不同品種草莓的特征香氣成分

付磊，冒德壽，洪鎏，徐志強(qiáng)

1. 云南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心（昆明 650231）；2. 安徽中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心（合肥 230088）

草莓是多年生草本植物，原產(chǎn)于南美，現(xiàn)在世界各地廣為栽培。草莓被譽(yù)為“水果皇后”，因其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富而廣受歡迎。近年來(lái)，中國(guó)草莓種植和培育工作迅速發(fā)展，但仍然存在許多問(wèn)題[1]。

關(guān)于草莓香氣的分析，國(guó)內(nèi)外主要有氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）、氣相色譜-嗅聞（GC-O）等技術(shù)。王娟等[2]利用GC-MS分離鑒定8個(gè)不同品種的草莓，共鑒定出草莓的特征香氣物質(zhì)有丁酸甲酯、丁酸乙酯、己酸甲酯及（E）-2-己烯醛等7種化合物。Tsukamoton等[3]利用GC-MS/GC-O技術(shù)對(duì)7個(gè)品種的日本草莓進(jìn)行香氣分析，結(jié)果表明果香主要來(lái)源于酯類(lèi)和內(nèi)酯，甜香來(lái)源于呋喃類(lèi)化合物，青香來(lái)源于醛類(lèi)，而酸香則來(lái)源于己酸和2-甲基丁酸等。此外，電子鼻作為一種快速檢測(cè)儀器，它能直接從整體上對(duì)樣品風(fēng)味進(jìn)行分析，也被廣泛應(yīng)用于食品分析領(lǐng)域[4-5]。Panl等[6]利用電子鼻和GC-MS結(jié)合，通過(guò)草莓揮發(fā)出來(lái)的化合物，對(duì)草莓采摘后的真菌病進(jìn)行早期的檢測(cè)分類(lèi)，鑒別準(zhǔn)確率可達(dá)96.6%。

試驗(yàn)利用GC-MS、GC-O，結(jié)合感官評(píng)價(jià)和快速氣相電子鼻技術(shù)，旨在分析3種草莓的特征香氣成分，為草莓優(yōu)良品種選育和產(chǎn)品的加工制作提供重要參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

草莓，上海市售，品種分別為“寶交”（Y1）、“大將軍”（Y2）、“紅寶石”（Y3），產(chǎn)地均為上海地區(qū)，新鮮樣品置于-4 ℃冷凍備用。

1.2 主要儀器與設(shè)備

電子天平（PL403，上海海康電子儀器廠）；數(shù)顯恒溫水浴鍋（HH-2，國(guó)華電器有限公司）；氣相色譜-質(zhì)譜儀（7890B-5977B，Agilent）；嗅聞儀（ODP3，Gerstel）；快速氣相電子鼻（Heracles Ⅱ，Alpha M.O.S）。

1.3 主要試劑

2-辛醇（純度99%以上），正構(gòu)烷烴（C7～C30）混合物用于測(cè)定線性保留指數(shù)（RI），均購(gòu)自于上海Sigma-Aldrich公司。

1.4 頂空固相微萃取（HS-SPME）

固相微萃取頭在GC進(jìn)樣口于250 ℃老化30min。取出速凍好的草莓果實(shí)，勻漿，取5 g于頂空瓶中。將萃取頭插入頂空瓶，于40 ℃萃取30 min，抽出萃取頭插入氣質(zhì)聯(lián)用儀，于250 ℃解吸3 min，進(jìn)行GC-MS分析。

1.5 GC-MS分析條件

采用HP-INNOWAX（60 m×0.25 mm×0.25 μm）毛細(xì)管柱；載氣為氦氣，流速1 mL/min，不分流進(jìn)樣；進(jìn)樣口溫度230 ℃。升溫程序：從50 ℃以3 ℃/min升溫至230 ℃。質(zhì)譜條件：離子源溫度230 ℃；四極桿溫度150 ℃；電子能量70 eV；掃描范圍30～450 u。

1.6 定性與定量

將GC-MS分析得到的結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)（WILEY7、NIST11）和保留指數(shù)比對(duì)進(jìn)行定性。定量流程如下：在樣品頂空瓶中添加20 μL 100 mg/kg 2-辛醇（內(nèi)標(biāo)物），根據(jù)樣品中各組分的氣相峰面積與內(nèi)標(biāo)氣相峰面積的比值與內(nèi)標(biāo)物的濃度，計(jì)算樣品中各組分的含量。

1.7 GC-O分析條件

GC條件同1.5小節(jié)，由6名感官評(píng)價(jià)員對(duì)化合物進(jìn)行嗅聞。采用時(shí)間強(qiáng)度法，記下香氣產(chǎn)生的時(shí)間和香氣特性，最終結(jié)果通過(guò)平均值計(jì)算。嗅聞打分值范圍為0～9分。

1.8 感官評(píng)價(jià)

采用定量描述感官評(píng)價(jià)法對(duì)草莓樣品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，感官評(píng)價(jià)小組由8名成員組成（4名男性和4名女性），年齡25-40歲之間。感官評(píng)價(jià)人員根據(jù)ISO 8589（2007）標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行培訓(xùn)，分別對(duì)草莓的6種感官屬性進(jìn)行評(píng)價(jià)，包括青香、酸香、脂香、花香、果香、甜香；風(fēng)味強(qiáng)度采用10分制打分（10分，香氣極強(qiáng)；0分，沒(méi)有香氣），記錄各個(gè)評(píng)價(jià)人員的評(píng)價(jià)結(jié)果。每個(gè)樣品重復(fù)3次。

1.9 快速氣相電子鼻條件

樣品瓶10 mL；樣品量2 g；孵化溫度50 ℃；孵化時(shí)間20 min；孵化爐轉(zhuǎn)速500 r/min；進(jìn)樣體積5 000 μL；注射速度125 μL/s；進(jìn)樣口溫度200 ℃；注射時(shí)間45 s；捕集阱初始溫度40 ℃；捕集阱分流速率10 mL/min；捕集持續(xù)時(shí)間50 s；捕集阱最終溫度240 ℃；柱溫的初始溫度50 ℃；柱溫的升溫程序：1 ℃/s至80 ℃，以3 ℃/s至250 ℃，保持21 s；采集時(shí)間110 s；閥溫度，250 ℃；FID增益為12。

1.1 0 數(shù)據(jù)處理

對(duì)感官評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析（ANOVA），p＜ 0.05，認(rèn)為存在顯著性差異，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS軟件。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同種類(lèi)草莓的香氣成分

GC-MS在3種草莓中共鑒定出71種物質(zhì)（見(jiàn)表1）。其中“寶交”中鑒定出60種化合物，為最少；“大將軍”中鑒定出70種，為3種樣品中最多；“紅寶石”中鑒定出66種。

從表1可以看出，3種草莓中酯類(lèi)化合物種類(lèi)最多，共27種。其中，“寶交”“大將軍”“紅寶石”中分別檢測(cè)出21，26和26種。相比之下，“大將軍”中所含酯類(lèi)物質(zhì)種類(lèi)最多，且總酯含量最高，為1 703.51 mg/kg，“寶交”和“紅寶石”總酯含量較低，分別為972.71和949.57 mg/kg。3個(gè)樣品中，丁酸甲酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乙酸己酯及乙酸-2-順式-己烯酯含量較高。

檢測(cè)出13種醇類(lèi)物質(zhì)，其中芳樟醇和己醇在3個(gè)品種里面的含量較高，（E）-2-己烯-1-醇在“寶交”和“大將軍”中含量較高，而在“紅寶石”中未檢測(cè)出。共檢測(cè)出11種醛類(lèi)物質(zhì)，其中，（E）-2-己烯醛在3個(gè)樣品中含量最高，分別達(dá)到45.87%，40.06%和52.50%。（E, E）-2, 4-己二烯醛和己醛在3個(gè)品種中含量較高，（E）-2-辛烯醛在“寶交”中含量較高，在“大將軍”和“紅寶石”中含量較少。醇類(lèi)和醛類(lèi)物質(zhì)為青香的主要貢獻(xiàn)物質(zhì)。

共檢測(cè)出8種酮類(lèi)物質(zhì)，含量均較低。檢測(cè)出6種酸類(lèi)物質(zhì)，含量較低，其中丁酸、己酸含量相對(duì)較高。另外還檢測(cè)出雜環(huán)類(lèi)2種，萜烯及其含氧化合物共3種，酚類(lèi)物質(zhì)1種，但其含量甚微。

2.2 GC-O鑒定不同品種草莓的特征香氣化合物

GC-O分析在3個(gè)品種草莓中共嗅聞出52種化合物，并通過(guò)質(zhì)譜、保留指數(shù)和香氣比對(duì)進(jìn)行鑒定，結(jié)果如表2所示。試驗(yàn)中有5種嗅聞到的未知化合物，其香氣強(qiáng)度較低，對(duì)草莓整體風(fēng)味的影響不大。

從表2可以看出，3個(gè)品種中，香氣強(qiáng)度大于5的化合物有丁酸甲酯、丁酸乙酯、乙醛、己酸甲酯、（E）-2-己烯醛、己酸乙酯、乙酸己酯、己醇、（E）-2-辛烯醛、芳樟醇、（E，E）-2, 6-壬二烯醛，其中丁酸甲酯、丁酸乙酯、己醛、己酸甲酯、（E）-2-己烯醛、己酸乙酯在3種草莓中都有較高的香氣強(qiáng)度，可以認(rèn)為這些物質(zhì)是草莓香氣的主要特征香氣化合物。在“寶交”中，2-戊酮的香氣強(qiáng)度明顯大于其他2種，為4.5，這可能和“寶交”具有較強(qiáng)的甜香有關(guān)；丁酸、己酸和辛酸的香氣強(qiáng)度也強(qiáng)于其他2種，這些化合物會(huì)賦予草莓酸香味。另外，芳樟醇、丁酸、（E）-2-辛烯醛、己醇在3種草莓中也具有較高的香氣強(qiáng)度（3～5），對(duì)草莓的特征香氣有一定貢獻(xiàn)。

表1 不同品種草莓中揮發(fā)性化合物

表2 不同品種草莓GC-O分析結(jié)果

轉(zhuǎn)下頁(yè)

接表2

指數(shù) 化合物 香氣 香氣強(qiáng)度Y1 Y2 Y3保留保留指數(shù) 化合物 香氣 香氣強(qiáng)度Y1 Y2 Y3 1 226 (E)-2-己烯醛 青葉 7.3 8.6 8.1 1 237 己酸乙酯 果香 5.9 6.5 6.2 1 272 乙酸己酯 果香 3.7 5.3 4.2 1 288 2-辛酮 甜香 3.8 3.1 2.6 1 301 未知物3 脂肪香 0.4 0.9 1 326 (E)-2-庚烯醛 青草香 0.8 1.4 1.1 1 329 乙酸-2-順式-己烯酯 青草 0.2 0.8 1.2 1 350 己醇 青香 4.2 5.4 3.5 1 375 葉醇 青草 1.4 1.1 1 380 未知物4 果香 1.2 1 389 辛酸甲酯 橙子 2.1 0.8 1 391 壬醛 清甜 2.5 2.3 1.8 1 405 (E)-2-己烯-1-醇 青香 2.9 4.5 2.8 1 404 (E, E)-2, 4-己二烯醛 脂肪香 2.8 2.4 4.3 1 428 (E)-2-辛烯醛 青葉 4.4 5.5 4.2 1 454 3-辛醇 油脂 2.2 3.2 4.4 1 452 庚醇 油脂 0.4 0.6 0.5 1 544 (E)-2-壬烯醛 脂肪香 0.3 1.2 0.4 1 555 芳樟醇 花香 3.8 5.9 5.2 1 591 (E, E)-2, 6-壬二烯醛 脂肪香 2.3 4.5 5.7 1 634 丁酸 汗臭 4.8 3.5 4.1 1 657 苯乙酮 山楂 1.4 0.7 0.5 1 675 2-甲基丁酸 干酪味 3.9 3.2 2.5 1 683 未知物5 清甜香 1.7 1 701 α-松油醇 清香 0.3 0.6 0.9 1 732 乙酸芐酯 茉莉花 1.9 2.1 1.2 1 847 已酸 汗臭味 3.6 3.4 2.8 1 886 苯甲醇 芳香 2.7 1.5 1.3 1 952 β-紫羅蘭酮 花香 2.1 4.7 4.2 1 958 辛酸 焦膣味 3.4 2.5 2.1 2 039 橙花叔醇 玫瑰 0.7 3.8 0.8 2 171 丙位癸內(nèi)酯 甜香 4.3 1.1 2.6

2.3 3種草莓的感官評(píng)價(jià)結(jié)果

3種草莓進(jìn)行感官評(píng)定結(jié)果如表3所示。方差分析表明，不同品種草莓同種屬性之間存在顯著差異（p＜ 0.05）。差異最大的是甜香，其次是花香、酸香和青香，最后是脂肪香和果香。樣品Y1與Y2、Y3相比甜香強(qiáng)度更強(qiáng)，Y2花香和青香強(qiáng)于Y1和Y3；3種草莓都具有較強(qiáng)的青香和果香，酸香和脂肪香較弱。

表3 不同品種草莓的感官評(píng)價(jià)結(jié)果

2.4 主成分分析

由圖1可以看出，第一主成分的方差貢獻(xiàn)率為76.084%，第二主成分的方差貢獻(xiàn)率為23.795%，累積方差貢獻(xiàn)率為99.879%，說(shuō)明分析結(jié)果可以較好地顯示出氣味數(shù)據(jù)的完整性。

圖1 3種樣品的主成分分析圖

識(shí)別指數(shù)為99，說(shuō)明3種草莓之間的區(qū)分效果為有效區(qū)分。在主成分分析中，樣品間的距離越大表示樣品的氣味區(qū)分度越大，3個(gè)樣品之間均存在著明顯的差異。

3 結(jié)論

采用HS-GC-MS、GC-O、感官評(píng)價(jià)以及快速氣相電子鼻對(duì)3種草莓的香氣成分進(jìn)行分析。丁酸甲酯、丁酸乙酯、乙醛、己酸甲酯、（E）-2-己烯醛、己酸乙酯、乙酸己酯、芳樟醇在3個(gè)樣品中具有較高的含量以及香氣強(qiáng)度，為草莓的主要特征香氣物質(zhì)。不同品種草莓同種屬性（甜香、酸香、脂肪香、青香、果香、花香）之間存在顯著差異（p＜0.05）。樣品Y1與Y2、Y3相比甜香強(qiáng)度更強(qiáng)，Y2花香和青香強(qiáng)于Y1和Y3。