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青梅腌制过程中的风味物质变化

2015-05-30林耀盛刘学铭李升锋池建伟陈智毅杨春英唐秋实

热带作物学报 2015年8期
关键词:质谱联用腌渍青梅

林耀盛 刘学铭 李升锋 池建伟 陈智毅 杨春英 唐秋实

摘  要  以腌制青梅果肉为样品,采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术(HS-SPME-GC-MS)对青梅腌制过程中的风味成分分析鉴定,并进行统计分析。结果表明:其中,醛类物质14种、醇类9种、酯类7种、酸类3种、酮类3种、烷烃类12种和其他杂环类2种(占总挥发性的84.52%),共检测出50种挥发性成分。在腌制过程中,醛类和烷烃类与腌制时间显著负相关(p<0.01),醇类风味物质含量与腌制时间呈弱负相关(p<0.05),酯类物质含量与腌制时间显著正相关(p<0.01)。典型风味成分苯甲醛含量高达19.80%,腌制第2天,果肉中风味成分含量高且丰富,当腌制第8天时,风味成分变化趋于稳定。

关键词  青梅;腌渍;风味成分;气相色谱-质谱联用

中图分类号  TS255.43          文献标识码  A

Changes of Volatile Flavor Compounds of

Prunus mume During Pickling

LIN Yaosheng1,2,3, LIU Xueming1,2,3 *, LI Shengfeng1,2,3, CHI Jianwei1,2,3,

CHEN Zhiyi1,2,3, YANG Chunying1,2,3, TANG Qiushi1,2,3

1 Sericulture & Agri-Food Research Institute of Guangdong Academy of Agricultural Sciences, Guangzhou, Guangdong 510610, China

2 Key Laboratory of Functional Foods, Ministry of Agriculture, Guangzhou, Guangdong 510610, China

3 Guangdong Key Laboratory of Agricultural Products Processing, Guangzhou, Guangdong 510610, China

Abstract  Changes of aromatic components in Prunus mume were determined by analyzing the flavor substance contents using headspace solid phase microextraction gas chromatography-mass spectrometry(HS-SPME/GC-MS). The results showed that a total of 50 volatile components were identified from the SPME of P. mume during pickling, including 14 aldehyde, 9 alcohols, 7 ester, 3 acids, 9 ketones, and 12 hydrocarbons and 2 heterocycles(accounting for 84.52% of the total volatile). In the process of curing, the relative contents of aldehyde and alkane flavor substances were significantly negatively correlated with curing time(p<0.01). Alcohol flavor substance content showed weakly negative correlation with curing time(p<0.05). The relative contents of ester flavor substances were significantly positively correlated with curing time(p<0.01). Benzene formaldehyde was the typical aroma component, the content with most abundant flavor species was as high as 19.80% in the second day, and the content tended to be stable in the eighth day.

Key words  Prunus mume; Pickling; Aroma components; GC-MS

doi  10.3969/j.issn.1000-2561.2015.08.028

青梅(Prunus mume)又称为酸梅、果梅,为蔷薇科杏属乔木的果实,是我国传统的药食两用果品[1]。多数水果以甜取胜,唯独青梅以酸著称,不宜直接鲜食,多用于加工。在我国的传统医药中,青梅多用于加工成乌梅,作为收涩药使用,具有敛肺、涩肠、生津、安蛔等功效,用于肺虚久咳、久痢滑肠、虚热消渴、蛔厥呕吐腹痛(胆道蛔虫症)等病症。现代研究结果表明,青梅及其加工制品乌梅具有抗氧化[2],降血脂、降血糖[3],减肥[4],抑菌[5],抗病毒、抗炎[6],抗肿瘤、缓解精神压力[7]等功能,在功能食品加工中有重要应用。

由于青梅鲜果不能直接食用,而作为中药材使用需要量有限,尽管近几年青梅加工产品日渐多元化,开发出青梅果汁、发酵青梅酒、青梅酱等产品,但传统的腌制仍然是青梅最重要的原料保存和加工方式。青梅的腌制加工是将新鲜青梅与固体食盐分层堆积于腌制池,利用食盐的高渗作用对青梅进行加工的方法,通常腌制时间4~12个月。食盐的高渗作用、青梅自身酶的变化、环境微生物等多种因素的影响,青梅在腌制过程中发生了一系列物理、化学和生物学变化。在这些变化中,腌渍风味成分的变化是非常重要的一个方面。而近几年在青梅风味研究报道方面,赵笑梅等[8]采用气质联用法比较了新鲜青梅、咸水梅、梅坯及腌渍液中的风味成分变化,分别检出26、20、27和12种香气成分,主要为醛类、醇类、酯类等,以此推测青梅梅坯制作过程中风味成分变化。杨亚红等[9]对青梅酒香气进行GC-MS分析发现,青梅发酵酒中共有64个香气成分,除苯甲醇外其他成分为酵母发酵产生;而高敏等[10]通过顶空-气相色谱-质谱法对浸泡青梅酒香气成分进行了分析,鉴定出21种化合物,主要有乙酸乙酯、异丁醇、异戊醇、苯甲醇、苯甲酸乙酯。

目前对于青梅在腌渍过程的主要风味成分的影响尚不清晰,有待开展深入的研究。为了更加直接观测青梅腌制过程中发生的风味成分变化,本研究在实验室模拟生产实践中青梅腌制过程,定期取样分析风味成分,观察了青梅腌制全程所发生的风味成分变化,以期为提升青梅传统腌制加工技术和利用腌制副产物梅卤提供理论依据。

1  材料与方法

1.1  材料

1.1.1  材料   实验所用新鲜青梅为青竹梅品种,2014年4月21日采自广东省汕尾市陆河县东坑镇大新横坑村青梅种植区,由广东省汕尾市陆河县伟能食品有限公司提供。新鲜青梅经盐腌渍后即成咸水梅;每日均匀搅拌,腌渍24 h后开始定期对青梅果肉进行取样。

1.1.2  仪器设备   Agilent 6890 GC/5975 MS气质联用仪,DB-5MS UI超高惰性石英毛细管柱(30.0 m×0.25 mm×0.25 μm),美国Agilent科技有限公司;ALC 210.4型电子天平,德国赛多利;DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器,巩义市予华仪器有限责任公司;DVB/CAR/PDMS萃取头(50/30 μm),上海安谱科学仪器有限公司。

1.2  方法

1.2.1  青梅腌制   工艺流程:青梅→清洗→晾干→筛选分级→加盐腌制→加盖、加压→阴凉放置腌制。生产中一般每千克鲜梅一次性加盐300~320 g,本研究为使盐分充分进入青梅果肉,每日搅拌均匀。

青梅用自来水清洗,根据直径分为S、M、L、2 L和3 L 5个等级,实验选取中等成熟度L~2 L等级的,具有青梅特有芳香味,其总酸含量较高。在腌渍青梅的塑料桶内每放一层青梅依次撒上一层食盐,直至最上层食盐将青梅完全覆盖,放置23~25 ℃阴凉处腌制。

1.2.2  腌制青梅样品采集   分别在腌制的第1、2、4、6、8、10、12天对青梅果肉取7次样品,每次样品各取3份。

1.2.3  样品前处理   分别称取5 g果肉用研钵研成糊状,置于顶空瓶中,加盖,DVB/CAR/PDMS萃取头预先老化1 h,再将萃取头置于顶空瓶中,在42 ℃恒温条件下萃取25 min,解析5 min。

1.2.4  气质联用GC-MS分析条件   GC条件参考文献方法[11]并进行优化:采用DB-5MS UI超高惰性石英毛细管柱,载气为He,流速为1mL/min,进样口温度260 ℃,不分流进样。升温程序:初始温度35 ℃,保持1 min,再以6 ℃/min的升温速率升至60 ℃,保持1 min;之后再以4 ℃/min的升温速率升至90 ℃,保持3 min;最后再以12 ℃/min的升温速率升至250 ℃,保持6 min,运行时间41 min。

MS条件:电子轰击离子源,离子源温度250 ℃,MS四级杆温度200 ℃,扫描方式为全扫描,扫描质量范围30~450 u,溶剂延迟3 min。

1.3  数据处理

试验数据处理由Xcalibur软件完成,未知化合物经计算机检索的同时与NIST11谱库和Wiley谱库相匹配,只有当匹配度均大于800(最大值为1 000)的鉴定结果才予以确认。测试样品重复n=3,所有数据采用SPSS19.0软件进行统计。

2  结果与分析

2.1  主要风味成分图谱分析

青梅果肉腌制过程中挥发性物质通过GC-MS分析鉴定,经计算机质谱库NIST11和Wiley谱库相匹配,发现在腌制过程中,青梅果肉样品中共检测出50种挥发性成分,其中醇类物质9种,醛类物质14种,碳氢化合物12种,酯类7种,酮类3种,烷烃类2种。

从表1和图1结果可以看出,腌制过程中果肉的挥发性成分种类差异不大,醛类物质的含量占总挥发性成分的百分比含量最高为40.80%。醛类物质主要有苯甲醛、戊醛、己醛、(E)-2-庚烯醛、(E,E)-2,4-庚二烯醛、辛醛、壬醛,其中苯甲醛、己醛和戊醛占果肉总挥发性物质的36.45%。而其中苯甲醛是一种具有杏仁香气,青梅特有的香气成分之一。戊醛具木香、水果香气味,(E)-2-辛烯醛具有青草味、脂肪味。己醛具甜樱桃成熟果实的香气,(E)-2-庚烯醛具有草本味,辛醛具有青草味、柑橘味,壬醛具有玫瑰香气,(E,E)-2,4-庚二烯醛具有油臭味,略带青臭,由亚麻酸自动氧化形成。醛类占挥发性成分相对百分含量最高且种类也较为丰富,因此醛类的含量变化对青梅腌制过程中风味的变化影响大。

青梅香气成分的另一类含量较高的物质是醇类化合物,共检出有9种,占挥发性物质相对百分含量的24.80%,主要有乙醇、正戊醇、(E)-2-己烯-1-醇、1-辛烯-3-醇、苯甲醇、2,6-二甲基-5,7-辛二烯-2-醇、3- 甲基-1-丁醇、DL-薄荷醇,而其中乙醇含量最大,占挥发性物质相对百分含量的17.51%。醇类主要赋予腌制青梅挥发性成分,以清香(1-辛烯-3-醇)和果香型(苯甲醇)为基础的植物香气成分,乙醇产生是青梅腌制过程中微生物发酵产生的特有香气成分,可为发酵青梅果酒加工提供酒精和原料成分,而1-辛烯-3-醇具有蘑菇、薰衣草、玫瑰和乾草等香气[12],苯甲醇具有甜香、花香、果香气味,DL-薄荷醇有薄荷香气并有清凉特征,作为饮料或糖果的赋香剂;柏木醇具有愉快而持久的柏木香气,均可作为天然的增香剂。

乙酸乙酯、丁酸乙酯、苯甲酸甲酯、水杨酸甲酯均为甲基或乙基酯类化合物,此类物质主要由醇类和酸类物质相应发生酯化反应生成具有香气的化合物,多数是C1~C10脂肪生酯类物质,多具有水果的清香、淡酒香、淡花香、淡甜香和复合果香气,而水杨酸甲酯具有冬青,丁酸乙酯具有甜香味,酯类物质占总百分含量虽不高,但在青梅风味中发挥着重要的作用。

烷烃类是青梅在果胶酶等酶的作用下,腌渍过程中自动氧化的次级产物,伴随着醇、酮、醛的产生,含量低,有较淡的水果香味。萜类化合物是烷烃类化合物风味起到主要香气作用的物质,包括左旋-alpha-蒎烯、右旋萜二烯、3-异丙基烯-5,5-二甲基-环戊烯、月桂烯,其中1-甲基(1-甲基乙烯基)环己烯又名柠檬烯,属单萜类化合物,有类似柠檬的香味,右旋萜二烯又叫右旋柠檬烯,与柠檬烯结构类似,是天然植物精油中的特有成份。

酸类物质主要有3种,分别是冰醋酸、安息香酸、壬酸。冰醋酸易与乙醇结合发生酯化反应,是青梅有机酸的重要组成之一,而安息香酸又称苯甲酸,以游离酸、酯类化合物及其衍生物形式存在,具有抗菌消炎功效,还可用于巧克力、柠檬、橘子、子浆果、坚果、蜜饯型等食品中可作为保香剂和防腐剂。壬酸是一种呈淡淡的脂肪和椰子香气,通常以游离或酯化物质存在于玫瑰、香叶、鸢尾、酒花、薰衣草等精油中,作为一种天然的食用香料。

酮类物质在青梅腌制过程中,检测发现有3种酮类风味物质,含量并不高,其中香叶基丙酮具青草味、玉兰味。突厥酮具甜的果香、清香、花香、木香及浆果香气,是一种纯天然香气。其他的物质有2,2-二甲基-5-(1-甲基-1-丙烯基)四氢呋喃、2,4-二叔丁基苯酚,呋喃类物质,浓度低但有特征性的坚果风味,高浓度就会产生令人不悦的豆腥异味。

2.2  腌制时间与挥发性风味物质的含量相关性分析

采用SPSS19.0和Pearson相关性分析对不同腌制时间的青梅果肉中风味物质中醇类、醛类、酯类、酸类和碳氢化合物类的百分比含量进行相关性统计分析(表2、3)。从表2中可见,青梅腌渍过程主要挥发性风味物质,主要有醇类、醛类、酯类、烷烃类、酸类、酮类;其中醛类和醇类物质,其含量范围分别是38.81%~43.00%、20.59%~27.97%,醛类化合物无论从含量或种类均最多,主要是低碳链醛类和芳香醛化合物,多数属脂肪酸醛,此类物质属于醛香型风味物质[13],其中苯甲醛含量较高,是由果实中的苦杏仁苷经酶解作用产生的[14],有甜的杏仁香气,阈值较低,但产生较强的风味,因此醛类物质对整个青梅腌制过程中风味的贡献很大。乙醇在醇类化合物中所占比例较高,这与原材料新鲜青梅品种及果实成熟度有关,果实成熟,呼吸作用增强,果实糖酵解产生的中间产物丙酮酸除进入三羧酸循环外,剩余部分转化为乙醇,从而产生一定的积累。

从表3中可以看出,醇类、醛类和烷烃类风味物质相对百分含量与腌制时间呈显著负相关,相关性系数分别为-0.820、-0.708和-0.862,腌制过程中,醛类和烷烃类风味物质总体趋势上的相对百分含量逐渐减少。酯类和酸类风味物质相对百分含量与腌制时间呈显著正相关,相关性系数分别为0.866和0.527,说明随着腌制时间的越久,酯类和酸类风味物质整体上的相对百分含量趋势逐渐增大。

综合表2和表3的结果发现,当腌制第2天时,其醇类和醛类物质的含量达到最高,而后其含量逐渐降低,成为产品风味变化的一个重要转折点,戊醛和己醛的出现也表明青梅一定程度发生氧化,同时这与青梅品种的成熟度有关。当腌制第8天时,青梅果肉香气各成分变化趋于稳定,可能由于体系在高盐高酸条件下物质交换已经达到动态平衡,氧化还原反应以及微生物发酵趋于缓慢的原因,从而形成相对稳定的风味物质。而苯甲醛是青梅主要的典型呈香物质[9],占总挥发性成分的相对百分含量为19.80%,在腌制过程中发挥了重要作用,酯类物质大多数具有水果香和花香。Miyazawa[15]等分析了未成熟(I)和成熟(II)青梅的挥发性成分,确定了76种成分,其中25种从青梅中首次鉴定。主要成分是苯甲醛类(I,59.16%;II,1.81%),isolongifololyl acetate(II,19.21%),棕榈酸(I,微量;II,10.22%),芳樟醇(I,9.93%;II,7.34%)和乙酸丁酯(II,8.30%)。未成熟青梅因含大量的醛类物质而呈现绿色,而成熟青梅则因酯类的增加使果香味更浓。本研究选取中等成熟度青梅,色泽光亮呈黄绿色,具有青梅特有芳香味,采用了工业化生产模式对青梅样品进行腌制加工,在高盐高酸体系下,随着腌制时间增加,酯类物质含量随着增大,香气则越浓,至第8天含量变化逐渐趋于稳定。

3  结论

采用HS-SPME-GC-MS方法对青梅腌制过程中的风味成分进行分析鉴定,结果显示风味成分种类主要为醛类、醇类、酯类、烷烃类、酸类、酮类、呋喃类。不同腌制时间对青梅风味物质含量影响不同,腌制至第2天风味物质的种类有50种,占挥发性成分的相对百分含量高达89.13%;醇类与醛类风味物质种类丰富,其中醇类物质相对含量为27.97%、醛类物质相对含量为43.00%,同比其他腌制时间的青梅样品醇类、醛类物质相对百分含量高。腌制第2~8天青梅样品风味物质中醇类和醛类物质含量随着腌制时间增加而减少,而酯类和酸类含量随着腌制时间增加而增加;而腌制第8~12天风味成分变化趋于稳定。

参考文献

[1] 林耀盛, 杨春英, 陈智毅, 等. 青梅酱中的有机酸成分分析[J]. 现代食品科技, 2011, 27(9): 1 150-1 153.

[2] Debnath T, Bak J P, Samad N B, et al. Antioxidant activity of mume fructus extract[J]. Journal of Food Biochemistry, 2012, 36(2): 224-232.

[3] Hwang J T, Yang H J, Hur H J, et al. Anti-diabetic effect and mechanism of action of MaEsil(Prunus mume) extract[J]. Planta Medica, 2012, 78(11): 25.

[4] Shin E J, Hur H J, Sung M J, et al. Ethanol extract of the Prunus mume fruits stimulates glucose uptake by regulating PPAR-γ in C2C12 myotubes and ameliorates glucose intolerance and fat accumulation in mice fed a high-fat diet[J]. Food Chemistry, 2013, 141(4): 4 115-4 121.

[5] Seneviratne C J, Wong R W K, Haegg U, et al. Prunus mume extract exhibits antimicrobial activity against pathogenic oral bacteria[J]. International Journal of Paediatric Dentistry, 2011, 21(4): 299-305.

[6] Choi H J, Kang O H, Park P S, et al. Mume Fructus water extract inhibits pro-inflammatory mediators in lipopolysaccharide-stimulated macrophages[J]. Journal of Medicinal Food, 2007, 10(3): 460-466.

[7] Yamada K, Ina H, Matsumoto K, et al. Effects of the pickled fruit and the constituents of the fruit of Prunus mume for relieving tension in man and rats[C]. Planta Medica, 2008, 74(9): 1 181-1 181.

[8] 赵笑梅, 吴  青, 陈  宇, 等. 青梅在梅坯制作过程中的香气成分变化[J]. 现代食品科技, 2013, 29(4): 885-889.

[9] 杨亚红, 吴少华, 土兴红, 等. 气质联用分析青梅发酵酒和浸泡酒的香气成分[J]. 酿酒科技, 2005(9): 80-83.

[10] 高  敏, 曾新安, 陈  勇. 青梅酒香气成分的研究[J]. 食品科技, 2010, 35(3): 78-81.

[11] Wang Y J, Yang C X,  Li S H, et al. Volatile characteristics of 50 peaches and nectarines evaluated by HP-SPME with GC-MS[J]. Food Chemistry, 2009, 166(1): 356-364.

[12] 孙宝国, 何  坚. 香料化学与工艺学[M]. 2版. 北京: 化学工业出版社, 2004.

[13] 段雪荣, 陶永胜, 杨雪峰, 等. 不同成熟度赤霞珠葡萄所酿洒香气质量分析[J]. 中国食品学报, 2012, 12(11): 189-197

[14] 张  序, 姜远茂, 彭福田, 等. ‘红灯 甜樱桃果实发育进程中香气成分的组成及其变化[J]. 中国农业科学, 2007, 40(6): 1 222-1 228.

[15] Miyazawa M, Shirakawa N, Utsunomiya H, et al. Comparision of the volatile components of unripe and ripe Japanese apricot (Prunus mume Sieb. et Zucc.)[J]. Natural Product Research, 2009, 23(17): 1 567-1 571.

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