獼猴桃貨架期品質(zhì)及關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)分析

邸太菊， 李學(xué)杰， 李 健，*， 田維娜， 陳杭君， 郜海燕

(1.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部 果品產(chǎn)后處理重點實驗室, 浙江 杭州 310021； 2.北京工商大學(xué) 北京市食品添加劑工程技術(shù)研究中心， 北京 100048； 3.北京電子科技職業(yè)學(xué)院 生物工程學(xué)院， 北京 100176)

獼猴桃(Actinidiachinensis)含有豐富的維生素和微量元素，具有較高的營養(yǎng)價值并且風(fēng)味獨特，因此已成為最受歡迎的水果之一[1-2]。品質(zhì)和風(fēng)味是獼猴桃重要的感官屬性，不僅能反映出果實的成熟度、整體香氣特征以及質(zhì)量特性，也是影響消費者接受程度的重要因素。而獼猴桃是一種呼吸躍變型水果，果實采后在室溫下不易貯藏，容易變軟、腐爛，造成風(fēng)味變差，質(zhì)量降低[3-4]。采后獼猴桃果實質(zhì)量的變化主要表現(xiàn)為果實硬度、色澤、可溶性固形物含量(SSC)、可滴定酸(TA)含量和糖類含量的變化。此外，在常溫放置期間，隨著貨架期的延長，獼猴桃的酒精味逐漸增強，使得獼猴桃果實的風(fēng)味變差，從而影響獼猴桃果實整體的感官質(zhì)量。對于貯藏期間獼猴桃果實品質(zhì)的變化已經(jīng)有較多的研究。張佳佳等[5]研究了毛花獼猴桃果實品質(zhì)隨貯藏時間的變化，結(jié)果表明貯藏前期果實硬度和TA含量急劇下降后趨于平緩；果實呼吸強度、維生素C含量、SSC隨著貯藏時間的延長不斷增加。陳麗[6]對美味獼猴桃“布魯諾”在常溫下品質(zhì)的變化進(jìn)行了研究，共檢測出79種揮發(fā)性成分，在貯藏前期檢測到大量的酮、醛類物質(zhì)，隨著時間的延長越來越多的酯類物質(zhì)被檢測出來，酯類物質(zhì)在第16天達(dá)到28種，相對含量為92.18%。但是在常溫貨架放置期間關(guān)于獼猴桃中關(guān)鍵風(fēng)味化合物的報道較少，且不同樣品之間的差異性較大。因此本研究選用海沃德獼猴桃作為實驗材料，研究在常溫放置過程中果實的常規(guī)理化品質(zhì)及揮發(fā)性成分的變化規(guī)律，并對其中關(guān)鍵風(fēng)味化合物進(jìn)行鑒定，探討獼猴桃果實采后品質(zhì)及風(fēng)味的變化，結(jié)合感官評價以期為海沃德獼猴桃最佳食用期的確定提供理論依據(jù)。

1 材料方法

1.1 材料處理

海沃德獼猴桃9月份購自北京批發(fā)市場。果實成熟度約八成熟，購買后立即運回實驗室常溫存放。選擇形狀、大小均一，無病斑和機(jī)械損傷的果實，放入塑料框 (長38 cm×寬24.5 cm×高12 cm) 中，外面包裹一層潔能保鮮膜 (食品級，厚0.01 mm，40 cm×30 cm)，在常溫 (20±2)℃下貯藏。每隔5 d取樣一次，每次取40個樣品檢測。各項指標(biāo)均重復(fù)檢測3次。

1.2 儀器與設(shè)備

SB12- 028型質(zhì)構(gòu)儀，英國Stable Micro Systems公司；手持阿貝折光儀，日本Atago公司；HH- 2型數(shù)顯恒溫水浴鍋，常州國華電器有限公司；7890B- 5977A型氣相色譜- 質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國Agilent公司；57330- U萃取頭，美國Supelco公司。

1.3 實驗方法

1.3.1果實硬度的測定

取40個果實，在圍繞果實赤道部位的兩分點處削皮約1 cm2，沿果實赤道兩側(cè)取4個對稱點，用質(zhì)構(gòu)儀測定其硬度，取平均值[7]。測試模式：TPA，探頭型號：p/5，測試速率：0.5 mm/s，壓縮變形量：5 mm。從測量的果實中挑選出20個硬度值處于中間范圍的果實，進(jìn)行樣品處理，并用于后續(xù)的實驗分析[8]。

1.3.2可溶性固形物含量的測定

取20個硬度中等的果實去除皮和中柱，只保留中部的果肉，將果肉充分混合，勻漿后雙層紗布過濾，用手持阿貝折光儀測定濾液的SSC。各處理均重復(fù)實驗3次。

1.3.3可滴定酸含量的測定

TA含量的測定參考陳麗[6]的方法，用0.1 mmol/L的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定。各處理均重復(fù)實驗3次。

1.3.4葡萄糖、果糖及蔗糖含量的測定

稱取30.0 g混勻后的獼猴桃樣品于燒杯中，加入200 mL的蒸餾水，將燒杯置于100 ℃的水浴鍋中加熱30 min，取出后室溫冷卻，然后將獼猴桃樣品提取液轉(zhuǎn)移到200 mL的容量瓶中，混勻并對其定容，定容后的糖提取液經(jīng)過0.22 μm的水系濾膜過濾，取1 mL裝在液相小瓶內(nèi)待測。

高效液相色譜為島津LC- 10Atvp型，檢測器采用RID- 10A示差檢測器，獼猴桃糖提取液通過Dikma Polyamino HILIC 5 μm柱進(jìn)行分離，柱溫為30 ℃，流速為0.8 mL/min，以乙腈和高純水 (體積比為75∶25) 作為流動相，流動相在使用前需要超聲去除氣泡，采用外標(biāo)法對獼猴桃中的葡萄糖、果糖及蔗糖進(jìn)行定量[9]。

1.3.5揮發(fā)性化合物的測定

采用固相微萃取(solid-phase microextraction, SPME)法對獼猴桃中的揮發(fā)性化合物進(jìn)行提取。稱取5 g混勻后的獼猴桃樣品于40 mL的頂空瓶中，擰緊瓶蓋后置于50 ℃水浴平衡15 min，隨后將經(jīng)過老化的萃取頭插入頂空瓶中萃取40 min后使用氣相色譜- 嗅聞- 質(zhì)譜 (GC-O-MS) 聯(lián)用儀進(jìn)行分析。

色譜條件：DB-Wax MS色譜柱(30 m×320 μm，0.25 μm)；進(jìn)樣口溫度250 ℃；柱溫箱升溫程序為40 ℃保持3 min，3 ℃/min升溫至180 ℃，10 ℃/min升溫至230 ℃，保持3 min；不分流進(jìn)樣；載氣為99.999%高純度氦氣，載氣流速3.075 1 mL/min。

質(zhì)譜條件：離子源EI源，電子能量70 eV，接口溫度250 ℃，離子源溫度230 ℃，四極桿溫度150 ℃，進(jìn)樣口溫度250 ℃，質(zhì)量掃描范圍50～500 amu，采集方式Scan，各貨架期樣品重復(fù)測定5次。

1.3.6關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)的鑒定

采用動態(tài)頂空稀釋分析法(dynamic headspace dilution analysis, DHDA)對獼猴桃中的關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行鑒定。將萃取揮發(fā)性化合物后的纖維涂層插入前進(jìn)樣口解析5 min，同時經(jīng)感官培訓(xùn)且合格的實驗員利用嗅聞儀進(jìn)行嗅聞，記錄嗅聞到氣味的時間、氣味特征及氣味強度。以 3n(n=1,2,3……)的比例依次增加分流比，即3∶1, 9∶1, 27∶1……直至聞到的氣味剛好消失，此時所用的分流比與初始分流比的比值即為相應(yīng)的FD因子，可近似看為3、9、27等。每組至少重復(fù)3次，依次稀釋分析。FD因子越大，化合物對于樣品整體風(fēng)味的貢獻(xiàn)度就越大，一般把FD因子超過16的香氣化合物定義為關(guān)鍵化合物[10]。

1.3.7感官評價

組織15人的感官評定小組，對小組成員進(jìn)行為期一周的培訓(xùn)，確保他們能對獼猴桃的感官特性做出準(zhǔn)確判斷，每個貨架期選取20個果實，按照表1評分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行打分。

表1 感官評分標(biāo)準(zhǔn)

圖1 不同貨架期的獼猴桃硬度頻數(shù)Fig.1 Hardness frequency of kiwifruit at different storage time

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)顯著性分析，P<0.05為有顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 品質(zhì)指標(biāo)變化分析

獼猴桃在常溫貯藏期間的相關(guān)品質(zhì)指標(biāo)變化見見表2。

表2 獼猴桃常溫貨架放置過程中的品質(zhì)變化

不同字母表示同行數(shù)據(jù)間差異顯著(P<0.05)。

獼猴桃的硬度是用于評估果實在貯藏過程中品質(zhì)變化的重要指標(biāo)[11-14]。圖1統(tǒng)計了不同貨架期，不同硬度下的果實數(shù)量，結(jié)果表明隨著放置時間的延長，處于低硬度狀態(tài)的果實數(shù)量不斷增加。表2反映出果實在貨架期為第5、10、15天硬度分別下降了33.81%、55.98%和45.62%，在貯藏5 d后果實硬度下降程度較大。當(dāng)貨架期達(dá)到15 d時，果實硬度基本損失殆盡，達(dá)到過軟狀態(tài)，失去食用價值。

SSC和可溶性糖、還原糖的含量對獼猴桃的品質(zhì)十分重要，它們不但會影響獼猴桃的食用口感而且還與某些維生素的合成有關(guān)[15]?？扇苄怨绦挝锸枪麑嵑粑x的底物，它的變化反映了貯藏過程中果實的衰老情況，另外常溫貨架放置期間果實的風(fēng)味特征也與SSC的高低有關(guān)[16]。如表2所示，常溫貨架放置期間，SSC先隨著硬度的下降而增加，第5天時含量最高15.40%；而后隨著硬度的下降又呈現(xiàn)減小的趨勢，第15天時最低。在獼猴桃的常溫貨架放置過程中，葡萄糖的含量最高，其次是果糖、蔗糖。獼猴桃在常溫貯藏過程中果糖、葡萄糖含量變化趨勢一致，均呈現(xiàn)略微上升的趨勢，而蔗糖的含量變化較平穩(wěn)，在0～10 d略有上升，10 d后略有下降，這與陳麗[6]的研究結(jié)果一致。獼猴桃果實常溫貨架放置期間，隨著呼吸作用的加強積累的有機(jī)物加速分解，從而使SSC、可溶性糖含量和還原糖含量上升。貯藏后期，可溶性糖和還原糖成為主要供能底物來源，使得果實SSC和蔗糖含量下降，而葡萄糖和果糖含量的上升可能是由果實內(nèi)貯存的淀粉轉(zhuǎn)化而來。

TA含量的高低，對貯藏過程中果實的耐貯藏性、品質(zhì)特征以及口感風(fēng)味等有一定的影響[17]。如表2所示，在整個貯藏過程中，獼猴桃果實的TA含量呈不斷下降的趨勢。有機(jī)酸作為呼吸基質(zhì)，不但是合成ATP的主要來源，而且可以促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)眾多生化反應(yīng)的進(jìn)行[18]。獼猴桃果實常溫貨架放置期間隨著呼吸強度的增大，TA 的消耗增加[19]。貯藏初期獼猴桃的呼吸強度較弱，TA含量較高，果實風(fēng)味偏酸；而常溫貨架放置5～15 d，由于果實的軟化和腐爛，果實呼吸強度增大，TA被消耗的同時可溶性糖不斷積累，果實變甜，口感更好。

2.2 揮發(fā)性化合物變化分析

香氣成分是構(gòu)成和影響果實品質(zhì)、加工產(chǎn)品質(zhì)量與風(fēng)味典型性的主要因素[20]。海沃德獼猴桃中共鑒定出70種風(fēng)味物質(zhì)，包括醛類、烴類、醇類、酮類和酯類，見表3。在第0天時共鑒定出40種揮發(fā)性化合物，其中包括醛類14種、烷烴類10種、醇類10種、酮類2種和酯類4種，醛類含量最多。在第5天時共鑒定出46種揮發(fā)性化合物，其中包括醛類19種、烷烴類9種、醇類10種、酮類3種和酯類5種。第10、15天分別鑒定出化合物45和33種，其中分別有醛類13、7種，烷烴類7、4種，醇類11、5種，酮類2、1種和酯類12、16種。隨著常溫放置時間的延長，在0～5 d揮發(fā)性化合物逐漸增加，而在10～15 d又逐漸減少。其中第5天鑒定出的揮發(fā)性化合物種類最多，在第15天時化合物最少。前5 d果實中醛的種類較多而酯類物質(zhì)較少，在第10天和第15天果實中醛類物質(zhì)減少，酯類物質(zhì)增多，在第15天時酯類物質(zhì)最多。相對于酯類化合物而言，果實中的烴類、醇類和酮類的種類在放置過程中變化幅度不大。陳麗[6]研究了美味獼猴桃采后果實風(fēng)味物質(zhì)的變化，結(jié)果表明在常溫貯藏下，酯類物質(zhì)的種數(shù)和相對含量逐漸升高，醛、酮類物質(zhì)種數(shù)和相對含量逐漸下降，這與本研究的結(jié)果一致。常溫貨架放置期間隨著貨架期的延長，獼猴桃中酯類化合物逐漸增多，酯類是引起獼猴桃甜味和水果味的主要化合物，特別是丁酸乙酯等，被認(rèn)為是獼猴桃特征成熟果香的重要來源，這些酯類化合物在貨架期第5天時含量最高，此時獼猴桃的口感較好[21]。

由表3可見，在貯藏初期檢測到的醛類化合物較多，醛類化合物是獼猴桃揮發(fā)香氣的主要成分，特別是己醛具有明顯的青草味和脂肪味，但5 d以后含量逐漸下降，這也解釋了獼猴桃貯藏期間氣味變化的原因。在放置10～15 d時，獼猴桃果實中的酒精味逐漸增強，然而獼猴桃果實揮發(fā)性物質(zhì)的檢測中發(fā)現(xiàn)，醇類物質(zhì)的種數(shù)和相對含量并未出現(xiàn)遞增趨勢，且在貯藏15 d時含量較少，這一實驗結(jié)果與事實現(xiàn)象存在矛盾，在陳麗[6]的研究中同樣發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因可能是呼吸躍變后，獼猴桃果實醇類物質(zhì)在一系列代謝相關(guān)酶的作用下大量轉(zhuǎn)化為下游代謝產(chǎn)物[6]。

2.3 關(guān)鍵風(fēng)味化合物分析

在檢測出的所有揮發(fā)性成分中，對樣品整體起關(guān)鍵性作用的風(fēng)味成分往往也就幾種或幾十種。獼猴桃中關(guān)鍵風(fēng)味組分的鑒定結(jié)果見表4。其中，芳香化合物的FD因子越大，表明該化合物越能夠被人的嗅覺感知，該化合物的對于整體風(fēng)味越重要[22]。其中，正己醇 (樹脂味、花香、綠植味) 和丁酸乙酯 (蘋果味) 的FD因子最高，均為243，被認(rèn)為是最關(guān)鍵的風(fēng)味化合物，能夠賦予果實樹脂味、花香、綠植味等風(fēng)味特征。其次是(E)-2-己烯醛、(E)-2-庚烯醛、香葉基丙酮和苯甲酸乙酯的FD因子為81，對獼猴桃的風(fēng)味也有較大貢獻(xiàn)。(Z)-4-癸烯醛和大馬士酮的FD因子為27，也對樣品風(fēng)味起重要作用。根據(jù)先前的研究報道，獼猴桃果實特征香氣物質(zhì)主要有乙酸乙酯、苯甲酸甲酯、丁酸乙酯、丁酸甲酯等酯類物質(zhì)[23-25]。研究鑒定到丁酸丁酯具有較高的FD因子，為關(guān)鍵香氣化合物；而其他的關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)主要為醛、酮類，酯類較少。

表3 不同貨架期獼猴桃中的揮發(fā)性化合物

續(xù)表3

不同字母表示同行數(shù)據(jù)間差異顯著(P<0.05)。

表4 香氣提取物稀釋分析結(jié)果

2.4 感官評價結(jié)果

根據(jù)感官評價結(jié)果(表5)，在貨架期第0天時，由于硬度和TA含量較高，以及SSC較低，獼猴桃樣品酸度較大，甜度較低；隨著酸度的降低和含糖量的升高，同時香氣化合物的積累，貨架期為第5天的獼猴桃的果實酸甜適中，食用最佳。貨架期第10天出現(xiàn)酒精味，影響感官得分；而貨架期第15天，果實出現(xiàn)腐爛，產(chǎn)生異味，失去食用價值。

表5 感官評價結(jié)果

不同字母表示同行數(shù)據(jù)間差異顯著(P<0.05)。

3 結(jié) 論

獼猴桃在常溫條件下，隨著貯藏時間的延長，果實的硬度和TA含量呈現(xiàn)不斷下降的趨勢，SSC呈現(xiàn)先增加后下降趨勢，而果糖、葡萄糖含量均呈現(xiàn)略微上升的趨勢。通過GC-O-MS分析，在獼猴桃果實中共鑒定出70種風(fēng)味物質(zhì)，包括醛類、烴類、醇類、酮類和酯類。其中貨架期為第5天時鑒定出的揮發(fā)性化合物種類最多，在第15天時化合物最少。隨著貯藏時間的延長醛類物質(zhì)減少，而酯類物質(zhì)增多。通過稀釋分析從獼猴桃中鑒定出8種關(guān)鍵風(fēng)味化合物，包括正己醇 (FD=243)、丁酸乙酯 (FD=243)、(E)-2-己烯醛 (FD=81)、(E)-2-庚烯醛 (FD=81)、苯甲酸乙酯 (FD=81)、香葉基丙酮 (FD=81)、(Z)-4-癸烯醛 (FD=27) 和大馬士酮 (FD=27)。同時結(jié)合感官評價，總結(jié)出貨架期為5 d時，硬度為98.50 N的果實酸甜適中，是該獼猴桃的最佳食用時間。