玫瑰深加工產(chǎn)品關(guān)鍵香氣成分的分析

趙彩云，薛潔，蔡旭東，郭靜，李彪，武順

1(中國食品發(fā)酵工業(yè)研究院，北京，100015) 2(倪氏國際玫瑰產(chǎn)業(yè)股份有限公司，湖北 棗陽，441200)

目前，對于玫瑰及其制品香氣成分的研究，主要集中在利用氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)(GC-MS)對玫瑰花蕾、花瓣、不同時(shí)期采收的玫瑰花［1-2，5］以及玫瑰精油［3-4，6］的香氣成分的定量等方面，但由于香氣成分的閾值存在差異，含量最高的香氣物質(zhì)對產(chǎn)品的影響可能并不是最顯著，因此確定玫瑰及其制品主要香氣成分非常關(guān)鍵。

聞香儀是一種對氣味物質(zhì)進(jìn)行在線嗅聞并記錄描述結(jié)果的儀器。HS-SPME-GC-MS 與聞香儀聯(lián)用技術(shù)已廣泛用于香醋、白酒、蘋果、奶酪等食品的特征香氣成分的分析［8-10］。但將GC-MS 與聞香儀(olfactometry)結(jié)合對玫瑰及其制品香氣成分的研究鮮有報(bào)道。本研究利用HS-SPME-GC-MS 與聞香儀聯(lián)用技術(shù)，通過逐級稀釋法，對細(xì)胞液、玫瑰純露、玫瑰飲料進(jìn)行聞香，確定這3 種玫瑰深加工產(chǎn)品中的主要呈香物質(zhì)。同時(shí)，結(jié)合香氣值(guadagni)理論，根據(jù)含量高且閾值低的香氣成分對樣品貢獻(xiàn)較大的原理，最終確定所分析樣品的關(guān)鍵香氣成分。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

(1)玫瑰純露:玫瑰花的高溫提取物，生產(chǎn)日期為2013 年5 月3 日;(2)玫瑰細(xì)胞液:玫瑰花的低溫提取物，生產(chǎn)日期為2013 年6 月10 日;(3)九朵玫瑰飲料:生產(chǎn)日期為2013 年6 月21 日。均由倪氏國際玫瑰產(chǎn)業(yè)股份有限公司提供。

1.2 儀器和設(shè)備

氣質(zhì)聯(lián)用儀(GC-MS):配有EI 離子源(安捷倫，5975C)，氣相色譜儀(安捷倫，7890A);固相微萃取手柄(Supelco，美國);PDMS 萃取頭(Supelco，美國);聞香儀(德國，GERSTEL，ODP3)。

1.3 主要化學(xué)試劑

香氣物質(zhì)標(biāo)樣，Sigma 公司;NaCl(分析純)，北京化工廠。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

1.4.1 樣品準(zhǔn)備

分別取玫瑰細(xì)胞液的原液、稀釋2 倍、4、10 倍的水溶液各2 mL 進(jìn)行固相微萃取，提取香氣成分;玫瑰純露的原液、稀釋4 倍、10 倍的水溶液各2 mL 進(jìn)行固相微萃取提取香氣成分;玫瑰飲料原液、稀釋2 倍、4 倍的水溶液各2 mL 進(jìn)行固相微萃取提取香氣成分。固相微萃取條件參照文獻(xiàn)［7］的方法。

1.4.2 香氣成分的測定及聞香

GC-MS 條件、樣品香氣成分的提取方法及香氣的定量方法均參照文獻(xiàn)［7］的方法。

聞香儀分析描述香氣的方法:在氣相色譜柱的末端四通分流口，分流樣品(分流比2∶1)到質(zhì)譜檢測器及聞香儀。將用HS-SPME 法萃取到的香氣成分進(jìn)樣，5 名專業(yè)嗅聞人員依次坐在聞香儀的出口處，記錄在出口端所聞到的香味。根據(jù)香味的由弱到強(qiáng)分為1，2，3，4 四個(gè)等級，進(jìn)行打分，并盡可能地對所感覺到的香味進(jìn)行描述。同時(shí)，軟件會根據(jù)聞香人員的打分生成相應(yīng)的聞香譜圖。

確定有效物質(zhì)的方法:聞香結(jié)果顯示，隨著稀釋度的增大，香氣強(qiáng)度及香氣種類逐漸減少，統(tǒng)計(jì)各香氣物質(zhì)的出現(xiàn)頻次，頻次較高者作為聞香方法確定的關(guān)鍵香氣成分。同時(shí)，用GC-MS 定量各香氣成分的含量，計(jì)算濃度與閾值的比值，得到各香氣成分的香氣活性值(odor activity value，即OAV)，聞香與OAV值兩方面結(jié)合，進(jìn)一步確認(rèn)玫瑰深加工產(chǎn)品中的主要香氣物質(zhì)。

2 結(jié)果與討論

2.1 玫瑰細(xì)胞液有效物質(zhì)的分析結(jié)果

細(xì)胞液原液及不同稀釋度的細(xì)胞液的色譜圖和聞香譜圖如圖1 所示。隨著稀釋度的逐漸增加，聞香譜圖中的香氣種類逐漸減少，氣相譜圖也直觀的反應(yīng)出各物質(zhì)的峰面積在逐漸的變小。在細(xì)胞液原液中可以聞到12 種香氣物質(zhì)，而當(dāng)細(xì)胞液稀釋10 倍時(shí)，只能聞到4 種香氣。表1 為不同稀釋度的玫瑰深加工產(chǎn)品的聞香結(jié)果的統(tǒng)計(jì)表，頻次越高的香氣成分，對香氣的貢獻(xiàn)越大。從表1 中對細(xì)胞液聞香結(jié)果的統(tǒng)計(jì)可以看出，出現(xiàn)頻次最高的香氣成分為β-苯乙醇、香茅醇、丁香酚、香葉醇，說明這4 種物質(zhì)在細(xì)胞液中占據(jù)優(yōu)勢，對細(xì)胞液的香氣貢獻(xiàn)較大。

利用HS-SPME-GC-MS 對細(xì)胞液中香氣成分進(jìn)行定量，并計(jì)算出聞香方法確定的細(xì)胞液中的幾種主要香氣成分的OAV 值(表2)。細(xì)胞液中含量較高的香氣物質(zhì)為β-苯乙醇、香茅醇、丁香酚，而香氣活性值較高(OAV ＞100)的為香茅醇、β-苯乙醇、丁香酚與玫瑰醚。雖然β-苯乙醇含量遠(yuǎn)高于香茅醇，但由于β-苯乙醇的嗅覺閾值高于香茅醇，最終導(dǎo)致香茅醇活性強(qiáng)度與β-苯乙醇差別不大，因此2 種物質(zhì)的聞香強(qiáng)度基本一致。由于文章所參考的嗅覺閾值是香氣成分在水中的閾值，而隨著基質(zhì)的不同，閾值會發(fā)生變化。雖然香葉醇的OAV 值小于玫瑰醚，但在實(shí)際聞香過程中，香葉醇的氣味清晰明顯，且出現(xiàn)頻次較高，因此也作為細(xì)胞液的有效香氣成分。

圖1 細(xì)胞液各濃度樣品色譜圖與聞香譜圖Fig.1 consensus aromagramand gas chromatogramof the cell sap

根據(jù)聞香結(jié)果，結(jié)合OAV 值得出，決定細(xì)胞液質(zhì)量的關(guān)鍵香氣物質(zhì)為β-苯乙醇、香茅醇、丁香酚和香葉醇。

2.2 玫瑰純露關(guān)鍵香氣成分的分析結(jié)果

純露的定量分析圖譜和聞香圖譜見圖2。隨著稀釋度的增加，純露樣品中可聞到的香氣物質(zhì)數(shù)量從14 種依次減少到7 種和6 種。同時(shí)，與細(xì)胞液相比，純露中的香氣種類更多。在稀釋度達(dá)到10 倍時(shí)，在細(xì)胞液中只能聞到4 種物質(zhì)，而在純露樣品中卻能聞到6 種物質(zhì)，通過GC-MS 及標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的定性，得到這6 種物質(zhì)分別是玫瑰醚、芳樟醇、香茅醇、香葉醇、β-苯乙醇、丁香酚。

圖2 玫瑰純露各濃度樣品色譜圖與聞香譜圖(一條線段代表一種香氣，線段越長表示聞到的香氣強(qiáng)度越強(qiáng)，線段越粗表示香氣持續(xù)時(shí)間越長)Fig.2 Consensus aroma gram and gas chromatogram of the rose hydrosol

表1 玫瑰產(chǎn)品中香氣成分聞香頻次表Table 1 The frequency table of smelling aroma components in rose-based product

表2 玫瑰細(xì)胞液中主要香氣物質(zhì)含量及香氣活性值Table 2 The content and OAV of the main aroma compounds in cell sap

表1 聞香統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，隨著稀釋度的增加，玫瑰純露中出現(xiàn)頻次較高的香氣成分為芳樟醇、香茅醇、香葉醇、β-苯乙醇和丁香酚，其次為玫瑰醚。因此，β-苯乙醇、香茅醇、香葉醇、丁子香酚、芳樟醇和玫瑰醚是影響玫瑰純露質(zhì)量的關(guān)鍵的成分。在細(xì)胞液中沒有聞到芳樟醇和玫瑰醚2 種物質(zhì)，說明這2 種物質(zhì)的沸點(diǎn)比較高，高溫有利于這2 種香氣成分的溢出。

表3 玫瑰純露中的主要香氣物質(zhì)含量及香氣活性值表明，β-苯乙醇、香茅醇是玫瑰純露中含量最高的2 種香氣物質(zhì)，但低于其在細(xì)胞液中的含量，而香葉醇、玫瑰醚和芳樟醇在玫瑰純露中的含量遠(yuǎn)高于細(xì)胞液中的含量，這與β-苯乙醇、香茅醇的沸點(diǎn)較低，而其他3 種風(fēng)味物質(zhì)的沸點(diǎn)較高有關(guān)。由于β-苯乙醇和香茅醇的香氣特點(diǎn)是典型的玫瑰花香，所以也說明了玫瑰細(xì)胞液的玫瑰花香氣更為突出，而純露香氣比較復(fù)雜。玫瑰純露中香氣活性值較高(OAV ＞10)的香氣成分有玫瑰醚、芳樟醇、香茅醇、香葉醇、β-苯乙醇及丁香酚。

因此，在玫瑰純露中不僅β-苯乙醇、香茅醇對玫瑰純露的質(zhì)量非常重要，而且香葉醇、丁子香酚、芳樟醇和玫瑰醚也是影響純露質(zhì)量的關(guān)鍵香氣物質(zhì)。

表3 玫瑰純露中主要香氣物質(zhì)含量及香氣活性值Table 3 The content and OAV of the main aroma compounds in rose hydrosol

2.3 玫瑰飲料關(guān)鍵香氣成分的分析結(jié)果

玫瑰飲料及不同稀釋度的飲料的色譜圖及聞香譜圖見圖3。玫瑰飲料中檢出的風(fēng)味物質(zhì)種類明顯少于細(xì)胞液與玫瑰純露，并且當(dāng)飲料稀釋倍數(shù)為4 倍時(shí)，只能聞到4 種香氣成分。結(jié)合表1 中飲料的聞香統(tǒng)計(jì)結(jié)果，得出飲料中主要香氣物質(zhì)也有4 種，但是這4 種物質(zhì)與細(xì)胞液、純露不同的是，芳樟醇代替了香葉醇。因此，從聞香角度分析，飲料中主要香氣物質(zhì)依次為:β-苯乙醇、丁子香酚、香茅醇和芳樟醇。

根據(jù)玫瑰飲料中香氣物質(zhì)種類較少，推測飲料中的風(fēng)味物質(zhì)含量要低于細(xì)胞液和玫瑰純露，表4 顯示結(jié)果與推測一致。玫瑰飲料中風(fēng)味物質(zhì)的含量與表2，表3 中細(xì)胞液和純露數(shù)據(jù)相比，無論是β-苯乙醇，還是香茅醇都低于后兩者中的含量。玫瑰飲料中香葉醇和芳樟醇的含量基本相同，但受嗅覺閾值的影響，芳樟醇的香氣活性值(OAV)遠(yuǎn)高于香葉醇，所以在相同的濃度下，芳樟醇更容易被聞到，這也間接證實(shí)了本研究品評人員聞香結(jié)果的可靠性。

表4 玫瑰飲料中主要香氣物質(zhì)含量及香氣活性值Table 4 The content and OAV of the main aroma compounds in rose drinks

根據(jù)以上聞香與OAV 的分析可以得出，影響玫瑰飲料質(zhì)量的主要香氣物質(zhì)為β-苯乙醇、香茅醇、丁子香酚和芳樟醇。

3 結(jié)論

本文利用HS-SPME-GC-MS 結(jié)合嗅聞技術(shù)對玫瑰深加工產(chǎn)品中主要呈香化合物進(jìn)行了研究。同時(shí)，根據(jù)香氣活性理論，計(jì)算出香氣活性值，對各香氣成分的貢獻(xiàn)度進(jìn)行比較。結(jié)果證實(shí)2 種方法，結(jié)論較一致，將2 種方法有效結(jié)合可以較好地鑒別各玫瑰深加工產(chǎn)品的關(guān)鍵香氣成分。

玫瑰細(xì)胞液中主要呈香物質(zhì)為β-苯乙醇、香茅醇、香葉醇和丁子香酚;玫瑰純露與細(xì)胞液主要呈香物質(zhì)相比，略有差異，決定玫瑰純露質(zhì)量的主要風(fēng)味化合物包括:β-苯乙醇、香茅醇、香葉醇、丁子香酚、芳樟醇和玫瑰醚。本次研究發(fā)現(xiàn)玫瑰飲料中4 種主要呈香化合物分別為:β-苯乙醇、丁子香酚、香茅醇和芳樟醇。

圖3 玫瑰飲料各濃度樣品色譜圖與聞香譜圖(一條線段代表一種香氣，線段越長表示聞到的香氣強(qiáng)度越強(qiáng)，線段越粗表示香氣持續(xù)時(shí)間越長)Fig.3 Consensus aromagramand gas chromatogramof the rose drinks

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