两个品种龙眼果汁芳香及营养成分测定与分析

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(1. 广东石油化工学院化工学院,广东茂名 525000;2.华中农业大学食品科技学院,湖北武汉 430070)

两个品种龙眼果汁芳香及营养成分测定与分析

彭颖1,2,周如金1,*

(1. 广东石油化工学院化工学院,广东茂名 525000;2.华中农业大学食品科技学院,湖北武汉 430070)

本研究采用顶空固相微萃取-气质联用等方法对两个龙眼品种储良和石硖的果汁芳香成分及氨基酸、单糖和总糖进行测定及分析。结果表明:虽然储良和石硖果汁的芳香成分均主要为萜烯类、醇类、酯类等,并且两者都富含γ-氨基丁酸和糖,但利用电子鼻能很好地区分这两个龙眼品种。

龙眼,电子鼻,芳香成分,营养成分,检测

龙眼(DimocarpuslonganLour.)是原产于我国南方的特产名果,其果实营养丰富,药用价值高,具有壮阳益气、补益心脾、养血安神、润肤美容等多种功效,自古被视为滋补品[1]。 近年来,龙眼生产发展迅猛,栽培面积不断扩大,在农业生产中占有较高的经济地位。

水果品质的重要区别及评价因素是芳香成分的种类、含量和比例,以往芳香成分分析多采用蒸馏法、顶空法和有机溶剂萃取法等[2-3],而近几年发展起来的顶空固相微萃取方法是在固相微萃取技术的基础上发展起来的样品前处理技术[4-9]。王晨旭等[10]等采用顶空固相微萃取等4种方法提取国产蛇莓的挥发性组分,表明HS-SPME具有快速、高效、无需溶剂等优点。王磊等[11]应用HS-SPME-GC/MS联用技术对椪柑芳香水中挥发性成分进行快速、准确的分析。

电子鼻(electronic nose,e-nose)是一种模拟生物鼻的电子系统,能够识别简单或复杂气味,是由适当的模式识别系统与具有部分选择性的化学传感器阵列组合而成的[12]。目前,用电子鼻可对食品进行分类与分级等[13-14]。樊丽等[15]利用电子鼻检测并通过线性判别分析区分了不同贮藏期的嘎拉苹果。张鑫等[16]研究表明电子鼻系统中的PCA较DFA更能准确区分桃果实的不同成熟度。胡桂仙等[17]利用电子鼻无损检测区分不同新鲜度的柑橘。

氨基酸是食物原料及其加工品重要的生物活性成分之一,更是龙眼营养和风味重要的组成部分。有许多学者研究了龙眼的糖和酸的组成及其作用,但对风味物质和氨基酸成分研究还比较少见。因此,为了充分利用龙眼资源,本研究利用顶空固相微萃取和电子鼻等技术对根子镇主要两个品种龙眼的芳香成分以及营养成分进行初步探讨,为龙眼的进一步深加工提供参考。

1 材料与方法

1.1材料与仪器

龙眼 采自高州根子镇,品种为成熟的储良和石硖,采摘过程随机并快速;C7～C30混烃、环己酮(色谱纯) 美国Sigma公司;葡萄糖、果糖标准品 上海源叶生物科技有限公司;其他试剂 分析纯。

5804R冷冻离心机 德国eppendorf;FOX400型电子鼻 法国AlphaMOS公司;7890A-5975C型气质联用(gas chromatography-mass spectrometer,GC-MS)仪 美国Agilent公司;L-8800型全自动氨基酸分析仪 日本日立公司;P1201型高效液相色谱仪(配置R1201型示差折光检测器) 大连依利特分析仪器有限公司。

1.2实验方法

1.2.1 龙眼果汁的制备 取500 g龙眼去壳去核榨汁,四层100目滤网过滤后,滤液加饱和NaCl于-18 ℃密封玻璃瓶储存待用,测定前于30 ℃的水浴中快速解冻。

1.2.2 龙眼果汁芳香成分电子鼻测定 取200 mL龙眼果汁,8000 r/min离心20 min后取上清液加入顶空进样瓶中至离瓶口三分之一处。加热果汁至40 ℃,采集气体120 s,采集间隔300 s,采集速度1点/s进样体积2500 mL,进样速率2500 mL/s,进样针温度30 ℃,空气流速150 mL/s。

1.2.3 龙眼果汁芳香成分GC-MS测定 准确称取6 mL龙眼果汁移入20 mL钳口样品瓶中,加入1 μL 0.1 g/mL的内标物环己酮,加入5 mL饱和NaCl水溶液,用聚四氟乙烯隔垫密封,于磁力搅拌器40 ℃加热平衡15 min后,通过隔垫插入已经活化好的固相微萃取(solid-phase micro-extraction,SPME)萃取头(270 ℃活化30 min),推出纤维头,顶空吸附40 min后,插入GC进样口解吸5 min。

气相色谱条件:色谱柱为DB-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm);载气:氦气;柱流量:1 mL/min;进样口温度:250 ℃,不分流进样;起始温度35 ℃保持5 min,以3 ℃/min升至180 ℃保持2 min,再以5 ℃/min升至240 ℃保持1 min。

质谱条件:接口温度280 ℃,离子源温度230 ℃,四级杆温度150 ℃,离子化方式:电子电离(electron ionization,EI)源,电子能量70 eV,质量范围35～350 m/z。

定性定量分析:GC-MS分析得到的质谱数据经计算机在美国国家标准技术研究所(national institute of standards and technology,NIST)08.LIB标准谱库的检索及参照已发表的质谱资料,计算芳香成分的保留指数(retention index,RI),并与文献值进行对比,对芳香成分物质进行了定性;加入内标物环己酮,利用内标法进行定量,含量=(单峰面积/内标峰面积)×内标物浓度。

1.2.4 营养成分测定

1.2.4.1 氨基酸的测定 采用国标GB/T 5009.124-2003《食品中氨基酸的测定》中的方法。

1.2.4.2 总糖的测定 采用国标GB/T 5009.8-2003《食品中蔗糖的测定》中的方法。

1.2.4.3 单糖的测定 采用高效液相色谱法,其色谱条件:色谱柱为Shodex Sugar SH 1011糖分析柱(9 μm,300 mm×8.0 mm);柱温:65 ℃;流动相:5 mmol/L H2SO4;流速:1 mL/min;压力:3.0 MPa;检测器:示差折光检测器(refractive index detector,RID);进样量:20 μL。

2 结果与分析

2.1龙眼果汁芳香成分电子鼻检测结果

两个龙眼品种果汁芳香成分电子鼻分析测定结果见图1。由图1可知,通过主成分分析(principal component analysis,PCA),判别函数分析(discriminant function analysis,DFA)对两个品种的龙眼果汁进行区分。在PCA分析中,第一主成分和第二主成分的贡献率分别是76.538%和16.064%,不同品种的龙眼果汁都能够较好的用电子鼻区分,说明两者特有的芳香成分不接近。在DFA中,第一主成分和第二主成分的贡献率分别为100.0%和0%,从DFA分析图上可以看出,两种龙眼挥发出来的特有的芳香成分区别比较显著,这与PCA的结果相吻合。

图1 两种龙眼果汁芳香成分电子鼻测定结果 Fig.1 E-nose determination results of aroma components in fresh juices of two kinds of longan varieties 注:图中6为储良;7为石硖。

2.2龙眼果汁芳香成分GC-MS检测结果

储良和石硖龙眼果汁经顶空固相微萃取和气质联用仪分析,其芳香成分GC-MS检测总离子流色谱图见图2,分析鉴定结果见表1。

表1 不同品种龙眼芳香成分GC-MS分析部分结果Table 1 GC-MS analysis results of aroma components in fresh juices of two kinds of longan varieties

图2 两种龙眼果汁芳香成分GC-MS分析总离子流色谱图Fig.2 Total ion chromatogram of aroma components from fresh juices of two kinds of longan varieties by GC-MS

从表1可知,储良和石硖两个品种挥发性成分主要是萜烯类、醇类、酯类等,两者全部共有或部分共有的芳香成分有:反式罗勒烯、乙醇、乙酸乙酯、别罗勒烯等。其中储良有39种挥发性物质,烯萜类17种,含量最高的是反式-罗勒烯为218.010 μg/100 mL,含量最低的是α-葎草烯为0.014 μg/100 mL;醇类7种,含量最高的是乙醇为4.097μg/100 mL,含量最低的是2-庚醇为0.037 μg/100 mL;酯类12种,含量最高的是乙酸乙酯为7.759 μg/100 mL,含量最低的是十四碳酸乙酯为0.012 μg/100 mL。石硖有37种挥发性物质,烯萜类18种,含量最高的是反式-罗勒烯为188.590 μg/100 mL,含量最低的是辛烷为0.067 μg/100 mL;醇类8种,含量最高的是乙醇为9.203 μg/100 mL,含量最低的是正已醇为0.089 μg/100 mL;酯类10种,含量最高的是乙酸乙酯为8.170 μg/100 mL,含量最低的是棕榈酸乙酯为0.015 μg/100 mL。而所有挥发性物质中以反式罗勒烯相对含量最高,分别为188.590 μg/100 mL(石硖)和218.010 μg/100 mL(储良)。

2.3氨基酸组成与含量分析

测定两个品种龙眼氨基酸组成与含量,结果见表2。

表2 两种龙眼果汁氨基酸测定结果Table 2 Determination results of amino acids contents in fresh juices of two kinds of longan varieties

注:a为必需氨基酸;b为鲜味氨基酸;c为药效氨基酸。 由表2可知,两个品种的龙眼果汁都含有多种人体必需氨基酸以及非蛋白质氨基酸。蛋白质在体内被吸收、水解成氨基酸后才能被吸收,而一些结构蛋白,是很难溶于水的,所以蛋白的利用率不是很高,而游离氨基酸可直接被吸收,所以本研究测定了龙眼果汁的中的水解后的氨基酸的同时又测定了游离氨基酸[18]。其中,氨基酸总量的平均值为643.93～655.47 mg/100 mL,必需氨基酸含量占氨基酸总量的17.40%～18.34%,鲜味氨基酸含量占氨基酸总量的45.84%～60.47%,药效氨基酸含量占氨基酸总量的57.73%～63.32%。储良龙眼所含最多的游离氨基酸依次是丙氨酸、γ-氨基丁酸和谷氨酸,石硖龙眼所含最多的游离氨基酸依次是γ-氨基丁酸、精氨酸和谷氨酸。可见,两者都富含γ-氨基丁酸和谷氨酸。其中γ-氨基丁酸只在游离氨基酸中存在,占总游离氨基酸含量的19.98%～27.19%。

2.4糖类含量测定与分析

利用高效液相色谱法测定两个品种龙眼中还原糖并利用直接滴定法测定其总糖含量,结果见表3。

表3 两种龙眼鲜榨汁糖类物质测定结果Table 3 Determination results of sugar contents in fresh juices of two kinds of longan varieties

由表3可知,两个品种龙眼果汁的总糖含量分别为储良72.40 g/L以及石硖89.0 g/L。两种龙眼果汁仅含果糖和葡萄糖两种单糖。果糖含量分别为储良8.95 g/L以及石硖8.50 g/L两者果糖含量相当;葡萄糖含量分别为储良22.25 g/L以及石硖25.00 g/L,两者含量也相当。

3 结论

高州根子镇主产的两种龙眼储良与石硖的挥发性成分主要是萜烯类、醇类、酯类等。 HS-SPME-GC-MS检测其共有或部分共有的芳香成分有反式-罗勒烯、乙醇、乙酸乙酯、别罗勒烯等,而所有挥发性物质中以反式罗勒烯相对含量最高,分别为188.590 μg/100 mL(石硖)和218.010 μg/100 mL(储良)。

基于龙眼果汁的氨基酸、总糖与单糖的种类及含量的初步评价,两个品种龙眼果汁都富含γ-氨基丁酸和糖,用电子鼻能很好地区分两个品种的龙眼。

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Determinationandanalysisofaromaandnutrientcomponentsinfreshjuicesoftwokindsoflongan

PENGYing1,2,ZHOURu-jin1，*

(1.Chemical Engineering Institute,Guangdong University of Petrochemical Technology,Maoming 525000,China; 2.College of Food Science and Technology,Huazhong Agricultural University,Wuhan 430070,China)

By the application of headspace solid phase microextraction(HS-SPME)coupling with gas chromatography mass spectrometry(GC-MS),the aroma constituents,amino acid,monosaccharide and total sugar content in two kinds longan juice,which were made from Chuliang and Shixia breed were measured and analyzed in this study. Results indicated the primary aroma constituents in these two juices were terpenes,alcohols and esters,with abundant contents ofγ-aminobutyric acid and sugar,however,the electronic nose technology was superior in distinguishing these two different breeds of longan.

longan;electronic nose;aroma components;nutrient components;determination

2017-01-09

彭颖(1983-)，女，博士研究生，研究方向：食品添加剂，E-mail:pengkangying@sina.com。

*通讯作者:周如金(1965-)，男，博士，教授，研究方向：天然产物化学，E-mail:rujinzhou@126.com。

广东省科技计划项目(2013B090600032)。

TS255.1

:A

:1002-0306(2017)16-0263-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.16.050