兩個(gè)品種龍眼果汁芳香及營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定與分析

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(1. 廣東石油化工學(xué)院化工學(xué)院,廣東茂名 525000;2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院,湖北武漢 430070)

兩個(gè)品種龍眼果汁芳香及營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定與分析

彭穎1,2,周如金1,*

(1. 廣東石油化工學(xué)院化工學(xué)院,廣東茂名 525000;2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院,湖北武漢 430070)

本研究采用頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用等方法對(duì)兩個(gè)龍眼品種儲(chǔ)良和石硤的果汁芳香成分及氨基酸、單糖和總糖進(jìn)行測(cè)定及分析。結(jié)果表明:雖然儲(chǔ)良和石硤果汁的芳香成分均主要為萜烯類、醇類、酯類等,并且兩者都富含γ-氨基丁酸和糖,但利用電子鼻能很好地區(qū)分這兩個(gè)龍眼品種。

龍眼,電子鼻,芳香成分,營(yíng)養(yǎng)成分,檢測(cè)

龍眼(DimocarpuslonganLour.)是原產(chǎn)于我國(guó)南方的特產(chǎn)名果,其果實(shí)營(yíng)養(yǎng)豐富,藥用價(jià)值高,具有壯陽(yáng)益氣、補(bǔ)益心脾、養(yǎng)血安神、潤(rùn)膚美容等多種功效,自古被視為滋補(bǔ)品[1]。 近年來,龍眼生產(chǎn)發(fā)展迅猛,栽培面積不斷擴(kuò)大,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有較高的經(jīng)濟(jì)地位。

水果品質(zhì)的重要區(qū)別及評(píng)價(jià)因素是芳香成分的種類、含量和比例,以往芳香成分分析多采用蒸餾法、頂空法和有機(jī)溶劑萃取法等[2-3],而近幾年發(fā)展起來的頂空固相微萃取方法是在固相微萃取技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的樣品前處理技術(shù)[4-9]。王晨旭等[10]等采用頂空固相微萃取等4種方法提取國(guó)產(chǎn)蛇莓的揮發(fā)性組分,表明HS-SPME具有快速、高效、無(wú)需溶劑等優(yōu)點(diǎn)。王磊等[11]應(yīng)用HS-SPME-GC/MS聯(lián)用技術(shù)對(duì)椪柑芳香水中揮發(fā)性成分進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的分析。

電子鼻(electronic nose,e-nose)是一種模擬生物鼻的電子系統(tǒng),能夠識(shí)別簡(jiǎn)單或復(fù)雜氣味,是由適當(dāng)?shù)哪Ｊ阶R(shí)別系統(tǒng)與具有部分選擇性的化學(xué)傳感器陣列組合而成的[12]。目前,用電子鼻可對(duì)食品進(jìn)行分類與分級(jí)等[13-14]。樊麗等[15]利用電子鼻檢測(cè)并通過線性判別分析區(qū)分了不同貯藏期的嘎拉蘋果。張?chǎng)蔚萚16]研究表明電子鼻系統(tǒng)中的PCA較DFA更能準(zhǔn)確區(qū)分桃果實(shí)的不同成熟度。胡桂仙等[17]利用電子鼻無(wú)損檢測(cè)區(qū)分不同新鮮度的柑橘。

氨基酸是食物原料及其加工品重要的生物活性成分之一,更是龍眼營(yíng)養(yǎng)和風(fēng)味重要的組成部分。有許多學(xué)者研究了龍眼的糖和酸的組成及其作用,但對(duì)風(fēng)味物質(zhì)和氨基酸成分研究還比較少見。因此,為了充分利用龍眼資源,本研究利用頂空固相微萃取和電子鼻等技術(shù)對(duì)根子鎮(zhèn)主要兩個(gè)品種龍眼的芳香成分以及營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行初步探討,為龍眼的進(jìn)一步深加工提供參考。

1 材料與方法

1.1材料與儀器

龍眼 采自高州根子鎮(zhèn),品種為成熟的儲(chǔ)良和石硤,采摘過程隨機(jī)并快速;C7～C30混烴、環(huán)己酮(色譜純) 美國(guó)Sigma公司;葡萄糖、果糖標(biāo)準(zhǔn)品 上海源葉生物科技有限公司;其他試劑 分析純。

5804R冷凍離心機(jī) 德國(guó)eppendorf;FOX400型電子鼻 法國(guó)AlphaMOS公司;7890A-5975C型氣質(zhì)聯(lián)用(gas chromatography-mass spectrometer,GC-MS)儀 美國(guó)Agilent公司;L-8800型全自動(dòng)氨基酸分析儀 日本日立公司;P1201型高效液相色譜儀(配置R1201型示差折光檢測(cè)器) 大連依利特分析儀器有限公司。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 龍眼果汁的制備 取500 g龍眼去殼去核榨汁,四層100目濾網(wǎng)過濾后,濾液加飽和NaCl于-18 ℃密封玻璃瓶?jī)?chǔ)存待用,測(cè)定前于30 ℃的水浴中快速解凍。

1.2.2 龍眼果汁芳香成分電子鼻測(cè)定 取200 mL龍眼果汁,8000 r/min離心20 min后取上清液加入頂空進(jìn)樣瓶中至離瓶口三分之一處。加熱果汁至40 ℃,采集氣體120 s,采集間隔300 s,采集速度1點(diǎn)/s進(jìn)樣體積2500 mL,進(jìn)樣速率2500 mL/s,進(jìn)樣針溫度30 ℃,空氣流速150 mL/s。

1.2.3 龍眼果汁芳香成分GC-MS測(cè)定 準(zhǔn)確稱取6 mL龍眼果汁移入20 mL鉗口樣品瓶中,加入1 μL 0.1 g/mL的內(nèi)標(biāo)物環(huán)己酮,加入5 mL飽和NaCl水溶液,用聚四氟乙烯隔墊密封,于磁力攪拌器40 ℃加熱平衡15 min后,通過隔墊插入已經(jīng)活化好的固相微萃取(solid-phase micro-extraction,SPME)萃取頭(270 ℃活化30 min),推出纖維頭,頂空吸附40 min后,插入GC進(jìn)樣口解吸5 min。

氣相色譜條件:色譜柱為DB-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm);載氣:氦氣;柱流量:1 mL/min;進(jìn)樣口溫度:250 ℃,不分流進(jìn)樣;起始溫度35 ℃保持5 min,以3 ℃/min升至180 ℃保持2 min,再以5 ℃/min升至240 ℃保持1 min。

質(zhì)譜條件:接口溫度280 ℃,離子源溫度230 ℃,四級(jí)桿溫度150 ℃,離子化方式:電子電離(electron ionization,EI)源,電子能量70 eV,質(zhì)量范圍35～350 m/z。

定性定量分析:GC-MS分析得到的質(zhì)譜數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算機(jī)在美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所(national institute of standards and technology,NIST)08.LIB標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)的檢索及參照已發(fā)表的質(zhì)譜資料,計(jì)算芳香成分的保留指數(shù)(retention index,RI),并與文獻(xiàn)值進(jìn)行對(duì)比,對(duì)芳香成分物質(zhì)進(jìn)行了定性;加入內(nèi)標(biāo)物環(huán)己酮,利用內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行定量,含量=(單峰面積/內(nèi)標(biāo)峰面積)×內(nèi)標(biāo)物濃度。

1.2.4 營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定

1.2.4.1 氨基酸的測(cè)定 采用國(guó)標(biāo)GB/T 5009.124-2003《食品中氨基酸的測(cè)定》中的方法。

1.2.4.2 總糖的測(cè)定 采用國(guó)標(biāo)GB/T 5009.8-2003《食品中蔗糖的測(cè)定》中的方法。

1.2.4.3 單糖的測(cè)定 采用高效液相色譜法,其色譜條件:色譜柱為Shodex Sugar SH 1011糖分析柱(9 μm,300 mm×8.0 mm);柱溫:65 ℃;流動(dòng)相:5 mmol/L H2SO4;流速:1 mL/min;壓力:3.0 MPa;檢測(cè)器:示差折光檢測(cè)器(refractive index detector,RID);進(jìn)樣量:20 μL。

2 結(jié)果與分析

2.1龍眼果汁芳香成分電子鼻檢測(cè)結(jié)果

兩個(gè)龍眼品種果汁芳香成分電子鼻分析測(cè)定結(jié)果見圖1。由圖1可知,通過主成分分析(principal component analysis,PCA),判別函數(shù)分析(discriminant function analysis,DFA)對(duì)兩個(gè)品種的龍眼果汁進(jìn)行區(qū)分。在PCA分析中,第一主成分和第二主成分的貢獻(xiàn)率分別是76.538%和16.064%,不同品種的龍眼果汁都能夠較好的用電子鼻區(qū)分,說明兩者特有的芳香成分不接近。在DFA中,第一主成分和第二主成分的貢獻(xiàn)率分別為100.0%和0%,從DFA分析圖上可以看出,兩種龍眼揮發(fā)出來的特有的芳香成分區(qū)別比較顯著,這與PCA的結(jié)果相吻合。

圖1 兩種龍眼果汁芳香成分電子鼻測(cè)定結(jié)果 Fig.1 E-nose determination results of aroma components in fresh juices of two kinds of longan varieties 注:圖中6為儲(chǔ)良;7為石硤。

2.2龍眼果汁芳香成分GC-MS檢測(cè)結(jié)果

儲(chǔ)良和石硤龍眼果汁經(jīng)頂空固相微萃取和氣質(zhì)聯(lián)用儀分析,其芳香成分GC-MS檢測(cè)總離子流色譜圖見圖2,分析鑒定結(jié)果見表1。

表1 不同品種龍眼芳香成分GC-MS分析部分結(jié)果Table 1 GC-MS analysis results of aroma components in fresh juices of two kinds of longan varieties

圖2 兩種龍眼果汁芳香成分GC-MS分析總離子流色譜圖Fig.2 Total ion chromatogram of aroma components from fresh juices of two kinds of longan varieties by GC-MS

從表1可知,儲(chǔ)良和石硤兩個(gè)品種揮發(fā)性成分主要是萜烯類、醇類、酯類等,兩者全部共有或部分共有的芳香成分有:反式羅勒烯、乙醇、乙酸乙酯、別羅勒烯等。其中儲(chǔ)良有39種揮發(fā)性物質(zhì),烯萜類17種,含量最高的是反式-羅勒烯為218.010 μg/100 mL,含量最低的是α-葎草烯為0.014 μg/100 mL;醇類7種,含量最高的是乙醇為4.097μg/100 mL,含量最低的是2-庚醇為0.037 μg/100 mL;酯類12種,含量最高的是乙酸乙酯為7.759 μg/100 mL,含量最低的是十四碳酸乙酯為0.012 μg/100 mL。石硤有37種揮發(fā)性物質(zhì),烯萜類18種,含量最高的是反式-羅勒烯為188.590 μg/100 mL,含量最低的是辛烷為0.067 μg/100 mL;醇類8種,含量最高的是乙醇為9.203 μg/100 mL,含量最低的是正已醇為0.089 μg/100 mL;酯類10種,含量最高的是乙酸乙酯為8.170 μg/100 mL,含量最低的是棕櫚酸乙酯為0.015 μg/100 mL。而所有揮發(fā)性物質(zhì)中以反式羅勒烯相對(duì)含量最高,分別為188.590 μg/100 mL(石硤)和218.010 μg/100 mL(儲(chǔ)良)。

2.3氨基酸組成與含量分析

測(cè)定兩個(gè)品種龍眼氨基酸組成與含量,結(jié)果見表2。

表2 兩種龍眼果汁氨基酸測(cè)定結(jié)果Table 2 Determination results of amino acids contents in fresh juices of two kinds of longan varieties

注:a為必需氨基酸;b為鮮味氨基酸;c為藥效氨基酸。 由表2可知,兩個(gè)品種的龍眼果汁都含有多種人體必需氨基酸以及非蛋白質(zhì)氨基酸。蛋白質(zhì)在體內(nèi)被吸收、水解成氨基酸后才能被吸收,而一些結(jié)構(gòu)蛋白,是很難溶于水的,所以蛋白的利用率不是很高,而游離氨基酸可直接被吸收,所以本研究測(cè)定了龍眼果汁的中的水解后的氨基酸的同時(shí)又測(cè)定了游離氨基酸[18]。其中,氨基酸總量的平均值為643.93～655.47 mg/100 mL,必需氨基酸含量占氨基酸總量的17.40%～18.34%,鮮味氨基酸含量占氨基酸總量的45.84%～60.47%,藥效氨基酸含量占氨基酸總量的57.73%～63.32%。儲(chǔ)良龍眼所含最多的游離氨基酸依次是丙氨酸、γ-氨基丁酸和谷氨酸,石硤龍眼所含最多的游離氨基酸依次是γ-氨基丁酸、精氨酸和谷氨酸。可見,兩者都富含γ-氨基丁酸和谷氨酸。其中γ-氨基丁酸只在游離氨基酸中存在,占總游離氨基酸含量的19.98%～27.19%。

2.4糖類含量測(cè)定與分析

利用高效液相色譜法測(cè)定兩個(gè)品種龍眼中還原糖并利用直接滴定法測(cè)定其總糖含量,結(jié)果見表3。

表3 兩種龍眼鮮榨汁糖類物質(zhì)測(cè)定結(jié)果Table 3 Determination results of sugar contents in fresh juices of two kinds of longan varieties

由表3可知,兩個(gè)品種龍眼果汁的總糖含量分別為儲(chǔ)良72.40 g/L以及石硤89.0 g/L。兩種龍眼果汁僅含果糖和葡萄糖兩種單糖。果糖含量分別為儲(chǔ)良8.95 g/L以及石硤8.50 g/L兩者果糖含量相當(dāng);葡萄糖含量分別為儲(chǔ)良22.25 g/L以及石硤25.00 g/L,兩者含量也相當(dāng)。

3 結(jié)論

高州根子鎮(zhèn)主產(chǎn)的兩種龍眼儲(chǔ)良與石硤的揮發(fā)性成分主要是萜烯類、醇類、酯類等。 HS-SPME-GC-MS檢測(cè)其共有或部分共有的芳香成分有反式-羅勒烯、乙醇、乙酸乙酯、別羅勒烯等,而所有揮發(fā)性物質(zhì)中以反式羅勒烯相對(duì)含量最高,分別為188.590 μg/100 mL(石硤)和218.010 μg/100 mL(儲(chǔ)良)。

基于龍眼果汁的氨基酸、總糖與單糖的種類及含量的初步評(píng)價(jià),兩個(gè)品種龍眼果汁都富含γ-氨基丁酸和糖,用電子鼻能很好地區(qū)分兩個(gè)品種的龍眼。

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Determinationandanalysisofaromaandnutrientcomponentsinfreshjuicesoftwokindsoflongan

PENGYing1,2,ZHOURu-jin1，*

(1.Chemical Engineering Institute,Guangdong University of Petrochemical Technology,Maoming 525000,China; 2.College of Food Science and Technology,Huazhong Agricultural University,Wuhan 430070,China)

By the application of headspace solid phase microextraction(HS-SPME)coupling with gas chromatography mass spectrometry(GC-MS),the aroma constituents,amino acid,monosaccharide and total sugar content in two kinds longan juice,which were made from Chuliang and Shixia breed were measured and analyzed in this study. Results indicated the primary aroma constituents in these two juices were terpenes,alcohols and esters,with abundant contents ofγ-aminobutyric acid and sugar,however,the electronic nose technology was superior in distinguishing these two different breeds of longan.

longan;electronic nose;aroma components;nutrient components;determination

2017-01-09

彭穎(1983-)，女，博士研究生，研究方向：食品添加劑，E-mail:pengkangying@sina.com。

*通訊作者:周如金(1965-)，男，博士，教授，研究方向：天然產(chǎn)物化學(xué)，E-mail:rujinzhou@126.com。

廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目(2013B090600032)。

TS255.1

:A

:1002-0306(2017)16-0263-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.16.050