柠檬对诺丽果汁香气成分的改善效果

李莉峰，金思梦，杨潇，汪艳群，齐欣，颜廷才

柠檬对诺丽果汁香气成分的改善效果

李莉峰1,2，金思梦1，杨潇1，汪艳群1，齐欣3，颜廷才1

（1.沈阳农业大学，沈阳 110866；2.辽宁省农业科学院，沈阳 110161；3.大连海关技术中心，辽宁 大连 116000）

采用柠檬汁来提高诺丽果汁的接受程度，为消费者提供一款风味独特的新型饮品。采用正交试验优化，得到最佳配方，采用气相色谱−质谱法（GC−MS）探讨香气的成分变化，采用电子舌检测滋味的变化值。采用正交试验优化得到的最佳配方（均用体积分数表示）为柠檬汁15%、蔗糖9%、复合酸0.3%，感官评价得分为96.58。通过GC−MS香气成分分析可知，添加柠檬后复合果汁的香气成分由20种上升到44种，其中增加得较多的是烯萜类（由8种上升到24种），相对含量从9.65%上升到61.86%；醇类由4种上升到10种，相对含量由19.01%上升到31.12%。复合果汁的香气成分主要为柠檬烯（34.03%）、γ−松油烯（10.37%）、α−松油醇（18.34%），它们对复合果汁香气的形成具有积极作用。诺丽果汁中的不良风味主要来源于辛酸，相对含量由原来的53.52%降低到0.65%。电子舌结果表明，复合果汁的甜度值由−3.21上升到8.57，酸度值由2.14上升到12.45，复合后改善了诺丽果汁的口感。柠檬能增加复合果汁香味物质的种类，掩盖其辛酸的腐臭气味，改善果汁的风味和口感，为诺丽果的加工应用提供了一定的理论依据。

诺丽果；香气成分；最佳配方；柠檬；电子舌

诺丽果（Noni）学名海滨木巴戟（L.），属于茜草科巴戟天属植物，是一种生长于热带的多年生、常绿阔叶灌木或小乔木，原产于南太平洋热带岛屿[1]，现在也广泛分布于我国海南岛及亚洲多地海岛[2]。诺丽果含有丰富的营养物质和植物活性化学成分[3]，可广泛用于食品和医药等行业，我国于2010 年将诺丽果加入新资源食品名单中[4]。当发现诺丽果具有抗癌、抗肿瘤价值后[5]，近几年市场对诺丽果的需求逐年增长，诺丽果成为保健和康养医药界的新星，目前被广泛用于预防癌症、糖尿病、高血压、炎症等疾病[6]。诺丽果实属于呼吸跃变型果实[7]，在未成熟前不宜食用，成熟后不耐储藏、易腐烂[8]，必须及时进行加工处理。由于诺丽果含有较高的辛酸成分[9]，自身带有令人难以接受的臭味，因此消费者的接受程度较低。目前，研究者对诺丽果的黄酮、多酚、多糖等成分展开了研究，确立了其活性成分与功能。为了更好地让消费者接纳诺丽果，需要研究将新成分添加到诺丽果产品中，以改善其气味和滋味。柠檬是一种富含多种营养物质的水果，同时含有较好的香气，还具有醒脑凝神的效用[10]，广泛用于医药、食品等领域。文中尝试将气味香甜宜人的柠檬果汁加入诺丽果汁中，采用固相微萃取−气相色谱−质谱联用方法分析其香气成分的种类和含量，通过感官试验选出最优的果汁配方，制作出口感醇香、感官品质良好的复合果汁，为消费者提供一款味道可口、芬芳馥郁、营养丰富的保健新饮品。

1 实验

1.1 样品与试剂

主要原料：诺丽果，2019年9月购于海南省三亚市；柠檬，购于四川省安岳市。选择七成熟、表皮为青绿色、质地较为坚硬的诺丽果，采用冷藏物流运输，将温度保持在10 ℃以下。在榨汁前，将诺丽果装在25 ℃下的塑料袋中催熟3 d，当果皮颜色由绿变白、质地变软时表明果实完全成熟。用清水洗净诺丽果后，加入2倍水后打浆，果浆用纱布过滤，再放入离心机，以5 000 r/min离心10 min，取上清液即得到诺丽果汁。选择表面色泽光亮、气味浓郁成熟的黄色柠檬，将柠檬洗净切块后放入切碎机切碎，并按照柠檬与水的体积比为1∶3打浆，采用150目尼龙纱布粗滤，再放入离心机，以5 000 r/min离心10 min，取上清液即得到柠檬汁。

主要试剂：芦丁、槲皮素标准品，色谱纯，纯度>98%，索来宝公司；没食子酸、齐墩果酸标准品，色谱纯，纯度>98%，中国药品生物制品检定所；硝酸铝、氢氧化钠、氯化钠、亚硝酸钠、无水乙醇、甲醇，均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司；蔗糖、柠檬酸、苹果酸，购于沈阳南二添加剂市场。

1.2 仪器与设备

主要仪器与设备：电子天平，AX124ZH/E，奥豪斯仪器（常州）有限公司；紫外可见分光光度计，VARIAN Cary50；离心机，湘仪TDZ5−WS，湘仪离心机（长沙）有限公司； SPME固相微萃取头，75 μm，CAR/PDMS，美国Supelco公司；气质联用仪，Agilent6890−5973N，美国Supelco公司；数字式折光仪，PR−RI，日本ATAGO公司；电子舌，SA402B，日本INSENT公司；100～1 000 μL移液枪；100、50、25、10 mL容量瓶，烧杯，量筒。

1.3 方法

1.3.1 感官评定

感官评定在感官评定室内进行，从香气（30分）、滋味（20分）、协调性（20分）、色泽（20分）、澄清度（10分）等5个方面[11]对果汁进行分项打分，满分为100。感官评定人员由7位经专业培训后的食品研究生和教师组成，产品评分取其平均值。诺丽果−柠檬复合果汁的感官评分标准见表1。

1.3.2 可溶性固形物测定

将果汁混匀后，取2滴果汁滴入手持式折光仪凹槽内，读取数值，测定3次，取平均值，单位为%[12]。

1.3.3 pH值测定

使用手持式pH计测定果汁的pH值，测定3次，结果取平均值[13]。

1.3.4 总酸测定

采用酸碱滴定法测定总酸[14]，参照GB/T 12456—2008，并加以修正，以柠檬酸计算，取3次测定值的平均值，单位为g/L。

表1 诺丽果−柠檬复合果汁的感官评分标准

Tab.1 Sensory evaluation standard for noni-lemon compound juice

1.3.5 维生素C含量测定

参照文献[15]，采用GB 5009.86—2016中2,6−二氯靛酚滴定法测定，测定3次，取平均值，单位为mg/L。

1.3.6 黄酮含量

参照药品中黄酮紫外分光光度法[16]，以芦丁为标准品，采用紫外分光光度法测定诺丽果汁的黄酮含量，单位为mg/mL。

1.3.7 总酚含量测定

以没食子酸为标准品，采用标准方法Folin− Ciocalteu法测定诺丽果汁的总酚含量，单位为 mg/mL[17]。

1.3.8 总皂苷含量测定

以齐墩果酸为标准品，采用紫外分光光度法测定诺丽果汁的总皂甙含量，单位为mg/L[18]。

1.3.9 挥发性气成分测定

挥发性气味成分的测定采用固相微萃取−气相色谱−质谱联用（SPME−GC−MS）的方法[19]。

1）固相微萃取提取方法与操作。取5 mL样品盛放于带胶垫的20 mL顶空进样瓶中，加入1.25 g NaCl，充分溶解后，旋紧瓶盖摇匀；在45 ℃条件下平衡20 min后，用萃取头（规格为75 μm， CAR/PDMS）在45 ℃恒温条件下萃取40 min，提取样品前需要将萃取头在250 ℃下老化10 min，手动进样，进样条件：在250 ℃下解析3 min。

2）气相色谱条件。采用DB−5ms（30 m×250 μm× 0.25 μm）色谱柱，以He为载气，流速为1 mL/min，设定进样口温度为250 ℃。升温程序：在40 ℃下保持5.0 min，以3 ℃/min的速度升至120 ℃，保持 3 min；再以6 ℃/min的速度升至230 ℃，在此条件下保持5 min。

3）质谱条件。以电子轰击电离源（EI）为离子源，设定70 eV的电子能量，离子源温度设为230 ℃，收集的离子质量（/）为33～500。

4）气相数据的采集和分析。数据采集与分析都采用Agilent公司提供的化学工作站软件。对未知化合物进行检索，并比对标准质谱图谱库（NIST−2014质谱库），确定其成分，定性结果必须是匹配度超过70%的化合物[20]，香气物质的相对含量为峰面积的百分比（%），利用面积归一化法计算。

1.3.10 滋味值测定

采用日本INSENT公司的SA402B电子舌系统分析各种滋味的味觉值[21]，检测的味觉包括咸味、酸味、鲜味、涩味和甜味等。果汁样品用纯水稀释3倍，取离心后上清液40 mL倒入配套量杯中，进行味觉值的测定，各样品的采集测量时间为30 s，清洗时间为30 s。每个样本测量4次，取后3次测量的传感器电势值，将电势值转化为味觉值，通过自带数据分析软件进行分析。

1.3.11 统计学分析

数据采用 SPSS 23.0进行分析，采用Excel作图。使用单因素方差分析法（ANOVA）进行显著性差异分析，即<0.05为显著差异；<0.01为极显著差异。

1.4 设计

1.4.1 正交试验

根据课题组前期实验和胡梓妍等（2021）[22]、李戈等（2016）[23]的研究结果，将柠檬汁量、蔗糖量和柠檬酸−苹果酸复合酸的添加量作为正交试验的3个因素，根据前期单因素结果确定各因素的水平。其中，将感官评价总分作为指标，将柠檬酸和苹果酸（质量比1∶1）配成复合酸。添加成分均以体积分数计，正交试验因素和水平设计结果见表2。

表2 正交试验因素水平设计

Tab.2 Factors and levels used in orthogonal experiment

1.4.2 诺丽果−柠檬复合果汁香气成分测定

采用正交试验优化得出感官评价得分最高的复合果汁的配方，用气相色谱‒质谱法分析果汁香气成分的组成及相对含量。

2 结果与分析

2.1 诺丽果‒柠檬复合果汁最佳配方

正交试验结果见表3。由表3可知，柠檬汁的添加量对复合果汁感官评价的影响最大，极差值达到16.12，达到极显著差异水平，蔗糖的添加量对果汁影响相对较小，但也达到极显著水平，复合酸的添加量对果汁综合评价的影响最小。通过正交试验优化工艺参数，得到最佳配方（均以体积分数计）：柠檬汁15%、蔗糖9%、复合酸0.3%，此配方制得复合果汁的感官评价得分达到96.58，符合大多数人的感官接受程度[24]。

2.2 诺丽果−柠檬复合果汁挥发性气成分

诺丽果汁与诺丽果−柠檬复合果汁样品气质分析的总离子流图见图1—2。由图1—2可以看出，其中有多个明显的样品峰，此气质条件均能较好地分离2个果汁样品的挥发性香气成分，说明此气质条件适用于诺丽果汁挥发性成分分析的GC−MS方法[25]；诺丽果汁样品中明显的分离峰大约有13个，相对较少，说明风味成分较少，这也证实了感官嗅觉评价中感觉诺丽果汁只有酸臭味的结果。添加柠檬汁后，香气的分离峰得到明显增加，明显的分离峰约为26个，说明风味成分显著增加，这与感官嗅觉评价中诺丽果−柠檬复合果汁香气变好，具有丰富的果香评价结果一致。其中，诺丽果汁样品在24.5 min左右时出现的峰较高，而诺丽果−柠檬复合果汁的挥发性成分有3簇较高峰，分别出现在18.2、19.7、26.9 min附近。

表3 复合果汁配方正交试验结果

Tab.3 Orthogonal experimental results for formula of compound juice

注： a、b、c分别表示显著水平<0.05，**表示显著水平<0.01。

图1 诺丽果原汁的香气成分气相色谱−质谱总离子流图

图2 诺丽果−柠檬复合果汁的香气成分气相色谱‒质谱总离子流图

诺丽果汁和诺丽果−柠檬复合果汁中的主要香气成分见表 4，由表4可知，诺丽果汁与诺丽果−柠檬复合果汁中的主要香气成分可分为烯萜类、醇类、酯类、烷烃类、醛酮类及其他物质。诺丽果汁中检测到的香气成分有20种，诺丽果−柠檬复合果汁中获得的主要香气成分有44种。样品中相对含量较高的物质对香气类型和典型性有比较重要的影响，是主要的香气成分。在诺丽果汁中检测出的主要挥发性成分（相对含量）：辛酸（53.52%）、芳樟醇（8.58%）、辛酸甲酯（7.98%）、3,7−二甲基−2,6−辛二烯−1−醇（6.04%）、水杨酸甲酯（4.46%）、庚醇（3.85%）、己酸甲酯（3.35%）、D−柠檬烯（2.58%）。诺丽果−柠檬复合果汁中主要挥发性成分（相对含量）：D−柠檬烯（34.03%）、α−松油醇（18.34%）、γ−松油烯（10.37%）、4−萜品醇（6.26%）、1−甲基4−甲乙基环己烯（4.82%）、β−蒎烯（4.25%）、3,7−二甲基−2,6−辛二烯−1−醇（2.68%）、柠檬醛（2.5%）、β−月桂烯（2.45%）。诺丽果具有强烈的令人不愉快的酸臭味，气质测定结果证明：辛酸是诺丽果的主要香气成分。添加了少量的柠檬汁后，复合果汁的主要香气成分就变成了D−柠檬烯、α−松油醇和γ−松油烯，说明柠檬中这些香气的挥发性更强，对复合果汁香气的贡献较大。双方共有的相对含量高的香气成分主要是烯萜类和醇类物质，说明这2类物质的挥发性较强，是主要的挥发香气成分。辛酸是诺丽果的主要香气成分，在复合果汁挥发性香气中的相对含量较少，说明挥发性不如烯萜类和醇类这2类物质。

由表5可知，诺丽果中检测到的香气成分有20种，其中烯萜类物质有8种，醇类物质有4种，酯类物质有5种，酸类、烷烃类、醛酮醚类物质各1种。诺丽果−柠檬复合果汁中的主要香气成分共有44种，其中烯萜类物质最多，达到24种，醇类物质有10种，酯类物质有3种，烷烃类物质有2种，醛酮醚类物质有4种，酸类物质有1种。诺丽果汁中相对含量最高的香气物质为酸类，达到53.52%，并且只有1种，为辛酸。各类挥发性化合物相对含量的顺序为：酸类（53.52%）、醇类（19.01%）、酯类（16.68%）、烯萜类（9.65%）、烷烃类（0.76%）、醛酮醚类（0.3%）。成熟诺丽果的香气是浓郁的腐败酸臭味[26]，稍微有淡淡的青草味，这主要是由辛酸和挥发性醇类香气形成的[27]。辛酸的含量较高，挥发酸的含量达到0.7 g/L，醇类的含量较低。虽然辛酸的挥发性较差，但是其绝对含量较高，也是诺丽果的主要挥发性香气成分。柠檬中的挥发性香气成分主要为烯萜类和醇类，具有强烈的柠檬和青草味[28]，添加体积分数为15%的柠檬汁后，复合果汁的主要香气就变成了烯萜类和醇类，说明辛酸的挥发性不如烯萜类和醇类。复合果汁中各类挥发性化合物的相对含量为烯萜类（61.86%）、醇类（31.12%）、醛酮醚类（4.26%）、酯类（1.82%）、酸类（0.65%）、烷烃类（0.19%）。柠檬的挥发性香气含量较高[29]，挥发性较强[30]，能够掩盖诺丽果的腐败酸臭味，使复合果汁的香气变成柠檬和青草味道，更利于消费者接受。在诺丽果汁中添加柠檬汁是有效提高复合果汁的消费者香气接受程度的方法。

2.3 诺丽果−柠檬复合果汁的滋味分析

滋味是感官指标的主要判定标准之一，为了更好地定量判断果汁的滋味变化情况，采用电子舌进行滋味评定，定量测定滋味的改善效果。以诺丽果汁为对照，对比分析诺丽果−柠檬复合果汁的滋味变化情况，电子舌测定结果的雷达图见图3。复合果汁与诺丽果汁的各种味觉值存在显著差别，复合果汁的甜味和酸味得到明显提高，咸味和涩味基本不变，只有鲜味和丰富度的值稍有下降。其中，甜度的变化最大，复合果汁的甜度味觉值达到8.57，诺丽果汁的甜度味觉值仅为−3.21，两者相差11.78；酸度值由诺丽果汁的2.14提高到复合果汁的12.45。因为诺丽果汁本身的固形物含量只有5%左右，总酸含量为3.68 g/L，糖酸的含量也较低[31]，味觉值也较低。柠檬本身的酸度较高，并且为了使果汁具有更好的口感，又添加了体积分数为0.3%的复配酸，增加了果汁的酸度，柠檬能调节复合果汁的酸度，使复合果汁的滋味变好。由此可见，在诺丽果汁中添加柠檬汁是有效提高复合果汁消费者接受程度的方法。在复合果汁中添加了蔗糖，复合果汁的甜度明显升高，根据响应值可知，复合果汁的酸味、甜味明显增强，其他味觉整体效果较好。

表4 诺丽果汁与诺丽果−柠檬复合果汁的挥发性香气成分

Tab.4 Volatile aroma components in noni juice and noni-lemon compound juice

注：“—”表示未检出。

表5 诺丽果汁与诺丽果‒柠檬复合果汁中挥发性种类及相对含量

Tab.5 Variety and relative amount of volatile aroma components in noni juice and noni-lemon compound juice

图3 诺丽果汁与诺丽果‒柠檬复合果汁电子舌的滋味变化情况

2.4 诺丽果−柠檬复合果汁理化指标测定

为了更准确地了解诺丽果与柠檬复配后营养成分的变化情况，对诺丽果汁和诺丽果−柠檬复合果汁的主要营养成分进行了测定，主要数据见表6。由表6可知，诺丽果汁含有丰富的黄酮类物质和维生素C等保健活性成分。添加柠檬后复合果汁的可溶性固形物和总酸含量得到明显升高，调配后黄酮、总酚类物质、维生素C这些保健成分的含量稍有降低。总体来说，诺丽果−柠檬复合果汁仍是一种富含多种保健功能成分的果汁饮料。

表6 诺丽果汁和诺丽果−柠檬复合果汁中的主要营养成分

Tab.6 Main nutrients of noni juice and noni-lemon compound juice

注： *表示<0.05，**表示<0.01。

3 结语

采用正交试验优化得到了感官评价得分最高的诺丽果−柠檬复合果汁配方（均用体积分数表示）：柠檬汁15%、蔗糖9%、复合酸0.3%。复合果汁的感官评价得分为96.58，复合果汁色泽鲜艳、口感细腻、酸甜适宜，能有效掩盖诺丽果的辛酸臭味，还有清新怡人的特有风味。添加柠檬汁后明显改善了果汁的挥发性香气组成，提高了其接受程度，主要挥发香气成分由诺丽果汁的20种上升到诺丽果−柠檬复合果汁的44种。其中，烯萜类（61.86%）24种，醇类（31.12%）10种，这2类物质含量较高，是复合果汁香气的主要组成成分。复合果汁中含量较多的香气成分为D−柠檬烯（34.03%）、α−松油醇（18.34%）、γ−松油烯（10.37%）、4−萜品醇（6.26%），其中D−柠檬烯和α−松油醇的含量较高，为复合果汁的主要香气成分。诺丽果汁中的不良风味主要来源于辛酸，其相对含量由原来的53.52%下降到0.65%。添加柠檬汁后果汁的糖度和酸度得到提高，丰富了协调味感成分，改善了果汁的滋味，使其口感更佳。文中的研究为诺丽果复合果汁的理论研究和工厂化应用提供了一定的理论依据。

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Improvement Effect of Lemon on Aroma Component of Noni Juice

LI Li-feng1,2, JIN Si-meng1, YANG Xiao1, WANG Yan-qun1, QI Xin3, YAN Ting-cai1

(1. Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866, China; 2. Liaoning Academy of Agricultural Sciences, Shenyang 110161, China; 3. Customs Technology Center of Dalian, Liaoning Dalian 116000, China)

The work aims to improve the acceptance of noni (L.) juice with lemon juice, so as to provide a special flavor beverage for consumers. Orthogonal experimental optimization was used to obtain the optimum formula, gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) was adopted to explore the transformation of the aroma component, and electronic tongue was applied to detect the taste change. The optimum formula obtained by orthogonal experimental optimization was lemon juice of 15%, sucrose of 9%, and compound acid of 0.3% and the sensory evaluation value was 96.58. According to the aroma component analysis by GC-MS, the aroma component species of the compound juice with lemon rose to 44 from 20. The terpene species increased significantly, from 8 to 24, with relative amount increasing from 9.65% to 61.86%. The alcohol species increased from 4 to 10, with relative amount increasing from 19.01% to 31.12%. The main aroma components of the compound juice were D-Limonene (34.03%), 3-Carene (10.37%) and 3-Cyclohexene-1-methanol (18.34%), which had active role in the aroma formation of the compound juice. The relative amount of the octanoic acid as the main source of the bad smell reduced from 53.52% to 0.65%. From the results of electronic tongue, the compound juice sweetness rose to 8.57 from −3.21 and the acidity increased to 12.45 from 2.14.The taste of noni juice was improved after compounding. Lemon can increase the aroma substance species, cover up the foul smell of the octanoic acid, and improve the taste of the compound juice. This research provides the credible theoretical foundation for application of noni juice in the food industry.

noni; aroma component; optimum formula; lemon; electronic tongue

TS255.3

A

1001-3563(2022)15-0120-09

10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.15.014

2021−10−31

辽宁省自然科学基金（2020−MS−209）；辽宁省重点研发计划指导计划（2017205001）

李莉峰（1970—），男，硕士，研究员，主要研究方向为果蔬贮藏加工技术。

颜廷才（1977—），男，博士，副教授，硕士生导师，主要研究方向为果蔬贮藏加工。

责任编辑：彭颋