基于多指標成分含量測定的香蕉酒質(zhì)量評價方法研究

李海冬 蔣紅芝 潘家麗 韋璐 黃杰

我國是香蕉生產(chǎn)大國，以銷售鮮果為主，深加工產(chǎn)品較少。由于香蕉鮮果不易保鮮，全世界每年的香蕉鮮果損失率高達25%，因此進行香蕉的深加工技術(shù)研究，開發(fā)高附加值香蕉產(chǎn)品十分必要。

香蕉酒作為一種香蕉深加工產(chǎn)品，風(fēng)味獨特，具有益氣血、安神倍智等功效，深受人們的喜愛。對于香蕉酒的質(zhì)量評價，目前主要是按照國家關(guān)于果酒的相關(guān)質(zhì)量標準進行檢測。近些年，隨著儀器分析技術(shù)的不斷發(fā)展，借助氣相色譜-質(zhì)譜法、核磁共振法、指紋圖譜法、動態(tài)拉曼光譜法、近紅外光譜法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)法等現(xiàn)代儀器方法，對香蕉酒進行質(zhì)量評價已有較多的報道。本課題組之前也建立了香蕉酒的氣相色譜指紋圖譜，并通過指紋圖譜對不同年份的香蕉酒進行大致的分類，但通過香蕉酒香氣成分的定量分析結(jié)果去評價香蕉酒質(zhì)量的方法鮮有報道。

目前，對香蕉酒香氣成分的研究已有不少的報道，當(dāng)前發(fā)現(xiàn)的香蕉酒香氣成分多達100多種，其中含量較高的香氣成分有2-戊酮、異戊醇、癸酸乙酯、正辛酸、2-甲基丁基乙酸酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、乙酸苯乙酯。根據(jù)文獻報道，正辛酸具有奶酪味和水果香氣；辛酸乙酯具有玫瑰花香和橙果香；癸酸乙酯具有類似葡萄的果香及椰子香型香氣；己酸乙酯具有草莓香味、茴香味和青蘋果香味；乙酸苯乙酯具有玫瑰花香、類似蘋果的果香和蜂蜜的甜香；異戊醇具有成熟的果香和草香味。

本試驗選用2-戊酮、異戊醇、癸酸乙酯、正辛酸、2-甲基丁基乙酸酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、乙酸苯乙酯作為香蕉酒香氣成分的定量檢測指標，通過建立各指標成分的標準曲線，測定香蕉酒樣品中各指標成分的含量，并以含量為變量進行聚類分析和差異性分析，旨在建立一種香蕉酒定量分析質(zhì)量評價方法。

一、材料與方法

1.試劑與樣品。（1）試劑：2-戊酮（純度≥99%），上海易恩化學(xué)技術(shù)有限公司；異戊醇（純度≥99%），上海麥克林生化科技有限公司；癸酸乙酯（純度≥99%），上海麥克林生化科技有限公司；正辛酸（純度≥99%），上海麥克林生化科技有限公司；2-甲基丁基乙酸酯（純度≥99%），上海易恩化學(xué)技術(shù)有限公司；己酸乙酯（純度≥99%），成都西亞化工股份有限公司；辛酸乙酯（純度≥99%），成都西亞化工股份有限公司；乙酸苯乙酯（純度≥99%），上海易恩化學(xué)技術(shù)有限公司；無水乙醇（分析純），成都西亞化工股份有限公司；乙酸乙酯（分析純），成都西亞化工股份有限公司。

（2）香蕉酒樣品：共12個不同批次的香蕉酒，由廣西南寧市綠悅食品有限公司和廣西農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)大學(xué)食品藥品研究院提供。其中，2016年樣品2批（編號：S1、S2）、2017年樣品2批（編號：S3、S4）、2018年樣品2批（編號：S5、S6）、2019年樣品1批（編號：S7）、2020年樣品2批（編號：S8、S9）、2021年樣品3批（編號：S10、S11、S12）。

2.主要儀器設(shè)備。Nexis GC-2030氣相色譜儀（配氫火焰離子化檢測器），日本島津公司；石英毛細管柱（固定相SH-Rtx-5，30m×0.25mm，0.25μm），日本島津公司；氮氣（純度99.999%），廣東華特氣體股份有限公司；萬分之一分析天平（FA2204B），上海佑科儀器儀表有限公司。

3.試驗方法。（1）對照品母液的配制。將各對照品分別滴加至50mL容量瓶中，精密稱定，加無水乙醇定容至刻度，搖勻即得。（2）各對照品標準溶液的配制。分別取上述2-戊酮、2-甲基丁基乙酸酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、乙酸苯乙酯、癸酸乙酯母液0.05mL、0.1mL、0.2mL、0.4mL、0.8mL、1.6mL、3.2mL、5.0mL、6.4mL，用無水乙醇定容至50mL，配成1-9號系列濃度梯度的混合標準溶液1。另分別取上述異戊醇母液0.75mL、1.0mL、2.0mL、4.0mL、6.0mL、8.0mL和正辛酸母液1.6mL、3.2mL、5.0mL、6.4mL、12.5mL、25.0mL，用無水乙醇定容至50mL，配成1-6號系列濃度梯度的混合標準溶液2。（3）樣品溶液的制備。量取香蕉酒樣品40mL，置于60mL分液漏斗中，先后加入8mL、5mL和3mL上述的其中一種有機溶劑萃取3次，合并有機相。加入2g無水硫酸鈉至有機相中，輕輕振搖5min后于2℃-8℃冰箱中密閉保存1h以上。檢測前使用1mL的玻璃注射器和0.22μm的一次性過濾頭對干燥后的萃取液進行過濾，即得到待測溶液。（4）氣相色譜條件。毛細管色譜柱（固定相SH-Rtx-5，30m×0.25mm，0.25μm），載氣為高純度氮氣，載氣的流速為1mL/min，進樣量為1μL，分流比為100：1，進樣口溫度為230℃，初始柱溫為50℃，保持5min，然后以8℃/min程序升溫至114℃，繼續(xù)以10℃/min程序升溫至220℃，并保持2min。氫火焰離子化檢測器的溫度為250℃，氫氣流速為30mL/min，空氣流速為200mL/min，尾吹氣流速為24mL/min。

4.對照品標準曲線的繪制。每個對照品混合溶液按上述色譜條件重復(fù)進樣3次，計算各指標成分峰面積的平均值。以平均峰面積為縱坐標、濃度為橫坐標，繪制標準曲線圖。

5.樣品溶液的含量測定。每批樣品按上述色譜條件重復(fù)進樣3次，計算各指標成分峰面積的平均值。

6.方法學(xué)研究。（1）精密度試驗。分別取上述兩種對照品混合標準溶液的2號溶液，按上述色譜條件連續(xù)進樣6次，記錄各色譜峰的保留時間和峰面積，計算各對照品峰的保留時間和峰面積的RSD。（2）穩(wěn)定性試驗。分別取上述兩種對照品混合標準溶液的2號溶液，于2℃-8℃保存，按上述色譜條件分別在0、12、24、36、48、60、72h進樣測定，記錄各色譜峰的保留時間和峰面積，計算各對照品峰的保留時間和峰面積的RSD。（3）重復(fù)性試驗。取編號為S12的香蕉酒樣品，按上述樣品溶液的制備方法配制樣品溶液，平行制備6份，按上述色譜條件進樣測定，記錄各指標成分色譜峰的保留時間和峰面積，計算各指標成分色譜峰的保留時間和峰面積的RSD。（4）加樣回收率試驗。取編號為S12的香蕉酒樣品40mL，加入適量等量的對照品混合標準溶液的2號溶液，按上述樣品溶液的制備方法平行制備6份，按上述色譜條件進樣測定，記錄各指標成分色譜峰的峰面積，計算各指標成分的平均加樣回收率及其RSD。（5）數(shù)據(jù)處理工具。使用Excel 2010和SPSS 26.0軟件進行數(shù)據(jù)處理。

二、結(jié)果與討論

1.各指標成分標準曲線的繪制。各指標成分的標準曲線見表1。從表1結(jié)果可以看出，各指標成分的線性方程相關(guān)系數(shù)R2在0.9995-0.9999，說明各標準曲線均具有良好的線性關(guān)系。

2.方法學(xué)考察結(jié)果。方法學(xué)研究各考察項目試驗結(jié)果見表2。從表2結(jié)果可以看出，各指標成分的保留時間的精密度、穩(wěn)定性、重復(fù)性的RSD均＜0.10%，峰面積的精密度、穩(wěn)定性、重復(fù)性的RSD均＜2.50%，加樣平均回收率為93.74%-98.72%，加樣回收率的RSD均＜2.50%，說明所使用的儀器和各指標成分的標準曲線符合檢測的要求，可以用于香蕉酒樣品中指標成分的含量測定。

3.各樣品指標成分的含量測定。各香蕉酒樣品指標成分的含量測定結(jié)果見表3。從表3數(shù)據(jù)可以看出，香蕉酒樣品平均含量最高的是異戊醇，其次是正辛酸，再次是2-戊酮，其它5個指標成分含量的高低排序是辛酸乙酯＞2-甲基丁基乙酸酯＞己酸乙酯＞乙酸苯乙酯＞癸酸乙酯。

4.聚類分析。使用SPSS 26.0 軟件，以各樣品指標成分的含量數(shù)據(jù)為變量，用Z得分進行標準化處理，以組間聯(lián)接法、歐氏平方距離為度量對S1-S12進行聚類分析，結(jié)果如圖1所示。從圖1可以看出，當(dāng)平方歐氏距離＜15時，樣品被分為4個組，其中S5-S7為一組，S1-S4為一組，S10-S12為一組，S8、S9為一組，即2016-2017年的4批樣品為一組，2018-2019年的3批樣品為一組，2020年的2批樣品為一組，2021年的3批樣品為一組。聚類分析能把生產(chǎn)時間相近的香蕉酒樣品進行較準確地分類，與采用氣相色譜指紋圖譜進行分類相比，本方法能更準確地區(qū)分香蕉酒的生產(chǎn)年份。因此可以認為，所選取的八種香氣成分的含量與香蕉酒的質(zhì)量或品質(zhì)具有較好的關(guān)聯(lián)性，將其作為定量檢測的指標成分應(yīng)用于香蕉酒的質(zhì)量評價具有一定的可行性。

5.不同年份各指標成分含量的差異性分析。按聚類分析結(jié)果將香蕉酒樣品分為四組，其中2016-2017年的4批樣品為第1組，2018-2019年的3批樣品為第2組，2020年的2批樣品為第3組，2021年的3批樣品為第4組，使用SPSS 26.0軟件的單因素ANOVA檢驗（P＜0.05）分析四組樣品指標成分含量的差異性，結(jié)果見表4。

從表4數(shù)據(jù)可以看出，2-戊酮在組間無顯著性差異，但第2組和第4組存在顯著性差異，含量呈先逐漸下降后上升的趨勢；異戊醇的含量在組間存在顯著性差異，其中第1組和第2組、第1組和第4組存在顯著性差異，含量呈先下降后上升再下降的趨勢；2-甲基丁基乙酸酯在組間無顯著性差異，含量呈先上升后逐漸下降的趨勢；己酸乙酯的含量在組間存在顯著性差異，其中第1組和第3組、第1組和第4組、第2組和第3組、第2組和第4組存在顯著性差異，含量呈先逐漸下降后上升的趨勢；正辛酸的含量在組間存在顯著性差異，其中第1組和第2組、第1組和第4組、第2組和第3組、第2組和第4組存在顯著性差異，含量呈先逐漸上升后下降的趨勢；辛酸乙酯含量在組間存在顯著性差異，其中第1組和第4組、第2組和第4組、第3組和第4組存在顯著性差異，含量呈先下降后逐漸平穩(wěn)的趨勢；乙酸苯乙酯在組間無顯著性差異，但第1組和第2組存在顯著性差異，含量呈先下降后逐漸上升的趨勢；癸酸乙酯的含量在組間存在顯著性差異，其中第1組和第2組、第2組和第3組、第2組和第4組存在顯著性差異，含量呈先逐漸下降后上升再下降的趨勢。

三、結(jié)論

根據(jù)相關(guān)參考文獻，本試驗選擇香蕉酒樣品中含量較高、香氣類型具有代表性的2-戊酮、2-甲基丁基乙酸酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、乙酸苯乙酯、癸酸乙酯、異戊醇、正辛酸作為含量測定的指標成分，制作了各指標成分的標準曲線，并以此計算出12個香蕉酒樣品中各指標成分的含量。

將各指標成分的含量數(shù)據(jù)標準化后進行聚類分析，結(jié)果12批香蕉酒樣品被分成了四組，即2016-2017年、2018-2019年、2020年及2021年的樣品各為一組，說明本方法對香蕉酒的生產(chǎn)年份具有較好的區(qū)分能力，將其應(yīng)用于香蕉酒的質(zhì)量評價具有一定的可行性。

對香蕉酒樣品各指標成分的含量進行差異性研究，結(jié)果顯示，2-戊酮、2-甲基丁基乙酸酯、乙酸苯乙酯3個成分在組間無顯著性差異，其它5個成分組間均存在顯著性差異（P＜0.05）。各成分的含量變化趨勢沒有呈現(xiàn)出逐漸增加或減少的單向發(fā)展趨勢，大多出現(xiàn)先升后降或先降后升的情況，因此其含量變化的情況需要進一步研究證明。

基金項目：廣西高校中青年教師科研基礎(chǔ)能力提升項目（2019KY1395）。

作者簡介：李海冬（1978-），男，漢族，廣西平南人，主管藥師，碩士研究生，研究方向為食品藥品質(zhì)量檢測。