基于香韻分析的食用蜜桔香精調(diào)配研究

盛 麗

（杭州安賽生物科技有限公司，浙江杭州 311215）

蜜桔為蕓香科柑桔屬植物[1]，在我國長江以南地區(qū)廣泛種植。長期以來，國內(nèi)外對同為柑桔屬的橙[2]、檸檬[3]、柚子[4]的研究較多，但對蜜桔的香氣香味研究較少。蜜桔具有通透清爽的柑橘果香，香氣獨特，口感豐富，味道酸甜可口。蜜桔除鮮食外，還可做成蜜桔罐頭、蜜桔醬、蜜桔飲料等。但是受加工工藝的影響，蜜桔制品很難保持其新鮮的風(fēng)味，其香味均有不同程度的損失。因此，要保持蜜桔制品的天然風(fēng)味，必須要對其損失的香味進(jìn)行補(bǔ)給，以掩蓋產(chǎn)生的不良風(fēng)味。蜜桔香精就這一需求而產(chǎn)生，香精的使用能夠改善蜜桔風(fēng)味制品的品質(zhì)，達(dá)到天然純正的感覺。

目前，國內(nèi)外對蜜桔的研究多集中在栽培和抑菌等方面，對香氣的揮發(fā)性成分研究較少。詹少穎等[1]用亞臨界提取蜜桔皮精油，并用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，蜜桔精油揮發(fā)性成分主要由烯烴類（58.68%）和酸類（40.34%）組成，且平均得率為1%。成傳香等[5]比較了三個中國主栽寬皮柑橘品種，發(fā)現(xiàn)溫州蜜柑制汁特性最佳；對黃巖蜜桔的揮發(fā)性成分進(jìn)行研究，共鑒定出77 種揮發(fā)性成分[6]。

蜜桔精油的成分復(fù)雜，且得率較低，工業(yè)化生產(chǎn)較少，價格比較高昂，在實際的香精開發(fā)時多用其它柑橘類精油如甜橙油替代。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，柑橘精油揮發(fā)性成分主要是烯烴類化合物[7-8]，由于萜烯類屬于不飽和烴類，容易在空氣、光和熱的作用下發(fā)生氧化，使香氣發(fā)生不良變化[9]，降低精油品質(zhì)，而且萜烯類不溶于丙二醇和水等溶劑，局限了精油在香精中的使用。因此，為提高精油穩(wěn)定性，增加精油在丙二醇和水中的溶解度，擴(kuò)大精油在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用價值，需要脫除精油中的萜烯類化合物。本研究采用頂空固相微萃取結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（gas chromatography-mass-spectrometry，GC-MS）技術(shù)分析了蜜桔的香氣成分，并按照分析結(jié)果結(jié)合蜜桔香氣香韻分析，選擇香原料，通過正交試驗和感官評定相結(jié)合的方法確定蜜桔香精的配方，以期為提高蜜桔利用率、拓寬蜜桔相關(guān)產(chǎn)品市場提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

蜜桔，品種‘黃巖蜜桔’，產(chǎn)地臺州；甜橙油，昆山奎克香精香料有限公司。

乙醇，分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；麝香草酚、β-紫羅蘭酮、檸檬醛、乙酸、乙酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸辛酯、乙酸癸酯、松油醇、己醇、辛醛、壬醛、癸醛、芳樟醇、香葉醇、橙花醇、乙酸香茅酯、乙酸芳樟酯、乙酸橙花酯、辛酸、十二酸、丙二醇，食品級，昆山市千燈百花香料廠原料生產(chǎn)商或經(jīng)銷商處購入；葉醇、乙酸葉醇酯，食品級，浙江新和成股份有限公司；β-突厥酮、α-突厥酮、圓柚酮，食品級，芬美意香料（中國）有限公司；評香紙，廣州正茂印刷品有限公司；香精瓶，上海翠凌玻璃制品有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，GCMS-QP2020，島津（上海）實驗器材有限公司；萃取纖維頭，65 μm PDMS-DVB，美國Supelco 公司；電子天平，BS223S，賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司；冰箱，KG28NV290C，西門子博西家電有限公司；攪拌機(jī)，HR2100，飛利浦（中國）投資有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

將新鮮蜜桔打漿，準(zhǔn)確稱取2.0 g 蜜桔果漿于30 mL頂空瓶中。將在280 ℃下老化30 min 的萃取頭插入頂空瓶中，50 ℃水浴萃取吸附60 min，然后將萃取頭插入氣質(zhì)聯(lián)用儀，250 ℃解析3 min，進(jìn)行GC-MS 分析[10]。

1.3.2 GC-MS 條件

采用GC-MS 對蜜桔的揮發(fā)性成分進(jìn)行分析。

氣相色譜條件：進(jìn)樣口溫度250 ℃；流速1.0 mL/min（恒流）；分流比40∶1；進(jìn)樣量0.2 μL；程序升溫，起始溫度50 ℃，保持4 min，以4 ℃/min 升至220 ℃，再以8 ℃/min升至250 ℃保持10 min；載氣為氦氣。

質(zhì)譜條件：離子源為EI，電子能量70 eV；接口溫度250 ℃，離子源溫度230 ℃；四級桿溫度150 ℃，掃描范圍（m/z）35～450。

1.3.3 除萜甜橙油的制備

稱取10 g 甜橙油與50 g 乙醇，在燒杯中進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌靹颍蠹尤?0 g 水充分?jǐn)嚢杌靹?，再將混合液倒入分液漏斗中，置? ℃冰箱靜置24 h，取分液漏斗中的下清液進(jìn)行過濾，得到除萜甜橙油[11]。

1.3.4 香原料的選擇

通過嗅聞蜜桔鮮果的香氣，結(jié)合揮發(fā)性成分的分析結(jié)果，對蜜桔香氣進(jìn)行香韻分路，并以此作為選擇香原料的依據(jù)[12]。

1.3.5 正交試驗

根據(jù)GC-MS 分析蜜桔揮發(fā)性成分的結(jié)果，選取蜜桔香氣各路香韻中具有代表性的香原料進(jìn)行正交試驗，設(shè)計了六因素五水平正交試驗[13]，見表1。

表1 香原料因素水平表Table 1 The factors and levels of perfume raw material

1.3.6 感官評定

感官評定小組共10 人，男女各半，年齡在30～40 歲之間，且均具有6 年以上的調(diào)香經(jīng)驗，結(jié)合實際及喜好度等方面對樣品進(jìn)行評價，采用5 分制評價方式，具體評分標(biāo)準(zhǔn)見表2[14]。

表2 蜜桔香精感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory standard for evaluation of mandarin orange

1.3.7 香精調(diào)配

香精調(diào)配原則：（1）因為調(diào)配的蜜桔香精是食用香精，故需要根據(jù)食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB 2760—2014）來選擇來源可靠、質(zhì)量穩(wěn)定的香原料，以確保蜜桔香精的安全性；（2）根據(jù)需求選取香原料，既要使調(diào)配的香精達(dá)到最佳效果，也要考慮成本，使之具有良好的經(jīng)濟(jì)效益；（3）香精調(diào)配過程中要充分考慮頭香、體香和底香之間的銜接，使整體和諧，散發(fā)自然；（4）蜜桔香精要符合《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品用香精》（GB30616—2020）標(biāo)準(zhǔn)。

調(diào)配時，將選好的香原料按照設(shè)計的配方用量依次加入容器中，充分混合均勻。采用評香條品評香精的品質(zhì)，蘸取調(diào)配好的香精至評香條5 mm 高度，置于鼻前10～15 mm 處嗅聞。通過香味辨別來決定需要減弱或加強(qiáng)的香韻類型，從而達(dá)到優(yōu)化配方的目的，使調(diào)配的香精品質(zhì)得以改進(jìn)和完善。同時要注意各種香味特征之間的平衡性和協(xié)調(diào)性，防止出現(xiàn)引人不適或不協(xié)調(diào)的香味。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel 2013 及SPSS 19.0 處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 GC-MS 分析

用頂空固相微萃取對蜜桔鮮果的香氣成分進(jìn)行提取[15]，并用GC-MS 分析，結(jié)果見表3（見下頁）。表3 顯示，蜜桔香氣的主要成分為烯烴類、醇類、醛類、酚類、酸類、酮類和酯類等。烯烴類對蜜桔的香氣貢獻(xiàn)很小且易變化。醇類中的葉醇、松油醇等為蜜桔提供了新鮮的果香。醛類中的乙醛提供了蜜桔果實成熟的氣息，辛醛和癸醛帶有略微苦澀的皮香，這幾種醛類結(jié)合，使蜜桔香氣自然透發(fā)。酚類雖然種類只有兩種，但麝香草酚的特殊氣味使得蜜桔香氣有別于其它柑橘香氣。酸類中的乙酸、癸酸則提供了蜜桔的果酸真實感。酮類中的α-突厥酮、β-突厥酮突出了蜜桔香氣的甘甜。酯類的種類是最多的，使蜜桔香氣甜香、青香、果香的香氣更加自然協(xié)調(diào)。

表3 蜜桔香氣的GC-MS 分析結(jié)果Table 3 GC-MS analysis results of volatile constituents of mandarin orange

2.2 香料的選擇

蜜桔的香氣大體上可分為甜香韻、果香韻、青香韻、花香韻、特征香韻和酸香韻，結(jié)合GC-MS 分析結(jié)果選擇蜜桔香精的香原料。

甜香韻：蜜桔的甜香是甜而不膩，主要通過甲位突厥酮、β-突厥酮來表現(xiàn)蜜桔的甘甜。

果香韻：通過乙酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸辛酯、乙酸癸酯等酯類物質(zhì)賦予香精香甜的果香，用松油醇、檸檬醛來突出蜜桔的柑橘果香。

青香韻：選用己醇、己醛、葉醇、乙酸葉醇酯等青葉香氣的原料來烘托蜜桔鮮果的清新香氣，用辛醛、壬醛、癸醛似未成熟柑橘的香氣，更好地展現(xiàn)蜜桔新鮮的質(zhì)感，再加上乙醛的透發(fā)性，使蜜桔香氣更通透。

花香韻：主要選用芳樟醇、香葉醇、橙花醇和β-紫羅蘭酮來襯托蜜桔淡淡的花香。

特征香韻：用麝香草酚、圓柚酮等特征明顯的香原料來表現(xiàn)蜜桔的特征香氣。乙酸香茅酯、乙酸芳樟酯、乙酸橙花酯的使用則讓蜜桔的皮香更明顯。

酸香韻：乙酸、辛酸、癸酸、十二酸，幾種酸的搭配使用，使蜜桔的酸香柔和，不刺鼻。

2.3 正交試驗

大多數(shù)香精的調(diào)配依賴調(diào)香師個人的工作經(jīng)驗，因而調(diào)香技藝更多的屬于經(jīng)驗科學(xué)。經(jīng)驗科學(xué)是科學(xué)的早期階段。開展正交試驗之類經(jīng)過設(shè)計的試驗活動，有助于調(diào)香科學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展。選用蜜桔香氣各路香韻中具有代表性的香原料進(jìn)行正交試驗，結(jié)果見表4。

表4 蜜桔香精正交試驗評分表Table 4 Orthogonal experiment scoring table for mandarin orange flavors

由表4 蜜桔香精正交試驗評分表可知，影響蜜桔香氣的主次順序是麝香草酚＞β-紫羅蘭酮＞β-突厥酮=檸檬醛=葉醇＞乙酸，原料最優(yōu)配比方案為β-突厥酮0.025%或0.050%，檸檬醛1.000%，葉醇0.550%，β-紫羅蘭酮0.062%，麝香草酚0.010%，乙酸0.100%、1.000%或1.300%，考慮成本等因素，選擇β-突厥酮0.025%，乙酸0.100%。

2.4 香精調(diào)配

按照最優(yōu)配比方案再補(bǔ)充各香韻中其他原料，得到3 個配方，見表5。

表5 蜜桔香精配方Table 5 Mandarin orange flavor formula

配方一：該香精具有一定的蜜桔香氣，青香、花香還算合適，但其它果香比較重，使得柑橘特征風(fēng)味不夠，整體風(fēng)味不協(xié)調(diào)，需要適當(dāng)修改配方。

配方二：在配方一的基礎(chǔ)上，果香原料用量減少，增加了α-突厥酮和辛酸兩種新原料，果香原料增加了乙酸乙酯一個香原料，加入的除萜甜橙油使整體香氣更加自然，口感飽滿。再通過對青香、花香和特征香氣等香原料用量的微調(diào)，使得整體的蜜桔特征香氣突出，但整體香氣不夠協(xié)調(diào)，仍需要繼續(xù)修改配方。

配方三：與配方二相比，配方三在各種原料的用量比例都作出了系統(tǒng)的調(diào)整，修改后的香精頭香、體香和尾香都較協(xié)調(diào)，同時配方中還加入了乙酸癸酯、壬醛、十二酸，使得該香精整體風(fēng)味飽滿，更為協(xié)調(diào)。該香精可應(yīng)用于蜜桔汁、蜜桔罐頭和蜜桔醬等蜜桔系列產(chǎn)品的加香。

3 小結(jié)

蜜桔香精的調(diào)配主要是通過對蜜桔鮮果香氣成分的分析確定香韻，可分為甜香韻、果香韻、青香韻、花香韻、特征香韻和酸香韻。然后按各香韻的特點選擇合適的香原料，通過正交試驗確定各主要香韻中特征原料的貢獻(xiàn)度和用量，香原料的貢獻(xiàn)度為麝香草酚＞β-紫羅蘭酮＞β-突厥酮=檸檬醛=葉醇＞乙酸，原料最優(yōu)用量為β-突厥酮0.025%，檸檬醛1.000%，葉醇0.550%，β-紫羅蘭酮0.062%，麝香草酚0.010%，乙酸0.100%。再根據(jù)香精的調(diào)配原則，結(jié)合調(diào)香師的經(jīng)驗，經(jīng)過多次實驗得到較為優(yōu)化蜜桔香精的配方為麝香草酚0.01%、β-紫羅蘭酮0.062 5%、β-突厥酮0.05%、檸檬醛1%、葉醇0.55%、乙酸0.1%、α-突厥酮0.05%、乙酸乙酯0.2%、丁酸乙酯0.3%、乙酸辛酯0.1%、乙酸癸酯0.1%、松油醇0.12%、己醇0.1%、乙酸葉醇酯0.1%、辛醛0.02%、壬醛0.02%、癸醛0.02%、芳樟醇0.2%、香葉醇0.15%、橙花醇0.13%、圓柚酮0.05%、乙酸香茅酯0.22%、乙酸芳樟酯0.15%、乙酸橙花酯0.1%、辛酸0.01%、十二酸0.01%、除萜甜橙油20%、丙二醇75.967 5%。