不同產(chǎn)地荸薺種楊梅揮發(fā)性成分的分析與評價(jià)

徐 磊 郜海燕 房祥軍 陳杭君 吳偉杰 周劍忠 李紹振 陳晶晶

（1 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶與食品科技學(xué)院 合肥230031 2 浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食品科學(xué)研究所 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部果品采后處理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室浙江省果蔬保鮮與加工技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國輕工業(yè)果蔬保鮮與加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 杭州310021 3 江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所 南京210014 4 北京匯源飲料食品集團(tuán)有限公司 北京100044 5 海通食品集團(tuán)有限公司 浙江寧波315300）

楊梅（Myrica rubra Sieb.et Zucc.）屬木蘭綱楊梅科楊梅屬常綠灌木或小喬木，原產(chǎn)于我國，種植面積占世界栽種面積的98.5%以上， 主要分布在浙江、江蘇、福建、廣東、云南等省份，其中浙江省的栽培面積最大，產(chǎn)量最高，品質(zhì)最佳[1-2]。 楊梅果實(shí)色澤艷麗、酸甜可口、風(fēng)味獨(dú)特，富含有機(jī)酸、維生素、花色苷和多酚等物質(zhì)，具有較高的食用價(jià)值和保健功能[3-5]。

國內(nèi)外對荸薺楊梅的研究大多集中在功能性成分及活性方面[6]，對其風(fēng)味的研究主要集中在品種和提取方法的優(yōu)化上， 而對產(chǎn)地的相關(guān)研究較少。 劉濤等[7]通過氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（Gas chromatography-Mass spectrometry，GC-MS）技術(shù)對楊梅揮發(fā)油的成分進(jìn)行研究，共分離鑒定出32 種物質(zhì)，徐元芬等[8]通過GC-MS 技術(shù)對不同生長期的荸薺楊梅的風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行研究， 發(fā)現(xiàn)不同生長期的荸薺楊梅中的風(fēng)味物質(zhì)存在相似性。

香味作為食品的一個(gè)重要屬性， 它與食品品質(zhì)密切相關(guān)。 固相微萃取法（Solid Phase Mirco-Extraction，SPME）結(jié)合GC-MS 技術(shù)由于其操作簡便、高效分離性和高靈敏度等優(yōu)點(diǎn)，所以廣泛應(yīng)用于食品香氣成分的分析和檢測。 國內(nèi)外學(xué)者利用SPME 聯(lián)合GC-MS 技術(shù)對果蔬及其制品[9-10]、乳制品[11]、酒類[12-13]、茶葉[14-15]、水產(chǎn)品[16-17]、肉類[18]等食品香氣的組成和含量做了大量研究。 水果的揮發(fā)性香氣物質(zhì)主要包括酯類、醛類、醇類、羰基化合物和一些雜環(huán)化合物， 這些香氣成分能反映果品的風(fēng)味特征，是評價(jià)果實(shí)風(fēng)味品質(zhì)的重要指標(biāo)[19]。本文利用GC-MS 結(jié)合因子分析對不同產(chǎn)地楊梅中的揮發(fā)性組分進(jìn)行分析與評價(jià)， 明確不同產(chǎn)地荸薺種楊梅風(fēng)味組成上的差異。

1 材料與方法

1.1 原料與試劑

原料：不同產(chǎn)地荸薺種楊梅（蘇州、恩施、瑞麗、仙居、余姚），九成熟。 采摘后于4 ℃冷藏條件下運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，當(dāng)天用液氮進(jìn)行速凍處理備用。

試劑：高純氦氣（純度99.999%）、正構(gòu)烷烴（C6-C26，色譜純）、環(huán)己酮（色譜純）、無水乙醇（分析純）。

1.2 儀器與設(shè)備

SPME 進(jìn)樣器（50/30 μm DVB/CAR/PDMS 萃取頭），美國Supelco 公司；Finnigan Trace GC Ultra Trace DSQ 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國Thermo 公司；DB-5 毛細(xì)管色譜柱（30 m×250 μm×0.25 μm）， 美國Agilent 公司；DS-1 高速組織搗碎機(jī)，上海精科實(shí)業(yè)有限公司；ATAGO PAL-1 數(shù)顯糖度計(jì)，日本ATAGO 公司；Metrohm 877 Titrino plus，瑞士Metrohm 公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 可溶性固形物 可溶性固形物 （TSS）用ATAGO PAL-1 數(shù)顯糖度計(jì)測定。 隨機(jī)選取20 顆楊梅， 去核后于8 000 r/min 高速組織搗碎機(jī)勻漿5 min，過濾后取濾液1 mL，用糖度計(jì)測定并記錄結(jié)果，重復(fù)3 次，取平均值。

1.3.2 可滴定酸 可滴定酸（TA）用Metrohm 877 Titrino plus 自動(dòng)電位滴定儀測定。取1.3.1 節(jié)中楊梅汁1 mL 定容至100 mL。 用0.1 mol/L 的NaOH滴定至終點(diǎn)，記錄消耗體積，計(jì)算TA 含量，重復(fù)3次，取平均值。

1.3.3 感官分析 參照Pang 等[20]的方法，采用風(fēng)味剖面描述分析方法（flavor profile test）對5 種楊梅的香氣輪廓進(jìn)行分析。 本試驗(yàn)的感官評價(jià)小組由10 名成員細(xì)成（5 名女性，5 名男性，年齡20～30 歲）， 感官評價(jià)小組的建立過程參照GB/T 16291.1-2012（感官分析選拔、培訓(xùn)與管理評價(jià)員一般導(dǎo)則）[21]。 楊梅香氣輪廓的感官分屬性描述詞參考程喚[22]進(jìn)行，見表1。 然后采用強(qiáng)度法對不同產(chǎn)地荸薺種楊梅的整體香氣特征的不同分屬性進(jìn)行評價(jià)，強(qiáng)度最大為10，幾乎感覺不到為0。 具體操作如下：取楊梅汁15 mL 于50 mL 品評杯中，隨機(jī)編號后由感官評價(jià)室的小組成員對樣品進(jìn)行評價(jià)。評價(jià)重復(fù)進(jìn)行3 次，兩次評價(jià)中間漱口并休息10 min。 采用試驗(yàn)中毎一感官屬性的平均值繪制香氣輪廓雷達(dá)圖。

表1 楊梅汁樣品風(fēng)味剖面分析用香氣特征感官描述詞Table 1 Aroma descriptors for flavor profile test of bayberry juice

1.3.4 固相微萃取 楊梅樣品去核打漿后取2 g迅速放入樣品瓶中，加入1 mL 環(huán)己酮（0.95 μg/g乙醇溶液）為內(nèi)標(biāo)， 平衡15 min 后將老化后的SPME 萃取頭插入樣品瓶中，于45 ℃水浴加熱30 min。 從樣品瓶中拔出已抽回纖維頭的萃取針，再將萃取針頭插入氣相色譜儀進(jìn)樣口，250 ℃下解吸3 min。

1.3.5 GC-MS 分析 色譜條件：毛細(xì)管柱為DB-1（30 m×250 μm×0.25 μm），以高純氦氣為載氣，恒定流速為1.0 mL/min。 柱箱采用程序升溫，起始溫度40 ℃，保持2 min，以5 ℃/min 升到160 ℃，保持1 min， 再以10 ℃/min 升到250 ℃， 保持4 min。 進(jìn)樣口溫度250 ℃，采用不分流進(jìn)樣模式。

質(zhì)譜條件：采用全掃描模式（full scan）采集信號，電離方式EI，電子轟擊能量為70 eV；接口溫度280 ℃，離子源溫度230 ℃，四級桿溫度150 ℃，掃描質(zhì)量范圍m/z 45.00 ～350.00， 掃描頻率4.58·s-1。

1.3.6 定性、定量分析 定性：在樣品分析完全相同的條件下， 對0.05%的C6-C26的正構(gòu)烷標(biāo)樣進(jìn)行分析，用于計(jì)算保留指數(shù)。用Amdis 質(zhì)譜數(shù)據(jù)解卷積軟件處理質(zhì)譜數(shù)據(jù)，對共流出峰做拆分處理，并根據(jù)NIST 2011 版譜庫、AMDIS 譜庫檢索和RI（retention index）值結(jié)合手動(dòng)檢索共同確定。

定量：利用內(nèi)標(biāo)法，求得各個(gè)不同揮發(fā)性化學(xué)組分的含量。

1.3.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 利用軟件SPSS 17.0 進(jìn)行單因素方差分析和不同產(chǎn)地楊梅中的揮發(fā)性組分的因子分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 2.1 不同產(chǎn)地楊梅的TA、TSS 分析

楊梅的可溶性固形物和可滴定酸含量對果實(shí)品質(zhì)有重要影響， 其含量高低直接影響楊梅的口感和風(fēng)味[23]。 表2 顯示了5 個(gè)產(chǎn)地的荸薺中楊梅的TA、TSS 的含量差異。荸薺種楊梅的TA 含量在0.7%～1.2%之間， 其中余姚楊梅的TA 含量最低，為0.75%，蘇州楊梅的TA 含量最高，為1.12%。 荸薺種楊梅的TSS 含量維持在8.9～11.5 g/kg 之間，其中蘇州楊梅的TSS 含量最低，為8.93 g/kg，仙居楊梅的TSS 含量最高，為11.4 g/kg。結(jié)果表明浙江省產(chǎn)的楊梅有更高的TSS 含量和較小的TA 含量，該結(jié)果與徐國能[24]的研究結(jié)果相似。

表2 不同產(chǎn)地荸薺楊梅的TA、TSSTable 2 TA、TSS of different habitats of Biqi bayberry

2.2 不同產(chǎn)地楊梅的感官分析

5 個(gè)產(chǎn)地的荸薺種楊梅的感官雷達(dá)圖（圖1）顯示， 荸薺種楊梅的感官特性主要體現(xiàn)在果香味（Fruity）、籽香味（Seedy）、汁水感（Juice）、木香味（Woody）、酸味（Sour）、甜味（Sweet）和澀味（Astringent）幾個(gè)方面，該結(jié)果與程喚[22]的研究結(jié)果類似。 仙居楊梅在果香、籽香、汁水感、木香和甜味5個(gè)分屬性的得分最高， 澀味和酸味2 個(gè)分屬性的得分最低。 蘇州楊梅在木香、 甜味的感官得分最低，恩施楊梅的籽香味、汁水感的感官得分最低。余姚和瑞麗的楊梅除了在酸味上存在差異外，其他6 個(gè)分屬性感官基本一致。

圖1 不同產(chǎn)地荸薺楊梅的風(fēng)味剖面圖Fig.1 Flavor profile of Biqi bayberry from different habitats

在5 個(gè)品種的感官得分中， 酸甜味的得分結(jié)果與樣品中的TA、TSS 含量存在關(guān)聯(lián)性， 高TA、TSS 含量的楊梅在酸甜2 個(gè)分屬性的感官得分會更高，趙潔[25]的研究也得出相似的結(jié)論。

2.3 不同產(chǎn)地楊梅中主要揮發(fā)性組分分析

表3 顯示了SPME-GC-MS 的分析結(jié)果，從5個(gè)產(chǎn)地的荸薺種楊梅中共分離鑒定出揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)89 個(gè)，5 個(gè)產(chǎn)地樣品之間的含量和數(shù)量存在差異，分別為仙居楊梅（886.06 μg/100 g，70 種）、余姚楊梅（1 038.12 μg/100 g，73 種）、瑞麗楊梅（1 313.90 μg/100 g，62 種）、蘇州楊梅（166.45 μg/100 g，54 種）以及恩施楊梅 （985.42 μg/100 g，70種）。 物質(zhì)種類包括醛類14 種、醇類11 種、酯類17 種、萜烯類14 種及其他（酮類、酸類、芳香烴類等）33 種。其中，揮發(fā)性物質(zhì)含量較高的成分主要是己醛、3-壬烯醇、[6.3.2.0（2，5）.0（1，8）]十三烷-9-醇、石竹烯、葎草烯、石竹烯氧化物等。

2.3.1 醛類化合物 醛類物質(zhì)的閾值一般很低，即使含量很低也可以對水果的風(fēng)味物質(zhì)有較大的貢獻(xiàn)。 5 種樣品中檢測到14 種醛類化合物，以C6和C9為骨架的醛類物質(zhì)為主。 以蘇州楊梅中醛類物質(zhì)含量最高，達(dá)到88.9 μg/100 g，最少的是恩施楊梅，為31.9 μg/100 g，其余3 個(gè)產(chǎn)地的含量基本相同，維持在60 μg/100 g 左右。 不同產(chǎn)地的醛類物質(zhì)含量存在較大差別， 正己醛含量在仙居、瑞麗、蘇州三地的楊梅品種中較高，約占醛類物質(zhì)整體的40%～60%。 含量明顯低于程喚等[26]的研究，其結(jié)果是荸薺楊梅中正己醛的含量為15.7 μg/100 g。分析原因有可能與楊梅的采集地點(diǎn)和樣品品種有關(guān)， 且在儲存過程中正己醇氧化會生成正己醛[27]，這可能是形成差異的原因。 在余姚和恩施的楊梅中己醛的含量相對更少，主要是壬醛，其具有強(qiáng)烈的油脂氣味和甜橙香氣， 對楊梅的揮發(fā)性物質(zhì)具有較大的貢獻(xiàn)。 2-己烯醛在5 個(gè)品種中均檢測到，瑞麗和蘇州的楊梅中含量最高，2-己烯醛使得楊梅呈濃郁的新鮮水果的清香氣。

表3 SPME-GC-MS 測定不同產(chǎn)地楊梅中揮發(fā)性組分及其含量Table 3 The contents and volatile composition of Biqi bayberry from different habitats using SPME-GC/MS

（續(xù)表3）

（續(xù)表3）

2.3.2 醇類化合物 表3 的結(jié)果顯示， 揮發(fā)性物質(zhì)中醇類物質(zhì)共檢測到11 種，不同產(chǎn)地間的醇類物質(zhì)總量差異較大， 其中仙居楊梅含量最少，僅28.51 μg/100 g， 最多的恩施楊梅高達(dá)138 μg/100 g。 楊梅中的醇類物質(zhì)主要包括脂肪族醇類（如己烯醇、辛烯醇、壬烯醇），萜烯醇類（如芳樟醇、α-萜品醇、薄荷醇）。 所有荸薺種楊梅含量最高的醇類均是4，4-二甲基-四環(huán)[6.3.2.0（2，5）.0（1，8）]十三烷-9-醇，是一種多環(huán)烷醇，在5 種楊梅中的占比均在50%左右。 3-壬烯醇在恩施楊梅和仙居楊梅中的含量僅次于4，4-二甲基-四環(huán)[6.3.2.0（2，5）.0（1，8）]十三烷-9-醇，分別達(dá)到45.2 μg/100 g 和6.84 μg/100 g，在其他品種中則存在差異。 余姚楊梅中是4-萜品醇（16.89 μg/100 g），蘇州楊梅和瑞麗楊梅則是芳樟醇（12.95，4.76 μg/100 g）。

2.3.3 酯類化合物 酯類化合物具有芳香型氣味， 是楊梅風(fēng)味中重要的揮發(fā)性化合物。 由表3可以看出，酯類化合物共檢出17 種，其中種類最多的為仙居楊梅和余姚楊梅，均檢出14 種，最低的蘇州楊梅只檢出2 種。 仙居楊梅和余姚楊梅的酯類化合物含量比其他3 種楊梅的含量更高，含量分別為45.88，62.87 μg/100 g。 荸薺楊梅含有較高的酯類物質(zhì)以苯甲酸甲酯為主， 其具有濃郁的香氣。 其次還包括3-壬烯酸甲酯和丙位癸內(nèi)酯等，檢測結(jié)果與何蘭蘭[28]的結(jié)果相似，均存在含量較高的丙位癸內(nèi)酯。

2.3.4 萜烯類化合物 萜烯類化合物是一類碳?xì)浠衔?，其中單萜類物質(zhì)（C10H16）和倍半萜類物質(zhì)（C15H24）多有特殊氣味，廣泛存在于植物體內(nèi)，是天然來源的揮發(fā)性化合物。 5 個(gè)荸薺種楊梅中共檢測到14 種萜烯類化合物，其中石竹烯是楊梅的主要風(fēng)味物質(zhì)，是一類雙環(huán)倍半萜類化合物，具有辛香、木香及丁香香氣等。在5 個(gè)樣品中均檢測到最高含量的石竹烯， 其中蘇州楊梅的石竹烯含量最高達(dá)到1 310.26 μg/100 g，占整體風(fēng)味的80%以上，程喚[22]、徐國能[24]的研究結(jié)果均顯示石竹烯是荸薺楊梅最主要的風(fēng)味物質(zhì)。 葎草烯是荸薺楊梅中含量僅次于石竹烯的萜烯類化合物， 約占萜烯類化合物整體的4%。

2.3.5 烴類化合物 烴類化合物在5 個(gè)產(chǎn)地的荸薺種楊梅中共檢出14 種，物質(zhì)含量占整體風(fēng)味物質(zhì)的比例非常小，其中大多數(shù)為環(huán)狀烷烴。 5 個(gè)品種中含量最高的為10，10-二甲基-2，6-雙 （亞甲基）-雙環(huán)[7.2.0]十一烷。

2.3.6 其它類化合物 在荸薺楊梅果實(shí)中也檢測到酮類物質(zhì)、酸類物質(zhì)及部分氧化物。 其中，異香橙烯環(huán)氧化物在5 個(gè)產(chǎn)地的荸薺種楊梅中均檢測到，且含量相對較高，該結(jié)果與趙潔[25]的結(jié)果類似。 在5 個(gè)樣品中均檢測到的除了萜烯類化合物氧化物外，還有肉豆蔻酸、棕櫚酸等酸類物質(zhì)以及2-戊基呋喃。

2.4 對不同品種楊梅的因子分析

采用主成分法對不同品種的荸薺楊梅風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行因子分析，表4 顯示了主成分分析的結(jié)果。由表4 可知，4 個(gè)主成分的累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)到99.999%，各主成分的方差貢獻(xiàn)率分別為38.015%，24.357%，22.143%，15.4844%。

表4 荸薺楊梅風(fēng)味品質(zhì)評價(jià)因子的特征值和累積方差貢獻(xiàn)率Table 4 Eigenvalue and cumulative variance contribution rate of flavor quality evaluation factors in Biqi bayberry

以4 個(gè)主成分對應(yīng)的方差相對貢獻(xiàn)率為權(quán)重， 將各品種主成分得分和相應(yīng)的權(quán)重進(jìn)行線性加權(quán)求和[29-30]， 計(jì)算不同產(chǎn)地楊梅的綜合評價(jià)得分。 根據(jù)綜合得分模型計(jì)算出各主成分的得分進(jìn)行排序，如表5 所示。 結(jié)果表明，瑞麗楊梅風(fēng)味品質(zhì)的綜合得分是最高的， 而仙居楊梅風(fēng)味品質(zhì)的綜合得分最低， 該結(jié)果一定程度上與風(fēng)味物質(zhì)的含量呈現(xiàn)一定的正相關(guān)性。 其中瑞麗楊梅的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量（1 313.90 μg/100 g）低于蘇州楊梅（1 661.38 μg/100 g），但在綜合得分上保持第一的原因可能是因?yàn)槿瘥悧蠲窊碛懈迂S富多樣的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)。

風(fēng)味一般包含滋味物質(zhì)和香氣物質(zhì)兩類，前者主要是各種呈味氨基酸、小分子糖類、游離脂肪酸和核苷酸起作用，主要由口腔來感知。后者主要是一些含量低的揮發(fā)性物質(zhì)起作用， 通過鼻腔感知。相較于仙居楊梅較好的感官品質(zhì)得分，在風(fēng)味品質(zhì)上的分析評價(jià)則表現(xiàn)最差， 導(dǎo)致該結(jié)果的原因可能是由于楊梅中的滋味物質(zhì)含量差異較大[22]。

表5 不同產(chǎn)地楊梅中揮發(fā)性組分綜合得分及排名Table 5 Comprehensive scores and ranking of volatile components in Chinese bayberry from different habitats

3 結(jié)論

對不同產(chǎn)地荸薺種楊梅的TSS、TA 測定結(jié)果結(jié)合感官測定結(jié)果， 發(fā)現(xiàn)仙居楊梅的感官品質(zhì)較其它產(chǎn)地的更佳。 GC-MS 結(jié)果共鑒定出5 個(gè)產(chǎn)地荸薺種楊梅中的89 種揮發(fā)性化合物，主要包括醛類、醇類、酯類和萜烯類等。與PCA 共同分析可以看出， 不同產(chǎn)地的楊梅的香氣含量和種類存在較大的差異， 瑞麗楊梅以更高的風(fēng)味物質(zhì)種類和較高的風(fēng)味物質(zhì)含量成為了得分最高的荸薺品種，仙居楊梅得分最低。5 種楊梅果實(shí)共有的揮發(fā)性物質(zhì)主要是己醛、壬醛、2-辛烯醛、苯己醇、反式石竹烯、葎草烯、異香橙烯環(huán)氧化物、肉豆蔻酸等。 反式石竹烯是荸薺楊梅中最主要的揮發(fā)性物質(zhì)。 楊梅果實(shí)風(fēng)味的形成過程是復(fù)雜的， 即使相同的品種在不同產(chǎn)地也會因氣候、土地等原因造成差別，因此后續(xù)仍然需要進(jìn)行許多的研究， 來明確楊梅的風(fēng)味形成規(guī)律。