中圖分類號:S663.4 文獻標志碼:A 文章編號:1009-9980(2025)07-1518-14
摘要:【目的】篩選出合適的專用獼猴桃釀酒品種?!痉椒ā坷肧PME-GC-MS結合電子鼻及化學計量法對5種獼猴桃的揮發(fā)性成分進行測定?!窘Y果】電子鼻測試中徐香獼猴桃對各傳感器的響應強度最高。使用固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用技術,共檢測到94種揮發(fā)性成分。此外,75種的香氣活力值(OAV)大于1,丁酸乙酯和辛酸乙酯在5種獼猴桃中均存在。主成分分析和正交偏最小二乘判別分析顯示,5個獼猴桃品種在揮發(fā)性成分上存在顯著差異。組合熱圖進一步表明,丁酸甲酯、丁酸乙酯、反式-2-已烯醛、已酸甲酯、正己醇和反--己烯醇在所有品種中含量較高。丁酸乙酯和正已醇分別在海沃德、徐香、紅陽獼猴桃及華優(yōu)、金艷獼猴桃中含量較高。結論】丁酸乙酯和正已醇是獼猴桃風味的關鍵揮發(fā)性物質,能夠增強獼猴桃的果香復雜性和整體風味。
Multi-method evaluation of volatile flavor compounds in five kiwifruit varieties
ZENG Shuo',GUO Xinyu2,NIUDongsheng',LIFeng' (ColegeofcaiU andEngineering,orthwestAamp;FUnversity,Yangling7o,haani,ina)
Abstract: 【Objective】Fruit wine,as a food of fruit processing, not only enhances the flavor diversity of kiwifruit but also increases its biological activity,leading to the production of kiwifruit wine with a unique flavor,combined fruit with wine aromas,and rich nutrition.The aroma of fruit is a key factor affecting the quality of fruit wine,as it directly impacts the wine's aroma and overall quality.The primary aroma offruit wine is determined by the fruit variety and origin. However, due to the lack of specialized kiwifruit varieties,the current kiwifruit wines often exhibit such shortcomings as a sour taste,flat aroma, and unbalanced flavor, which restrict the high-quality development of the kiwifruit wine industry. The purpose of this study is to provide avaluable theoretical foundation for the fermentation process of kiwifruit wine and the selection of specialized brewing materials.【Methods】Inthis study,five kiwifruit varieties (Xuxiang,Hayward,Huayou,Jinyan,andHongyang)were selectedasraw materials.Thevolatile components of these five kiwifruit varieties were determined using the solid-phase microextraction (SPME) combined with the gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)and chemometrics. The volatile components were compared,and an electronic nose was employed to distinguish the odor substances among the diffrent kiwifruits.The aroma activity value (OAV) was used to assessthe contribution of volatile components to the overall aroma,and sensory analysis was performed to describe the olfactory sensations induced by the diferent kiwifruit aromas.The volatile components of these five kiwifruits were analyzed using SPME-GC-MS,electronic nose technology,and chemometric methods.【Results】 In the electronic nose test, the sensor responses of Hayward, Huayou,and Jinyan kiwifruits were weak, with their radar plots nearly overlapping. In contrast, the W5C, W3C,and W2S sensors of Hongyang and Xuxiang kiwifruits showed strong responses,while the W1W sensor had relatively low response intensity across allvarieties. Among the five varieties, Xuxiang kiwifruit exhibited the strongest responses to all sensors, which corresponded to the highest concentration of volatile substances,particularly alcohols and esters.The electronic nose proved to be very effective in distinguishing the odor substances of different kiwifruit varieties.Through SPME-GC-MS analysis,94 volatile compounds were detected,including18 alcohols,44aldehydes,4acids,18 aldehydes and ketones,and10 other compounds. The Xuxiang kiwifruit juice contained 29 volatile compounds,Hayward 48 compounds,Huayou 42 compounds,Jinyan 42 compounds,and Hongyang 28 compounds.Among these,alcohols such as 2-methyl-1- butanol,isoamylalcohol,phenylethanol,hexanol,and eucalyptus oil were the mostabundant.Esters included methyl benzoate, ethyl octanoate, ethyl hexanoate,and ethyl isovalerate, while acids such as 2- methylbutyric acid,octanoic acid,and benzoic acid were present in relatively high concentrations.Aldehydes and ketonessuch asacetaldehyde,benzaldehyde,hexanal,and trans-2-hexenal werealso abundant. These compounds are considered key contributors to the characteristic aroma of kiwifruit. Moreover, 75 compounds had an odor activity value (OAV) greater than 1, with Xuxiang kiwifruit juice containing 27 such compounds,Hayward 40, Huayou 32,Jinyan 31,and Hongyang 28.Among the volatile substances with an OAV greater than 1,butyl acetate and ethyl octanoate were present in all five kiwifruit varieties,playing significant roles in enhancing the fresh,fruity,and tropical aromas.Principalcomponent analysis (PCA) and orthogonal partial least squares discriminant analysis (OPLS-DA)revealed significant differences in the volatile components acrossthe five kiwifruit varieties.The heatmap further indicatedthatethylbutyrate,butylacetate,trans-2-hexenal,methylcaproate,n-hexanol,andtrans-2-hexenol were present in high concentrations across allvarieties. Ethyl butyrate was the most abundant volatile compound in Hayward,Xuxiang,and Hongyang kiwifruits,while butyl acetate and n-hexanol were most abundant in Hayward, Xuxiang,and Hongyang kiwifruits. Huayou and Jinyan kiwifruits showed higher concentrations of n-hexanol. Sensory evaluation and electronic nose data suggested that Hayward kiwifruit, which contained the most volatile components, performed best in descriptive terms,being rich in alcoholsand esters,with a balanced presence of acids and aldehydes and ketones,resulting in a pleasant aroma.【Conclusion】 Butyl acetate and n-hexanol are the key volatile compounds that enhance the complexity and overall flavor characteristics of kiwifruit. Hayward kiwifruit is recommended as the optimal raw material to enrich the aroma profile in kiwifruit wine production.
Key Words: Kiwifruit; Principal component analysis; Solid-phase microextraction-gas chromatographymassspectrometry;Flavoromics;Aroma vigor value
獼猴桃(ActinidiachinensisPlanch.),又稱奇異果,屬于獼猴桃科(Actinidiaceae)獼猴桃屬(Actinid-ia),是一種多年生落葉藤本植物]。獼猴桃富含糖類、酸類、多酚類化合物及抗氧化物質,特別是其豐富的維生素C含量,素有“維C之王\"的美譽,廣受消費者喜愛[2-3]。根據聯合國糧食及農業(yè)組織(FAO)2022年的統計數據,全球獼猴桃產量已達到440萬t,其中中國的獼猴桃掛果量及總產量穩(wěn)居全球首位。作為典型的呼吸躍變型果實,獼猴桃在完熟階段采后貯藏穩(wěn)定性差,促使產業(yè)界將其進行果酒深加工處理,通過特殊發(fā)酵工藝開發(fā)出含雙重芳香特征(果香與酒香復合)并保留營養(yǎng)成分的特色果酒[5。但受制于專用釀酒原料品種的缺失,當前弼猴桃果酒普遍存在香氣平淡等問題,導致高端果酒市場拓展遭遇工藝瓶頸]。
香氣風味是水果品質的重要因素,主要來自醛類、酯類、醇類和萜類等化學成分。獼猴桃的香氣變化可分為3個階段:弼猴桃自身揮發(fā)性物質、發(fā)酵過程中香氣的生成以及陳釀階段的香氣演變。獼猴桃品種的選擇對酒體揮發(fā)性物質至關重要。近年來,關于不同獼猴桃品種對酒體揮發(fā)性物質的分析研究逐漸增多。Huang等采用HS-SPME-GC-MS法分析了不同澄清處理的5個弼猴桃品種與釀酒酵母結合發(fā)酵的獼猴桃酒,鑒定出34種芳香化合物,包括15種酯類、10種醇類、4種酸類和5種醛類/萜類化合物。研究發(fā)現,澄清弼猴桃汁釀成的酒含有較高含量的酯類,而渾濁果汁(未澄清)釀造的酒和含果肉(未澄清)釀造的酒富含醇類,澄清果汁獼猴桃酒還展現出更多典型的奇異果香氣。Zhang等[0]通過核磁共振氫譜和多元分析,對綠色、黃色和紅色獼猴桃的發(fā)酵風味和代謝特征進行綜合評價,發(fā)現海沃德弼猴桃酒具有最突出的花香、果香和宜人香氣,東紅弼猴桃酒則表現出甘甜、飽滿、平衡的口感。代謝組學分析表征了106種化合物,主成分分析(PCA)和偏最小二乘判別分析(PLS-DA)有效地區(qū)分了3種弼猴桃的香氣和口感特征,表明不同品種對酒體風味有顯著影響。Zhao等采用SPME-GC-MS法分析了海沃德和Hort16A獼猴桃發(fā)酵后的揮發(fā)物,發(fā)現67種游離揮發(fā)物和79種結合揮發(fā)物,其中乙醇是最豐富的游離揮發(fā)物,而萜類是最具代表性的結合揮發(fā)物。主成分分析表明,奇異果酒具有較大的香氣潛力,聚類分析顯示,兩種獼猴桃的游離揮發(fā)物特征不同,但結合揮發(fā)物的組成相似。大量研究表明,揮發(fā)性有機化合物的特征受土壤氣候條件、品種、成熟度以及生產技術等多方面因素的影響(包括收獲及其后的處理、加工和貯存條件)[12-13]。目前,關于獼猴桃揮發(fā)物的研究主要集中在果實的生理發(fā)育和貯藏過程中揮發(fā)性有機化合物的含量變化方面,然而,關于獼猴桃不同品種揮發(fā)物組成的定性和半定量變化的研究則相對較少[14]。
筆者選用徐香、海沃德、華優(yōu)、金艷、紅陽5種弼猴桃進行揮發(fā)性物質測定,采用固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用(solid phase micro-extraction gas chro-matography-massspectrometry,SPME-GC-MS)分析技術結合電子鼻、化學計量學和感官評價對5個不同獼猴桃品種的香氣成分進行比較,以期為提高弼猴桃果酒香氣物質含量提供理論基礎。
1 材料和方法
1.1 材料與儀器
試材為徐香、海沃德、華優(yōu)、金艷、紅陽5個品種,選擇完整,無蟲害、無破損的發(fā)育135d的鮮果,采摘于陜西省眉縣與周至縣,于常溫下后熟備用。2-辛醇為色譜級,購于中國索萊寶公司;氯化鈉等分析純購于中國索萊寶公司。
氣相色譜質譜聯用儀(GCMS-QP2010UItra,日本島津公司);氣相色譜柱(DB-1MS毛細管柱,60mm×0.25mm×0.25μm ,美國安捷倫科技有限公司);PEN3型便攜式電子鼻(德國AIRSENSE公司); 50/30μm DVB/CAR/PDMS固相微萃取頭(SAAB-57329U,美國Supelco公司)。
1.2 方法
1.2.1試驗處理樣品前處理:參考曾碩等的方法將預處理的弼猴桃果實進行破碎打漿,同時添加50mg?L-1SO2 進行護色,打漿機自動分離出弼猴桃汁與皮渣,將榨取后的弼猴桃漿用尼龍紗布多次過濾得到弼猴桃汁,待用。
1.2.2揮發(fā)性成分的提取吸取 8mL 獼猴桃原汁樣裝入 20mL 固相微萃取專用瓶中,依次加入 1.5g 氯化鈉和 10.0μL (終質量濃度為 62.4μg?L-1) 內標2-辛醇,用PTFE-silicon隔膜加蓋密封。將新購買的萃取頭進行老化處理,即將其插入 250°C 的GC進樣口老化 30min 。將待測樣品放置在進樣板上,萃取溫度 45°C ,萃取 60min 。吸附結束后,萃取頭自動插入GC-MS進樣口,在 230°C 下解析 2min[15] ,進行GC-MS分析。
1.2.3 GC-MS條件初始柱溫為 40°C ,進樣口溫度為 230°C 。升溫程序:起始溫度為 40°C ,保持 3min 以 的速率升至 110°C ,再以 4°C?min-1 的速率升至 120°C ,然后以 6°C?min?1 的速率升至210°C ,保持 9min ,最后以 25°C?min-1 的速率升至240°C ,保持 3min 。載氣為He,流速為 1.0mL?min-1 不分流進樣。質譜條件:電離方式為EI源,電子能量 70eV ;離子源溫度是 230°C ;質量掃描范圍為35\~500 m/z [16]。
1.2.4電子鼻分析該傳感器陣列由10種化學傳感器組成:W1C(芳香成分苯類),W5S(氮氧化合物型),W3C(芳香型),W6S(氫化物型),W5C(芳香-烷基型),W1S(甲基類),W1W(硫-有機型),W2S(醇類、醛酮類),W2W(硫-無機型)和W3S(長鏈烷烴型)。參考Lan等的方法稍作修改,所有樣本均稀釋至50倍,然后將每個處理的 5mL 樣本用移液管吸取并放入注射瓶中進行電子鼻分析。由注射器自動注入1mL的氣相樣本,傳感器響應在注入前的300s沖洗時間后記錄 60s 。所有程序均在室溫下進行。1.2.5香氣活力值(OAV)的計算香氣活力值是評估香氣成分對香氣系統貢獻的重要指標[8]。它通過將香氣成分的濃度除以其感官閾值來計算。OAV值越大,表示該香氣成分對整體香氣的貢獻越顯著。 OAV=Ci/OT1 □
式中: Ci 為揮發(fā)性成分的質量濃度 (μg?L-1) OTi為香氣閾值 (mg?m-3) )
1.2.6定性方法將未知化合物經計算機檢索,同時與NISTlibrary( 107k compounds)和WileylibraryC 320k compounds,version6.0)相匹配,進行定性分析并保留相似度高于 85% 的結果。
1.2.7定量方法參考Yang等[的方法,以2-辛醇為內標,用內標法對弼猴桃果酒中常見的代表性酸類、醇類、酯類、醛酮類等物質進行半定量計算,將各揮發(fā)性化合物和內標物的峰面積進行對比,得出揮發(fā)性物質的含量。各組分含量 (ρ)(μg?L-1)= (各組分峰面積 x 內標物質量濃度)/內標物峰面積。
1.2.8感官描述分析根據國標GB/T15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》[20、國際CXS349—2022《漿果標準》及Liu等制定感官評分標準。評價小組由10名專業(yè)評鑒人員組成,試驗在20°C 恒溫且通風的房間內進行,每位成員禁止交流,確保評價結果的獨立性。風味評分采用0\~20分制,每位評價員獨立評分,最終得分取所有成員的平均分。感官描述詞參照表1。
1.3 數據分析
采用Excel2018、Mintab18對數據進行處理與分析,采用origin2021軟件繪制堆積柱狀圖、聚類熱圖與雷達圖,結果以平均值表示,每組試驗3次重復,差異顯著性水平 plt;0.05 。
2 結果與分析
2.1不同獼猴桃原汁揮發(fā)性成分種類
根據圖1所示,徐香弼猴桃原汁中檢測到的揮發(fā)性成分共有29種,其中酯類物質占 55% ,醇類物質占 28% 。海沃德弼猴桃原汁中共有48種揮發(fā)性成分,數量最多,其中酯類物質占 60% ,醇類物質占17% 。華優(yōu)弼猴桃原汁中檢測到的揮發(fā)性化合物共有42種,酯類物質有16種,占總類的 38% ,而醇類物質占 24% 。金艷獼猴桃原汁中的揮發(fā)性成分共有42種,其中酯類物質18種,占總類的 43% ,醇類物質11種,占 26% 。紅陽弼猴桃原汁中檢測山28種揮發(fā)性化合物,其中酯類物質有19種,占總類的 68% ,醇類物質2種,占 7% 。
2.2揮發(fā)性風味成分分析
揮發(fā)性物質的不同組合賦予了獼猴桃原汁獨特的風味特征[23,因此,不同品種的弼猴桃在香氣、口感以及果汁的風味濃度上具有差異。如表2所示,徐香弼猴桃原汁中,主要的揮發(fā)性成分包括反-2-己烯醇、丁酸乙酯、己酸甲酯、正己酸乙酯和反式-2-己烯醛。海沃德獼猴桃原汁中的主要揮發(fā)性成分為正己醇、丁酸乙酯、正己酸乙酯、苯甲酸甲酯和苯甲酸乙酯。華優(yōu)和金艷弼猴桃原汁中,正己醇、異戊醇和丁酸乙酯是主要的揮發(fā)性成分。華優(yōu)弼猴桃原汁中的主要揮發(fā)性成分為正己醇、異戊醇、丁酸乙酯。金艷弼猴桃原汁中的主要揮發(fā)性成分為正己醇、異戊醇、正己酸乙酯、2-甲基-1-丁醇。紅陽獼猴桃原汁中的主要揮發(fā)性成分為反-2-己烯醇、桉葉油醇、丁酸乙酯、丁酸甲酯、正己酸乙酯和反式-2-己烯醛。在不同弼猴桃原汁中,正己醇、異戊醇和2-甲基-1-丁醇是海沃德、金艷和華優(yōu)弼猴桃的主要醇類物質,它們分別具有草香與果香、麥芽與奶酪香以及香蕉香氣特征。徐香和紅陽獼猴桃原汁中,反-2-己烯醇和桉葉油醇含量較高,它們分別具有水果香和桉葉素的特征香氣。
在酯類物質方面,弼猴桃原汁中的主要酯類物質包括丁酸乙酯、丁酸甲酯、己酸甲酯、正己酸乙酯。其中,丁酸乙酯在徐香、海沃德、紅陽弼猴桃原汗中含量較高,呈現清淡而舒爽的多種甜果香。丁酸甲酯、已酸甲酯、正己酸乙酯常伴隨菠蘿、香蕉、蘋果、奶油香等氣息,為獼猴桃的果香輪廓提供基礎。酸類物質在弼猴桃原汁中的含量較低,但其對口感有一定的平衡作用。在海沃德和華優(yōu)弼猴桃中檢測到乙酸,乙酸適量貢獻清香風味。此外,海沃德中還檢測到已酸和異戊酸,紅陽中檢測到苯甲酸,華優(yōu)中僅檢測到微量乙酸。這些酸類物質雖含量不高,但與其他揮發(fā)性成分協同作用,共同構建了弼猴桃果實清新、酸爽、果香與甜香等多樣化的香氣層次,形成了復雜的風味復合體系。醛酮類物質在弼猴桃原汗中的含量較低,其中乙醛、己醛、苯甲醛和庚醛等物質可能對酒體的風味有一定影響。乙醛呈現青香和碰傷蘋果香,己醛則有果香、青草香和葉香。部分獼猴桃原汁中還檢測到了2-辛酮,具有水果香和花香。
2.3 OAV分析
基于SPME-GC-MS分析的各成分含量,參考《化合物香味閾值匯編(第二版)》24,并結合文獻中的香氣閾值[25-30],得到OAV值大于1的成分如表3所示。
在獼猴桃原汁研究中,香氣活力值(odoractivi-tyvalue,OAV)是評估揮發(fā)性化合物對香氣貢獻的重要指標。通常,OAV值大于1的化合物被認為是關鍵香氣成分,對整體風味具有顯著影響[3。通過對OAV的計算,可以精準確定特定揮發(fā)性化合物的貢獻,從而深入解析弼猴桃原汁的香氣特征。這一指標在風味研究中發(fā)揮了不可或缺的作用,為香氣特征分析提供了科學依據。
表3數據顯示,5種弼猴桃原汁中共檢測到75種 OAVgt;1 的揮發(fā)性成分,其中徐香弼猴桃原汁含27種,海沃德弼猴桃原汁含40種,華優(yōu)弼猴桃原汁含32種,金艷弼猴桃原汁含31種,紅陽弼猴桃原汁含28種。丁酸乙酯和辛酸乙酯為所有獼猴桃品種共有的關鍵揮發(fā)性成分,特別是丁酸乙酯,其OAV均大于100000,具有濃郁的水果香氣,是弼猴桃中的關鍵成分,這與趙玉等[2對不同弼猴桃品種的關鍵香氣成分的分析結果一致,丁酸乙酯在5種弼猴桃中均被認為是主要的揮發(fā)性成分,并呈現出強烈的果香。
徐香弼猴桃原汁中 OVAgt;5000 的揮發(fā)性成分包括桉葉油醇、丁酸乙酯、正己酸乙酯和苯甲酸甲酯; OVAgt;10 的獨有揮發(fā)性成分為2-丁烯酸甲酯、2-己烯酸甲酯、3-甲硫基丙酸甲酯和癸醛,其中癸醛OVA值最高,具有獨特的自然、清新香氣。與徐香獼猴桃相比,海沃德獼猴桃中丁酸乙酯的OVA值約為前者的3倍。海沃德弼猴桃原汁中OVA 1gt;5000 的成分包括丁酸乙酯、異戊酸乙酯、正己酸乙酯、苯甲酸甲酯、乙酸和大馬士酮; OVAgt;10 的獨有成分為苯乙醇、順-4-庚烯醇、異戊酸乙酯、巴豆酸乙酯、己酸、異戊酸和(2S-順)-四氫化-4-甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)-2H-吡喃,其中異戊酸乙酯OVA值明顯高于其他獨有成分,具有果香和花香特征。華優(yōu)獼猴桃原汁中 OVAgt;5000 的成分為丁酸乙酯和己醛,OVA gt;10 的獨有揮發(fā)性成分包括異戊醛、苯乙醛、鄰異丙基甲苯和乙醛,其中異戊醛OVA值較大,具有香蕉和葡萄香氣。金艷弼猴桃原汁中OVA gt; 5000的成分為丁酸乙酯,OVA gt;10 的獨有揮發(fā)性成分僅有2.3-丁二酮,呈現黃油香和奶油香。紅陽弼猴桃原汁中 OVAgt;5000 的成分包括丁酸乙酯、丁酸甲酯、正己酸乙酯和苯甲酸甲酯; OVAgt;1 的獨有成分為2-甲基丁酸乙酯、甲酸己酯、2-甲基丁酸丙酯、2-糠酸甲酯、苯甲酸和1-異丙烯基-3-甲基苯,其中甲酸己酯OVA值最高,散發(fā)濃郁的水果香味。
2.4電子鼻分析結果
為驗證不同弼猴桃品種的風味差異,使用電子鼻的傳感器確定弼猴桃的風味成分分類。響應強度雷達圖(圖2)所示,海沃德、華優(yōu)、金艷弼猴桃的傳感器響應度較低,雷達線幾乎重合。W5C(芳香-烷基型)、W3C(芳香型)、W2S(醇類、醛酮類)傳感器響應強度對紅陽和徐香弼猴桃響應度較高。W1W(硫-有機型)傳感器對所有弼猴桃響應強度相對較低,這可能基于弼猴桃品種揮發(fā)性硫-有機型較少。徐香弼猴桃和紅陽弼猴桃傳感器響應度較高,但徐香弼猴桃在各傳感器響應度都高于其他品種。以上結果說明電子鼻可以有效地區(qū)分不同弼猴桃間的氣味物質差別。
2.5揮發(fā)性成分含量PCA、PLS-DA和組合熱圖分析PCA主成分結果如圖3-a所示,PC1和PC2的方差貢獻率分別為 82% 和 16% ,累計貢獻率超過 90% .
最初的兩個主成分能夠有效地捕捉樣品中的大部分信息,具有較高的參考價值[33]。結合PLSDA圖(圖3-b),足以反映不同獼猴桃中揮發(fā)性化合物的顯著差異。由熱力組合圖(圖3-c)可知,丁酸甲酯、丁酸乙酯、反式-2-己烯醛、已酸甲酯、正己醇、反-2-己烯醇是5種獼猴桃所有揮發(fā)性物質平均含量較大的一組。不同弼猴桃品種聚集成不同區(qū)間,表明各品種之間的揮發(fā)性成分存在顯著差異。華優(yōu)和海沃德弼猴桃在圖中組間距離近說明揮發(fā)性物質上差異較小,丁酸乙酯是海沃德、徐香、紅陽弼猴桃共同且組內含量最多的揮發(fā)性物質。
2.6 感官評價
采用感官評價分析了獼猴桃的香氣特征和感官特征的差異,采用花香、草本氣息、香甜感、蘋果香、杏香、漿果香、清新感、橙香等11個描述詞對樣品的香氣特征進行分析,結果如圖4所示,5種弼猴桃的花香、漿果香、橙香較為明顯,徐香弼猴桃雖然揮發(fā)性成分濃度較高,但可能基于醇類、醛類不平衡造成香氣錯位。海沃德弼猴桃的清新感、草本氣息突出,綜合來看香氣豐富且平衡。海沃德弼猴桃成熟晚,同時是所有弼猴桃中最耐貯存的,脆綠色的果肉吃起來味道清甜,揮發(fā)性物質含量也是本試驗檢測最高的,適合成為弼猴桃果酒專用原料。
3討論
弼猴桃起源于中國,歷史悠久。因其果實富含維生素C、礦物質和纖維素等營養(yǎng)成分,被譽為“水果之王”,具有極高的經濟價值2。目前,關于獼猴桃果酒提升香氣的研究大多集中在不同酵母發(fā)酵后釋放的風味物質,認為酵母菌種的差異會使同一品種水果發(fā)酵的果酒具有不同的香味品質,近年來也有通過其他處理來研究弼猴桃品種酒香氣風味[934],而忽視了原料弼猴桃品種香氣風味的研究。盡管目前有不同品種弼猴桃香氣成分的研究,但由于研究對象數量少、研究深度不夠等問題,不足以支撐專用釀酒原料的選擇。
SPME-GC-MS法憑借無需溶劑、簡便操作、高效提取和高選擇性等特點,廣泛應用于揮發(fā)性成分的測定。筆者在本研究中鑒定了94種揮發(fā)性化合物,其中包括18種醇類、44種醛類、4種酸類、18種醛酮類和其他10種成分。醇類和醛類化合物在弼猴桃香氣成分中占比較大,與Lan等的研究結果一致。海沃德弼猴桃原汁含有48種揮發(fā)性化合物,居所有品種之最,而徐香弼猴桃則具有最高的揮發(fā)性化合物總含量。
從含量上看,丁酸乙酯含量在海沃德、徐香和紅陽弼猴桃中最高,而正己醇則在華優(yōu)和金艷弼猴桃中含量較高。根據 OAVgt;1 的分析,丁酸乙酯和辛酸乙酯被確定為5種獼猴桃品種的共性標志性成分,賦予弼猴桃以果香和類似白蘭地的氣味。Vitova等研究表明,OAV值大于1的成分中,丁酸乙酯、辛酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙醇和乙醛是弼猴桃香氣的重要來源。這表明丁酸乙酯和辛酸乙酯可能是弼猴桃香氣特征的關鍵成分,并且它們可能共同作用,增強弼猴桃的水果香氣。
電子鼻是一種快速的氣體檢測技術,雖然目前關于電子鼻在弼猴桃香氣分析中的應用研究較少,但它已被用于不同品種弼猴桃間揮發(fā)性物質的差異分析。電子鼻傳感器對W5C(芳香-烷基型)、W3C(芳香型)、W2S(醇類、醛酮類)等傳感器的響應值主要反映了獼猴桃的揮發(fā)性物質差異,主要呈味物質包括醇類、酯類、醛酮類和芳香族化合物。這與Zhang等對3種獼猴桃及其果酒香氣的電子鼻檢測結果相似。根據SPME-GC-MS的結果顯示,醛類和酯類化合物是所有獼猴桃品種中含量最高的揮發(fā)性成分,這與電子鼻檢測中W5C(芳香-烷基型)、W3C(芳香型)以及W2S(醇類、醛酮類)傳感器在各獼猴桃品種中表現出的較高響應強度相一致。同時,W1W(硫-有機型)傳感器的響應強度相對較低,這表明硫-有機型化合物在弼猴桃香氣成分中含量較少,這一結論也得到了SPME-GC-MS測定數據的支持,即硫-有機型化合物種類很少且濃度較低。電子鼻傳感器中響應度最高的是徐香獼猴桃,這意味著該品種含有最高濃度的揮發(fā)性成分。這一結論得到了SPME-GC-MS測定的佐證,分析顯示徐香弼猴桃的揮發(fā)性成分質量濃度達到 1226.083μg?L-1 ,明顯高于其他品種。然而,在感官分析中,海沃德獼猴桃的醇類和酯類平衡性更為突出,而徐香弼猴桃可能因某些成分濃度過高,導致香氣錯位,總體來說帶給人的香氣不如海沃德。不同弼猴桃品種在揮發(fā)性物質含量上的差異,主要由遺傳背景、果實成熟過程、代謝途徑、環(huán)境因素和果實結構等因素共同作用,導致了各品種香氣和風味的多樣性[36-37]。
4結論
筆者采用SPME-GC-MS法聯合電子鼻全面分析了5種弼猴桃香氣成分,結果表明,弼猴桃香氣來源豐富,不同品種弼猴桃揮發(fā)性成分差異較大,丁酸乙酯是5種弼猴桃共有的貢獻度最大的揮發(fā)性成分,通過PCA、PLS-DA、組合熱圖及OVA分析,丁酸乙酯和正己醇被確定為弼猴桃的關鍵揮發(fā)性物質。
參考文獻References:
[1] YUANXY,ZHENGH,FANJT,LIUFX,LIJT,ZHONGC H,ZHANG Q.Comparative study on physicochemical and nutritionalqualitiesofkiwifruitvarieties[J].Foods,2023,12(1): 108.
[2] GAOY,PINGH,LIBR,LIY,ZHAOF,MAZH.Characterizationof free,conjugated,and bound phenolicsin earlyand lateripening kiwifruitcultivars[J].Journal of the Science of Food andAgriculture,2021,101(11):4743-4750.
[3] MATT,LANT,JUYL,CHENGG,QUEZL,GENGTH, FANG YL,SUN XY.Comparison of the nutritional properties and biological activities of kiwifruit (Actinidia)and theirdifferent forms of products: Towards making kiwifruit more nutritious and functional[J].Foodamp; Function,2019,10(3):1317-1329.
[4] 曾碩,郭新宇,牛東升,李峰.四種酵母對不同品種獼猴桃果酒品 質的影響[J/OL].食品工業(yè)科技,2024:1-19(2024-12-13).https: //doi.org/10.13386/j.issn1002-0306.2024090260. ZENG Shuo,GUO Xinyu, NIU Dongsheng,LI Feng. Effects of four yeasts on the quality of kiwifruit wine made using different cultivars[J/OL]. Scienceand Technology of Food Industry, 2024:1- 19(2024-12-13).htps://doi.org/10.13386/j.issn1002- 0306.2024090260
[5] 趙金梅,高貴田,薛敏,耿鵬飛,孫翔宇,谷留杰,雷玉山.不同 品種獼猴桃果實的品質及抗氧化活性[J].食品科學,2014,35 (9) 118-122. ZHAO Jinmei,GAO Guitian,XUE Min,GENG Pengfei,SUN Xiangyu,GU Liujie,LEI Yushan. Fruit quality and antioxidant activity ofdifferent kiwifruit varieties[J].Food Science,2014,35 (9):118-122.
[6] MOYSIDOU A M,CHEIMPELOGLOU K, KOUTRA S I, FINOS M A, OFRYDOPOULOU A, TSOUPRAS A. A comprehensivereview on the antioxidantand anti-inflammatory bioactives of kiwiand itsby-products for functional foods and cosmetics with health-promoting properties[J].Applied Sciences, 2024,14(14):5990.
[7] HUANG JT,LI H C,WANG Y Q,WANG X N,REN Y C, YUE TL,GAO Z P. Evaluation of the quality of fermented kiwi wines made from diferent kiwifruit cultivars[J].Food Bioscience,2021,42:101051.
[8] ASCRIZZIR,PIERACCIY,MELAIB,CIONIPL,NARRIP, FLAMINI G, PISTELLI L. Preliminary study on red wine aroma:Thevolatile profilesof six grape cultivars in different vinification phases[J].Fermentation,2022,8(12):753.
[9] HUANGD,FANWJ,DAIRS,LUY,LIUYL,SONGYY, QIN Y,SU Y. Impact of must clarification treatments on chemical and sensory profiles of kiwifruit wine[J]. NPJ Science of Food,2024,8(1):40.
[10] ZHANGQ,MAY Y,WANF,CAI Z J,ZENG R,TANG JN, NIE X,JIANG X L,ZHU C L,LAGHI L. Comprehensive comparison of flavor and metabolomic profiles in kiwi wine fermented bykiwifruit flesh with different colors[J].LWT-Food Science and Technology,2024,208:116719.
[11]ZHAO N,ZHANG Y Z,LIU D,ZHANG J,QI Y M,XU JN, WEI X Y,FAN M T.Free and bound volatile compounds in ‘Hayward’and‘Hort16A’kiwifruit and their wines[J]. European Food Research and Technology,2020,246(5):875-890.
[12]COZZOLINO R,DE GIULIO B,PETRICCIONE M, MARTIGNETTIA,MALORNIL,ZAMPELLAL,LAURINOC, PELLICANO M P. Comparative analysis of volatile metabolites, qualityand sensory attributes of Actinidia chinensis fruit[J]. Food Chemistry,2020,316:126340.
[13]FANGR,ZWEIGM,LIJJ,MIRZABABAEIJ,SIMMONDS M S J.Diversity of volatile organic compounds in 14 rose cultivars[J]. Journal ofEssential Oil Research,2023,35(3):220-237.
[14]YUANJJ,LIHB,CAO SQ,LIU ZB,LIN,XU D,MO H Z, HULB.Monitoring of volatile compounds of ready-to-eat kiwifruit usingGC-IMS[J].Foods,2023,12(24):4394.
[15]陳亮,危晴,辛秀蘭,陳思,許肇初.不同酵母發(fā)酵對獼猴桃果 酒香氣成分的影響[J].食品研究與開發(fā),2015,36(5):100-106. CHEN Liang,WEI Qing,XIN Xiulan, CHEN Si,XU Zhaochu. Effect of different yeast for kiwi wine aroma components[J]. Food Research and Development,2015,36(5):100-106.
[16]LANYL,WUJ,WANG XJ,SUN XC,HACKMANRM,LI Z X,FENG X C. Evaluation of antioxidant capacity and flavor profile change of pomegranate wine during fermentation and aging process[J].Food Chemistry,2017,232:777-787.
[17]LAN T,GAO C X,YUAN QY,WANGJQ,ZHANG HX,SUN XY,LEIYS,MATT.Analysisof the aroma chemical compositionof commonly planted kiwifruit cultivars in China[J].Foods, 2021,10(7):1645.
[18] 曾慶鴻,馮霞,楊巍,鄧英,李裕榮.莧菜高效栽培技術要點[J]. 農技服務,2022,39(10):11-14. ZENG Qinghong,FENG Xia,YANG Wei,DENG Ying,LI Yurong. Key points of eficient cultivation techniques of amaranth[J].Agricultural Technology Service,2022,39(1O): 11-14.
[19]YANGXS,SONGXY,YANGL,ZHAOJ,ZHUX.Effectof deacidification treatment on the flavor quality of zaosu pear-kiwifruitwine[J].Foods,2022,11(14):2007.
[20]中華人民共和國質量監(jiān)督檢驗檢疫總局,中國國家標準化管 理委員會.葡萄酒、果酒通用分析方法:GB/T15038—2006[S]. 北京:中國標準出版社,2008. General Administration of Quality Supervision,Inspection and Quarantineof thePeople’sRepublicofChina,Standardization AdministrationofthePeople’sRepublicofChina.Analytical methodsof wine and fruit wine:GB/T 15038-2006[S].Beijing:Standards Press of China,2008.
[21]糧農組織與世界衛(wèi)生組織國際食品法典標準.漿果標準: CXS 349—2022[S].羅馬:食品法典委員會,2022. Food and Agriculture Organization (FAO) amp; World Health Organization (WHO). Codex Standard. Standard for Berry Fruits: CXS 349—2022[S].Rome:Codex Alimentarius Commission, 2022.
[22] LIU J,GUAN W L,SUN Z D,NIY F,HE L,TIAN F,CAI LY. Application of Cyclocarya paliurus- kiwifruit composite fermented to enhance antioxidant capacity,flavor,and sensory characteristicsofkiwiwine[J].Molecules,2024,29(1):32.
[23]WANG MY,MACRAE E,WOHLERSM,MARSH K. Changes in volatile production and sensory quality of kiwifruit during fruitmaturationinActinidiadeliciosa‘Hayward'andA.chinensis‘Hortl6A'[J].PostharvestBiologyand Technology,2011,59 (1):16-24.
[24] 里奧·范海默特.化合物嗅覺閾值匯編[M].李智宇,王凱,冒 德壽,蔣舉興,譯.北京:科學出版社,2018:5. VAN GEMERTLJ. Compilations of odour threshold values in air,water and other media[M].LI Zhiyu,WANG Kai,MAO Deshou,JIANG Juxing,Trans.Beijing:Science Press,2018:5.
[25]CORTES M B,MORENO J, ZEA L,MOYANO L,MEDINA M.Changes in aroma compoundsof sherry wines during their biological aging carried out by Saccharomyces cerevisiae Races bayanus and capensis[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,1998,46(6):2389-2394.
[26]MYERS MJ,ISSENBERG P,WICK EL. L-leucine as a precursor of isoamyl alcohol and isoamyl acetate,volatile aroma constituentsof banana fruit discs[J].Phytochemistry,197o,9(8): 1693-1700.
[27]YAN B W,SADIQF A,CAI Y J,FAN D M,ZHANG H,ZHAO J X,CHEN W. Identification of key aroma compounds in type I sourdough-based Chinese steamed bread:Application of untargeted metabolomicsanalysisp[J]. InternationalJournal of Molecular Sciences,2019,20(4):818.
[28]FARINAL,VILLAR V,ARES G,CARRAUF,DELLACASSA E,BOIDO E. Volatile composition and aroma profile of Uruguayan Tannat wines[J]. Food Research International,2015,69: 244-255.
[29] 陳娟,闡建全,楊蓉生.不同品種桑椹香氣成分的GC-MS 分 析[J].食品科學,2010,31(18):239-243. CHEN Juan,KAN Jianquan,YANG Rongsheng. Gas chromatography-mass spectrometric analysis of aromacomponents in mulberry from different varieties[J].Food Science,2010,31(18): 239-243.
[30]CAIRNSP,HAMILTONL,RACINEK,PHETXUMPHOUK, MASH,LAHNEJ,GALLAGHERD,HUANGHB,MOORE A N,STEWARTA C.Effects of hydroxycinnamates and exogenousyeast assimilable nitrogen on cider aroma and fermentation performance[J].Journal of the American Society of Brewing Chemists,2022,80(3):236-247.
[31]WU Y Z,LI ZG,ZOU SB,DONG L,LIN XP,CHEN Y X, ZHANG SF,JI CF,LIANG HP. Chemical composition and flavor characteristics of cider fermented with Saccharomyces cerevisiae and non- Saccharomyces cerevisiae[J].Foods,2023,12 (19):3565.
[32]趙玉,詹萍,王鵬,田洪磊.獼猴桃中關鍵香氣組分分析[J].食 品科學,2021,42(16):118-124. ZHAO Yu, ZHAN Ping,WANG Peng,TIAN Honglei. Analysis of key aroma compounds in kiwifruits[J].Food Science,2021, 42(16):118-124.
[33]XIN G,WANG HY,ZHIYH,PAN S,QIANG L,YAN M, YAN TC,XU H R. Screening of fermentation resources of Actinidiaarguta wine based on principal componentanalysiscombinedwith a fuzzy mathematical sensoryevaluation method[J]. Journal ofFood Science and Technology,2025,62(5):930-939.
[34]張陽陽,曹珍,呂培楷,劉曉媛,武誠敬.不同生香酵母對獼猴 桃酒品質的影響[J].食品科技,2024,49(9):82-89. ZHANG Yangyang,CAO Zhen,LU Peikai,LIU Xiaoyuan,WU Chengjing.Effects of different aromatic yeasts on the quality of kiwi wine[J].Food Science and Technology,2024,49(9):82-89.
[35] VITOVA E,SUKALOVA K,MAHDALOVA M,BUTOROVA L,MATEJiCEK A,KAPLAN J. Influence of volatile compounds on flavour of selected cultivars of gooseberry[J]. Chemical Papers,2017,71(10):1895-1908.
[36] CHENG JL,GUO W C,DU R Y,ZHOU Y H. Optical properties of different kiwifruitcultivars (Actinidia deliciosa and Actinidia chinensis)and their correlation with internal quality[J]. Infrared Physicsamp; Technology,2022,123:104113.
[37]REISRC,DE MESQUITAPRR,DE SOUZAVIANAE,FONSECAN,CORREIAL AP,DE SOUSA MAIA D L,SANTOS DE ALMEIDAL,SILVEIRAR B,DE JESUS TEDGUE L,JUNIOR ITA. Sensory evaluation and volatile organic compounds in dried mango produced from different varieties[J]. Food Analytical Methods,2024,17(12):1732-1745.