白桃风味近水饮料贮存过程中的风味稳定性研究

阳丽红，赵华杰，周子萱，郭宁，常旋，舒欣怡

(恒枫食品科技有限公司，浙江 杭州，311215)

“白桃”狭义上是桃的一个品种，而非泛指白色果肉的桃，其原产地为日本冈山县，最早于日本明治时期由大久保重五郎从“上海水蜜桃”中选育而来，经多次育种改良，已先后培育出“大久保”、“清水”、“白麗”等品种，具有果实圆润饱满、果肉纤维少、多汁且甜感强、果香浓郁宜人等特点，是当地备受欢迎的水果品种[1]。近年来，随着进口水果在国内消费市场的推出，白桃凭借其良好的外观特性和风味深受国内消费者喜爱，白桃风味自然也成为休闲食品和饮料行业的热门风味之一。

关于白桃香气，目前已有一些研究并见诸于文献报道。大崎等[2]采用动态顶空和减压水蒸气蒸馏2种方式萃取白桃中的香气成分，分析鉴定了“白凤”白桃中的香气成分；贾惠娟等[3]以“清水”白桃为研究对象，研究了不同成熟采收期对果实达到完熟时风味等品质的影响；XIN等[4]采用电子鼻和气质联用相结合的方式研究了国产白桃(如玉露、秦王)风味的主要香气成分。郭东花等[5]研究了不同果袋对“阿布白”桃果实香气成分的影响。综合这些研究可以发现在成熟白桃的香气成分中，比较重要的物质主要有：呈现青香的反-2-己烯醛、叶醇、芳樟醇等，呈现果香和甜香的内酯类化合物如γ-癸内酯、γ-己内酯、δ-癸内酯与酯类化合物如乙酸乙酯、丁酸乙酯等，以及呈现花香的β-紫罗兰酮、β-突厥酮等。

近水饮料是在矿泉水或纯净水的基础上，加香或少量的糖或果汁和营养素(维生素、无机盐)，有接近于水的口感，但比水更加清爽、自然。1995年日本三得利公司推出“维他命水”将近水概念引入市场，这类产品有透明的感觉并给人带来一定的健康作用，深受消费者欢迎，许多大公司也相继开发了不同类型的近水饮料，使近水饮料销量得到大幅度增长[6]，至今长盛不衰。随着白桃的风靡，白桃自然也成了近年来近水饮料的热门风味之一。与大多数软饮料类似，近水饮料通常为酸性，除饮料中本身含有的成分，如蔗糖、脂质和维生素C等，会在加工及贮存期内发生反应或阻碍挥发性化合物扩散而影响风味的稳定性外[7-9]，由于风味物质在酸性体系中易发生裂解、氧化等情况，风味劣变是饮料中一个长期存在的问题[10]。

为考察白桃风味在近水饮料体系中的稳定性，本文采用固相萃取(solid-phase extraction，SPE)法对3种市售白桃风味近水饮料进行呈香成分的提取，并通过GC和GC-MS进行成分的定性定量，结合感官评测，研究了影响白桃风味的主要呈香成分的变化情况，及其对整体风味的影响。在此基础上，结合市售样品的分析结果，本文自制一种白桃风味饮料模型，探讨了体系pH、温度以及抗氧化剂(维生素C)对风味稳定性的影响，以期为开发风味特性更稳定的白桃风味饮料提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验材料

3种白桃风味近水饮料，市售，保质期均为1年，生产日期为2个月内。芳樟醇、α-松油醇等香料化合物(食品级)，上海味擎精细化工有限公司；2-辛醇(分析纯)，比利时Acros公司；乙醚(分析纯)，上海凌峰化学试剂有限公司；无水乙醇(分析纯)，永华化学科技(江苏)有限公司；无水硫酸钠(分析纯)，国药集团化学试剂有限公司；C6～C30正构烷烃(色谱纯)，美国Sigma公司；白桃风味香精，结合市售白桃风味饮料样品香气成分分析结果自制；超纯水，由Milli-Q纯水系统制得(电阻率18.2 MΩ·cm)。

1.2 仪器与设备

7890B—5977A气相色谱-质谱联用仪、7890B气相色谱仪、固相萃取小柱(Agilent Bond Elut PPL，100 mg，3 mL)，美国安捷伦公司；S40 pH计，瑞士梅特勒托利多公司。

1.3 实验方法

1.3.1 饮料模型制备

经pH测定，本文所采购的3种市售饮料的pH值分别为3.54，3.28，3.35，且大多数与食品有关的微生物适宜生长的pH值为5.0～8.0[11]，故本文选取了3.00、3.50、4.00、4.50和5.00五个梯度作为考察pH对风味物质影响的范围。另外，维生素C作为抗氧化剂和营养元素的双重功能在许多饮料中被添加使用，本文同时也考察了维生素C对风味物质变化的影响。

按表1配方配制饮料内容物，采用90 ℃杀菌3 min后灌装得上述条件的白桃风味饮料模型。

表1 白桃风味软饮料模型配方表 单位：g

1.3.2 保温贮存试验

依据金苏英等[12]关于柠檬汁饮料中维生素C稳定性的研究结果，维生素C的降解速率在55 ℃约为25 ℃时的24倍，考虑到3种市售饮料样品中均含有维生素C作为其重要的功能性因子，且采购时产品已有1个多月的货架期，本文选择55 ℃和室温25 ℃下进行产品风味稳定性的研究，保温14 d后，55 ℃下的样品理论上已达到1年的保质期。

将3种市售白桃风味软饮料样品分别置于室温(25 ℃)和55 ℃的恒温电热培养箱中贮存，14 d后取出备用。

自制的白桃风味饮料模型样品标记后分别放置在室温(25 ℃)和55 ℃的恒温电热培养箱中贮存，分别于贮存3、7、14 d后取出备用。

1.3.3 香气提取

分别用6 mL乙醚、15 mL无水乙醇以及250 mL超纯水冲洗活化固相萃取小柱。称取300 g饮料样品，加入0.18 g内标物(含1 mg/g 2-辛醇的乙醇溶液)，混匀后过固相萃取小柱，过柱流速控制1～2滴/s，之后用100 mL超纯水冲洗萃取柱，最后用5 mL乙醚洗脱，收集洗脱液。洗脱液用无水硫酸钠脱水，经过0.45 μm 有机滤膜过滤后氮吹浓缩至0.1 mL左右进样分析。

1.3.4 仪器分析

GC-MS分析条件如下：色谱柱HP-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；载气为氦气；恒流模式；流速1.0 mL/min；进样口温度270 ℃；进样量0.2 μL；分流比80∶1；柱温箱程序升温，起始温度65 ℃保持1 min，以5 ℃/min 升温至90 ℃保持1 min，以10 ℃/min升温至260 ℃保持10 min；质谱传输线温度280 ℃；离子源温度230 ℃；四级杆温度150 ℃；离子化方式EI源；电子能量70 eV；质量扫描范围30～400 u。

GC分析条件如下：进样口温度250 ℃，进样量0.2 μL；分流比80∶1；柱温箱程序升温，起始温度65 ℃保持1 min，以5 ℃/min 升温至90 ℃保持1 min，以10 ℃/min 升温至260 ℃保持10 min；FID检测器，温度280 ℃，空气流量300 mL/min，H2流量30 mL/min。

香气成分依据GC峰面积采用内标法定量。通过检索标准谱库(NIST17.0)对GC-MS分析结果进行成分定性，并以香料标准化合物的保留时间进行验证，通过在相同色谱条件下用C6～C30正构烷烃标准品对各香气组分的保留时间计算保留指数(retention index，RI)，RI值与相关文献进行比较来进一步确定化合物，RI按照公式(1)计算：

(1)

式中：n，碳原子数；tn，碳原子数为n的正构烷烃的保留时间，min；tn+1，碳原子数为n+1的正构烷烃的保留时间，min；ti，样品中挥发性成分i的保留时间，min。

1.3.5 感官分析

感官品评员由10位成员组成(5男5女)，全部成员均接受感官培训，并具有感官品评经验。根据白桃风味饮料特性，确定6项感官指标，分别是果香、青香、甜感、酸感、异味和整体品质，对以上指标采用6分标度的感官评分。整体品质的评分标准为：6，非常喜欢；5，喜欢；4，轻微喜欢；3，轻微厌恶；2，厌恶；1，非常厌恶；其余感官指标的评分标准为：6，非常显著；5，明显；4，清晰；3，轻微；2，非常轻微；1，不存在。

1.3.6 数据分析

每个样品平行测定3次，统计值以平均值±标准差形式表示，采用SPSS V17.0进行差异显著性分析，使用Microsoft Word和Excel进行图表绘制。

2 结果与讨论

2.1 市售白桃风味近水饮料风味稳定性

2.1.1 感官分析结果

由图1可知，与室温贮存14 d相比，3种市售饮料经过55 ℃保温后，果香、青香以及酸甜感均有不同程度的变弱。其中青香的减弱尤为明显(P<0.05)，3种饮料的青香均已达到非常轻微的程度，同时出现了一定的异味(被品评员描述为松木样、杂醇油样气味等)。青香的大幅度下降，加之酸感减弱导致口感上生津感的减弱，在很大程度上造成了白桃风味新鲜感的缺失，从而导致产品整体品质大幅度下降(P<0.05)。3种市售白桃风味饮料样品在55 ℃保温14 d后，其整体品质均已下降至让品评员轻微厌恶及以下的程度。

图1 在室温和55 ℃条件下分别保温14 d后的3种白桃风味饮料样品感官评价雷达图Fig.1 Radar map for sensory evaluation score of white peach-flavored beverages at room temperature and 55 ℃注：同一指标中不同小写字母表示差异显著(P<0.05)

2.1.2 市售白桃风味饮料保温贮存前后风味物质变化情况

为了进一步考察白桃风味饮料样品在55 ℃保温后出现风味劣变的原因，实验分析了室温和55 ℃保温下贮存14 d后的3种市售饮料样品中的挥发性成分，详见表2。从市售饮料样品中共检测到香气化合物14种，相比于室温条件，55 ℃保温贮存14 d后，3种市售饮料样品中的大多数挥发性成分的含量均有不同程度的减少。检测到果香型酯类化合物主要有乙酸异戊酯、乙酸乙酯和丁酸乙酯[13-14]，其中含量最高的均为乙酸异戊酯，其含量在3种饮料样品中均下降了一半及以上。丙位内酯类化合物是体现桃成熟果香的重要化合物，一般在采收和贮存过程中随果实成熟度的增加而增加，桃子中典型桃子香韵被认为来自于丙位内酯类化合物[15]。从3种市售饮料中检测到的丙位内酯类化合物主要有γ-己内酯、γ-辛内酯和γ-癸内酯，其中γ-癸内酯的含量最高且保温过程中含量变化不明显，这可能是感官上果香相较青香变化相对较小的主要原因。

表2 三种白桃风味近水饮料在室温和55 ℃保温贮存14 d后挥发性成分含量 单位：μg/g

青香型化合物主要有芳樟醇、乙酸叶醇酯、反-2-己烯醛和叶醇[16-18]，芳樟醇和乙酸叶醇酯的含量相对较高，尽管也略带果香，但其主体香气以青香为主，这2种化合物在保温处理后均呈现下降趋势，且芳樟醇含量的变化最为明显，分别由原来的0.564、0.594、0.424 μg/g减少至0.008、0.011、0.004 μg/g，减少比例均达到98%以上。HE等[19]研究表明，芳樟醇因在酸性基质中的不稳定性而出现的含量降低与贮存温度成正比关系。BAZEMORE等[20]研究发现芳樟醇在pH值为3.8的橙汁中，随着贮存时间延长会降解为α-松油醇、香叶醇和橙花醇，其中α-松油醇具有松木样的香气，会给橙汁带来陈腐、发霉的气味，影响饮料整体风味的表现。KIEFL等[21]研究发现橙汁饮料中的α-松油醇浓度增大，是由芳樟醇和D-苧烯降解产生的，这与SUN等[22]和OHTA等[23]的研究结果相一致。本研究中也检测到3种市售样品中α-松油醇的含量出现明显增长，可以推断α-松油醇来源于芳樟醇的降解。芳樟醇在白桃风味物质中占比较高，其含量的大幅降低会导致白桃风味青香感的缺失，且由芳樟醇降解产物α-松油醇的增长导致了样品感官出现松木样异味。叶醇是另一种为数不多经保温后出现含量增加的化合物，其含量的增加可能来源于乙酸叶醇酯的水解，但由于其含量不高，对整体风味中青香的维系作用可能不明显。

呈现花香的化合物主要有突厥烯酮、β-突厥酮和β-紫罗兰酮[24]，其中突厥烯酮在3种市售饮料中均有检测到，且含量变化规律不一致，在样品1和样品2中呈下降趋势，在样品3中变化不明显。β-突厥酮仅在样品1和样品3中检测到，且样品3中含量也较为微量，β-突厥酮在样品1中变化不大。β-紫罗兰酮在样品2和3中被检测到，变化均不明显。酮类化合物在桃等水果中除体现一定的花香特性外，也同时贡献甜香香韵，甜香香韵对于味觉上的甜感起到一定的协同增效作用，酮类化合物在样品3的变化相对于1和2小，这与感官上甜感的评测结果相一致。

结合感官分析结果，以及上述对3种市售饮料样品在保温贮存过程中香气物质含量变化的分析，本文推断芳樟醇的大幅度降低、及其降解产物α-松油醇含量的增长，是导致白桃风味劣变的主要原因。尽管芳樟醇在酸性体系中不稳定的情况已被一些文献所报道，但关于抗氧化剂、不同pH对于芳樟醇降解的影响以及芳樟醇在酸性体系中的保温经时变化尚未有研究，为此以下主要探究了pH、维生素C对于白桃风味饮料模型中芳樟醇的经时变化情况。

2.2 饮料模型中芳樟醇含量的影响因素

2.2.1 pH及温度的影响

不同pH的白桃风味饮料模型中，芳樟醇和α-松油醇含量在室温和55 ℃条件下的经时变化如图2和图3所示。

图2 不同pH白桃风味饮料模型置于室温和55 ℃保温下第3、7和14天的芳樟醇含量Fig.2 The content of linalool in different pH white peach-flavored beverages at room temperature and 55 ℃ on the 3rd, 7th and 14th day

图3 不同pH白桃风味饮料模型置于室温和55 ℃保温下第3、7和14天的α-松油醇含量Fig.3 The content of α-terpineol in different pH white peach-flavored beverages at room temperature and 55 ℃ on the 3rd, 7th and 14th day

由图2可知，在pH 3.00～5.00，饮料模型的pH越低，芳樟醇含量的下降越显著。在pH 4.50和5.00的饮料模型中，即使55 ℃下保温14 d，其含量仍高于0.480 μg/g，相较于初始值0.600 μg/g，下降不足20%；而在pH 3.00和3.50的饮料模型中，即使室温3 d，其含量也已下降至0.400 μg/g左右，且在55 ℃贮存14 d后，含量均下降至0.040 μg/g以下，降低幅度大于90%。从中可以判定pH对于芳樟醇降解的影响远大于温度。另外，对于pH 4.00的饮料模型，在室温14 d以及55 ℃贮存7 d内，芳樟醇的含量仍能维持在相对较高的水平，降幅在15%以内，在55 ℃保温的7～14 d，降幅相对较大，但依旧可以保留初始值一半以上的含量。出于降低微生物风险和酸甜口感考虑，许多饮料体系通常维持在一个相对较低的pH范围内，因此对于白桃风味饮料以及以芳樟醇作为重要风味物质的风味饮料，4.00左右是一个值得研究和参考的pH范围。

由图3可知，α-松油醇恰好与芳樟醇呈现相反的含量变化趋势和规律，结合相关文献的研究结果，可以进一步验证α-松油醇的生成来源于芳樟醇的降解。

2.2.2 维生素C的影响

由图4可知，室温贮存下14 d内，对照组和试验组样品中芳樟醇的含量都有下降，对照组室温贮存14 d较3 d下降6.58%，试验组下降16.21%。55 ℃条件下贮存，对照组14 d后较3 d下降96.20%，试验组下降94.38%，芳樟醇含量的降低与贮存温度更为密切相关。与之相对应，由图5可知，α-松油醇的含量在室温下贮存增加不明显，对照组和试验组从第3天到第14天分别增加7.36%和1.89%，55 ℃条件下贮存时增加更为显著，分别增加13.28%和34.96%。

图4 室温和55 ℃保温下第3、7和14天的白桃风味饮料模型中芳樟醇含量Fig.4 The content of linalool in white peach-flavored beverage at room temperature and 55 ℃ on the 3rd, 7th and 14th day注：对照组-未加维生素C，试验组-加入维生素C(下同)

图5 室温和55 ℃保温下第3、7和14天的白桃风味饮料模型中α-松油醇含量Fig.5 The content of α-terpineol in white peach-flavored beverage at room temperature and 55 ℃ on the 3rd, 7th and 14th day

由此可见维生素C的添加对芳樟醇和α-松油醇含量增减的影响不明显。且已有文献表明，维生素C本身不稳定，在柠檬汁、草莓汁、樱桃汁等果汁饮料的贮存过程中容易受到光、热等影响发生氧化降解[25-27]，并产生糠醛等物质[28]，一定程度上影响产品风味。因此单纯从风味保护的角度考虑，维生素C在白桃风味饮料中添加的意义不大。

3 结论

白桃风味在酸性饮料体系中存在风味劣变的风险，主要原因在于芳樟醇在酸性条件下不稳定，容易降解致使青香(新鲜感)降低，并且其降解产物α-松油醇的产生，可以引起松木样气味的出现。

通过对不同pH条件下白桃风味饮料模型风味稳定性的检测，发现在pH 3.00～5.00，pH越低芳樟醇的降解越明显，且pH在3.50以下时室温贮存3 d后，芳樟醇的降解量就已达到pH 4.50条件下55 ℃保温贮存14 d的程度，55 ℃保温14 d后，芳樟醇含量降低90%以上。pH 4.00的饮料模型中，55 ℃条件下贮存14 d仍可保留初始值一半以上的芳樟醇量，出于微生物安全性以及饮料酸甜感的考虑，建议白桃风味饮料以及以芳樟醇作为重要风味物质的其他风味饮料，pH可以控制在4.00以上，或者在pH 4.00左右做进一步的探讨。另外，作为功能因子和抗氧化剂维生素C在许多饮料配方中被添加，从本文研究结果可知单纯从风味保护的角度考虑，维生素C在白桃风味饮料中添加意义不大。