杨梅浸膏的制备与营养、香气成分分析

杨　君,尹　洁,刘　沁，朱丽云,吴俊清,张春苗,金　昊,张拥军,高永生,宋林珍

(1.浙江中烟工业有限责任公司,浙江杭州 310012;2.中国计量大学海洋食品加工质量控制技术与仪器国家地方联合工程实验室,浙江杭州 310018;3.中国计量大学浙江省海洋食品品质及危害物控制技术重点实验室,浙江杭州 310018)



杨梅浸膏的制备与营养、香气成分分析

杨君1,尹洁1,刘沁2，3，朱丽云2,3,*,吴俊清2,3,张春苗2,3,金昊2,3,张拥军2,3,高永生2,3,宋林珍2,3

(1.浙江中烟工业有限责任公司,浙江杭州 310012;2.中国计量大学海洋食品加工质量控制技术与仪器国家地方联合工程实验室,浙江杭州 310018;3.中国计量大学浙江省海洋食品品质及危害物控制技术重点实验室,浙江杭州 310018)

为开发杨梅深加工产品——杨梅浸膏,分析了其营养与香气成分。采用不同的化学比色法测定了杨梅浸膏中的糖类和酚类,结果表明总糖占563 mg/g,是浸膏中的最主要成分,总酚含量为1.41 mg/g。经HPLC法测定杨梅浸膏中有机酸组成为柠檬酸、琥珀酸、乳酸、草酸和苹果酸,柠檬酸含量最高。采用氨基酸自动分析仪测定杨梅浸膏中含有16种氨基酸,其中7种必需氨基酸,占总氨基酸的19.5%;以蒸馏-萃取法提取了浸膏的香气成分,通过GC-MS技术鉴定出64种成分,由脂肪族酸类、醇类、萜醇类、醚类、酯类、醛类和酮类等化合物组成。杨梅浸膏含有糖、有机酸和氨基酸等丰富的营养成分,具有浓郁甜香,气味怡人。

杨梅浸膏,营养成分,香气成分,分析

杨梅(MyricarubraSieb.et Zucc),属于杨梅目、杨梅科、杨梅属的亚热带常绿果树,起源于中国南部地区,主要分布于中国的广东、福建、云南、浙江和江苏等地[1]。杨梅酸甜可口、风味独特,且具有很高的营养价值,含有大量糖类、蛋白质及氨基酸、有机酸、微量矿物质类和维生素等,是一种天然的绿色保健果品。杨梅作为我国的一种特产水果,具有很高的市场价值和发展前景,但杨梅成熟于南方多雨的季节,其不耐储藏性限制着杨梅产业的发展,保鲜与深加工研究是杨梅产业发展的关键[2]。目前市场上杨梅主要以鲜食为主,其他制品主要有杨梅汁、杨梅浸泡果酒、杨梅蜜饯,近几年有关于杨梅粉、杨梅干、杨梅果酱以及杨梅面条等开发相关专利的报道[3-5],但仍有大量的杨梅未能得到及时加工而腐烂废弃。杨梅浸膏经杨梅干制后提取获得,具有复水性好、口感醇厚、风味浓郁、营养价值高,且耐存储等特点,可开发成为增香保健的天然食品添加剂,应用于果汁、糕点等食品,具有较好的应用前景,因此本论文对杨梅浸膏的营养和香味成分进行了分析,为杨梅的深加工和杨梅浸膏的应用发展提供理论基础。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

东魁杨梅干果

葡萄糖(CAS:50-99-7,纯度99.5%)、聚葡萄糖(CAS:68424-04-4,纯度99.5%)、焦性没食子酸(CAS:149-91-7,纯度99.5%)、L-苹果酸(CAS:97-67-6,纯度98%)、柠檬酸(CAS:77-92-9,纯度99.5%)、L-酒石酸(CAS:87-69-4,纯度99.5%)、草酸(CAS:144-62-7,纯度99.8%)、L-乳酸(CAS:79-33-4,纯度98%)和琥珀酸(CAS:110-15-6,纯度99.5%)等,均购自阿拉丁(aladdin)。

浓硫酸、苯酚、DNS、考马斯亮蓝、无水乙醇、95%乙醇、无水硫酸钠、碳酸钠、福林酚、碳酸氢钠、硫酸亚铁、酒石酸钾钠、磷酸氢二钠、乙酸乙酯、石油醚、浓硫酸、氢氧化钠、磷酸购自杭州米克化工有限责任公司。

表1　浸膏中糖类、酚类和灰分测定结果±s,n=3)

i3紫外分光光度计海能仪器Hanon;LC-20AT高效液相色谱仪日本岛津;SYKAM S-433D氨基酸分析仪德国SYKAM公司;Agilent 6890/5973气相色谱-质谱联用仪美国安捷伦。

1.2实验方法

1.2.1杨梅浸膏的制备将杨梅干果粉碎,与蒸馏水以1∶10～1∶12 g/mL料水比,45～55 ℃水浴提取8～10 h,过滤取滤液,滤渣以相同方法再提取一次,合并滤液,50 ℃真空浓缩至粘稠状(含水量为33%±1%),得杨梅浸膏。

1.2.2杨梅浸膏营养成分的测定方法总糖、可溶性膳食纤维(聚葡萄糖)含量的测定采用苯酚硫酸法[6-7];还原糖的测定采用DNS法[8];灰分测定的方法参考GB 5009.4-2010[9];总酚的测定采用Folin-Ciocaileu比色法[10];没食子酸含量的测定采用离子萃取分离可见分光光度法[11];有机酸含量测定采用高效液相色谱法[12]。氨基酸含量测定参照GB/T5009.124-2003食品中氨基酸的测定方法[13]。

1.2.3挥发性香味成分的提取与分析方法水蒸气蒸馏结合石油醚萃取香味成分:取浸膏50 g加水800 mL置于水蒸气蒸馏装置内蒸馏,得馏分400 mL。置于分液漏斗中,加石油醚5 mL萃取2次,合并得萃取液10 mL,用无水硫酸钠除去水分,于冰箱中-4℃冷藏,备用。GC-MS条件:色谱柱为HP-5(30 m×0.25 mm×0.25 μm);程序升温,柱温50 ℃停留5 min,以8 ℃/min升至250 ℃,停留30 min;载气为高纯氮(99.999%);柱流量1.0 mL/min;进样口温度250 ℃,传输线温度280 ℃;进样量0.5 μL,分流比为20∶1。质谱条件:离子源温度280 ℃,电子轰击能量70 eV,扫描范围50～500质荷比m/z,溶剂延迟3 min。

1.3数据统计分析

2　结果与分析

2.1杨梅浸膏的性状特征

浸膏在常温下为深棕色较粘稠的流体,固形物含量为67%±1%,以嗅觉可感知其浓烈的甜香,夹杂着些许酸性、木香和辛香。低温下浸膏对玻璃材质的粘附性会增强,加热到50 ℃左右时,其对玻璃材质的粘附性会明显减弱。其粘性和气味散发性与其水分的含量成反比,气味的散发性与温度成正比。

2.2杨梅浸膏的营养成分测定结果分析

2.2.1浸膏中糖类、酚类和灰分的分析根据总糖、还原糖、可溶性膳食纤维(聚葡萄糖)、总酚和花色苷等的不同化学比色法测定结果如表1,从表中可知,杨梅浸膏中的总糖含量为563 mg/g,而还原糖含量占总糖的87.35%,是杨梅浸膏中最主要的成分,是浸膏甜香味的主要贡献所在,可溶性膳食纤维为脱除小分子单糖、双糖后的大分子糖,在杨梅浸膏中微量存在。总酚是指多酚类化合物的总称,在杨梅中包括花色苷、酚酸(没食子酸等)、黄酮苷等,具有较强的抗氧化、清除自由基等活性[14-15]。根据测定结果,花色苷因不耐热,在加工过程中可能被分解,浸膏中未测出。据报道新鲜杨梅中没食子酸含量在2.7～7.0 mg/kg之间,而浸膏中没食子酸的含量达到110 mg/kg,与新鲜杨梅相比存在极大的浓缩关系。杨梅中钙、铁、钾、磷等无机营养元素含量很高,在杨梅浸膏的制备过程中基本上得到保留,因此杨梅浸膏中灰分含量高达19.7 mg/g,具体矿质成分含量有待于进一步的分析。

2.2.2浸膏中有机酸组成分析图1为2 g浸膏样品经过前处理稀释至50 mL,取20 μL进样分析得到的高效液相色谱图。根据高效液相测定方法得出杨梅浸膏中有机酸含量如表2。草酸、酒石酸、苹果酸、乳酸、柠檬酸和琥珀酸等为在α-碳原子上带有一个羟基的羧酸,存在抗菌活性,且能降低消化物pH和增加胰腺分泌,对促进人体健康具有积极作用,是杨梅发挥生津止渴、和胃消食、消热解暑等功效的成分。在杨梅浸膏中以柠檬酸的含量最高,在浸膏中达到23.99 mg/g,远远超过其他几种酸,其次是琥珀酸和乳酸,而酒石酸含量较低,在浸膏中未测出。丰富含量的有机酸是杨梅浸膏酸甜特征中呈现酸味的主要成分。

表2　浸膏中有机酸含量测定结果±s,n=3)

图1　有机酸测定色谱图Fig.1　Chromatogram of organic acid注:1-草酸;2-苹果酸;3-乳酸;4-柠檬酸;5-琥珀酸。

2.2.3浸膏中氨基酸组成分析在氨基酸分析过程中,大部分氨基酸与茚三酮反应形成紫色化合物,在570 nm下具有较强的光吸收特性,而脯氨酸与茚三酮反应形成黄色产物,在440 nm下有最大吸收,因此测定结果表现为两个波长下的两条曲线,如图2所示。经分析鉴定16种氨基酸,各种氨基酸含量见表3。

图2　氨基酸测定谱图Fig.2　Determination of amino acids注:2:Asp,3:Thr,4:Ser,5:Glu,8:Gly,9:Ala,10:Cys,11:Val,12:Met,13:Ile,14:Leu,15:Phe,18:His,22:Lys,23:Pro,25:Arg,其中1,6-7,16-17,19-21,24,26均未定性。

Table 3Amino acid composition and content

氨基酸种类含量(mg/g)必需氨基酸(3.73mg/g)苏氨酸Thr0.48±0.03缬氨酸Val0.72±0.03甲硫氨酸Met0.33±0.01异亮氨酸Ile0.34±0.01亮氨酸Leu0.85±0.02苯丙氨酸Phe0.31±0.01赖氨酸Lys0.70±0.02非必需氨基酸(15.36mg/g)天冬氨酸Asp4.33±0.41丝氨酸Ser0.57±0.03谷氨酸Glu2.55±0.25甘氨酸Gly0.66±0.02丙氨酸Ala2.16±0.11半胱氨酸Cys0.88±0.02组氨酸His1.94±0.07精氨酸Arg1.16±0.05脯氨酸Pro1.10±0.04

氨基酸是重要的营养成分,也是构成浸膏特殊风味特征的组分。杨梅浸膏中氨基酸总量为19.09 mg/g,人体必需氨基酸含量为3.73 mg/g,占总氨基酸含量的19.5%;从氨基酸的风味角度分析,天冬氨酸(Asp)和谷氨酸(Glu)为鲜味氨基酸,丙氨酸(Ala)、甘氨酸(G1y)、脯氨酸(Pro)、丝氨酸(Ser)为甜味氨基酸,苯丙氨酸为芳香类氨基酸,是提供杨梅以及浸膏特殊口感的成分。另外杨梅浸膏中含有多种具有特殊功效的蛋白质氨基酸,如天冬氨酸具有解氨毒作用,谷氨酸参与血氨代谢、脑组织代谢,也是胰岛素的重要组成成分、赖氨酸(Lys)具有合成核蛋白、血红蛋白及促进大脑神经细胞再生的作用、脯氨酸具有抗高血压作用等,精氨酸(Arg)、苯丙氨酸(Phe)、甲硫氨酸(Met)、甘氨酸(Gly)、亮氨酸(Leu)也具有不同的功用,这9种氨基酸可归为药用氨基酸[16],含量为10.9 mg/g,占总氨基酸含量的57.08%,药用价值较高。

2.3杨梅浸膏中挥发性香味成分的测定结果与分析

杨梅浸膏挥发性香味成分通过蒸馏-萃取,经GC-MS分析,得到总离子流图如下图3,共分离出挥发性成分83种,通过检索NIST 08标准谱库及查阅相关文献鉴定成分64种,占挥发性成分总量的83.95%,具体信息如下表4。

图3　总离子流图Fig.3　Total ion chromatogram

表4　杨梅浸膏挥发性成分分析结果

续表

由表4可以看出,杨梅浸膏的挥发性成分以脂肪族酸类、醇类、萜醇类、醚类、酯类、醛类和酮类等化合物组成。在分析鉴定的64种成分中,相对含量超过1%的物质有13种,含量按从高到低排列为棕榈酸30.79%>亚油酸10.14%>2,2-二甲基-6-亚甲基-环己烷丙醇6.75%>棕榈油酸3.62%>α-亚麻酸2.10%>肉豆蔻酸1.86%>2-乙酰氧基-1,1,10-三甲基-6,9-环二氧十氢萘1.75%>2-甲氧基-4-乙烯基苯酚1.64%>氧化石竹烯1.59%>表兰桉醇2.35%>2,6-二甲基l-8-(四氢吡喃-2-喹恶啉氧基)-2,6-辛二烯-1-醇1.50%>石竹烯醇1.46%>苯乙醛1.21%。杨晓东等报道新鲜杨梅挥发油中烷烃32.55%、环烷烃17.17%、单萜26.74%和倍半萜7.08%四类成分占挥发油总量的83.54%[17],康文怀等报道的杨梅特征香气中主要挥发性成分为萜类[18],杨梅浸膏主要为高沸点酸类,杨梅浸膏与杨梅鲜果的挥发性香气成分组成相比,已发生极显著的变化。

根据香味成分特征,一般C6以上的羧酸无明显香味[19],在杨梅浸膏挥发性成分中相对含量最高的棕榈酸、以及亚麻酸、亚油酸、棕榈油酸等酸类均能提供脂香,且亚麻酸、亚油酸等具有降低血清胆固醇和甘油三酸酯、预防动脉粥样硬化及血栓形成等生理作用,对防止心脑血管疾病起着积极的作用[20]。肉豆蔻酸能提供较弱的蜡香。醇类在杨梅浸膏挥发性成分中鉴定12种,主要在C12～C20之间,大多数均具有不同程度的香味贡献,如8S,13-雪松烯二醇可提供木香,表兰桉醇提供草香或辛香,7-十六-1-醇提供甜香,植醇提供花香和脂香,石竹烯醇则能提供壤香、辛香和木香等特征。醛类5种,在C8～C12之间的饱和醛,在高度稀释下具有较好的香气。酮类化合物6种,一般具有较强的气味。酯类7种,一般具有很好的香气,且根据脂肪酸和脂肪醇的不同可形成各种水果香味,是杨梅浸膏中的水果香味主要贡献成分。萜类包括石竹烯、葎草烯、角鲨烯和氧化石竹烯等成分,这几种成分均有抗癌抗炎、预防心血管疾病、抗感染和增加缺氧耐受力等功效的报道,其中葎草烯是头香成分中的主要物质,具有辛香、木香、柑橘香、樟脑香,温和的丁香香气[21]。

3　结论

根据本团队前期对杨梅鲜果的测定结果,糖含量8.4%、氨基酸4.09 mg/g、有机酸中柠檬酸7.5 mg/g相比,杨梅浸膏糖含量为56.3%,氨基酸19.09 mg/g,柠檬酸23.99 mg/g,作为杨梅的一种深加工产品,较大程度上浓缩了杨梅中糖、有机酸和氨基酸等营养物质,杨梅浸膏以浓郁甜果香为特征,可通过冲调开发果味茶或作为增香保健营养添加剂。

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Preparation,nutrition and aroma components analysis of bayberry extract

YANG Jun1,YIN Jie1,LIU Qin2,3,ZHU Li-yun2,3,*,WU Jun-qing2,3,ZHANG Chun-miao2,3,JIN Hao2,3,ZHANG Yong-jun2,3,GAO Yong-sheng2,3,SONG Lin-zhen2,3

(1.China Tobacco Zhejiang Industrial.Co.,Ltd.,Hangzhou 310012,China;2.National & Local United Engineering Lab of Quality Controlling Technology and Instrumentation for Marine Food,China Jiliang University,Hangzhou 310018,China;3.Key Laboratory of Marine Food Quality and Hazard Controlling Technology of Zhejiang Province,China Jiliang University,Hangzhou 310018,China)

To explore the Bayberry deep processing products,the nutrition and aroma components of bayberry extract were analyzed by chemical colorimetric method and chromatography. The results showed that the total sugar and total phenolic content was 563 mg/g and 1.41 mg/g in bayberry extract,respectively,the sugar was the main ingredient. There were 5 organic acids in bayberry extract,including citric acid,fumaric acid,lactic acid,oxalic acid and malic acid,the citric acid content was the highest,up to 1.41 mg/g. There were 16 amino acids in bayberry extract,including 7 essential amino acids,accounting for 19.5% in the total amino acids. 64 aroma components were identified by GC-MS,including aliphatic acids,alcohols,terpenes,ethers,esters,aldehydes,ketones and so on. Bayberry extract was rich in nutritions including sugars,organic acids,amino acids and pleasant odor.

bayberry extract;nutritional components;aroma components;analysis

2015-12-04

杨君(1971-)，男，硕士，高级工程师，从事香原料开发与研究，E-mail:1059443655@qq.com。

朱丽云(1976-)，女，硕士，副教授，研究方向：天然产物的研究与开发，E-mail:zly@cjlu.edu.cn。

国际合作项目(40-16)；国家自然科学基金(31571845)。

TS255.4

A

1002-0306(2016)13-0290-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.13.051