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低温贮藏和成熟度对王林苹果香气成分的影响

2014-01-31许宝峰李成孙建设

食品研究与开发 2014年13期
关键词:王林醛类醇类

许宝峰,李成,孙建设,*

(1.河北农业大学园艺学院,河北保定071001;2.河北农业大学科学技术研究院,河北保定071001)

王林苹果是从金冠×印度的杂交实生苗中选出,我国80年代从日本引入[1]。果实品质表现以果肉硬而脆、多汁、味甜、有香味、且耐贮运深受人们的喜爱。研究贮藏方式、成熟度对王林苹果香气成分的影响为提高果实品质及其深加工提供了理论参考。目前,顶空固相微萃取和气相-质谱联用技术已成为常用的测定果蔬香气成分的方法。国内外关于苹果香气成分的研究已有较多报道[2-5],但研究贮藏方式和成熟度对果实香气成分影响报道尚不多,本文以王林苹果(Orin)为研究材料,探究常温、低温及不同成熟度对王林苹果的香气成分影响,分析王林苹果的香气成分组成及其变化规律。

1 材料与方法

1.1 材料

王林苹果采摘自河北保定满城北章果园,树龄10年。

1.2 试验设计

根据当地采摘经验设置3 个采摘期,选择有代表性的苹果树10 株,每个采收期选择受光条件一致,大小相对一致,无机械损伤,无病虫害果实100 个。采摘当日运至实验室待测。设计常温试验与冷藏试验,常温试验周期:7 d,冷藏试验周期:30 d。

1.3 仪器

57330 -U 型SPME 手柄;57328-U 型50/30μmDVB/CAR/PDMS 萃取头:美国Supelco 公司;7890A-5975C型气相色谱-质谱联用仪:美国安捷伦科技公司;恒温数显水浴锅HH-4;冷库条件为:温度0 ℃~2 ℃,相对湿度为90%。

1.4 香气成分的提取

每份样品取3 个果实的果肉,用榨汁机将果肉榨汁,混匀,准确称取6 g 样品转移至样品瓶中,用聚四氟乙烯丁基合成橡胶隔片密封。样品瓶放置水浴锅中于45 ℃下平衡10 min,将老化好的萃取头插入样品瓶的顶空部分,萃取40 min。将吸附完成的萃取头插入进样口保持240 ℃解吸附5 min。

1.5 气相色谱-质谱条件

色谱条件:Thermo TG-WAXMS 色谱柱(60 m×0.25 mm×0.25 um);进样口温度240 ℃;柱温:初始温度45 ℃保持2 min,以3 ℃/min 升至175 ℃保持2 min,以10 ℃/min 升至230 ℃。

质谱条件:载气为He 气,流量1 mL/min,电离方式EI,电子能量70 eV;全扫描,扫描范围:20 amu~206 amu。进样方式:分流进样,分流比为1∶1。离子源温度230℃,四级杆温度150 ℃,进样口温度240 ℃。

定性方法:未知化合物质谱图经计算机检索同时与NIST08 质谱库相匹配,并结合人工图谱解析及资料分析,仅报道正反匹配度均大于700(最大值1 000)的鉴定结果。定量方法:按峰面积归一化法求得各成分相对质量百分含量,重复3 次。

2 结果与分析

2.1 王林苹果主要香气成分分析

经GC-MS 分析,常温贮藏果实中共检测出32 种挥发性成分,醛类3 种,醇类10 种,酯类18 种,烯烃类1 种。低温贮藏果实中共检测出34 种挥发性成分,醛类2 种,醇类12 种,酯类19 种,烯烃类1 种。其中相对含量大于1%以上,且变化规律显著的主要香气成分见表1。

表1 两种贮藏方式下的果实主要香气成分Table 1 The main aroma of fruit components in two kinds of storage modes

从芳香物质的构成上分析,两种贮藏方式下检出的芳香物质均为醛类、醇类、酯类。

2.2 两种贮藏方式对王林苹果香气成分的影响

从3 次采摘期测定的果实香气成分结果中可以看出(见表2、3),常温和低温贮藏中果实的主要香气成分均占总香气成分的90%左右。

表2 果实中主要香气成分种类构成(常温)Table 2 The main types of aroma components in fruit(Room temperature)

表3 果实中主要香气成分种类构成(低温)Table 3 The main types of aroma components in fruit(Low temperature)

随贮藏时间增加,常温、低温醛类含量均逐渐降低,醇类、酯类含量均逐渐增加。对比成熟期常温和低温各类香气成分值(见图1)。

图1 成熟期常温和低温贮藏方式下各类香气比较Fig.1 Comparison of various aromatic maturity at room temperature and low temperature storage conditions

常温贮藏的变化幅度明显大于低温贮藏。低温贮藏90 d 时,醛类、醇类、酯类变化趋于稳定。(选择常温测定周期为7 d,低温测定周期30 d,考虑果实常温保鲜时间以及对比在较长低温贮藏周期中香气含量的差异性)。

常温和低温贮藏的成熟期王林苹果均在30 d 时,对比果实各类香气构成(见图2)。

常温贮藏时醛类10.09%低于低温贮藏的18.66%,而常温贮藏时醇类、酯类的35.96%、46.77%均高于低温贮藏的34.81%、34.09%。低温贮藏中,醛类含量的下降幅度及醇类、酯类含量的增加幅度都是低于常温贮藏,说明低温抑制了醛类、醇类、酯类的生成。

2.3 不同成熟度对王林苹果香气成分的影响

本试验为研究不同成熟度对果实香气成分的影响设计了3 次采摘时间(见表2、3),采摘初期醛类的含量均在80%以上。在成熟期前采摘的果实中醛类为87%左右,含量最高;成熟期采摘的果实相对于成熟期前、后7 d 采摘中醇类、酯类含量最高。可以说明,果实在成熟前后缺乏醇类、酯类,选择成熟期采摘有利于积累醇类、酯类香气成分。

3 讨论

苹果果实的主要香气成分中直链脂肪酸族醇、醛和酯类物质主要来源于脂肪酸氧化[6],脂肪酸的氧化分为两种途径,一是脂肪酸经β 氧化产生的酮酸和酰基-CoA 可被进一步还原成醛和醇,用于合成酯类[7],果实成熟后大量香气产生,亚麻酸、亚油酸含量随之下降。二是脂肪酸通过脂氧合酶(Lipoxygenases,LOX)直接氧化形成醇、醛、酯类等物质[8]。在3 次采摘初期测定中,己醛和2-己烯醛大量存在于常温和低温贮藏方式中。常温果实达到呼吸高峰后,醛类含量随着贮藏时间增加而下降,醇类、酯类大量升高,与上述两途径都有密切关系。在低温时醛类的下降幅度降低可能是由于脂氧合酶活性的减弱,而低温抑制了脂氧合酶活性,所以低温保持了较高的醛类比例,同时抑制了醇类、酯类含量的增加。果实中醛类、醇类和酯类的产生不只与以上两种途径有关,可能还与其他酶-PDC(丙酮酸脱羧酶)、ADH(醇脱氢酶)、AAT(醇-酞基转移酶)[9]或者受其他因素的较大影响。

苹果果实的香气成分是随着果实的成熟而大量产生的。从本文研究发现,无论是成熟期前采摘的果实还是成熟期后采摘的果实中,初期测定值的醇类、酯类含量都远远低于成熟期采摘的果实。从而为选择在成熟期采摘苹果提供了理论依据。

4 结论

本文建立了测定王林苹果香气成分的气相-质谱联用定性定量方法,王林苹果主要的香气成分以低分子的醛类、醇类、酯类为主,3 类物质的相对含量占总挥发物质的90%左右。由于果实的香气成分是在酶的直接或间接催化下进行了生物转化和合成[10],低温抑制了酶的活性,所以低温对王林苹果的香气成分具有显著性的影响。果实的成熟度影响着苹果香气成分的生物合成,果实成熟度决定了果实的香气组分。

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