树莓汁的品质与香气成分的研究

韩宗元,李晓静,杨玉红,王　楠,刘云囡,王家庆,肖志刚

(1.沈阳工学院 生命工程学院,辽宁抚顺 113122;2.沈阳师范大学粮食学院,辽宁沈阳 110034)



树莓汁的品质与香气成分的研究

韩宗元1,李晓静1,杨玉红1,王楠1,刘云囡1,王家庆1,肖志刚2,*

(1.沈阳工学院 生命工程学院,辽宁抚顺 113122;2.沈阳师范大学粮食学院,辽宁沈阳 110034)

树莓果汁营养价值丰富,采用相关性分析和模糊综合评判法,研究树莓汁的品质。结果表明:还原糖、总酸、可溶性固形物、VC、氨基态氮、SOD都对树莓汁感官品质有显著的影响(p<0.05)。由模糊综合评判可知,自制树莓汁只有1个峰值为0.29,品质良好;市售树莓汁A有2个峰值,分别为0.29、0.265,品质良好;市售树莓汁B只有1个峰值为0.26,品质良好。通过GC-MS,3种树莓汁的香气成分中,酮类物质和醇类物质是主要香气成分。自制树莓汁中,鉴定出酮类物质11种,其中树莓酮(11.84%)、4-三甲基环己烯基-3-丁酮(10.34%)、α-紫罗酮(10.15%)是主要的风味物质;其次是醇类物质,鉴定出4种,其中苯乙醇(5.44%)是主要风味物质。结论:树莓汁中的营养指标和香味物质对树莓汁感官评价有重要的影响。

树莓汁,营养品质,感官评价,相关性,模糊综合评判,香气成分

树莓果含有维生素C、维生素E、超氧化物歧化酶(SOD)、鞣花酸、水杨酸、铁和硒等矿物质,因为树莓具有极高的营养价值,可以将树莓加工成果汁、果酒、果酱等健康食品[1],所以将树莓加工成树莓果汁,并且在树莓果汁加工过程中,保证其营养品质与感官品质具有重要的意义。

树莓果汁在加工过程中,其营养品质和感官品质极易受到影响,所以对加工过程进行系统研究来降低树莓果汁的营养损失,提高感官品质。白立敏等[2]研究得出柠檬酸、VC对树莓汁色泽的稳定没有影响,并且具有护色作用[3]。冀晓龙等[4]研究表明超高压杀菌既可以起到良好的杀菌作用,也能有效保持梨汁的抗氧化性。Oulé等[5]提出超临界二氧化碳对橙汁的感官品质和物理性质无影响,VC保留为原果汁88%,明显优于巴氏杀菌后。因此超高压杀菌、柠檬酸护色等方法能够提高树莓汁营养品质和感官品质。胡璇等[6]研究表明模糊综合评判法可以在多种食品感官评价中起到重要作用,具有较高的精确度。模糊综合评判法可以客观地,准确地对食品的感官品质进行评价,因此可以用于树莓果汁的感官鉴评。

本实验对树莓果汁的营养品质和感官品质进行研究,通过分析营养品质和感官品质的相关性,确定树莓果汁的VC、SOD、氨基态氮、可溶性固形物、总酸、还原糖对口感、色泽、气味和喜欢程度的影响,并通过模糊综合评判法,建立数学模型,分析树莓果汁的品质。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

树莓自主栽培种植,品种秋福,2015年8月收;白砂糖食品级,市售;氢氧化钠、盐酸、硫酸、95%乙醇、草酸、硫脲、活性炭、VC、2,4-二硝基苯肼、甲醛溶液、Tris、EDTA·2Na、邻苯三酚分析纯,天津迪博化工股份有限公司;市售产品A100%红树莓鲜果汁,纯净水,果葡糖浆,椴树蜜,白砂糖等;市售产品B100%红树莓果汁,纯净水,果糖。

FA2004型电子分析天平上海舜宇恒平科学仪器有限公司;WGL-45B型电热恒温鼓风干燥箱天津泰斯特仪器有限公司;pHS-3C型酸度计上海雷磁仪器厂;UV759CRT型紫外可见分光光度计上海佑科仪器公司;XMTD-4000型电热恒温水浴锅北京市永光明医疗仪器厂;九阳榨汁机深圳市金美盾科技有限公司;气相色谱-质谱联用仪美国安捷伦科技有限公司。

1.2实验方法

1.2.1树莓汁加工称取500 g红树莓,先进行清洗,将清洗好的树莓在组织搅拌器中破碎,然后将果肉和汁液都放到50 ℃水浴锅中软化15 min;软化后进行冷却,再放入榨汁机中进行榨汁,然后把树莓汁在纱布上过滤,过滤后添加25%白糖进行调配,最后高温灭菌121 ℃ 5 s,冷却到室温,放到冰箱4 ℃保存。

1.2.2感官评价测定采用标度法[7]进行感官评定,分值越高,则表示其感官品质越好。感官评价指标包括口感、气味、色泽、喜欢程度4项,感官指标及其评分标准如下:口感范围1～100 分(10 分:差;60 分:一般;90 分:极好),气味范围1～100 分(10 分:差;60 分:一般;90 分:极好),色泽范围1～100 分(10 分:差;60 分:适中;90 分:极好),喜欢程度范围1～100 分(10 分:不喜欢;60 分:一般;90 分:极喜欢)。选择20名感官评定人员进行感官评价,其中包括10 名男士,10 名女士,对树莓果汁进行感官评分。

1.2.3模糊综合评判方法建立因素集U、评语集V、权重集X,对树莓汁的每一个因素建立一个从U到V的模糊关系R,从而得出单因素的评价集,最后进行综合模糊评判,求出R与X后,进行模糊变换B=XR,再进行归一化处理得到B[8]。因素集U1={口感u1,气味u2,色泽u3,喜欢程度u4};评语集V1={优秀,良好,中等,一般},其中优秀91～100分,良好81～90分,中等71～80分,一般61～70分。权重集X1={0.3,0.2,0.2,0.3},口感30分,气味20分,色泽20分,喜欢程度30分,共计100分。

1.2.4理化指标测定用GB/T 12456-2008《食品中总酸的测定》、GB/T 5009.86-2003《食品中VC的测定》、GB/T 12143-2008《饮料中氨基态氮的测定》、GB/T 10786-2006《食品中可溶性固形物的测定》、GB/T 5009.7-2008《食品中还原糖的测定》、GB/T 5009.171-2003《食品中SOD的测定》进行检测。

1.2.5香味物质的测定采用气相色谱质谱联用仪测定挥发性香味化合物。色谱条件:色谱柱DB-5MS,进样口温度250 ℃,载气He,流速1.0 mL/min。采用程序升温方式,升温程序以50 ℃保持 1 min,以 2 ℃/min升至100 ℃保持3 min,然后以4 ℃/min升至220 ℃在此温度下保持10 min,不分流进样。质谱条件:质谱选择检测器以0.72 scans/s,速度扫描50～550 m/z。萃取条件:所有冻存样品解冻后,60 ℃水浴下平衡10 min,萃取头顶空吸附30 min后,在GC进样口释放1 min。离子源温度 230 ℃;离子源:EI;电子能量:70 eV。

1.2.6定性定量分析扫描图谱与NIST02.L谱库对照进行鉴定,并用气相色谱峰面积归一化定量计算出各香气成分样品中的相对含量,为确定关键风味化合物,本研究只分析匹配度大于60%的组分。

1.3数据处理

采用SPSS19、SAS9.13统计分析软件对相关性进行分析,Matlab7.0进行数学模型的建立和数据处理。

2　结果与分析

2.1树莓果汁营养品质和感官评价的相关性结果与分析

根据国家标准对还原糖、总酸、可溶性固形物、VC、氨基态氮、SOD进行检测,结果见表1。树莓果汁中主要存在还原糖为葡萄糖,葡萄糖的甜度低于蔗糖甜度[9-11];树莓果汁中含有无水柠檬酸、苹果酸、酒石酸和富马酸等有机酸[9-11],通过对总酸分析去调配果汁中的甜度和总酸的比例,保证树莓汁口感。可溶性固形物包括溶于水的糖、酸、维生素、矿物质等,还原糖、总酸、VC对可溶性固形物的含量影响很大,可溶性固形物含量高低说明树莓果汁营养品质优劣[12-14],并且自制树莓汁的可溶性固形物、VC、氨基态氮和SOD含量均高于市售产品。

对自制树莓汁、市售树莓汁A、市售树莓汁B进行感官评价,结果见表2。根据树莓汁的色泽、气味、口感和喜欢程度进行综合评分,结果表明3种树莓果汁的综合评分均在80～90分之间,自制树莓汁的综合评分略高于其他2种市售产品。

表1　3种树莓汁的营养品质表Table 1　Nutritional quality of 3 kinds of raspberry juice

表3　树莓汁的营养品质和感官评价相关性表Table 3　The correlation between nutrition quality and sensory evaluation of raspberry juice

注:*在0.05水平(双侧)上显著相关,**在0.01 水平(双侧)上极显著相关。

表2　3种树莓汁的感官评价表Table 2　Sensory evaluation of 3 kinds of raspberry juice

对树莓果汁的营养品质和感官评价指标进行相关性分析,结果见表3。还原糖对树莓汁口感呈显著负相关(p<0.05),还原糖的含量越高,导致甜酸比例越大,口感下降;总酸对气味、口感、喜欢程度和综合评分呈显著负相关(p<0.05),总酸含量越高,口感越差,对树莓汁的香气物质影响程度越高[15-16],气味越淡,对综合评分的影响也越大,导致综合评分下降;可溶性固形物对气味、喜欢程度、综合评分呈显著正相关(p<0.05),对口感呈极显著正相关(p<0.01);VC对喜欢程度和综合评分呈显著正相关(p<0.05),对口感呈极显著正相关(p<0.01),VC具有预防动脉硬化、治疗贫血、防癌等作用,人们对含有VC饮品的喜欢程度很高,并且VC具有抗氧化性,能够避免树莓汁中的香味物质被氧化,保持树莓汁良好的口感[17-19];氨基态氮和SOD对气味和喜欢程度呈显著正相关(p<0.05),对口感和综合评分呈极显著正相关(p<0.01),SOD能消除生物体在新陈代谢过程中产生的有害物质,人体不断地补充SOD具有抗衰老的特殊效果,人们对其喜欢和接受程度很高[20]。由此可知,树莓果汁的营养品质和感官评价呈现明显的相关性(p<0.05),树莓果汁中还原糖、总酸、可溶性固形物、VC、氨基态氮、SOD都与树莓果汁的感官评价有关,并且还原糖和总酸呈负相关,树莓果汁中二者的值越高,树莓果汁的感官评价越低;可溶性固形物、VC、氨基态氮、SOD呈正相关,它们含量越高,树莓汁的感官评价越高。

2.2树莓果汁的模糊综合评判结果与分析

由表4、表5和表6可知,3种树莓汁的评价结果峰值分别为0.29、0.29和0.26,表明这3种树莓汁的品质都为良好。并且由图1可知,通过产品的模糊关系曲线,树莓汁和市售产品A的峰值都是0.29,但模糊关系曲线分布不同,自制树莓汁只有1个峰值,各数值都集中分布于高分区域,表明专家的综合意见比较一致,分歧小;市售产品A有2个峰值,在最高峰值左侧又出现一个次峰0.265,这表明专家的分数向低位移动,产生重心偏移,综合意见不一致[8]。因此,自制树莓汁的品质良好,并且优于市售产品A,所以根据模糊综合评判结果,树莓汁感官评定:自制树莓汁>市售产品A>市售产品B。

表4　树莓汁品质评定结果Table 4　Quality assessment results of raspberry juice

注:得分是指20名感官评定人员评价某因素得分的人数,如表4中加粗字体3是指评价口感得分80-83的评定人员有3人。

表5　市售树莓汁产品A品质评定结果Table 5　Quality assessment results of commercially available raspberry juice A

表6　市售树莓汁产品B品质评定结果Table 6　Quality assessment results of commercially available raspberry juice B

3种树莓汁(自制树莓汁、市售产品A、市售产品B)的模糊矩阵由表4、5、6建立矩阵 R1、R2、R3,根据权重矩阵,通过Matlab软件计算得到模糊变换矩阵B,再进行归一化处理得到B′。

归一化处理后得树莓汁感官品质评语集B′:

图1　3种树莓汁模糊关系曲线Fig.1　Fuzzy relation curve of raspberry juice, commercially available raspberry juiceA and B

2.33种树莓汁的香气成分分析

由表7可知,自制树莓汁共鉴定出29种香气成分,主要为树莓酮(11.84%)、4-三甲基环己烯基-3-丁酮(10.34%)、α-紫罗酮(10.15%)、β-紫罗酮(6.73%)、2,2,6-三甲基1环己烯基-3-丁烯酮(6.65%)、苯乙醇(5.44%)。市售产品A共鉴定出24种香气成分,主要是4-三甲基环己烯基-3-丁酮(10.88%)、α-紫罗酮(6.14%)、2,2,6-三甲基1环己烯基-3-丁烯-2-酮(5.79%)、4-三甲基环己烯基-2-丁酮(5.52%)、树莓酮(5.22%)。市售产品B共鉴定出24种香气成分,主要是4-三甲基环己烯基-3-丁酮(12.36%)、β-紫罗酮(8.39%)、2,2,6-三甲基1环己烯基-3-丁烯-2-酮(7.56%)、树莓酮(6.85%)、2,10-二甲氧基苯基环庚酮(5.94%)。由表7可知,通过分析3种树莓汁的香气成分可以得出:自制树莓汁中主要香气成分为酮类物质(11种),所占整个香气成分比例最大,为53.02%;醇类物质4种,占8.62%;酸类物质4种,占5.24%。市售产品A和B中主要香气成分也为酮类物质,各含有9种,所占整个香气成分比例最大,分别为46.42%、53.71%;醇类物质各含有4种,分别占5.23%、5.24%。

3种树莓汁的香气成分中,酮类物质所占比例皆最大,所以其主要香气成分为酮类物质。自制树莓汁中,鉴定出酮类物质11种,其中树莓酮(11.84%)、4-三甲基环己烯基-3-丁酮(10.34%)、α-紫罗酮(10.15%)是主要的风味物质;其次是醇类物质,鉴定出4种,其中苯乙醇(5.44%)是主要风味物质。由表7可知,自制树莓汁的醇类物质、萜烯类物质、酸类物质相对含量均高于市售产品A和B,但酮类物质相对含量略低于市售产品B。

树莓果汁香气活性物质主要有4类:萜烯类化合物:此类化合物是分子式为异戊二烯的整数倍的烯烃类化合物,树莓汁中主要是单萜,呈现极强的甜味和比较重要的芳香气味,如α-蒎烯、β-蒎烯;酮类:呈现果味,主要有树莓酮、4-三甲基环己烯基-3-丁酮、α-紫罗酮等,酮类是树莓汁的主要香气物质,对树莓汁的风味起到主要作用;酯类:呈现果香气味,主要有乙酸乙酯,呈现香蕉、菠萝、苹果的香气[16,21];醇类:呈现花香,主要是苯乙醇,呈现玫瑰花、茉莉花香味。自制树莓汁在加工过程中,单萜和烯类物质容易发生氧化,造成单萜类物质含量降低,但自制树莓果汁中酮类物质是主要香气物质,其含量(53.02%)较高,对树莓果汁的感官评价起到重要作用。

表7　3种树莓汁香气成分分析Table 7　Flavor components in three kinds of raspberry juice

注:“-”表示未检测出。3结论

通过研究树莓果汁营养品质和感官评价的相关性,得到以下结果:自制树莓汁的可溶性固形物、VC、氨基态氮和SOD含量均高于市售产品,3种树莓果汁的综合评分均在80～90分之间,自制树莓汁的综合评分略高于其他2种市售产品。树莓果汁的营养品质和感官评价呈现明显的相关性(p<0.05),还原糖和总酸呈负相关,树莓果汁中二者的值越高,树莓果汁的感官评价越低;可溶性固形物、VC、氨基态氮、SOD呈正相关,它们含量越高,树莓汁的感官评价越高。根据模糊综合评判,树莓汁感官评价结果:自制树莓汁>市售产品A>市售产品B。3种树莓汁的香气成分中,酮类物质和醇类物质是主要香气成分。自制树莓汁中,鉴定出酮类物质11种,其中树莓酮(11.84%)、4-三甲基环己烯基-3-丁酮(10.34%)、α-紫罗酮(10.15%)是主要的风味物质;其次是醇类物质,鉴定出4种,其中苯乙醇(5.44%)是主要风味物质。结论:树莓汁中的营养指标和香气物质对树莓汁感官品质有重要的影响。

[1]叶永铭,陈福玉,李明,等. 澄清树莓汁饮料的研制[J]. 食品工业科技,2009,3(30):254-257.

[2]白立敏,辛秀兰,江波,等. 树莓清汁饮料的研制及色泽稳定性研究[J]. 食品与发酵工业,2007,33(12):145-149.

[3]冀晓龙,王敏,田汉英,等. 不同杀菌方式对梨枣汁贮藏过程中品质变化的影响[J]. 现代食品科技,2013,29(9):2211-2217.

[4]谢慧明,王颖,周典飞. 超高压处理对猕猴桃汁品质的影响[J]. 食品科学,2012,33(11):17-20.

[5]K.M. Oulé,M. Dickman,J. Arul. Properties of Orange Juice with Supercritical Carbon Dioxide Treatment[J]. International Journal of Food Properties,2013,16(8):1693-1710.

[6]胡璇,夏延斌. 基于模糊数学的剁椒感官综合评价方法[J].食品科学,2011,32(1):95-97.

[7]Laura Vázquez-Araújo,Edgar Chambers IV,Koushik Adhikari,et al. Sensory and physicochemical characterization of juices made with pomegranate and blueberries,blackberries,or raspberries[J]. Journal of Food Science,2010,75(7):398-404.

[8]徐树来,王永华. 食品感官分析与实验第二版[M]. 北京:化学工业出版社,2015:102-105.

[9]Pangbom R M. Relative taste of selected sugars and organic acid[J]. Journal Food Science,1963,28(6):726-733.

[10]Doty TE. Fructose sweetness:A new dimension[J]. Cereal Foods World,1976,21:62-63.

[11]Zhang LT. The sweetness of sugars[J]. Journal of South China University of Technology,2002,30(1):89-91.

[12]张群,付复华,吴跃辉,等. 湖南杂柑品种外观品质与营养品质及感官评价之间的相关性研究[J]. 食品工业科技,2014,35(23):100-106.

[13]Takao K,Bunta W,Shiro S,et al. Characterization of raspberry ketone/zingerone synthase,catalyzing the alpha,beta-hydrogenation of phenylbutenones in raspberry fruits[J]. Biochemical and Biophysical Research Communications,2011,412(1):104-108.

[14]Nicole Roberta Giuggioli,Rossella Briano,Claudio Baudino,et al. Effects of packaging and storage conditions on quality and volatile compounds of raspberry fruits[J]. CyTA-Journal of Food,2015,13(4):512-521.

[15]任婧楠,荣茂,彭勋,等. 树莓汁中键合态香气物质的酸解[J]. 食品科学,2013,34(13):101-104.

[16]任婧楠,潘思轶,王可兴,等. 树莓及其加工制品中香气化合物的研究进展[J]. 食品科学,2013,34(11):363-368.

[17]Hamid Hassanpour. Effect of Aloe vera gel coating on antioxidant capacity,antioxidant enzyme activities and decay in raspberry fruit[J]. LWT-Food Science and Technology,2015,60(1):495-501.

[18]Eva M. González,Begoa de Ancos,Pilar M. Cano. Preservation of raspberry fruits by freezing:physical,physico-chemical and sensory aspects[J]. European Food Research and Technology,2002,215(6):497-503.

[19]Richard E Harrison,D.Donald Muir,E.Anthony Hunter. Genotypic effects on sensory profiles of drinks made from juice of red raspberries(Rubus idaeus L.)[J]. Food Research International,1999,31(4):303-309.

[20]Eva González,Salud Vegara,Nuria Martí,et al. Physicochemical Characterization of Pure Persimmon Juice:Nutritional Quality and Food Acceptability[J]. Journal of Food Science,2015,80(3):532-539.

[21]张强,辛秀兰,杨富民,等. 主成分分析法评价红树莓果醋的相对气味活度值[J]. 现代食品科技,2015,31(11):332-338.

Study on the quality and aroma components in raspberry juice

HAN Zong-yuan1,LI Xiao-jing1,YANG Yu-hong1,WANG Nan1,LIU Yun-nan1,WANG Jia-qing1,XIAO Zhi-gang2,*

(1.College of Life and Engineering,Shenyang Institute of Technology,Fushun 113122,China;2.Shenyang Normal University,College of Grain Science and Technology,Shenyang 110034,China)

Due to nutritional value,nutrition quality and sensory evaluation of raspberry juice was carried out by correlation analysis,and the quality of raspberry juice was compared and classified by fuzzy comprehensive evaluation. The results showed that reducing sugar,total acids,soluble solids,VC,amino nitrogen and SOD had a significant correlation with sensory evaluation(p<0.05). By fuzzy comprehensive evaluation,raspberry juice consisted of only one peak of 0.29 with good quality;commercially available raspberry juice A had two peaks of 0.29,0.265 with good quality;commercially available raspberry juice B included only one peak of 0.26 with good quality. By GC-MS,its main aroma components were ketones and alcohols. Homemade raspberry juice had eleven kinds of ketones in which raspberry ketone,3-Buten-2-one,4-(2,6,6-trimethyl-2-cyclohexen-1-yl)andα-lonone accounted for 11.84%,10.34%,10.15%,respectively and four kinds of alcohols in which Benzene alcohol accounted for 5.44%. In conclusion,nutrition quality and aroma components have an important effect on sensory quality.

raspberry juice;nutrition quality;sensory evaluation;correlation;fuzzy comprehensive evaluation;aroma components

2016-01-08

韩宗元(1988-),男,硕士，讲师,研究方向:食品科学与工程,E-mail:longnv0206@163.com。

肖志刚(1972-),男,博士，教授,研究方向:粮油精深加工,E-mail:zhigangx@sina.com。

国家星火计划(2015GA650007);校大学生创新项目(DC2015023、DC2015025)；校重大课题支持基金(ZD201602)。

TS255

A

1002-0306(2016)15-0270-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.15.044