鴨梨醋風(fēng)味化合物的對(duì)比分析

呂偉，許文琪　史玉　黃一承　李曉磊　李丹

摘要：為探究鴨梨醋之間的風(fēng)味差異，該研究以4種不同品牌的山東省陽(yáng)信縣鴨梨醋為研究對(duì)象，評(píng)價(jià)了其總糖、總酸、有機(jī)酸和揮發(fā)性風(fēng)味化合物的含量。研究表明，4種鴨梨醋中，品牌B的總糖和總酸含量最高，分別為2.51，48.88 mg/mL；共檢測(cè)出9種有機(jī)酸，其中有機(jī)酸含量最高的是乙酸，乳酸是品牌C和D中獨(dú)有的有機(jī)酸，其含量?jī)H次于乙酸；共檢測(cè)出68種揮發(fā)性化合物，品牌A、B、C、D分別檢測(cè)出32，42，39，20種；基于氣味活度值共確定12種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，并進(jìn)一步對(duì)揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行正交偏最小二乘判別分析。結(jié)果表明4種鴨梨醋間揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)存在顯著差異。最后，經(jīng)過(guò)感官評(píng)定得出4種鴨梨醋中品牌A的感官評(píng)價(jià)最高。

關(guān)鍵詞：鴨梨醋；有機(jī)酸；揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)；固相微萃??；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用；感官評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：TS264.22文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1000-9973（2023）06-0178-06

Abstract： In order to explore the flavor differences among pear vinegar， four different brands of pear vinegar from Yangxin County， Shandong Province are used as the research objects， and the content of total sugar， total acid， organic acid and volatile flavor compounds is evaluated. The results show that among the four brands of pear vinegar， brand B has the highest content of total sugar and total acid， which is 2.51，48.88 mg/mL respectively; a total of nine organic acids are detected， among which， the content of acetic acid is the highest， and lactic acid is a unique organic acid in brand C and brand D， with the content being second only to acetic acid; a total of 68 volatile compounds are detected， and 32， 42， 39， 20 volatile compounds are detected in brands A， B， C and D respectively; a total of 12 volatile flavor substances are identified based on the odor activity values， and further orthogonal partial least squares discriminant analysis is conducted on the volatile flavor substances. The results show that there are significant differences in volatile flavor substances among the four kinds of pear vinegar. Finally， through sensory evaluation， it is concluded that brand A has the highest sensory evaluation among the four kinds of pear vinegar.

Key words： pear vinegar; organic acid; volatile flavor substances; solid-phase microextraction; gas chromatography-mass spectrometry; sensory evaluation

收稿日期：2022-12-10

基金項(xiàng)目：長(zhǎng)春大學(xué)“長(zhǎng)大學(xué)者攀登計(jì)劃”項(xiàng)目（ZKP202006，ZKP202016）；吉林省教育廳科學(xué)研究項(xiàng)目（JJKH20220609KJ）

作者簡(jiǎn)介：呂偉（1997—），男，碩士，研究方向：功能性食品的研究與開(kāi)發(fā)。

*通信作者：李曉磊（1978—），女，教授，博士，研究方向：發(fā)酵食品和食品風(fēng)味；

李丹（1972—），男，教授，博士，研究方向：食品生物技術(shù)。

鴨梨，中國(guó)白梨品種之一，屬薔薇科梨屬植物[1]，原產(chǎn)于河北省魏縣，現(xiàn)廣泛種植于山東、山西、河北、遼寧等地[2]，其中山東陽(yáng)信縣被稱為“中國(guó)鴨梨之鄉(xiāng)”。鴨梨因形似鴨頭而得名，具有汁多、脆爽等特點(diǎn)[3]，同時(shí)具有解酒、潤(rùn)肺、促進(jìn)消化等作用[4-5]。因其富含多糖、有機(jī)酸、維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[6]而深受人們喜愛(ài)。

食醋作為液態(tài)調(diào)味品，具有促進(jìn)消化、降低血脂等功效[7]。由于普通食醋內(nèi)所含有的蛋白質(zhì)、纖維素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)較少且風(fēng)味單一[8]，所以消費(fèi)者越來(lái)越青睞于通過(guò)水果發(fā)酵的果醋。鴨梨醋是以鴨梨、谷物等為原料，經(jīng)液態(tài)發(fā)酵釀制而成的食醋，在發(fā)酵過(guò)程中保留了鴨梨原有的果香，同時(shí)增加了發(fā)酵所產(chǎn)生的風(fēng)味。鴨梨醋具有促進(jìn)新陳代謝、調(diào)節(jié)酸堿平衡、消除疲勞等功效，具有養(yǎng)生保健功能。目前對(duì)鴨梨醋的研究主要集中在加工工藝方面[9-10]，對(duì)鴨梨醋風(fēng)味成分的分析較少。

該研究通過(guò)檢測(cè)陽(yáng)信縣4種品牌鴨梨醋中總酸和總糖含量，利用高效液相色譜（high performance liquid chromatography，HPLC）分析醋中有機(jī)酸含量，通過(guò)頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（headspace solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry， HS-SPME-GC-MS）檢測(cè)揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的種類和含量，再通過(guò)嗅聞儀結(jié)合氣味活度值（odor activity value，OAV）和感官評(píng)價(jià)分析揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)對(duì)鴨梨醋風(fēng)味的貢獻(xiàn)，為鴨梨醋的檢測(cè)和品質(zhì)評(píng)價(jià)提供了依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

從山東陽(yáng)信縣購(gòu)買的4種不同品牌鴨梨醋A、B、C和D。

有機(jī)酸標(biāo)準(zhǔn)品：乳酸、乙酸、草酸、蘋果酸、檸檬酸、琥珀酸、酒石酸、馬來(lái)酸和富馬酸，均為色譜純，美國(guó)Sigma公司；2-辛醇（98%）：德國(guó)Dr. Ehrenstorfer GmbH公司；正構(gòu)烷烴（C7～C40）：上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

QP2010 Ultra 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀、UV-2550 紫外分光光度計(jì) 日本Shimadzu公司；15 mL 頂空瓶、50/30 μm DVB/CAR/PDMS 萃取纖維頭 美國(guó)Supelco公司；DB-5MS UI 氣相色譜柱（30 m×0.250 mm，0.25 μm） 美國(guó)Agilent Technologies公司；ODP4嗅聞儀 德國(guó)Gerstel公司；Acclaim OA色譜柱（4.0 mm×250 mm×5 μm） 美國(guó)Thermo Fisher Scientific公司；Summit P680 高效液相色譜儀 德國(guó)Dionex公司。

1.3 方法

1.3.1 總酸測(cè)定

參照GB 12456—2021中的酸堿指示劑滴定法。

1.3.2 總糖測(cè)定

參照《食品分析》[11]中的方法，并稍作修改。吸取100 μL樣品至900 μL蒸餾水中制成待測(cè)液，吸取100 μL待測(cè)液至900 μL 66%蒽酮硫酸溶液中混勻，冷水浴冷卻5 min后再置于沸水浴中15 min，取出并置于暗處冷卻20 min，于620 nm波長(zhǎng)處進(jìn)行測(cè)定。

1.3.3 有機(jī)酸測(cè)定

樣品前處理：取10 mL樣品，置于4 000 r/min的離心機(jī)中離心5 min后，取上清液過(guò)0.22 μm濾膜，得到待測(cè)液。

液相測(cè)定條件：采用100 mmol/L pH 2.65的Na2SO4溶液作為流動(dòng)相；流速：0.50 mL/min，UV檢測(cè)波長(zhǎng)：210 nm；柱溫：30 ℃；進(jìn)樣量：10 μL。

所測(cè)樣品有機(jī)酸含量按下式計(jì)算：

Y=S×CS0。

式中：Y表示有機(jī)酸含量（mg/L）；S表示待測(cè)樣品有機(jī)酸峰面積；S0表示待測(cè)標(biāo)準(zhǔn)品有機(jī)酸峰面積；C表示有機(jī)酸標(biāo)準(zhǔn)品的濃度（mg/L）。

1.3.4 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)測(cè)定

通過(guò)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀并結(jié)合嗅聞儀對(duì)鴨梨醋中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行分析。

頂空-固相微萃取條件：稱取1 g NaCl，吸取1.00 mL樣品和10 μL 100 mg/mL 2-辛醇，在磁力攪拌器60 ℃、200 r/min條件下預(yù)平衡10 min，用已活化好的萃取纖維頭頂空吸附30 min后，將萃取頭插入氣相進(jìn)樣口解吸5 min。

氣相條件：進(jìn)樣口溫度230 ℃，分流比1∶5；載氣He，流速1.0 mL/min；升溫程序：毛細(xì)管柱初溫40 ℃，保持5 min；以5 ℃/min升至100 ℃，保持2 min；再以6 ℃/min升至190 ℃，保持2 min；最后以12 ℃/min升至230 ℃，保持1 min。

質(zhì)譜條件：GC-MS接口溫度250 ℃，離子源溫度230 ℃；離子化方式：電子電離源；電子能量70 eV；質(zhì)量掃描范圍（m/z）30～550。

定性方法：通過(guò)對(duì)比軟件標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)NIST 11，保留相似度≥80%的化合物，通過(guò)正構(gòu)烷烴在相同氣相條件下進(jìn)樣得到的保留時(shí)間計(jì)算得到化合物的保留指數(shù)。

定量方法：以2-辛醇為內(nèi)標(biāo)半定量化合物含量。

所測(cè)風(fēng)味化合物的OAV按下式計(jì)算：

OAV=C1T。

式中：C1表示揮發(fā)性化合物濃度；T表示對(duì)應(yīng)揮發(fā)性化合物的感覺(jué)閾值?；衔锏腛AV越大表示其對(duì)總體風(fēng)味的貢獻(xiàn)越大，一般認(rèn)為OAV≥1的揮發(fā)性化合物是對(duì)整體風(fēng)味起關(guān)鍵作用的化合物。

1.3.5 感官評(píng)價(jià)

邀請(qǐng)10名經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)的食品專業(yè)學(xué)生，參考GB 2719—2018中的方法并稍作修改。對(duì)香度、酸度、甜度、氣味和總體可接受度進(jìn)行打分，每項(xiàng)指標(biāo)最低分為1分，最高分為5分。

1.4 數(shù)據(jù)處理

每組樣品均做3次平行，采用Microsoft Office Excel 2021軟件對(duì)所測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理。通過(guò)IBM SPSS Statistics 26軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析；通過(guò)TBtools進(jìn)行熱圖和韋恩圖制作；通過(guò)SIMCA 14.1進(jìn)行正交偏最小二乘判別分析（orthogonal partial least squares discriminant analysis，OPLS-DA）；采用Origin 2022軟件對(duì)感官評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像化處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 有機(jī)酸含量等基本指標(biāo)

對(duì)同一地區(qū)4種不同品牌鴨梨醋樣中總糖、總酸和有機(jī)酸含量進(jìn)行整理分析，見(jiàn)表2。

由表2可知，品牌B中總酸含量最高，為48.88 mg/mL，且與另外3種品牌鴨梨醋具有顯著性差異（P<0.05）；此外，品牌B中總糖含量也最高，為2.51 mg/mL，這可能是發(fā)酵原料中大米和高粱糖分含量較高所導(dǎo)致的。

有機(jī)酸除具有調(diào)味作用外還具有保健作用，其中乙酸屬于揮發(fā)性脂肪酸[12]，是食醋的主要成分之一。此外，醋中還含有不揮發(fā)性脂肪酸草酸、乳酸和檸檬酸等，不揮發(fā)性脂肪酸具有黏性大、沸點(diǎn)高等特點(diǎn)，可降低揮發(fā)性化合物的揮發(fā)速度，從而緩解乙酸產(chǎn)生的刺激性氣味[13]。品牌A、B和C中酒石酸和乙酸的相對(duì)含量占總有機(jī)酸的93%以上，其余種類有機(jī)酸的含量較低，這可能是由于微生物在發(fā)酵過(guò)程中代謝少。品牌D中順丁烯二酸含量最高，乙酸次之，這可能是由于不同發(fā)酵過(guò)程中總酸含量不同[14]。4種品牌鴨梨醋中，僅品牌C和D中含有乳酸，這可能是由于兩者的發(fā)酵執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)較另外兩個(gè)品牌更利于乳酸菌的正常代謝，從而產(chǎn)生了較多的乳酸[15]。

2.2 揮發(fā)性物質(zhì)含量

共檢測(cè)出68種揮發(fā)性化合物，包括酮類6種、醇類9種、醛類13種、酯類15種、酸類4種、酚類10種和其他類11種，這些化合物共同構(gòu)成了鴨梨醋特有的味道。圖1更直觀地揭示了不同品牌鴨梨醋之間種類和含量的差異，其中A、B、C、D分別代表4個(gè)不同品牌。由表3可知，每個(gè)品牌鴨梨醋中檢測(cè)出的揮發(fā)性化合物種類、含量和數(shù)目均存在差異，存在差異的原因可能是發(fā)酵的原料和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)不同。

醇類物質(zhì)產(chǎn)生于鴨梨醋的發(fā)酵階段，由鴨梨中的糖類轉(zhuǎn)化等產(chǎn)生[16]。其中，苯乙醇在4個(gè)品牌鴨梨醋中的含量最多，可能是由于在蛋白質(zhì)水解過(guò)程中氨基酸脫羧[17]，具有蜂蜜甜香，起到增香作用[18]。酯類物質(zhì)的產(chǎn)生可能是由于在發(fā)酵過(guò)程中有機(jī)酸和醇類發(fā)生酯化反應(yīng)[19]。酯類物質(zhì)具有果香香氣，是構(gòu)成食醋獨(dú)特風(fēng)味的重要物質(zhì)之一[20]。4個(gè)品牌鴨梨醋中均含有乙酸苯乙酯、γ-壬內(nèi)酯和鄰苯二甲酸二甲酯，其中乙酸苯乙酯具有玫瑰花香香氣[21]，可用于治療膽囊炎等疾病[22]。

醛類物質(zhì)在發(fā)酵過(guò)程中貢獻(xiàn)了焦香味[23]。4種鴨梨醋中均含有3-糠醛、5-甲基糠醛和苯甲醛，其中3-糠醛含量最高。在高溫條件下，醛類物質(zhì)可以作為多

種反應(yīng)的中間產(chǎn)物，從而間接影響鴨梨醋的風(fēng)味[24]。酸類物質(zhì)是直接影響醋類產(chǎn)品品質(zhì)和風(fēng)味的重要化合物[25]，苯甲酸是4個(gè)品牌鴨梨醋中共有的揮發(fā)性化合物且含量最高，可能是由于其作為食品防腐劑添加在發(fā)酵過(guò)程中。

2.3 揮發(fā)性化合物的OAV、OPLS-DA及感官評(píng)定

香氣物質(zhì)的種類和濃度共同決定了陽(yáng)信鴨梨醋的整體風(fēng)味，OAV≥1的物質(zhì)能被嗅覺(jué)所感知[26]，結(jié)合氣相色譜-嗅味計(jì)（gas chromatography olfactometry，GC-O）確定鴨梨醋中OAV≥1的化合物，共確定出12種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，品牌A、B、C、D分別確定出6，9，6，4種。

由表4和圖2可知，4個(gè)品牌鴨梨醋中共同含有的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)有2種，分別是苯甲酸和γ-壬內(nèi)酯，其中γ-壬內(nèi)酯在4種鴨梨醋中的OAV均在10 000左右，且具有椰子香氣，是賦予鴨梨醋獨(dú)特風(fēng)味的關(guān)鍵物質(zhì)之一；苯乙醛存在于除品牌A外的3種鴨梨醋中，且OAV遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他風(fēng)味物質(zhì)，是產(chǎn)生風(fēng)味差異的關(guān)鍵化合物；愈創(chuàng)木酚是品牌C中特有的風(fēng)味物質(zhì)，乙酸苯乙酯是品牌A和D中特有的風(fēng)味物質(zhì)。4種鴨梨醋中所含有的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的種類和濃度不同導(dǎo)致了它們之間風(fēng)味的差異。

圖3所示模型中，R2X=0.980，R2Y=0.988，Q2=0.979。其中R2X=0.980表明該模型能反映98%數(shù)據(jù)的變化，R2Y=98.8%接近1.0，表明該模型具有良好的可解釋性，Q2=0.979表明該模型的擬合度較好[27]。4個(gè)品牌鴨梨醋在得分圖上組間差異性小，聚類良好，4種樣品之間實(shí)現(xiàn)分離，說(shuō)明風(fēng)味之間存在一定差異性。通常認(rèn)為VIP＞1的物質(zhì)是導(dǎo)致組間存在差異的因素，是常見(jiàn)的差異代謝物篩選標(biāo)準(zhǔn)。由圖4可知，VIP>1的化合物有6種，最高的為γ-壬內(nèi)酯，這符合于海燕等[28]關(guān)于γ-壬內(nèi)酯是水果中重要風(fēng)味物質(zhì)的結(jié)論。

為進(jìn)一步分析主要的風(fēng)味特征，對(duì)４種品牌鴨梨醋進(jìn)行香氣輪廓分析，見(jiàn)圖5。其中品牌B和品牌C酸味濃厚，氣味鮮香，略有甜香味道；品牌A酸甜適中且具有濃厚香氣，香氣持續(xù)性強(qiáng)，總體可接受度最高。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)研究了陽(yáng)信縣4種不同品牌鴨梨醋間風(fēng)味的差異。4種品牌鴨梨醋中總糖、總酸含量存在顯著性差異是味道存在差異的原因之一。通過(guò)HPLC檢測(cè)鴨梨醋中有機(jī)酸含量發(fā)現(xiàn)，乙酸含量最高且不同品牌鴨梨醋之間存在顯著性差異，4種品牌鴨梨醋中的乙酸含量分別為12.786 5，19.178 7，10.250 5，3.513 5 mg/mL。通過(guò)HS-SPME-GC-MS從4個(gè)品牌鴨梨醋中檢測(cè)出的68種揮發(fā)性化合物中發(fā)現(xiàn)酯類物質(zhì)種類最多，起到增香作用，其含量分別占總含量的31.9%、12.6%、7.0%、48.3%，且組間差異顯著；結(jié)合嗅聞儀和OAV確定出12種關(guān)鍵風(fēng)味化合物，并通過(guò)OPLS-DA進(jìn)一步分析了4種品牌鴨梨醋之間風(fēng)味的差異。通過(guò)對(duì)4種品牌鴨梨醋風(fēng)味的檢測(cè)分析結(jié)合感官評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)，由品牌A中有機(jī)酸及揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的種類和含量所形成的風(fēng)味更容易被消費(fèi)者接受。

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