青芒果調味液的工藝優化研究及香氣成分分析

馬爍 劉瑾 趙華

摘要：以青芒果為原材料，采用冷凝回流方法得到粗樣品芒果調味液。以調味液的香氣成分5-羥甲基糠醛（5-HMF）的濃度作為提取工藝的評判標準，然后在粗樣品中加入硅藻土澄清劑進行澄清脫色處理。通過單因素實驗和正交實驗確定了芒果香氣調味液的最佳工藝條件為料液比1∶10、乙醇濃度60%、水浴溫度65 ℃、回流時間4 h。然后采用GC-MS對其香氣成分進行分析，鑒定出12種揮發性香氣成分，最主要的香氣成分有5-HMF、1，1-二乙氧基乙烷、糠醛和5-甲基呋喃醛等。該實驗對新型調味液的研發具有重要意義。

關鍵詞：青芒果；調味液；香氣；工藝優化

中圖分類號：TS255.4? ? ? 文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1000-9973（2023）05-0170-05

Abstract： Using green mango as the raw material， the crude sample of mango flavoring liquid is obtained by condensation reflux method. The concentration of the aroma component 5-hydroxymethyl furfural （5-HMF） of flavoring liquid is used as the evaluation standard of extraction technology， and then diatomite clarifier is added into the crude sample for clarification and decoloration. Through single factor experiment and orthogonal experiment， the optimum technological conditions of mango aroma flavoring liquid are determined as follows： the ratio of solid to liquid is 1∶10， the concentration of ethanol is 60%， the temperature of water bath is 65 ℃， and the refluxing time is 4 h. And then the aroma components are analyzed by GC-MS， and12 volatile aroma components are identified.The main aroma components are 5-HMF， 1，1-diethoxyethane， furfural and 5-methyl furfural.This experiment is of great significance to the research and development of new flavoring liquid.

Key words： green mango; flavoring liquid; aroma; process optimization

收稿日期：2022-11-02

基金項目：寧夏回族自治區重點研發項目（2020BDE43008-02）

作者簡介：馬爍（1996-），女，碩士，研究方向：發酵工程。

*通信作者：趙華（1963-），男，教授，博士，研究方向：發酵工程。

芒果是被稱作“熱帶果王”的水果中的佳品[1]，不僅含有一些營養價值高的成分，如維生素、粗纖維、氨基酸、纖維素、礦物質、糖類和有機酸等[2—5]，而且經濟價值非常高，生產周期短且經濟壽命長[6]。芒果的應用范圍也很廣，可生食或者制作成多種芒果類加工品，種類豐富。可將八九成熟的芒果加工成罐頭、果醬、果汁等，還有將未成熟的芒果芽加工成香話芒果[7—9]。青芒果味酸澀，不宜直接食用，但保鮮效果好，生產周期長，又因對青芒果催熟的工藝復雜、性價比低，所以大部分不能直接食用的青芒果被廢棄扔掉，這種情況不僅非常浪費資源，還有可能造成環境污染。本實驗利用青芒果制備調味液，該調味液可變廢為寶，又能提高經濟效益。青芒果調味液可以為酒行業產品的開發和充分利用提供參考，也為青芒果調味液的提取工藝提供一定的依據，進一步拓寬了青芒果的應用范圍，為實現青芒果商品化有重要的意義。

1 材料和方法

1.1 材料與試劑

青芒果：市售海南新鮮小青芒；95%食用酒精：天津市寧河縣酒廠；無水乙醇：天津市科密歐化學試劑有限公司；2-苯乙醇：阿拉丁試劑有限公司；硅藻土：天津市化學試劑三廠。

1.2 儀器

UV-5100紫外可見分光光度計 天津億諾科學儀器有限公司；TG16 臺式高速離心機 上海盧湘儀離心機儀器有限公司；Agilent 1120高效氣相色譜儀 美國安捷倫科技公司；Epoch 2全波長酶標儀 美國伯騰儀器有限公司；DHP-9032電熱恒溫培養箱 深圳市三莉科技有限公司。

1.3 工藝流程及操作要點

1.3.1 工藝流程[10]

芒果→烘干→粉碎→過篩→萃取→分離→靜置→離心→成品。

1.3.2 操作要點

芒果去皮、去核切塊后，置于50 ℃干燥箱中烘干，烘干后進行粉碎，過40目篩；將粉碎后的芒果粉按照一定比例加入食用酒精，然后采用冷凝回流裝置，在特定溫度和時間下進行萃取，萃取結束后，將溶液和溶質過濾分離，得到萃取的原液，即粗樣品；在粗樣品中加入一定比例的澄清脫色劑，靜置一定時間后進行離心，得到成品。

1.4 青芒果香味成分測定

1.4.1 樣品前處理

將青芒果香味調味液采用旋轉蒸發儀進行10倍濃縮，將濃縮的液體過0.22 μm有機相微孔濾膜后作為待測樣品，利用GC-MS檢測分析其揮發性香氣成分和峰面積比[11—12]。

1.4.2 GC-MS檢測條件

HP-INNOWax色譜柱（30 mm×0.25 mm，0.25 μm）程序升溫：40 ℃保持2 min，然后以10 ℃/min升至180 ℃，保持1 min，最后以20 ℃/min升至220 ℃，保持10 min。進樣口溫度25 ℃，載氣為He，流速1 mL/min，進樣量1 μL，不分流進樣。

1.4.3 質譜條件

四級桿溫度150 ℃，EI離子源，離子源溫度230 ℃，掃描范圍（m/z）33～450。

1.5 青芒果香味含量的測定

最大吸收波長的測定：利用上述 GC-MS法檢測出青芒果最典型的香氣成分5-HMF，然后配制其標準液，在波長為200～300 nm之間，每2 nm測定吸光度值，測定其最大吸收波長（以食用乙醇作為空白）。

1.6 青芒果調味液口感評價

青芒果調味液口感評分標準見表1。

1.7 數據分析

利用標準譜庫NIST-MS檢索、分析香氣物質。

2 結果與分析

2.1 青芒果香味調味液的香味含量測定

青芒果調味液中最獨特的具有香氣化學活性成分的是5-HMF。本實驗中芒果香味調味液香氣成分的測定即以5-HMF的濃度和口感評分作為提取工藝優化的標準，考察料液比、水浴溫度、乙醇濃度及回流時間對萃取效果的影響。萃取后再通過透過率、色度和口感評分來考察澄清劑種類、添加量、靜置溫度和分離時間對其分離效果的影響。最后對最優工藝條件下生產的最終成品進行香氣成分分析。在波長λ為252 nm處測得5-HMF的吸光度A最大，為2.962。5-HMF的標準曲線回歸方程為y=44.67x+7.432 9，R2=0.999 2。

2.2 青芒果香味調味液的提取工藝優化

2.2.1 料液比對萃取效果的影響

將烘干粉碎后的青芒果按照料液比1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25與60%的乙醇進行混合，在60 ℃條件下冷凝回流3 h，分離后加入1 g/L的硅藻土在4 ℃靜置48 h離心得到成品，用5-HMF濃度和口感評分考察料液比對最后萃取效果的影響，結果見圖1。

由圖1可知，隨著原料添加的比例逐漸降低，芒果調味液中的5-HMF濃度先逐漸升高，在料液比為1∶10時，5-HMF的濃度最大，隨著原料添加比例逐漸降低，5-HMF的濃度逐漸降低。調味液的口感也隨著原料添加比例的降低開始趨于穩定，在料液比為1∶10以后急劇降低。綜合考慮5-HMF的濃度、口感以及成本問題，選擇適宜的料液比為1∶10。

2.2.2 水浴溫度對萃取效果的影響

將烘干粉碎后的青芒果按照料液比1∶10與60%的乙醇進行混合，在40，50，60，70，80 ℃的水浴溫度條件下冷凝回流3 h，分離后加入1 g/L的硅藻土，在4 ℃靜置48 h離心得到成品，用5-HMF的濃度和口感評分考察水浴溫度對最后萃取效果的影響，結果見圖2。

由圖2可知，當水浴溫度低于50 ℃時，調味液中5-HMF的濃度變化不大，當水浴溫度升到50 ℃以后，調味液中5-HMF的濃度開始上升，當水浴溫度為60 ℃時，5-HMF的濃度達到最大。在水浴溫度超過60 ℃以后，5-HMF的濃度不斷下降?？诟性u分的變化趨勢與5-HMF的濃度變化趨勢相差不大，同樣是在60 ℃之前，評分逐漸上升，在60 ℃時達到最大再繼續上升溫度，口感評分驟跌。綜合考慮這兩種因素，選擇適宜的水浴溫度為60 ℃。

2.2.3 乙醇濃度對萃取效果的影響

將烘干粉碎后的青芒果按照料液比1∶10與30%、40%、50%、60%、70%濃度的乙醇進行混合，在60 ℃的水浴溫度條件下冷凝回流 3 h，分離后加入1 g/L的硅藻土，4 ℃靜置48 h離心得到成品，用5-HMF的濃度和口感評分考察乙醇濃度對最后萃取效果的影響，結果見圖3。

由圖3可知，在溶劑中乙醇濃度在30%～60%時，青芒果香味調味液中5-HMF的濃度隨著溶劑中乙醇濃度的增加逐漸升高，在溶劑中乙醇濃度達到60%時，5-HMF的濃度達到最大。繼續增加溶劑中乙醇濃度，調味液的5-HMF濃度開始下降。調味液的口感評分與5-HMF濃度的變化趨勢大致相同，在溶劑中乙醇濃度為60%時達到最高的口感評分，繼續增加乙醇濃度，調味液的口感評分驟跌。推測應該是乙醇濃度過高時，調味液溶解雜質過多，導致調味液中溶解的5-HMF濃度降低以及口感評分驟跌。因此，選擇適宜的乙醇濃度為60%。

2.2.4 回流時間對萃取效果的影響

將烘干粉碎后的青芒果按照料液比1∶10與60%的乙醇進行混合，在60 ℃的水浴溫度條件下冷凝回流2，2.5，3，3.5，4 h，分離后加入1 g/L的硅藻土，在4 ℃靜置48 h離心得到成品，用5-HMF的濃度和口感評分考察回流時間對最后萃取效果的影響，結果見圖4。

由圖4可知，隨著回流時間的增加，在回流時間4 h之前，青芒果香味調味液中的5-HMF濃度不斷增加，口感評分也不斷增加，在回流4 h時，5-HMF的濃度達到最高，再繼續增加回流時間，調味液中的5-HMF濃度不升反降，同時調味液的口感評分也降低了。推測是5-HMF的溶出已經達到平衡，繼續增加回流時間，調味液中5-HMF的濃度不再增加，而雜質的溶出增多，從而導致口感評分降低。回流4 h的口感評分與回流3 h的相差不大，綜合考慮到5-HMF的濃度，選擇適宜的回流時間為4 h。

2.3 萃取工藝的正交實驗

選擇對青芒果香味調味液影響較大的4個因素：料液比、水浴溫度、乙醇濃度和回流時間。進行上述單因素分析后，選擇3個水平再進行L9（34）正交實驗進一步優化。以口感評分作為測評標準，從而確定更優的萃取工藝。萃取效果的正交實驗因素水平梯度見表2，青芒果香味調味液提取工藝的正交實驗結果見表3，方差分析結果見表4。

由表3中的R值可知，影響青芒果香味調味液提取工藝的影響因素從高到低的順序為A>C>D>B。由表4可知，A（料液比）和C（乙醇濃度）這兩個因素對結果有顯著性影響（P＜0.05），B（水浴溫度）和D（回流時間）這兩個因素對實驗結果的影響不顯著。通過表3和表4得到正交實驗的最優方案為 A2B3C2D2，由于最佳組合未在正交實驗組中，后經驗證實驗可得最佳組合A2B3C2D2感官評分最高，為97分，即青芒果香味調味液提取的最佳條件是在1∶10的料液比和水浴65 ℃的情況下，用60%的乙醇提取4 h。

2.4 青芒果香味調味液的香氣成分分析

實驗將烘干粉碎后的青芒果按照料液比1∶10與60%的食用酒精進行混合，在65 ℃條件下冷凝回流4 h，分離后加入1.7 g/L的硅藻土，在4 ℃靜置30 h后離心得到青芒果香味調味液，將其進行樣品前處理后，采用氣相色譜與質譜聯用技術分析青芒果香味調味液中的香氣成分和峰面積，得到氣質色譜圖，見圖5。再進行揮發性成分分析，結果見表5。

由表5可知，青芒果調味液中揮發性香氣成分有12種，其中5-HMF的含量最高，可達33.46%，是青芒果香味調味液的典型香氣成分。其他香氣成分還有一些芳香、水果香和焦糖香等，如 1，1-二乙氧基乙烷（29.24%）、呋喃甲醛（14.67%）、2，3-二氫-3，5-二羥基-6-甲基-4（H）-吡喃-4-酮（13.41%）、糠醇（1.78%）、棕櫚酸（1.53%）、糠酸（0.77%）、磷酸三乙酯（0.64%）、異麥芽酚（0.36%）、鄰苯二甲酸二乙酯（0.16%）等。

3 總結

將芒果香味調味液以冷凝回流法進行萃取，以調味液的香氣成分5-HMF的濃度作為評判指標，得到最佳提取條件是將烘干粉碎后的青芒果按照料液比1∶10與60%的乙醇進行混合，在65 ℃條件下冷凝回流4 h，得到粗樣品。粗樣品進行過濾分離后加入1.7 g/L 的硅藻土，在4 ℃靜置30 h后離心得到青芒果香味調味液。然后采用氣相質譜與色譜聯用技術對青芒果香味調味液的香氣成分進行分析。共鑒定出12種揮發性香氣成分，其中最主要的香氣成分是5-HMF、1，1-二乙氧基乙烷、呋喃甲醛、5-甲基呋喃醛等。

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