青芒果調(diào)味液的工藝優(yōu)化研究及香氣成分分析

馬爍 劉瑾 趙華

摘要：以青芒果為原材料，采用冷凝回流方法得到粗樣品芒果調(diào)味液。以調(diào)味液的香氣成分5-羥甲基糠醛（5-HMF）的濃度作為提取工藝的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，然后在粗樣品中加入硅藻土澄清劑進(jìn)行澄清脫色處理。通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)確定了芒果香氣調(diào)味液的最佳工藝條件為料液比1∶10、乙醇濃度60%、水浴溫度65 ℃、回流時(shí)間4 h。然后采用GC-MS對(duì)其香氣成分進(jìn)行分析，鑒定出12種揮發(fā)性香氣成分，最主要的香氣成分有5-HMF、1，1-二乙氧基乙烷、糠醛和5-甲基呋喃醛等。該實(shí)驗(yàn)對(duì)新型調(diào)味液的研發(fā)具有重要意義。

關(guān)鍵詞：青芒果；調(diào)味液；香氣；工藝優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TS255.4? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1000-9973（2023）05-0170-05

Abstract： Using green mango as the raw material， the crude sample of mango flavoring liquid is obtained by condensation reflux method. The concentration of the aroma component 5-hydroxymethyl furfural （5-HMF） of flavoring liquid is used as the evaluation standard of extraction technology， and then diatomite clarifier is added into the crude sample for clarification and decoloration. Through single factor experiment and orthogonal experiment， the optimum technological conditions of mango aroma flavoring liquid are determined as follows： the ratio of solid to liquid is 1∶10， the concentration of ethanol is 60%， the temperature of water bath is 65 ℃， and the refluxing time is 4 h. And then the aroma components are analyzed by GC-MS， and12 volatile aroma components are identified.The main aroma components are 5-HMF， 1，1-diethoxyethane， furfural and 5-methyl furfural.This experiment is of great significance to the research and development of new flavoring liquid.

Key words： green mango; flavoring liquid; aroma; process optimization

收稿日期：2022-11-02

基金項(xiàng)目：寧夏回族自治區(qū)重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（2020BDE43008-02）

作者簡(jiǎn)介：馬爍（1996-），女，碩士，研究方向：發(fā)酵工程。

*通信作者：趙華（1963-），男，教授，博士，研究方向：發(fā)酵工程。

芒果是被稱作“熱帶果王”的水果中的佳品[1]，不僅含有一些營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高的成分，如維生素、粗纖維、氨基酸、纖維素、礦物質(zhì)、糖類和有機(jī)酸等[2—5]，而且經(jīng)濟(jì)價(jià)值非常高，生產(chǎn)周期短且經(jīng)濟(jì)壽命長(zhǎng)[6]。芒果的應(yīng)用范圍也很廣，可生食或者制作成多種芒果類加工品，種類豐富?？蓪司懦墒斓拿⒐庸こ晒揞^、果醬、果汁等，還有將未成熟的芒果芽加工成香話芒果[7—9]。青芒果味酸澀，不宜直接食用，但保鮮效果好，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，又因?qū)η嗝⒐呤斓墓に噺?fù)雜、性價(jià)比低，所以大部分不能直接食用的青芒果被廢棄扔掉，這種情況不僅非常浪費(fèi)資源，還有可能造成環(huán)境污染。本實(shí)驗(yàn)利用青芒果制備調(diào)味液，該調(diào)味液可變廢為寶，又能提高經(jīng)濟(jì)效益。青芒果調(diào)味液可以為酒行業(yè)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和充分利用提供參考，也為青芒果調(diào)味液的提取工藝提供一定的依據(jù)，進(jìn)一步拓寬了青芒果的應(yīng)用范圍，為實(shí)現(xiàn)青芒果商品化有重要的意義。

1 材料和方法

1.1 材料與試劑

青芒果：市售海南新鮮小青芒；95%食用酒精：天津市寧河縣酒廠；無(wú)水乙醇：天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；2-苯乙醇：阿拉丁試劑有限公司；硅藻土：天津市化學(xué)試劑三廠。

1.2 儀器

UV-5100紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) 天津億諾科學(xué)儀器有限公司；TG16 臺(tái)式高速離心機(jī) 上海盧湘儀離心機(jī)儀器有限公司；Agilent 1120高效氣相色譜儀 美國(guó)安捷倫科技公司；Epoch 2全波長(zhǎng)酶標(biāo)儀 美國(guó)伯騰儀器有限公司；DHP-9032電熱恒溫培養(yǎng)箱 深圳市三莉科技有限公司。

1.3 工藝流程及操作要點(diǎn)

1.3.1 工藝流程[10]

芒果→烘干→粉碎→過(guò)篩→萃取→分離→靜置→離心→成品。

1.3.2 操作要點(diǎn)

芒果去皮、去核切塊后，置于50 ℃干燥箱中烘干，烘干后進(jìn)行粉碎，過(guò)40目篩；將粉碎后的芒果粉按照一定比例加入食用酒精，然后采用冷凝回流裝置，在特定溫度和時(shí)間下進(jìn)行萃取，萃取結(jié)束后，將溶液和溶質(zhì)過(guò)濾分離，得到萃取的原液，即粗樣品；在粗樣品中加入一定比例的澄清脫色劑，靜置一定時(shí)間后進(jìn)行離心，得到成品。

1.4 青芒果香味成分測(cè)定

1.4.1 樣品前處理

將青芒果香味調(diào)味液采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進(jìn)行10倍濃縮，將濃縮的液體過(guò)0.22 μm有機(jī)相微孔濾膜后作為待測(cè)樣品，利用GC-MS檢測(cè)分析其揮發(fā)性香氣成分和峰面積比[11—12]。

1.4.2 GC-MS檢測(cè)條件

HP-INNOWax色譜柱（30 mm×0.25 mm，0.25 μm）程序升溫：40 ℃保持2 min，然后以10 ℃/min升至180 ℃，保持1 min，最后以20 ℃/min升至220 ℃，保持10 min。進(jìn)樣口溫度25 ℃，載氣為He，流速1 mL/min，進(jìn)樣量1 μL，不分流進(jìn)樣。

1.4.3 質(zhì)譜條件

四級(jí)桿溫度150 ℃，EI離子源，離子源溫度230 ℃，掃描范圍（m/z）33～450。

1.5 青芒果香味含量的測(cè)定

最大吸收波長(zhǎng)的測(cè)定：利用上述 GC-MS法檢測(cè)出青芒果最典型的香氣成分5-HMF，然后配制其標(biāo)準(zhǔn)液，在波長(zhǎng)為200～300 nm之間，每2 nm測(cè)定吸光度值，測(cè)定其最大吸收波長(zhǎng)（以食用乙醇作為空白）。

1.6 青芒果調(diào)味液口感評(píng)價(jià)

青芒果調(diào)味液口感評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

1.7 數(shù)據(jù)分析

利用標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)NIST-MS檢索、分析香氣物質(zhì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 青芒果香味調(diào)味液的香味含量測(cè)定

青芒果調(diào)味液中最獨(dú)特的具有香氣化學(xué)活性成分的是5-HMF。本實(shí)驗(yàn)中芒果香味調(diào)味液香氣成分的測(cè)定即以5-HMF的濃度和口感評(píng)分作為提取工藝優(yōu)化的標(biāo)準(zhǔn)，考察料液比、水浴溫度、乙醇濃度及回流時(shí)間對(duì)萃取效果的影響。萃取后再通過(guò)透過(guò)率、色度和口感評(píng)分來(lái)考察澄清劑種類、添加量、靜置溫度和分離時(shí)間對(duì)其分離效果的影響。最后對(duì)最優(yōu)工藝條件下生產(chǎn)的最終成品進(jìn)行香氣成分分析。在波長(zhǎng)λ為252 nm處測(cè)得5-HMF的吸光度A最大，為2.962。5-HMF的標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為y=44.67x+7.432 9，R2=0.999 2。

2.2 青芒果香味調(diào)味液的提取工藝優(yōu)化

2.2.1 料液比對(duì)萃取效果的影響

將烘干粉碎后的青芒果按照料液比1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25與60%的乙醇進(jìn)行混合，在60 ℃條件下冷凝回流3 h，分離后加入1 g/L的硅藻土在4 ℃靜置48 h離心得到成品，用5-HMF濃度和口感評(píng)分考察料液比對(duì)最后萃取效果的影響，結(jié)果見(jiàn)圖1。

由圖1可知，隨著原料添加的比例逐漸降低，芒果調(diào)味液中的5-HMF濃度先逐漸升高，在料液比為1∶10時(shí)，5-HMF的濃度最大，隨著原料添加比例逐漸降低，5-HMF的濃度逐漸降低。調(diào)味液的口感也隨著原料添加比例的降低開(kāi)始趨于穩(wěn)定，在料液比為1∶10以后急劇降低。綜合考慮5-HMF的濃度、口感以及成本問(wèn)題，選擇適宜的料液比為1∶10。

2.2.2 水浴溫度對(duì)萃取效果的影響

將烘干粉碎后的青芒果按照料液比1∶10與60%的乙醇進(jìn)行混合，在40，50，60，70，80 ℃的水浴溫度條件下冷凝回流3 h，分離后加入1 g/L的硅藻土，在4 ℃靜置48 h離心得到成品，用5-HMF的濃度和口感評(píng)分考察水浴溫度對(duì)最后萃取效果的影響，結(jié)果見(jiàn)圖2。

由圖2可知，當(dāng)水浴溫度低于50 ℃時(shí)，調(diào)味液中5-HMF的濃度變化不大，當(dāng)水浴溫度升到50 ℃以后，調(diào)味液中5-HMF的濃度開(kāi)始上升，當(dāng)水浴溫度為60 ℃時(shí)，5-HMF的濃度達(dá)到最大。在水浴溫度超過(guò)60 ℃以后，5-HMF的濃度不斷下降?？诟性u(píng)分的變化趨勢(shì)與5-HMF的濃度變化趨勢(shì)相差不大，同樣是在60 ℃之前，評(píng)分逐漸上升，在60 ℃時(shí)達(dá)到最大再繼續(xù)上升溫度，口感評(píng)分驟跌。綜合考慮這兩種因素，選擇適宜的水浴溫度為60 ℃。

2.2.3 乙醇濃度對(duì)萃取效果的影響

將烘干粉碎后的青芒果按照料液比1∶10與30%、40%、50%、60%、70%濃度的乙醇進(jìn)行混合，在60 ℃的水浴溫度條件下冷凝回流 3 h，分離后加入1 g/L的硅藻土，4 ℃靜置48 h離心得到成品，用5-HMF的濃度和口感評(píng)分考察乙醇濃度對(duì)最后萃取效果的影響，結(jié)果見(jiàn)圖3。

由圖3可知，在溶劑中乙醇濃度在30%～60%時(shí)，青芒果香味調(diào)味液中5-HMF的濃度隨著溶劑中乙醇濃度的增加逐漸升高，在溶劑中乙醇濃度達(dá)到60%時(shí)，5-HMF的濃度達(dá)到最大。繼續(xù)增加溶劑中乙醇濃度，調(diào)味液的5-HMF濃度開(kāi)始下降。調(diào)味液的口感評(píng)分與5-HMF濃度的變化趨勢(shì)大致相同，在溶劑中乙醇濃度為60%時(shí)達(dá)到最高的口感評(píng)分，繼續(xù)增加乙醇濃度，調(diào)味液的口感評(píng)分驟跌。推測(cè)應(yīng)該是乙醇濃度過(guò)高時(shí)，調(diào)味液溶解雜質(zhì)過(guò)多，導(dǎo)致調(diào)味液中溶解的5-HMF濃度降低以及口感評(píng)分驟跌。因此，選擇適宜的乙醇濃度為60%。

2.2.4 回流時(shí)間對(duì)萃取效果的影響

將烘干粉碎后的青芒果按照料液比1∶10與60%的乙醇進(jìn)行混合，在60 ℃的水浴溫度條件下冷凝回流2，2.5，3，3.5，4 h，分離后加入1 g/L的硅藻土，在4 ℃靜置48 h離心得到成品，用5-HMF的濃度和口感評(píng)分考察回流時(shí)間對(duì)最后萃取效果的影響，結(jié)果見(jiàn)圖4。

由圖4可知，隨著回流時(shí)間的增加，在回流時(shí)間4 h之前，青芒果香味調(diào)味液中的5-HMF濃度不斷增加，口感評(píng)分也不斷增加，在回流4 h時(shí)，5-HMF的濃度達(dá)到最高，再繼續(xù)增加回流時(shí)間，調(diào)味液中的5-HMF濃度不升反降，同時(shí)調(diào)味液的口感評(píng)分也降低了。推測(cè)是5-HMF的溶出已經(jīng)達(dá)到平衡，繼續(xù)增加回流時(shí)間，調(diào)味液中5-HMF的濃度不再增加，而雜質(zhì)的溶出增多，從而導(dǎo)致口感評(píng)分降低?；亓? h的口感評(píng)分與回流3 h的相差不大，綜合考慮到5-HMF的濃度，選擇適宜的回流時(shí)間為4 h。

2.3 萃取工藝的正交實(shí)驗(yàn)

選擇對(duì)青芒果香味調(diào)味液影響較大的4個(gè)因素：料液比、水浴溫度、乙醇濃度和回流時(shí)間。進(jìn)行上述單因素分析后，選擇3個(gè)水平再進(jìn)行L9（34）正交實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步優(yōu)化。以口感評(píng)分作為測(cè)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)，從而確定更優(yōu)的萃取工藝。萃取效果的正交實(shí)驗(yàn)因素水平梯度見(jiàn)表2，青芒果香味調(diào)味液提取工藝的正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3，方差分析結(jié)果見(jiàn)表4。

由表3中的R值可知，影響青芒果香味調(diào)味液提取工藝的影響因素從高到低的順序?yàn)锳>C>D>B。由表4可知，A（料液比）和C（乙醇濃度）這兩個(gè)因素對(duì)結(jié)果有顯著性影響（P＜0.05），B（水浴溫度）和D（回流時(shí)間）這兩個(gè)因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響不顯著。通過(guò)表3和表4得到正交實(shí)驗(yàn)的最優(yōu)方案為 A2B3C2D2，由于最佳組合未在正交實(shí)驗(yàn)組中，后經(jīng)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)可得最佳組合A2B3C2D2感官評(píng)分最高，為97分，即青芒果香味調(diào)味液提取的最佳條件是在1∶10的料液比和水浴65 ℃的情況下，用60%的乙醇提取4 h。

2.4 青芒果香味調(diào)味液的香氣成分分析

實(shí)驗(yàn)將烘干粉碎后的青芒果按照料液比1∶10與60%的食用酒精進(jìn)行混合，在65 ℃條件下冷凝回流4 h，分離后加入1.7 g/L的硅藻土，在4 ℃靜置30 h后離心得到青芒果香味調(diào)味液，將其進(jìn)行樣品前處理后，采用氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析青芒果香味調(diào)味液中的香氣成分和峰面積，得到氣質(zhì)色譜圖，見(jiàn)圖5。再進(jìn)行揮發(fā)性成分分析，結(jié)果見(jiàn)表5。

由表5可知，青芒果調(diào)味液中揮發(fā)性香氣成分有12種，其中5-HMF的含量最高，可達(dá)33.46%，是青芒果香味調(diào)味液的典型香氣成分。其他香氣成分還有一些芳香、水果香和焦糖香等，如 1，1-二乙氧基乙烷（29.24%）、呋喃甲醛（14.67%）、2，3-二氫-3，5-二羥基-6-甲基-4（H）-吡喃-4-酮（13.41%）、糠醇（1.78%）、棕櫚酸（1.53%）、糠酸（0.77%）、磷酸三乙酯（0.64%）、異麥芽酚（0.36%）、鄰苯二甲酸二乙酯（0.16%）等。

3 總結(jié)

將芒果香味調(diào)味液以冷凝回流法進(jìn)行萃取，以調(diào)味液的香氣成分5-HMF的濃度作為評(píng)判指標(biāo)，得到最佳提取條件是將烘干粉碎后的青芒果按照料液比1∶10與60%的乙醇進(jìn)行混合，在65 ℃條件下冷凝回流4 h，得到粗樣品。粗樣品進(jìn)行過(guò)濾分離后加入1.7 g/L 的硅藻土，在4 ℃靜置30 h后離心得到青芒果香味調(diào)味液。然后采用氣相質(zhì)譜與色譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)青芒果香味調(diào)味液的香氣成分進(jìn)行分析。共鑒定出12種揮發(fā)性香氣成分，其中最主要的香氣成分是5-HMF、1，1-二乙氧基乙烷、呋喃甲醛、5-甲基呋喃醛等。

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