鴨梨醋風味化合物的對比分析

呂偉，許文琪　史玉　黃一承　李曉磊　李丹

摘要：為探究鴨梨醋之間的風味差異，該研究以4種不同品牌的山東省陽信縣鴨梨醋為研究對象，評價了其總糖、總酸、有機酸和揮發性風味化合物的含量。研究表明，4種鴨梨醋中，品牌B的總糖和總酸含量最高，分別為2.51，48.88 mg/mL；共檢測出9種有機酸，其中有機酸含量最高的是乙酸，乳酸是品牌C和D中獨有的有機酸，其含量僅次于乙酸；共檢測出68種揮發性化合物，品牌A、B、C、D分別檢測出32，42，39，20種；基于氣味活度值共確定12種揮發性風味物質，并進一步對揮發性風味物質進行正交偏最小二乘判別分析。結果表明4種鴨梨醋間揮發性風味物質存在顯著差異。最后，經過感官評定得出4種鴨梨醋中品牌A的感官評價最高。

關鍵詞：鴨梨醋；有機酸；揮發性風味物質；固相微萃取；氣相色譜-質譜聯用；感官評價

中圖分類號：TS264.22文獻標志碼：A 文章編號：1000-9973（2023）06-0178-06

Abstract： In order to explore the flavor differences among pear vinegar， four different brands of pear vinegar from Yangxin County， Shandong Province are used as the research objects， and the content of total sugar， total acid， organic acid and volatile flavor compounds is evaluated. The results show that among the four brands of pear vinegar， brand B has the highest content of total sugar and total acid， which is 2.51，48.88 mg/mL respectively; a total of nine organic acids are detected， among which， the content of acetic acid is the highest， and lactic acid is a unique organic acid in brand C and brand D， with the content being second only to acetic acid; a total of 68 volatile compounds are detected， and 32， 42， 39， 20 volatile compounds are detected in brands A， B， C and D respectively; a total of 12 volatile flavor substances are identified based on the odor activity values， and further orthogonal partial least squares discriminant analysis is conducted on the volatile flavor substances. The results show that there are significant differences in volatile flavor substances among the four kinds of pear vinegar. Finally， through sensory evaluation， it is concluded that brand A has the highest sensory evaluation among the four kinds of pear vinegar.

Key words： pear vinegar; organic acid; volatile flavor substances; solid-phase microextraction; gas chromatography-mass spectrometry; sensory evaluation

收稿日期：2022-12-10

基金項目：長春大學“長大學者攀登計劃”項目（ZKP202006，ZKP202016）；吉林省教育廳科學研究項目（JJKH20220609KJ）

作者簡介：呂偉（1997—），男，碩士，研究方向：功能性食品的研究與開發。

*通信作者：李曉磊（1978—），女，教授，博士，研究方向：發酵食品和食品風味；

李丹（1972—），男，教授，博士，研究方向：食品生物技術。

鴨梨，中國白梨品種之一，屬薔薇科梨屬植物[1]，原產于河北省魏縣，現廣泛種植于山東、山西、河北、遼寧等地[2]，其中山東陽信縣被稱為“中國鴨梨之鄉”。鴨梨因形似鴨頭而得名，具有汁多、脆爽等特點[3]，同時具有解酒、潤肺、促進消化等作用[4-5]。因其富含多糖、有機酸、維生素等營養物質[6]而深受人們喜愛。

食醋作為液態調味品，具有促進消化、降低血脂等功效[7]。由于普通食醋內所含有的蛋白質、纖維素等營養物質較少且風味單一[8]，所以消費者越來越青睞于通過水果發酵的果醋。鴨梨醋是以鴨梨、谷物等為原料，經液態發酵釀制而成的食醋，在發酵過程中保留了鴨梨原有的果香，同時增加了發酵所產生的風味。鴨梨醋具有促進新陳代謝、調節酸堿平衡、消除疲勞等功效，具有養生保健功能。目前對鴨梨醋的研究主要集中在加工工藝方面[9-10]，對鴨梨醋風味成分的分析較少。

該研究通過檢測陽信縣4種品牌鴨梨醋中總酸和總糖含量，利用高效液相色譜（high performance liquid chromatography，HPLC）分析醋中有機酸含量，通過頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用法（headspace solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry， HS-SPME-GC-MS）檢測揮發性風味物質的種類和含量，再通過嗅聞儀結合氣味活度值（odor activity value，OAV）和感官評價分析揮發性風味物質對鴨梨醋風味的貢獻，為鴨梨醋的檢測和品質評價提供了依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

從山東陽信縣購買的4種不同品牌鴨梨醋A、B、C和D。

有機酸標準品：乳酸、乙酸、草酸、蘋果酸、檸檬酸、琥珀酸、酒石酸、馬來酸和富馬酸，均為色譜純，美國Sigma公司；2-辛醇（98%）：德國Dr. Ehrenstorfer GmbH公司；正構烷烴（C7～C40）：上海安譜實驗科技股份有限公司。

1.2 儀器與設備

QP2010 Ultra 氣相色譜-質譜聯用儀、UV-2550 紫外分光光度計 日本Shimadzu公司；15 mL 頂空瓶、50/30 μm DVB/CAR/PDMS 萃取纖維頭 美國Supelco公司；DB-5MS UI 氣相色譜柱（30 m×0.250 mm，0.25 μm） 美國Agilent Technologies公司；ODP4嗅聞儀 德國Gerstel公司；Acclaim OA色譜柱（4.0 mm×250 mm×5 μm） 美國Thermo Fisher Scientific公司；Summit P680 高效液相色譜儀 德國Dionex公司。

1.3 方法

1.3.1 總酸測定

參照GB 12456—2021中的酸堿指示劑滴定法。

1.3.2 總糖測定

參照《食品分析》[11]中的方法，并稍作修改。吸取100 μL樣品至900 μL蒸餾水中制成待測液，吸取100 μL待測液至900 μL 66%蒽酮硫酸溶液中混勻，冷水浴冷卻5 min后再置于沸水浴中15 min，取出并置于暗處冷卻20 min，于620 nm波長處進行測定。

1.3.3 有機酸測定

樣品前處理：取10 mL樣品，置于4 000 r/min的離心機中離心5 min后，取上清液過0.22 μm濾膜，得到待測液。

液相測定條件：采用100 mmol/L pH 2.65的Na2SO4溶液作為流動相；流速：0.50 mL/min，UV檢測波長：210 nm；柱溫：30 ℃；進樣量：10 μL。

所測樣品有機酸含量按下式計算：

Y=S×CS0。

式中：Y表示有機酸含量（mg/L）；S表示待測樣品有機酸峰面積；S0表示待測標準品有機酸峰面積；C表示有機酸標準品的濃度（mg/L）。

1.3.4 揮發性風味物質測定

通過氣相色譜-質譜聯用儀并結合嗅聞儀對鴨梨醋中揮發性風味物質進行分析。

頂空-固相微萃取條件：稱取1 g NaCl，吸取1.00 mL樣品和10 μL 100 mg/mL 2-辛醇，在磁力攪拌器60 ℃、200 r/min條件下預平衡10 min，用已活化好的萃取纖維頭頂空吸附30 min后，將萃取頭插入氣相進樣口解吸5 min。

氣相條件：進樣口溫度230 ℃，分流比1∶5；載氣He，流速1.0 mL/min；升溫程序：毛細管柱初溫40 ℃，保持5 min；以5 ℃/min升至100 ℃，保持2 min；再以6 ℃/min升至190 ℃，保持2 min；最后以12 ℃/min升至230 ℃，保持1 min。

質譜條件：GC-MS接口溫度250 ℃，離子源溫度230 ℃；離子化方式：電子電離源；電子能量70 eV；質量掃描范圍（m/z）30～550。

定性方法：通過對比軟件標準譜庫NIST 11，保留相似度≥80%的化合物，通過正構烷烴在相同氣相條件下進樣得到的保留時間計算得到化合物的保留指數。

定量方法：以2-辛醇為內標半定量化合物含量。

所測風味化合物的OAV按下式計算：

OAV=C1T。

式中：C1表示揮發性化合物濃度；T表示對應揮發性化合物的感覺閾值。化合物的OAV越大表示其對總體風味的貢獻越大，一般認為OAV≥1的揮發性化合物是對整體風味起關鍵作用的化合物。

1.3.5 感官評價

邀請10名經過專業培訓的食品專業學生，參考GB 2719—2018中的方法并稍作修改。對香度、酸度、甜度、氣味和總體可接受度進行打分，每項指標最低分為1分，最高分為5分。

1.4 數據處理

每組樣品均做3次平行，采用Microsoft Office Excel 2021軟件對所測得的數據進行整理。通過IBM SPSS Statistics 26軟件對數據進行顯著性分析；通過TBtools進行熱圖和韋恩圖制作；通過SIMCA 14.1進行正交偏最小二乘判別分析（orthogonal partial least squares discriminant analysis，OPLS-DA）；采用Origin 2022軟件對感官評價數據進行圖像化處理。

2 結果與分析

2.1 有機酸含量等基本指標

對同一地區4種不同品牌鴨梨醋樣中總糖、總酸和有機酸含量進行整理分析，見表2。

由表2可知，品牌B中總酸含量最高，為48.88 mg/mL，且與另外3種品牌鴨梨醋具有顯著性差異（P<0.05）；此外，品牌B中總糖含量也最高，為2.51 mg/mL，這可能是發酵原料中大米和高粱糖分含量較高所導致的。

有機酸除具有調味作用外還具有保健作用，其中乙酸屬于揮發性脂肪酸[12]，是食醋的主要成分之一。此外，醋中還含有不揮發性脂肪酸草酸、乳酸和檸檬酸等，不揮發性脂肪酸具有黏性大、沸點高等特點，可降低揮發性化合物的揮發速度，從而緩解乙酸產生的刺激性氣味[13]。品牌A、B和C中酒石酸和乙酸的相對含量占總有機酸的93%以上，其余種類有機酸的含量較低，這可能是由于微生物在發酵過程中代謝少。品牌D中順丁烯二酸含量最高，乙酸次之，這可能是由于不同發酵過程中總酸含量不同[14]。4種品牌鴨梨醋中，僅品牌C和D中含有乳酸，這可能是由于兩者的發酵執行標準較另外兩個品牌更利于乳酸菌的正常代謝，從而產生了較多的乳酸[15]。

2.2 揮發性物質含量

共檢測出68種揮發性化合物，包括酮類6種、醇類9種、醛類13種、酯類15種、酸類4種、酚類10種和其他類11種，這些化合物共同構成了鴨梨醋特有的味道。圖1更直觀地揭示了不同品牌鴨梨醋之間種類和含量的差異，其中A、B、C、D分別代表4個不同品牌。由表3可知，每個品牌鴨梨醋中檢測出的揮發性化合物種類、含量和數目均存在差異，存在差異的原因可能是發酵的原料和執行標準不同。

醇類物質產生于鴨梨醋的發酵階段，由鴨梨中的糖類轉化等產生[16]。其中，苯乙醇在4個品牌鴨梨醋中的含量最多，可能是由于在蛋白質水解過程中氨基酸脫羧[17]，具有蜂蜜甜香，起到增香作用[18]。酯類物質的產生可能是由于在發酵過程中有機酸和醇類發生酯化反應[19]。酯類物質具有果香香氣，是構成食醋獨特風味的重要物質之一[20]。4個品牌鴨梨醋中均含有乙酸苯乙酯、γ-壬內酯和鄰苯二甲酸二甲酯，其中乙酸苯乙酯具有玫瑰花香香氣[21]，可用于治療膽囊炎等疾病[22]。

醛類物質在發酵過程中貢獻了焦香味[23]。4種鴨梨醋中均含有3-糠醛、5-甲基糠醛和苯甲醛，其中3-糠醛含量最高。在高溫條件下，醛類物質可以作為多

種反應的中間產物，從而間接影響鴨梨醋的風味[24]。酸類物質是直接影響醋類產品品質和風味的重要化合物[25]，苯甲酸是4個品牌鴨梨醋中共有的揮發性化合物且含量最高，可能是由于其作為食品防腐劑添加在發酵過程中。

2.3 揮發性化合物的OAV、OPLS-DA及感官評定

香氣物質的種類和濃度共同決定了陽信鴨梨醋的整體風味，OAV≥1的物質能被嗅覺所感知[26]，結合氣相色譜-嗅味計（gas chromatography olfactometry，GC-O）確定鴨梨醋中OAV≥1的化合物，共確定出12種揮發性風味物質，品牌A、B、C、D分別確定出6，9，6，4種。

由表4和圖2可知，4個品牌鴨梨醋中共同含有的揮發性風味物質有2種，分別是苯甲酸和γ-壬內酯，其中γ-壬內酯在4種鴨梨醋中的OAV均在10 000左右，且具有椰子香氣，是賦予鴨梨醋獨特風味的關鍵物質之一；苯乙醛存在于除品牌A外的3種鴨梨醋中，且OAV遠遠大于其他風味物質，是產生風味差異的關鍵化合物；愈創木酚是品牌C中特有的風味物質，乙酸苯乙酯是品牌A和D中特有的風味物質。4種鴨梨醋中所含有的揮發性風味物質的種類和濃度不同導致了它們之間風味的差異。

圖3所示模型中，R2X=0.980，R2Y=0.988，Q2=0.979。其中R2X=0.980表明該模型能反映98%數據的變化，R2Y=98.8%接近1.0，表明該模型具有良好的可解釋性，Q2=0.979表明該模型的擬合度較好[27]。4個品牌鴨梨醋在得分圖上組間差異性小，聚類良好，4種樣品之間實現分離，說明風味之間存在一定差異性。通常認為VIP＞1的物質是導致組間存在差異的因素，是常見的差異代謝物篩選標準。由圖4可知，VIP>1的化合物有6種，最高的為γ-壬內酯，這符合于海燕等[28]關于γ-壬內酯是水果中重要風味物質的結論。

為進一步分析主要的風味特征，對４種品牌鴨梨醋進行香氣輪廓分析，見圖5。其中品牌B和品牌C酸味濃厚，氣味鮮香，略有甜香味道；品牌A酸甜適中且具有濃厚香氣，香氣持續性強，總體可接受度最高。

3 結論

本試驗研究了陽信縣4種不同品牌鴨梨醋間風味的差異。4種品牌鴨梨醋中總糖、總酸含量存在顯著性差異是味道存在差異的原因之一。通過HPLC檢測鴨梨醋中有機酸含量發現，乙酸含量最高且不同品牌鴨梨醋之間存在顯著性差異，4種品牌鴨梨醋中的乙酸含量分別為12.786 5，19.178 7，10.250 5，3.513 5 mg/mL。通過HS-SPME-GC-MS從4個品牌鴨梨醋中檢測出的68種揮發性化合物中發現酯類物質種類最多，起到增香作用，其含量分別占總含量的31.9%、12.6%、7.0%、48.3%，且組間差異顯著；結合嗅聞儀和OAV確定出12種關鍵風味化合物，并通過OPLS-DA進一步分析了4種品牌鴨梨醋之間風味的差異。通過對4種品牌鴨梨醋風味的檢測分析結合感官評價發現，由品牌A中有機酸及揮發性風味物質的種類和含量所形成的風味更容易被消費者接受。

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