食物科学:北京林业大学张柏林教员等:发酵型枸杞酒症结香气物质剖释

发布时间:2024-09-27 17:33:08    浏览:

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  L.)的果实。 自古以还,枸杞行为一种古代的中药材利用了数千年,被以为拥有延年益寿的功能。枸杞正在积储流程中容易变质,发酵枸杞酒是一种既能保留枸杞养分价钱,又能耽误保质期的常见手法。 气相色谱-四极杆质谱(GC-qMS)是遍及行使于香气组分定性定量的阐明法子。气相色谱-静电场轨道阱质谱(GC-Orbitrap-MS)手艺其折柳率可抵达60000(210,半峰全宽),质地精度能够抵达10 -6 ,乖巧度能够抵达飞秒级,拥有很高的折柳率和乖巧度,正在酒精饮料的挥发性组分判断阐明中拥有壮阔的行使场景。目前,GC-Orbitrap-MS手艺依然行使正在果酒、辣椒等食物的挥发性组分检测阐明中。

  以是,北京林业大学生物科学与手艺学院食物科学系刘雅冉、李俊龙、张柏林*等人考试以贸易化的枸杞酒(干果枸杞酒和鲜果枸杞酒)为原料,运用GC-MS-O联结GC-qMS和GC-Orbitrap-MS手艺编造分析枸杞酒中香气构成因素,并连系香气重构手艺判断枸杞酒的要害呈香组分,旨正在真切组成枸杞酒典范香气的要紧呈香组分和风韵轮廓。

  为真切枸杞酒中的典范香气组分,本磋议采用AEDA-GC-MS-O手艺判断两种贸易枸杞酒中的要害呈香物质,结果详见图2。两种枸杞酒(干果枸杞酒和鲜果枸杞酒)判断56 个香气区域,个中43 个香气区域也许判断出香气化合物,搜罗酯类、醇类、萜烯类林业、C13-降异戊二烯类、酸类、醛类、呋喃类、苯环类、挥发性酚类、吡咯类、内酯类、硫化物类化合物,有13 个香气区域无法判断详细化合物。正在两种枸杞酒中一律的有16 个香气区域,要紧是“甜香”“果香”“蜂蜜香”的香气区域、还搜罗“醋香”“烤土豆香”“木香”“烘烤香”和“幽香”,个中也许判断出的化合物有乙酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、乙酸异戊酯、异戊醇、己酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸、甲硫基丙醇、萘、苯甲醇、苯乙醇、2-乙酰吡咯、

  -十一内酯、丁香酚和叔丁基对苯二酚。两种枸杞酒的香气区域存正在必定区别,干果枸杞酒拥有更多的 “ 烘烤香 ” 和 “ 花香 ” 等香气区域,而鲜果枸杞酒中则包蕴更多的 “ 幽香 ” 和 “ 奶酪 ” 的香气区域。

  为评议GC-MS-O判断到的香气物质对两款枸杞酒感官功绩的主要性,策画了每个香气区域的FD值。磋议创造,干果枸杞酒有22 个香气区域的FD≥64,个中有6 个香气区域的FD值抵达512,搜罗“菠萝香”“果香”(2-甲基丁酸乙酯)、“溶剂香”“甜香”“菠萝香”“奶酪香”(异戊醇)、“醋酸香”(乙酸)、“蜂蜜香”(愈创木酚)、“甜香”“蜂蜜香”“果香”(苯甲醇)、“花香”“玫瑰香”“冰激凌香”(

  -壬内酯)。鲜果枸杞酒有18 个香气区域的FD≥64,仅有4 个香气区域的FD值抵达512,诀别是 “ 烤土豆香 ” (甲硫基丙醇)、 “ 蜂蜜香 ”“ 甜香 ”“ 果香 ” (苯甲醇)、 “ 蜂蜜香 ” (苯乙醇)和 “ 蜂蜜香 ”“ 奶酪香 ” (心伤)。

  枸杞酒中也许功绩“果香”香气属性的化合物要紧是酯类化合物,稀少是乙酯类化合物,搜罗乙酸乙酯、2-甲基丙酸乙酯、丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、乳酸乙酯、己酸乙酯、心伤乙酯、苯丙酸乙酯。这些化合物中2-甲基丙酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯和己酸乙酯的FD值能抵达256,解释这些化合物对枸杞酒的香气都拥有主要的功绩效用除此除表,2,3-丁二醇正在干果枸杞酒中的FD值抵达256,是干果枸杞酒主要的香气物质。正在鲜果枸杞酒中

  -十一内酯和-十二内酯均涌现出 “ 果香 ” 的香气属性,-十一内酯拥有 “ 果香 ”“ 蜂蜜香 ”“ 冰激凌香 ” 的香气,-十二内酯涌现出“杏桃香”的香气属性,这两个化合物的FD值均抵达256,是鲜果枸杞酒的主要香气物质。

  两款枸杞酒中判断的功绩“甜香”“蜂蜜香”“焦糖香”和“干果香”的物质搜罗挥发性酚类(愈创木酚和丁香酚)、内酯类化合物(

  -壬内酯、-壬内酯和-十二内酯)、醇类化合物(异戊醇、2-乙基-1-己醇、苯甲醇和苯乙醇)、癸酸乙酯、苯甲醛、2-吡咯、心伤。干果枸杞酒中有8 个 “ 甜香 ”“ 蜂蜜香 ”“ 焦糖香 ” 和 “ 干果香 ” 的香气区域FD值抵达256及以上,也许判断出的化合物搜罗2 种酚类化合物(愈创木酚和丁香酚)、3 种醇类化合物(异戊醇、苯甲醇和苯乙醇)、2-吡咯和-壬内酯。鲜果枸杞酒中仅有5 个 “ 甜香 ”“ 蜂蜜香 ”“ 焦糖香 ” 和 “ 干果香 ” 的香气区域抵达256及以上,搜罗3 种醇类化合物(异戊醇、苯乙醇和苯甲醇)、心伤和-十一内酯。以往的磋议中,利用GC-MS-O手艺屡屡能正在分别果酒中判断到愈创木酚、丁香酚这类挥发性酚类化合物,很多学者以为,这些酚类化合物多数出处于橡木成品。虽然正在少许未始末橡木照料的果酒中也曾判断到挥发性酚类化合物,但其FD值并不高,未被以为是果酒中要害的香气功绩物质。因为本磋议所利用的两款贸易枸杞酒正在酿造流程中并未利用橡木成品实行照料,以是能够忖度枸杞酒中的挥发性酚类化合物不妨出处于枸杞原料或者是微生物代谢爆发。据报道,内酯类化合物正在酿造流程中的化学或生物合成基质尚不清楚,少局限不妨出处于原料,但大局限正在酒精发酵阶段变成。目前为止,枸杞原料中尚未报道含有内酯类化合物,以是枸杞酒中这些内酯类化合物的爆发途径再有待进一步磋议证实。

  “幽香”“木香”也是两种贸易枸杞酒中的香气属性,判断出的化合物搜罗异丁醇、异松油烯、乳酸乙酯、1-甲氧基-2-丁醇和萘。两种枸杞酒中判断出4 个“烘烤香”“烟熏香”“草本香”的香气区域,个中也许判断出2 种挥发性酚类化合物4-烷丙基苯酚和叔丁基对苯二酚。枸杞酒中的“溶剂味”是异戊醇和丙酸功绩的,个中异戊醇正在干果枸杞酒和鲜果枸杞酒中FD值诀别是512和256,丙酸正在鲜果枸杞酒中的FD值是128,但对干果枸杞酒的香气没有功绩。除此除表,乙酸(醋酸香)也是两种枸杞酒的要害香气物质,正在干果枸杞酒和鲜果枸杞酒中的FD值诀别是512和256。甲硫基丙醇常功绩“烤土豆香”的香气属性,正在两种枸杞酒中的FD值均抵达256及以上。据报道,正在果酒酿造流程中,酵母也许运用蛋氨酸爆发甲硫基丙醇。有磋议创造,拥有“烤土豆香”的化合物也许增添冰葡萄酒中的“杏桃”“焦糖”和“热带生果”的香气属性,以是能够忖度本磋议中的甲硫基丙醇不妨通过香气物质的交互效用巩固枸杞酒中的“果香”和“焦糖香”的香气属性。

  通过上述的LLE-SAFE-GC-MS-O手艺判断两种贸易枸杞酒的要害香气物质,但该手艺无法评估枸杞酒基质对香气物质呈香的影响,进一步运用HS-SPME手艺联结GC-qMS和GC-Orbitrap-MS手艺竣本事儿要挥发性香气物质的定量阐明,并策画相应的OAV。如表1所示,两种贸易枸杞酒检测到173 种香气化合物,个中利用GC-Orbitrap-MS检测到24 种化合物,利用GC-qMS检测到149 种香气化合物。通过查阅化合物的香气阈值并策画OAV,共有29 种香气化合物也许抵达香气阈值(图3),搜罗酯类、醇类、类异戊二烯、酸类、挥发性酚类、内酯类、吡嗪类、硫化物。个中,干果枸杞酒中有27 种香气化合物的OAV>1,鲜果枸杞酒中有23 种香气化合物的OAV>1。

  正在乙醇发酵流程中,酯类化合物是酵母代谢的主要产品之一,也许授予果酒 “ 果香 ”“ 甜香 ” 等愉悦的香气属性。正在本磋议的两种贸易枸杞酒中,也许抵达香气阈值品种最多的化合物是酯类化合物。磋议创造,共有12 种酯类化合物的OAV正在两种枸杞酒中均大于1。正在酯类化合物中,如图3所示,OAV最高的化合物是3 个乙酯类化合物,诀别是心伤乙酯、2-己烯酸乙酯和3-甲基丁酸乙酯。个中,心伤乙酯的OAV最高,正在干果枸杞酒和鲜果枸杞酒平诀别是307和275,2-己烯酸乙酯正在鲜果枸杞酒中的OAV较高(OAV=219),2-甲基丁酸乙酯正在干果枸杞酒中的OAV较高(OAV=83)。乙酯类化合物公共半是正在发酵流程中通过羧酸类的酶促或非酶促酯化响应变成的,是果酒中常见的要害香气物质。除此除表,肉桂酸乙酯、乙酸乙酯林业、2-甲基丙酸乙酯、3-甲基丁酸乙酯、乙酸异戊酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、乳酸异戊酯和癸酸乙酯正在两种贸易枸杞酒中的OAV也均大于1。肉桂酸乙酯和乳酸异戊酯正在两种枸杞酒中OAV拥有区别(图3),肉桂酸乙酯正在鲜果枸杞酒中OAV较大,而乳酸异戊酯正在干果枸杞酒中OAV较大。酯类化合物,稀少是乙酯类化合物,是枸杞酒中的主要组分。正在以往枸杞酒的磋议中,乙酯类化合物也拥有较高的OAV,与本磋议的结果根本一律。酯类化合物公共功绩 “ 果香 ” 和 “ 甜香 ” 香气属性,授予果酒令人愉悦的香气。

  醇类化合物行为酵母氨基酸代谢的副产品,常见于悉数的乙醇发酵产物中。醇类化合物的香气阈值较高,往往能抵达mg/L,以是正在两种枸杞酒中,仅有4 种醇类化合物也许抵达相应的香气阈值。个中1-辛烯-3-醇正在两种枸杞酒中的OAV均大于1林业,也许功绩 “ 果香 ”“ 草本香 ” 的香气属性。异丁醇、异戊醇和苯乙醇正在干果枸杞酒中也许抵达香气阈值,要紧功绩 “ 花香 ”“ 幽香 ” 和 “ 指甲油 ” 的香气属性。

  拥有 “ 花香 ”“ 丁香 ”“ 糖果 ” 香气属性的丁香酚和4-乙基愈创木酚正在两种枸杞酒中均也许抵达香气阈值,个中丁香酚正在干果枸杞酒中的OAV较高,4-乙基愈创木酚正在鲜果枸杞酒中的OAV较高,这类化合物不妨是乙醇发酵流程中酚酸类化合物降解爆发的。内酯类化合物拥有“椰子香”的香气属性,

  -辛内酯正在鲜果枸杞酒中抵达香气阈值,而-癸内酯正在干果枸杞酒中抵达香气阈值,授予枸杞酒 “ 果香 ” 和 “ 甜香 ” 的香气属性。挥发性酚类化合物和苯环类化合物要紧搜罗4-乙基愈创木酚、丁香酚、萘和苯乙醇,这些化合物要紧功绩的也是 “ 果香 ” 和 “ 甜香 ” 的香气属性,这些化合物公共也是正在乙醇发酵流程中爆发的。

  正在本磋议中创造,枸杞酒中含有高OAV的C 13 -降异戊二烯类化合物,搜罗

  -大马士酮、-紫罗兰酮和-紫罗兰酮。这3 种C 13 -降异戊二烯类化合物正在两种枸杞酒中均能抵达香气阈值,个中-大马士酮和-紫罗兰酮正在干果枸杞酒中的OAV较高,-紫罗兰酮正在鲜果枸杞酒中的OAV较高。如图3所示,-大马士酮的阈值相对较低,以是枸杞酒中该化合物的OAV远高于其他化合物,授予枸杞酒 “ 甜香 ” 的香气属性。C 13 -降异戊二烯类化合物要紧出处于类胡萝卜素的降解,个中一局限出处于类胡萝卜素,如-类胡萝卜素和新黄质的直接降解,再有一局限不妨出处于以糖苷态形状存正在的类胡萝卜素,正在发酵流程中开释出连系态的C 13 -降异戊二烯类,然后正在酶或者酸的水解效用下天生C 13 -降异戊二烯类。枸杞中含有足够的类胡萝卜素,正在发酵流程中能够降解爆发大批的C 13 -降异戊二烯类。以往的磋议结果也说明,C 13 -降异戊二烯类是枸杞酒的要害香气物质,这类化合物要紧授予枸杞酒 “ 果香 ” 的香气属性。

  除上述化合物除表,甲硫基丙醇和心伤正在两种枸杞酒中也均能抵达香气阈值,干果枸杞酒中两种化合物的OAV诀别是3和5,鲜果枸杞酒中两种化合物的OAV诀别是4和3。乙酸和2-异丁基-3-甲氧基吡嗪正在干果枸杞酒中也也许抵达香气阈值,OAV诀别是1和4,诀别功绩枸杞酒 “ 醋酸 ” 和 “ 青椒 ” 的香气属性。

  综上所述,干果枸杞酒有22 种FD≥64的化合物、27 种OAV>1的化合物,将这些化合物归并后,除乙酸表干果枸杞酒有35 种要害呈香组分,因为2-己烯酸乙酯、α-紫罗兰酮、1,3-丙二醇二乙酸酯和叔丁基对苯二酚无法添置到香气尺度品,愈创木酚无法抵达定量限,正在干果重构液插手30 种香气物质(表2);鲜果枸杞酒有18 种FD≥64的化合物、23 种OAV>1的化合物,归并后,除乙酸表鲜果枸杞酒有32 种要害呈香组分,因为2-己烯酸乙酯、

  -紫罗兰酮和叔丁基对苯二酚无法添置到香气尺度品,丙酸无法抵达定量限,正在鲜果重构液插手28 种香气物质(表2)。

  为证据运用GC-MS-O和OAV判断到的香气物质的功绩,利用上述枸杞酒中判断的FD≥64或OAV>1的化合物配造重构溶液。依据枸杞酒的理化目标配造相应的模仿溶液,并根据表2中的含量增加香气物质,配造成干果枸杞酒的重构液和鲜果枸杞酒的重构液。由前期成立的感官评议幼组对枸杞酒的7 个香气属性 “ 枸杞香 ”“ 甜瓜香 ”“ 山楂香 ”“ 杏桃香 ”“ 焦糖香 ”“ 蜂蜜香 ” 和 “ 甘草香 ” 。图4的结果显示,两款枸杞酒和相应重构液的 “ 山楂香 ”“ 杏桃香 ”“ 焦糖香 ”“ 蜂蜜香 ” 和 “ 甘草香 ” 香气强度趋向较为一律,两种枸杞酒均涌现出较强的 “ 蜂蜜香 ” ,干果枸杞酒的 “ 焦糖香 ” 加倍越过,而鲜果枸杞酒的 “ 杏桃香 ” 香气强度较高。其余,两个枸杞酒的 “ 枸杞香 ” 和 “ 甜瓜香 ” 强度较高,但与重构液的香气强度涌现纷歧律。其余,正在13 个香气区域无法实行化合物的判断,个中搜罗了未知化合物1368、未知化合物1698和未知化合物1714等FD值赶过128的要害化合物林业,况且正在本磋议中采用水醇溶液行为模仿基质,这些不妨导致枸杞酒与重构溶液的香气强度存正在区别。针对这些不决性的痕量、低阈值的化合物,不妨须要分此表仪器阐明筑造实行定性定量阐明。

  本磋议以贸易化的枸杞酒为原料,运用GC-MS-O连系GC-qMS和GC-Orbitrap-MS联用手艺,编造分析了枸杞酒中的要害呈香组分,磋议说明:干果枸杞酒中FD≥64的要害呈香组分有22 种化合物,OAV>1的香气物质有27 种;鲜果枸杞酒中的要害呈香组分有18 种化合物,OAV>1的香气物质有23 种。通过香气重构手艺和感官定量阐明根本证据了干果枸杞酒和鲜果枸杞酒的要害呈香物质诀别是30 种和28 种,不过“枸杞香”和“甜瓜香”香气强度明显低于原酒,再有待进一步磋议。本磋议的展开对枸杞酒中的要害呈香组分实行了判断,同时解析了枸杞酒的香气轮廓,为枸杞酒香气品格的晋升供应了倾向,同时有帮于枸杞酒的真伪区别,为枸杞酒合联尺度的拟定供应表面凭据。

  张柏林,传授,北京林业大学生物科学与手艺学院。1984年本科卒业于西北农林科技大学,1997年波兰罗兹理工大学卒业,获工学博士学位,2002年进入北京林业大学生物科学与手艺学院食物科学系使命至今,传授/博士生导师。曾负责生物科学与手艺学院副院长,兼任林业食物加工与太平北京市中心测验室主任林业,北京食物学会副理事长,天下经济林尺度化委员会委员等职。现为训诲部天放学校食物太平与养分健壮使命专家构成员,中国林学会丛林食物专业委员会副主任委员,中国经济林协会加工运用分会副理事长,中国微生物学会微生物资源专业委员会理事等职。要紧从事“乳酸菌细胞生物手艺根本及行使磋议”以及“特质林果的发酵工艺表面与行使磋议”。现主理国度天然科学基金面、宁夏自治区科技厅农业乡村范畴中心研发策动等项目。曾获北京市教学功劳二等奖1 项、北京市及山东省科技先进二等奖2 项、黑龙江省天然科学手艺功劳一等奖1 项、中国林学会梁希科学手艺先进二等奖1 项、陕西榆林市科技先进一等奖1 项。公告学术论文及出书教材和专著280余篇(个中SCI论文140余篇),介入国度尺度拟定1项,获授权发觉专利15 项。长久与宁夏等地企业协作,承担新产物研发临盆,完成了手艺功劳转化与企业效益增值。

  刘雅冉,讲师,北京电子科技职业学院生物工程学院。2015年本科卒业于北京林业大学食物科学与工程专业,2018年硕士卒业于北京林业大学食物加工与太平专业,2022年博士卒业于北京林业大学丛林生物资源运用专业,2022年进入北京电子科技职业学院使命至今。要紧从事食物风韵化学合联磋议,已公告论文18 篇,以第一作家和共一作家公告论文7 篇。

  本文《发酵型枸杞酒要害香气物质阐明》出处于《食物科学》2023年45卷第5期126-136页,作家:刘雅冉,李俊龙,谷佩珊,李若彤,朱保庆,张柏林。DOI:10.7506/spkx0602-016。点击下方阅读原文即可查看作品合联音讯。

  为进一步鼓动动物源食物科学的兴盛,鼓动财产的手艺更始,更好的保险人类身体健壮和降低生计品格,北京食物科学磋议院和中国食物杂志社将与陕西师范大学、新疆农业大学、浙江海洋大学、大连民族大学、西北大学于2024年10月14-15日正在陕西西安配合举办“2024年动物源食物科学与人类健壮国际研讨会”。

  为加紧企业主导的产学研深度调解,鼓动食物科研功劳转化和办事地方经济财产,由天下糖酒会主办,北京食物科学磋议院、中国食物杂志社和中粮会展(北京)有限公司承办的“食物科技功劳换取会”将于2024年10月29-31日糖酒会时期正在深圳国际会展核心举办,以暂时食物科技兴盛趋向和食物财产兴盛的中心科技需求为导向,针对食物财产兴盛面对的强大科技题目,换取和鉴戒表洋体验,为高大食物科研使命家和临盆者供应新的思绪,指明兴盛倾向。食物科学:北京林业大学张柏林教员等:发酵型枸杞酒症结香气物质剖释

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