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百香果发育阶段果汁挥发性研究

[导读]利用固相微萃取(SPME)和气质联用(GC-MS)技术对不同发育阶段百香果果汁挥发性成分进行定性 和定量分析。

  百香果Passiflora edulis 又名鸡蛋果,为西番莲科,西番莲属多年生藤本植物,是热带亚热带地区特有的水果。百香果果实富含维生素、矿物质、果胶、蛋白酶及人体必需的亚油酸和亚麻酸。果汁颜色鲜艳、营养丰富,被称为天然营养浓缩物,是果汁、冰激凌、点心、果冻等各类产品增香及改善产品风味口感的“果汁味精”,是果汁饮品必不可缺的原料。

  怡人的香气是百香果吸引消费者和增强市场竞争力的重要因素之一。随着国际市场对果品品质要求的提高及食品工业对天然风味物质需求的增加,百香果的香气日益受到关注。然而,香气成分极易受很多因素的影响,其中果实的发育程度对挥发性(香气)成分及含量的影响尤为显著对番石榴果实挥发性成分研究发现,随着果实的成熟,萜烯类和醇类的相对含量逐渐减少,而酯类和醛类物质的相对含量增加。对荸荠杨梅果实挥发性成分研究发现,在整个发育过程中,杨梅果实挥发性成分总相对含量随果实的成熟而降低。未成熟的桃果实,挥发性成分主要为醛类和醇类等,随着果实的不断成熟,醛类和醇类下降,芳樟醇含量明显升高。因此,对于以消费果汁为主的百香果来说,明确何种成熟度的百香果可作为获取果汁的原料,对保证百香果果汁的品质尤为重要。然而,目前关于百香果挥发性物质的研究主要集中在提取方法的优化及药理研究。百香果发育阶段对果汁挥发性成分的影响尚未报道。本研究利用固相微萃取和气质联用技术对百香果的青果、较熟果和完熟果果汁挥发性成分进行研究分析,以期通过研究为百香果挥发性成分的变化特性、开发利用及果实成熟度的判断等提供依据。


材料与方法

试验材料

  于2016年10月2日、10月16日、10月22日在广东省肇庆市的红果百香果种植基地采集无机械损伤、无病虫害的不同发育阶段的百香果:青果(花后65d)、较熟果(果微红,花后79d)、完熟果(果全红,花后85d),洗去表面杂质。分别切开百香果青果、较熟果、完熟果,滤掉果籽,经匀浆机匀浆(XHF-DY高速匀浆机,宁波新芝生物科技股份有限公司),于-4℃ 冰箱中冷冻待测。

试验方法

  气相色谱-质谱(GC-MS)联用分析法。固相微萃取条件参考:取经高速匀浆过得果汁5mL,向果汁中加入氯化钠3g,使用30μm的纤维头(DVB/CAR/PDMS)在50℃下萃取20min。

  色谱条件参考:采用30 m×0.25mm×0.5μm的VF-WAX MS-毛细管柱。柱温采用程序升温,初温为40℃保持4min;然后以8℃·min-1的速度升至120℃,再以10℃·min-1的速度升至235℃,此温度下保持5min;进样口温度为230℃,采用不分流, 载气氦气, 流量1.0mL·min-1。萃取头在进样口于230℃下脱附3min。

质谱条件:电子轰击离子源(EI);检测器电压350V;离子源温度260℃;接口温度280℃;电子能量70eV ;扫描/秒为2.8;扫描质量范围:33~550amu。GC6890/MS5975i气相色谱-质谱联用仪(Gas Chromatography-mass Spectrometry,GC-MS)(7890B-5977A),美国Agilent公司。

质谱检索

  对样品进行GC-MS分析后得到总离子图,各分离组分利用NIST-Wiley质谱库检索,结合相对保留时间和相关参考文献确认化学成分。

数据统计与分析

  通过Shimadzu GC-MS solution数据处理系统,采用峰面积归一法确定各化学成分的相对含量。


讨论与结论

利用固相微萃取(SPME)和气质联用(GCMS)技术对不同发育阶段百香果的果汁挥发性成分进行定性和定量分析。经GC-MS分离,3个样品鉴定出38种组分,包括21种酯类、7种醇类、5种酮类、3种烯类、1种烷类和1种其他化合物,占主导地位的是酯类化合物。百香果果汁的挥发性成分受果实发育程度的影响显著。青果果汁有7种特有的挥发性成分;较熟果果汁挥发物成分最多,且有2种特有的挥发性成分;完熟果果汁挥发性物质不存在特有成分,且主要挥发性物质为酯类。韩对百香果香气成分的分析中,发现百香果主要的香味成分为丁酸乙酯、丁酸己酯、己酸乙酯、乙酸乙酯等。该结果与本实验鉴定出的主要香味物质基本一致。

  研究显示,罗勒烯、3-己烯酸乙酯和松油醇对百香果特有香味的贡献较大,另外百香果中的不饱和醇、月桂烯、芳樟醇和β-紫罗兰酮也是非常重要的香气成分。本研究中不同发育阶段的百香果果汁中,除青果果汁中缺乏月桂烯外,罗勒烯、3-己烯酸乙酯、松油醇、芳樟醇和β-紫罗兰酮在3个发育阶段都存在。其中罗勒烯和松油醇在青果果汁中含量最高,随着果实的成熟其含量逐渐减少;3-己烯酸乙酯在青果果汁中含量最高,而在较熟果果汁中含量最少;芳樟醇在青果果汁中含量最高,随着果实的成熟,其含量急剧减少,与青果相比,较熟果和完熟果果汁中芳樟醇的含量约为青果的1/5;β-紫罗兰酮较熟果果汁中的含量最高,完熟果果汁中含量反而有所降低。研究显示不同品种的百香果的主要香味成分一致,但香味物质的含量往往存在较大差异。与已报道的黄果百香果香气物质相比,本研究结果显示,不同发育阶段的红果百香果中,β-紫罗兰酮的含量均高于黄果百香果,另外红果百香果中也存在普遍存在于花香味中的芳樟醇、香茅醇等萜烯类物质,但是红果百香果中芳樟醇物质的含量高于黄果百香果,而香茅醇的含量接近。一般认为,果汁中的酯类和醇类物质的含量越高,香味越强烈。本研究中,红果百香果酯类和醇类物质的含量均高于黄果百香果中酯类和醇类物质的含量,可能是红果百香果比黄果百香果香味浓郁的原因之一。

  红果百香果是当前种植的主要品种,且种植面积越来越大。研究不同发育阶段百香果挥发性成分的变化规律,可为百香果果汁品质的提升、综合利用和深加工提供新途径。






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