(yán)重。

3 結(jié) 論

3.1 荔枝汁在4℃冷藏和常溫貯藏4周后香氣含量增長(zhǎng)，之后隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng)，含量降低。

3.2 通過對(duì)4℃冷藏和常溫貯藏的荔枝汁主要香氣類型及典型香氣成分的比較分析可見，4℃冷藏后絕大多數(shù)典型香氣成分的含量顯著高于(P＜0.05)同期常溫貯藏，這說明低溫貯藏有助于香氣成分的保留。

[1] ONG PKC, ACREE T E. Gas chromatography/olfactory analysis of litchi (Litchi chinesis Sonn.)[J]. J Agric Food Chem, 1998, 46: 2282-2286

[2] ONG PKC, ACREE T E. Similarities in the aroma chemistry of Gewurztraminer variety wines and litchi (Litchi chinesis Sonn.) fruit[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1999, 47 (2): 665-670.

[3] CHYAUA C C, KOB P T, CHANG C H, et al. Free and glycosidically bound aroma compounds in litchi (Litchi chinensis Sonn.)[J]. Food Chem, 2003, 80: 387-392

[4] LI Chunmei, HAO Jufang, ZHONG Huizheng, et al. Aroma components at various stages of litchi juice processing [J]. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2009, 81 (14): 2405-2414.

[5] 竇宏亮．綠茶飲料在貯藏中主要生化成分和香氣成分的變化及其對(duì)茶飲料品質(zhì)的影響[D]. 武漢: 華中農(nóng)業(yè)大學(xué), 2007: 57-61

[6] 孫愛東. 蘋果汁加工中典型芳香成分的形態(tài),變化及香氣調(diào)控的研究[D] 山東: 山東農(nóng)業(yè)大學(xué), 2000: 63-64.

[7] VOON Y Y, SHEIKH N, HAMID A, et al. Volatile flavour compounds and sensory properties of minimally processed durian (Durio zibethinuscv.D24) fruit during storage at 4℃[J]. Postharvest Biology and Technology,2007, 46(1): 76-85.

[8] 乜蘭春, 孫建設(shè), 黃瑞虹．果實(shí)香氣形成及其影響因素[J]. 植物學(xué)通報(bào), 2004, 21(5): 631-637.

Changes in Aroma Compounds of Litchi Juice during Storage

LI Chun-mei1， ZHONG Hui-zhen1，HAO Ju-fang1，XU Yu-juan2
(1. College of Food Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China；2. Guangdong Open Access Laboratory of Agricultural Products Processing, Sericulture and Agri-food Research Institute,Guangdong Academy of Agricultural Science, Guangzhou 510610, China)

The changes in aroma compounds of litchi juice during storage at different temperatures (4 ℃ and 25 ℃) were studied by solid-phase micro-extraction (SPME) coupled to gas chromatography-mass spectroscopy (GC-MS). The results showed the content of total aroma stored at 4 ℃ and 25 ℃ increased by 39.10% and 31.99%, respectively, after 4 weeks of storage. After 8 weeks of storage, the retention rates of total aroma were 96.17% and 74.49% at 4 ℃ and 25 ℃, respectively. The content of alcohols and acids significantly increased (P＜0.01) during the first 4 weeks of storage, and then decreased significantly (P＜0.05) with further storage. The content of esters reached its peak value after 6 weeks of storage and then decreased significantly(P＜0.05) with further storage. The content of alkenes decreased significantly during the whole storage time. The content of aldehydes changed slightly during the first 4 weeks of storage, but the retention rates of aldehydes apparently decreased to 59.86% (4 ℃) and 55.3% (25 ℃) after storage for 8 weeks. The contents of six typical aromas such as citronellol, geraniol,phenylethyl alcohol,β-myrcene, D-limonene, and geranial in litchi juice reached the highest value after 4 weeks of storage, and then decreased with the increase of storage time. As for the retention of total aroma in litchi juice, 4 ℃ was a better storage temperature than 25 ℃.

itchi juice；aroma；storage；change

TS207.3

A

1002-6630(2011)08-0206-06

2010-06-14

國(guó)家-廣東省聯(lián)合基金項(xiàng)目(u0731005)

李春美(1973—)，女，副教授，博士，主要從事天然產(chǎn)物化學(xué)研究。E-mail：lichmyl@126.com