洋蔥品種制調味汁的適宜性評價

劉梓建，袁先鈴，張鐠予，張樂

(四川輕化工大學 生物工程學院，四川 宜賓 644000)

洋蔥，別名玉蔥、蔥頭，百合科蔥屬草本植物，營養豐富并具有甜香辛辣的口感，是生活中不可缺少的配料，廣泛受到全世界人民的喜愛[1]。據統計，2017年世界洋蔥收獲面積為5201.59千公頃，總產量高達9 786.29萬噸，約65%的洋蔥產自中國、印度、埃及、美國、伊朗、土耳其、俄羅斯、巴基斯坦這8個國家，其中中國洋蔥產量常年位居第一，在2017年達到了2434.45萬噸[2]。洋蔥由于含有豐富的酚類、黃酮類、低聚糖、精氨酸等多種生物活性物質，已被證明可降低幾種癌癥的發病率及降血糖、預防心血管、神經源性等多種疾病，因而在食品與藥品開發中應用前景廣闊[3-6]。目前洋蔥的主要食用方法為炒制或生食，深加工產品包括洋蔥精油[7]、洋蔥粉[8]、洋蔥醬等少數產品，但加工技術不成熟，使用范圍小，洋蔥破碎后營養風味成分與色澤穩定性的變化制約了洋蔥深加工產業的發展。隨著我國洋蔥種植面積的擴大，開發洋蔥深加工制品，提高其附加值，解決我國倉儲能力有限的問題亟待解決。此外，隨著人們健康意識不斷增強，具有生物活性的洋蔥功能調味汁將成為人們日常餐桌上的常用調味品。

洋蔥原料的選擇對于其制汁的加工、品質、經濟效益等方面至關重要。在利用果實制汁原材料的挑選中，已有例如蘋果[9]、柑橘[10]等的研究，如成傳香等[11]通過對比3個中國主栽寬皮柑橘品種的品質特性，包括糖酸含量、光學特性、活性成分及風味物質，確定了溫州蜜柑制汁的特性最佳。根據國內洋蔥品種的分類，主要以顏色進行區分，我國市面上主要流通的有紫(紅)皮洋蔥、白皮洋蔥、黃皮洋蔥3種類型的洋蔥，其中白皮洋蔥的產地集中于新疆地區，黃皮洋蔥的產地集中于山東、甘肅等地區，而紫(紅)皮洋蔥在多地均有產出。本次試驗以新疆白皮洋蔥、河南黃皮洋蔥、山東紫皮洋蔥為研究對象，對比分析了3種洋蔥品種制汁后的基本理化指標、營養活性成分、揮發性成分、抗氧化能力，篩選出適宜制汁的洋蔥品種，為其后續加工產品提供了選擇。

續 表

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 試驗材料與試劑

黃皮洋蔥：購于河南；白皮洋蔥：購于新疆；紫(紅)皮洋蔥：購于山東。

主要化學試劑：1,1-二苯基-2-三硝基苯肼、2,6-二氯靛酚、2,2′-聯氮雙(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二銨鹽，上海麥克林生化科技有限公司；水溶性維生素E、兒茶素，上海源葉生物科技有限公司；福林酚(Folin-Ciocalteu)，飛凈生物科技有限公司；葡萄糖、濃硫酸、沒食子酸、香草醛，西隴化工股份有限公司；甲醇、鹽酸、抗壞血酸，天津市科密歐化學試劑有限公司；氫氧化鈉、乙醇，國藥集團化學試劑有限公司。

1.1.2 試驗儀器

SP520型攪拌機 浙江蘇泊爾股份有限公司；凱特TG16G型冷凍離心機 鹽城市凱特實驗儀器有限公司；UV-1900i型雙光束紫外可見分光光度計 日本島津公司；ZDJ-4A型自動電位滴定儀 上海精密科學儀器有限公司；LC-DR-32B型數顯糖度計 上海力辰邦西儀器科技有限公司；UltraScan VIS型臺式色差儀 美國HunterLab(亨特立)顏色管理公司；Trace1310-TSQ8000型氣質聯用儀 賽默飛世爾科技有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 洋蔥汁的制備方法

將洋蔥清洗外果皮、去皮、切塊備用。將洋蔥塊打漿3 min，使用200目紗布過濾，隨后在6000 r/min的條件下離心10 min，得到的上清液貯藏于4 ℃冰箱中待測。

1.2.2 出汁率的測定

參照1.2.1的制汁方法，出汁率見公式(1)：

(1)

1.2.3 pH的測定

pH自動電位滴定儀經校正后，取1.2.1已經制備好的洋蔥汁30 mL，在室溫下測定3種洋蔥汁的pH值。

1.2.4 可溶性固形物含量的測定

數顯糖度計經蒸餾水校正后，用滴管吸取1～2 滴洋蔥汁于數顯糖度計表面，在常溫下進行讀數。

1.2.5 總酸的測定

采用pH電位滴定法，參考國標《食品中總酸的測定》方法進行測定[12]。

1.2.6 總糖的測定

采用苯酚-硫酸顯色法測定，參考Tian等[13]的方法。

1.2.7 色差的測定

采用高精度全自動色差儀進行洋蔥汁色差的測定。

1.2.8 總酚的測定

采用Folin-Ciocalteu比色法，參照Wolfe等[14]的方法。取30 g洋蔥汁與30 mL體積分數為95%的乙醇，常溫低數攪拌30 min后離心(3000×g，10 min)，沉淀重提1次，上清液為總酚提取液。取0.1 mL提取液與1 mL Folin-Ciocalteu試劑混合，靜置5 min后加入3 mL 75 g/L的Na2CO3溶液和5 mL蒸餾水，30 ℃反應1 h，在765 nm下測定吸光值。

1.2.9 黃酮的測定

采用香草醛-甲醇-鹽酸顯色法，參考Wu等[15]的方法，略作修改。提取方法與總酚提取液的提取方法相同，取1 mL提取液加入5 mL 10%香草醛-甲醇溶液，然后在1 min內加入3 mL HCl，置于室溫下反應20 min，在500 nm處測定吸光值。

1.2.10 維生素C的測定

采用2,6-二氯靛酚滴定法，參考國標《食品中抗壞血酸的測定》方法進行測定[16]。

1.2.11 抗氧化活性的測定

1.2.11.1 ABTS+法

參考Marfil等[17]的方法，略作修改。配制6種不同質量濃度的Trolox溶液，同時做對照組(0.1 mL不同濃度的Trolox溶液+4.0 mL PBS緩沖液)、空白組(0.1 mL蒸餾水+ 4.0 mL ABTS+工作液)、試驗組(0.1 mL不同濃度 Trolox溶液+4.0 mL ABTS+工作液)，室溫下避光貯藏20 min，待體系穩定后在734 nm下測定吸光值，并根據公式(2)計算不同Trolox濃度標準溶液對ABTS+自由基的清除能力。

(2)

按照上述方法測定稀釋到合適倍數的洋蔥汁對ABTS+自由基的清除能力。

1.2.11.2 DPPH法

參照周寧等[18]的方法，略作修改。配制6種不同質量濃度的Trolox溶液，同時做對照組(0.1 mL不同濃度的標準溶液+4.0 mL無水乙醇)與空白組(0.1 mL蒸餾水+4.0 mL DPPH溶液)，取0.1 mL Trolox溶液加入4.0 mL DPPH溶液，室溫下避光貯藏20 min，待體系穩定后在517 nm下測定吸光值，并根據公式(2)計算不同Trolox濃度標準溶液對DPPH自由基的清除能力。

按照上述方法測定稀釋到合適倍數的洋蔥汁對DPPH自由基的清除能力。

1.2.12 感官分析

參考李雨浩[19]和曾習等[20]的方法，采用九級快感標度法評價3種不同洋蔥汁；感官指標尺度分為9個檔次，1～9檔表示強度依次增強，5檔為適中強度。評價指標分別為澄清度、甜味、酸味、苦味、辣味、風味、色澤、綜合評分，評價標準見表1。

表1 洋蔥汁感官評價標準

1.2.13 揮發性成分分析

揮發性成分的測定參照孫雪君等[21]的方法。固相微萃取條件：量取5 mL樣品置于15 mL的頂空瓶中，放入50 ℃水浴鍋中平衡10 min；將老化好的固相微萃取器插入樣品瓶中，吸附40 min后取出，迅速插入氣相色譜儀進樣口，在250 ℃條件下解吸5 min。氣相色譜條件：使用前先將固相微萃取的萃取頭在氣相色譜儀的進樣口進行老化，采用TSQ8000型號GC-MS氣質聯用儀；HP-5彈性石英毛細管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；程序升溫：40 ℃，保持2.5 min，以5 ℃/min升至200 ℃，再以10 ℃/min升至240 ℃，保持5 min；進樣口溫度250 ℃；傳輸線溫度230 ℃；載氣為He，流速為1.0 mL/min；不分流進樣。電離方式：電子電離(electron ionization，EI)，電子能量70 eV；離子源溫度200 ℃，質量掃描范圍35～400 u；發射電流100 μA。數據分析：采用面積歸一化法對樣品進行定量分析。

1.2.14 數據處理

試驗均做3個平行，試驗數據使用Origin 2019與Excel 2010進行整理和繪圖，并采用SPSS軟件對試驗數據進行顯著性分析，顯著性水平為P<0.05。

2 結果與討論

2.1 不同品種洋蔥汁間理化成分分析

對黃皮洋蔥、白皮洋蔥、紫皮洋蔥制汁后的基本理化指標進行測定與比較，數據見表2。

表2 不同品種洋蔥汁間理化成分分析

由表2可知，3種洋蔥汁在上述理化指標中部分呈現出顯著性差異。在出汁率指標中，3種洋蔥汁的出汁率在46.01%～68.53%之間，其中黃皮洋蔥的出汁率最高，達到68.53%，顯著優于其余兩個品種，而白皮洋蔥的出汁率最低。在洋蔥沒有經過酶解等方法分解果膠、纖維素的情況下，白皮洋蔥的出汁率受其影響較大，含有大量漿狀物質，在實際生產過程中可通過加熱、果膠酶、纖維素酶等方法提高其出汁率。3種洋蔥制汁后的pH在5.60～5.70之間，可滴定酸在1.01%～1.07%之間。紫皮洋蔥汁的總糖含量與固形物含量達到10.02%與10.01 °Brix，均顯著高于另外兩種洋蔥汁，糖酸比是固形物含量與可滴定酸含量的比值，其比值與口感呈正相關，數據表明糖酸比從高到低依次為：紫皮洋蔥汁9.97，黃皮洋蔥汁7.37，白皮洋蔥汁6.25，通過比較糖酸比的結果得出紫皮洋蔥原汁更適宜制汁。通過自動色差儀分析比較3種洋蔥的顏色差異，結果顯示黃皮洋蔥與白皮洋蔥均呈現較高的L*(分別達到36.97，28.44)，洋蔥汁經加工后的色澤更加鮮亮，可能更易受到消費者的喜愛。綜合考慮，紫皮洋蔥與黃皮洋蔥的出汁率高，色澤鮮亮，糖酸比合適，適宜作為制汁原料。

2.2 不同品種洋蔥汁間營養活性物質指標分析

不同品種洋蔥汁中典型的3種生物活性成分見圖1，分別為黃酮、總酚、維生素C。數據顯示：黃皮洋蔥與紫皮洋蔥的多種生物活性成分均高于白皮洋蔥，呈顯著差異性。

圖1 不同品種洋蔥汁間營養活性物質比較Fig.1 Comparison of nutritive active substances in different varieties of onion juice

由圖1可知，3種洋蔥汁的黃酮含量在2.33～5.99 mg CTC/100 g之間(CTC為兒茶素當量)，總酚含量在27.24～36.67 mg/100 g之間，維生素C含量在4.62～8.39 mg/100 g之間。其中紫皮洋蔥汁的黃酮含量顯著高于另外兩種洋蔥汁，根據Hertog等[22]的報道，黃皮、紫皮、白皮洋蔥均富含黃酮醇，黃酮醇和花色素苷是洋蔥中存在的類黃酮的主要亞類，其含量多集中于紫(紅)皮洋蔥中，這與本次試驗的數據趨勢相符合。而黃皮洋蔥汁的總酚含量顯著高于另外兩種洋蔥汁，根據Kaur等[23]的報道，印度不同品種的洋蔥中酚類物質含量差異很大，在41.74～146.90 mg/100 g，而G?k?e等[24]報道的白皮洋蔥中酚類物質含量則低得多(9～13 mg/100 g)。本次試驗數據與Kaur和G?k?e報道的相類似，白皮洋蔥汁的總酚含量遠低于黃皮洋蔥與紫皮洋蔥，至于總酚含量高于黃酮含量，是因為在自然界中，酚類化合物的范圍從簡單的單酚分子(如酚酸)，到含有更多酚基的結構(如黃酮類、芪類)，再到聚合結構(如原花色素和單寧)等，類黃酮可進一步細分為黃烷-3-醇、黃酮醇、黃酮、黃烷酮、異黃酮和花青素[25-26]。根據Kacie等的綜述結論，100%的果蔬汁極大地促進了花青素、黃酮醇、黃烷-3-醇和黃烷酮的攝入，使它們成為膳食(多)酚的補充來源，長期攝入可以有效降低心血管疾病和神經疾病的風險，這說明100%的洋蔥汁具有更高的營養活性。不同品種洋蔥汁在維生素C水平上的差異顯著性與總酚趨勢一致，多項研究證明富含維生素C的果汁也是多酚的良好來源，維生素C和多酚具有協同作用，并共同決定了果蔬汁的抗氧化能力[27-28]。綜上，黃皮洋蔥汁與紫皮洋蔥汁的營養活性成分顯著高于白皮洋蔥汁，為較優的制汁品種。

2.3 不同品種洋蔥汁間抗氧化活性指標分析

抗氧化劑可以保護人體免受自由基和活性氧自由基的影響，它們能夠延緩許多慢性病以及脂質過氧化的進程[29-30]。由圖2可知，黃皮洋蔥汁與紫皮洋蔥汁對DPPH·的清除能力無顯著差異，而黃皮洋蔥汁對ABTS+·的清除能力顯著高于紫皮洋蔥汁，但兩種方法均表明白皮洋蔥汁的抗氧化能力最弱，洋蔥汁抗氧化活性的差異性主要體現在其酚類、維生素C、黃酮等物質成分的含量[31]，由圖1和圖2可知，3種洋蔥汁的抗氧化能力與其總酚含量、黃酮含量及維生素C含量較為一致。從抗氧化能力角度分析，黃皮洋蔥汁與紫皮洋蔥汁比白皮洋蔥汁更適宜制汁。

圖2 不同品種洋蔥汁間抗氧化活性比較Fig.2 Comparison of antioxidant activities of different varieties of onion juice

2.4 不同品種洋蔥汁間揮發性成分分析

檢測與分析揮發性成分是評估果蔬汁產品的重要部分之一，能夠為后續的研究開發提供依據。

圖3 黃皮洋蔥汁總離子流圖Fig.3 The total ion flow diagram of yellow peel onion juice

圖4 白皮洋蔥汁總離子流圖Fig.4 The total ion flow diagram of white peel onion juice

由表3、圖3～圖5可知，黃皮洋蔥汁、白皮洋蔥汁、紫皮洋蔥汁3種樣品中共測定出48種揮發性化合物，分別占其流出成分的83.05%、82.77%、82.32%，其主要成分為酯類、噻吩類、烷烯類和硫醚類物質，3種洋蔥汁在揮發性組成成分與種類間存在一定差異性。

表3 不同品種洋蔥汁間揮發性化學成分測定結果Table 3 The determination results of volatile chemical components in different varieties of onion juice

圖5 紫皮洋蔥汁總離子流圖 Fig.5 The total ion flow diagram of purple peel onion juice

黃皮洋蔥汁、紫皮洋蔥汁、白皮洋蔥汁分別鑒定出33，36，37種揮發性成分，3種洋蔥汁的主要成分呈現相似性，包括3,4-二甲基噻吩、甲基丙烯基二硫醚、硫化丙烯、二甲基三硫醚、二烯丙基二硫醚、2,2-二甲基-1,3-二噻烷等。3種洋蔥汁都含有大量的含硫化合物，是因為當洋蔥莖破碎時，蒜氨酸酶可催化L-半胱氨酸亞砜水解，生成的主要產物是烷基次磺酸及一系列含硫揮發性化合物，從而賦予洋蔥汁特殊的風味[32]，硫醚類物質也是洋蔥特殊風味的主要貢獻者，由表3可知，紫皮洋蔥汁的硫醚類組分(33.99%)略高于白皮洋蔥汁(27.30%)與黃皮洋蔥汁(29.53%)，這可能導致紫皮洋蔥汁的風味更加復雜濃郁。3,4-二甲基噻吩是導致洋蔥汁具有強烈刺激性味道的主要原因之一，從數據結果來看，黃皮洋蔥汁的3,4-二甲基噻吩含量(11.28%)顯著高于另外兩種洋蔥汁，這與孫雪君的研究結果無論是鮮洋蔥還是干洋蔥，紅(紫)皮洋蔥的3,4-二甲基噻吩含量皆高于白皮洋蔥相類似。洋蔥具有發散風寒的作用，是因為洋蔥鱗莖和葉子含有一種稱為硫化丙烯的油脂性揮發物，具有辛辣味，這種物質能抗寒，抵御流感病毒，有較強的殺菌作用，其中紫皮洋蔥汁含量最高，達到4.44%，明顯高于白皮洋蔥汁的1.58%，意味著紫皮洋蔥的辣度遠高于白皮洋蔥，這也是白皮洋蔥可常作生食的主要原因。

綜上，紫皮洋蔥汁雖然具有更高的硫醚類香氣成分，但其較高的硫化丙烯(辛辣度)成分可能會降低消費者的主觀印象，因此，選擇白皮洋蔥汁與黃皮洋蔥汁揮發性成分相對均衡的品種可能更受消費者喜愛。

2.5 不同品種洋蔥汁間感官評價

表4不同品種洋蔥汁間感官評分表

由表4可知，3種洋蔥汁在澄清度、酸味、苦味維度上無顯著差異。黃皮洋蔥汁與紫皮洋蔥汁的辣味均顯著高于白皮洋蔥汁，這與上述揮發性成分結果趨勢符合，同時，黃皮洋蔥汁的甜度卻顯著低于另外兩種洋蔥汁，這與不同洋蔥汁的可溶性固形物含量趨勢不一致，原因可能是黃皮洋蔥汁的辣味在一定程度上掩蓋了其甜味，導致黃皮洋蔥汁的甜度降低，黃皮洋蔥汁與紫皮洋蔥汁在感官評價上皆出現刺激性氣味較強的現象，這也是其洋蔥特征風味值較高的主要原因。在色澤上，根據之前對于3種洋蔥色澤的測定數據進行綜合分析，紫皮洋蔥汁的亮度遠低于其余兩種洋蔥汁，色澤偏暗，品評人員更傾向于選擇亮度更高的洋蔥汁。根據感官評價結果分析，黃皮洋蔥和紫皮洋蔥更適于制作調味汁，白皮洋蔥更適宜制作日常飲用的果蔬汁飲料。

2.6 主成分分析

為了總體評估不同品種洋蔥汁的基本理化性質、營養活性物質、抗氧化能力的差異，以3種洋蔥汁作為樣本，將所測定的部分指標數據進行標準化(Z-score法)，然后利用SPSS軟件對其進行主成分分析，根據特征值 γ>1可分析出兩個主成分分數，結果見表5，主成分載荷矩陣的兩個表達式分別為：

表5 成分矩陣

主成分1=0.276X1-0.001X2+0.361X3+0.293X4+0.309X5+0.255X6+0.267X7+0.388X8+0.273X9+0.350X10+0.357X11；

主成分2=0.336X1+0.476X2-0.176X3-0.314X4-0.290X5+0.361X6+0.347X7+0.044X8+0.339X9-0.209X10-0.192X11。

將標準化后的數據代入主成分1、主成分2公式中，可計算出不同品種洋蔥汁的主成分得分和綜合得分，當綜合得分越高時，洋蔥汁的品質相對較好。由表6可知，綜合得分從高到低依次為黃皮洋蔥汁>紫皮洋蔥汁>白皮洋蔥汁。

表6 不同品種洋蔥汁的主成分因子得分表

3 結論

在3種洋蔥品種中，黃皮洋蔥制汁后的出汁率高，色澤鮮亮，糖酸比適中，易受到消費者喜愛。此外，其營養活性物質總酚與維生素C含量最高，抗氧化能力強，較符合現代食品的健康化特點。并且黃皮洋蔥汁含有較高的硫醚類、噻吩類和烷烯類等含硫化合物，具有強烈的蔥屬性風味，由主成分分析可知黃皮洋蔥汁的綜合得分最高。最后綜合評價認為黃皮洋蔥比紫皮洋蔥和白皮洋蔥更適宜作為制作洋蔥汁調味品的原材料。