玫瑰酱的功能特性与香气成分分析

杨文清，李梦茹，李西西，付玮琦，李佳莹，赵雪如，李风娟

(天津科技大学 食品科学与工程学院，省部共建食品营养与安全国家重点实验室，食品营养与安全教育部重点实验室，天津 300457)

玫瑰在我国山东、云南、甘肃等地均有种植，含有氨基酸、脂类、糖类、多种维生素和矿物质，以及酶类、多酚、黄酮等生物活性物质[1]。玫瑰花瓣中提取的酚类物质有显著抗自由基能力和抑菌活性，有助于改善心血管疾病，其多糖成分也显示出抑制促炎症酶的能力[2]。玫瑰酱是由新鲜玫瑰花瓣与白糖、红糖等混合发酵制成的产品，具有独特风味，可直接食用，也可作为辅料加入到玫瑰酥、曲奇饼干等食品中。

Liu等[3]发现苦水玫瑰抗氧化应激能力强，能够调节相关蛋白，减少活性氧，还有益于抗癌。Xie等[4]发现，玫瑰水提物和95%醇提物具有血管紧张素转化酶Ⅰ(ACE)抑制活性，也表现出对自发性高血压大鼠的降压效果。Rahimi等[5]发现，大马士革玫瑰水提物对血管紧张素Ⅱ诱导的急性高血压具有治疗效果。另外，玫瑰花香气浓郁，是重要的香水原料。Wu等[6]发现加盐与不加盐的玫瑰精油成分，均含有高含量的醇类，如香茅醇、香叶醇等。Zhao等[7]对3种食用玫瑰产品进行主要香气成分分析，检测出苯乙醇、香茅醇、香叶醇和丁香酚等成分。目前对玫瑰酱的研究主要在制作方法、工艺技术层面，深入的功能特性探讨及风味成分分析有限。鉴于此，本文对市售玫瑰酱的抗氧化活性及ACE抑制活性进行了探讨，分析了总酚、总黄酮含量，由于玫瑰花的特殊气味，制成玫瑰酱后风味发生了显著改变，因此进一步对香气成分进行了研究，以期为食用玫瑰产品的开发提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 实验材料

3种市售玫瑰酱产品：红糖玫瑰酱(HT)、滇西小哥玫瑰酱(DXXG)、老塘子玫瑰酱(LTZ)，分别购自大理市阿达暇食品有限公司、云南赤苋商贸有限公司、云南后稷生物科技有限公司。墨红玫瑰花：购自云南溪水潺潺种植厂；血管紧张素转化酶Ⅰ、儿茶素、没食子酸、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、三吡啶基三嗪(TPTZ)：购自美国Sigma-Aldrich公司；Trolox：购自美国MCE公司；2-甲基-3-庚酮：购自上海阿拉丁公司；Folin-Ciocalteu显色剂：购自北京索莱宝公司。

1.1.2 实验设备

Model 1680酶标仪 瑞士Tecan公司；Flx-800荧光酶标仪 美国BioTek公司；GCMS-QP 2010气相色谱-质谱联用仪 日本岛津公司；固相微萃取头 上海安谱科学仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 玫瑰酱的制备

称取墨红玫瑰与白糖各20 g混合，揉搓，封装于罐内，30 ℃发酵29 d，冷藏4 ℃保存备用，标记为样品ZZ。

1.2.2 样品提取液的制备

称取5 g样品于研钵内，加5 mL蒸馏水研磨，将混合液在摇床振荡提取1 h后超声提取30 min，于3 800 r/min离心20 min，上清液过0.45 μm膜，获得样品提取液，浓度标记为100 mg/mL。

1.2.3 DPPH清除能力的测定

测定方法参照Brand-Williams等[8]的方法，取5 μL稀释至一定浓度的样液，与250 μL 0.08 mg/mL DPPH溶液混合，暗处反应30 min，测定517 nm处的吸光值，以Trolox为标准对照，结果表示为Trolox的毫克当量数(mg TE/g FW)。

1.2.4 ABTS清除能力的测定

测定方法参照Loizzo等[9]的方法，取25 μL稀释至一定浓度的样液，加入提前配制的2 mL ABTS溶液，反应30 min，测定732 nm处的吸光值，以Trolox为标准对照，结果表示为Trolox的毫克当量数(mg TE/g FW)。

1.2.5 铁离子还原能力(FRAP)的测定

测定方法参照Loizzo等的方法，取10 μL稀释至一定浓度的样液，加入1 mL蒸馏水和1.8 mL TPTZ工作液混匀，37 ℃恒温10 min，测定593 nm处的吸光值，以Trolox为标准对照，结果表示为Trolox的毫克当量数(mg TE/g FW)。

1.2.6 ACE抑制活性的测定

参照李风娟等[10]的测定方法。取15 μL稀释至一定浓度的提取样液、30 μL 4.66 mmol/L的HHL溶液，加入30 μL 12.5 mmol/L的ACE酶液，混匀，于37 ℃反应1 h，加入120 μL 6 mol/L的NaOH溶液，再加入30 μL 2%的OPA溶液，室温静置20 min，加入30 μL的HCl溶液终止衍生反应。测定荧光强度，激发波长340 nm，发射波长455 nm，狭缝宽度5 nm，同时设置空白，计算方法如下：

式中：I1表示加提取样液和ACE酶液测定的荧光吸收强度；I2表示加提取样液而不加ACE酶液测定的荧光吸收强度；I3表示加样液空白和ACE酶液测定的荧光吸收强度；I4表示加样液空白而不加ACE酶液测定的荧光吸收强度。

1.2.7 总酚和总黄酮含量的测定

参照高一芳等[11]的方法，采用福林-酚显色方法测定总酚含量。取100 μL稀释样液、100 μL Folin-Ciocalteu显色剂和100 μL 10% Na2CO3溶液，于37 ℃保温1 h后测定750 nm处的吸光值，以没食子酸为标准对照，结果表示为没食子酸的毫克当量数(mg GAE/g FW)。

采用硝酸铝显色法测定总黄酮含量，取30 μL稀释样液和132 μL蒸馏水混匀，加入9 μL 5% NaNO2溶液，反应6 min，再加入9 μL 10% Al2(NO2)3溶液，静置5 min后加120 μL 4% NaOH溶液，测定510 nm处的吸光值，以儿茶素为标准对照，结果表示为儿茶素的毫克当量数(mg CE/g FW)。

1.2.8 挥发性风味物质的测定

采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)测定风味物质含量，参考江伟等[12]的实验方法，采用顶空固相微萃取技术(HS-SPME)提取玫瑰酱中挥发性成分。称取样品3 g装入20 mL顶空固相小瓶中，并加入1 μL 2-甲基-3-庚酮内标稀释样品，在50 ℃平衡10 min，将老化后的萃取头(50/30 μm DVB/CAR/PDWS)插入距样品1 cm处，提取30 min后进样，解吸时间15 min。

进样口温度230 ℃；载气为氦气，流速1.0 mL/min，流速比20∶1；毛细管色谱柱：SH-RT-WAX(30 m×0.25 nm，0.25 μm)；程序升温：初温40 ℃，保持3 min，然后以28 ℃/min升至180 ℃，保持3 min，之后以10 ℃/min升至250 ℃，总运行时间50 min。

电离方式为电子离子(EI)源，离子源温度200 ℃，传输线温度250 ℃，电离电压70 eV，扫描范围30～500 amu。

1.2.9 分析方法

将GC-MS结果与标准质谱库NIST 11进行对照，结合质谱(MS)和保留指数(RI)进行定性分析，采用内标定量法定量。结合定量分析结果与各化合物嗅觉阈值，计算风味物质气味活性值(odor activity value，OAV)。

所有试验均重复3次，利用SPSS 24、SIMCA软件进行数据分析，Origin、TBtools等软件进行图表绘制、图谱分析等。

2 结果与分析

2.1 抗氧化活性分析

抗氧化能力测定结果见图1。所试样品表现出较好的抗氧化活性，其中HT、DXXG、LTZ样品对DPPH的清除能力均高于对ABTS的清除能力和铁离子还原能力，ZZ样品的铁离子还原能力最高。总体抗氧化活性最高的为ZZ样品，抗氧化活性较低的为DXXG样品。

图1 玫瑰酱的抗氧化能力Fig.1 Antioxidant capacity of rose sauce

2.2 ACE抑制活性分析

在30 mg/mL浓度条件下，玫瑰酱样品对ACE的抑制率见图2。结果显示，DXXG样品的ACE抑制率最高，达到95.17%，其他3个样品的ACE抑制率范围为35.89%～49.29%。González-García等[13]发现梅子中的多肽对ACE具有较强的抑制活性，DXXG样品中含有青梅汁，这对于其突出的ACE抑制活性具有一定的贡献。其他样品的ACE抑制活性比较接近，其趋势与抗氧化能力相似，均为ZZ样品较高。

图2 玫瑰酱的ACE抑制率Fig.2 ACE inhibition rate of rose sauce

2.3 总酚和总黄酮含量分析

4种玫瑰酱样品水提物的总酚含量见图3中a，在0.81～3.86 mg GAE/g FW范围内。总黄酮含量见图3中b，在0.17～0.81 mg CE/g FW之间。其中，ZZ样品的总酚及总黄酮含量最高，这在一定程度上体现了该自制样品中玫瑰花添加比例较高。Moreira等[14]在研制玫瑰花与苹果混合果酱时发现，玫瑰花瓣添加越多，总酚含量越高，抗氧化活性越强。同时，总酚及总黄酮含量也与制作过程相关，例如发酵或存放时间会对酚类含量产生影响，另外，清洗浸泡过程会造成酚类物质的损失，Federico等[15]发现葡萄酒制造时，延长葡萄浸渍时间会使花青素浓度降低，Zielinski等[16]则发现通过冷冻浓缩工艺，苹果汁中的酚类化合物含量显著升高。此外，研究发现，无论是花卉还是混合果酱，其总酚含量与抗氧化能力相关性均很强[17]。本研究通过相关性分析(见表1)，进一步发现DPPH清除能力与总酚、总黄酮含量呈强正相关，ABTS清除能力、铁离子还原能力与总酚、总黄酮含量呈极强正相关，表明玫瑰酱的抗氧化能力与酚类物质相关。

图3 玫瑰酱的总酚(a)和总黄酮(b)含量Fig.3 Content of total phenols (a) and total flavonoids (b) of rose sauce

表1 玫瑰酱的抗氧化能力与总酚和总黄酮的相关性Table 1 Correlation of antioxidant capacity with total phenols and total flavonoids of rose sauce

续 表

2.4 风味物质轮廓分析

通过GC-MS分析，得到4种玫瑰酱样品以及新鲜玫瑰花(XH)的总离子流色谱图，见图4。风味物质种类数量分析见图5。

图4 4种玫瑰酱样品及鲜花的挥发性成分总离子流色谱图Fig.4 Total ion current chromatogram of volatile components of the four rose sauce samples and fresh flowers

图5 玫瑰酱的风味物质种类数量分析Fig.5 Quantitative analysis of flavor substance types of rose sauce

HT样品共检出80种风味物质，DXXG样品共检出67种，LTZ样品共检出73种，ZZ样品共检出73种。HT样品中种类数量最突出的是醇类、酯类；DXXG样品中酯类物质最多；LTZ样品中醇类最多，种类相对较多的是炔烃类、醛类；ZZ样品中醇类物质最多，其次是烯类。综合分析，醇类属于最主要的风味物质成分，其次是酯类，烯类、酸类、醚类种类均较少。采用不同的工艺和原料制作出的玫瑰花酱风味差异较大。

对照组XH样品共检出46种风味物质，检出种类最少，炔烃类物质种类最多，醇类检出少，没有检测到酸类物质。因此，发酵可以在很大程度上改变产品的风味，使得烯类、醇类、醛类物质增加，促进芳香类物质的释放，并通过酚酸的降解或酶促反应产生酸类物质。

2.5 风味物质差异性分析

从醇类风味物质及含量分析上看，(R)-(+)-β-香茅醇、香叶醇、苯乙醇、橙花醇等可被视为玫瑰酱的特有醇香物质，在各品种中含量均较高。本实验HT样品中(R)-(+)-β-香茅醇的含量相对较少，含特有成分2-庚醇、2-壬醇等多种物质；DXXG样品中的(R)-(+)-β-香茅醇、香叶醇、苯乙醇、乙醇、橙花醇含量均较高，并含有特有物质α-松油醇；LTZ样品中乙醇含量相对较低，含特有成分2-乙基-1-己醇、反式-2-己烯-1-醇等；ZZ样品中(R)-(+)-β-香茅醇的含量最高，其次为橙花醇，并含有多种特有成分，如仲丁醇、(-)-异蒲勒醇等。杨秦等[18]、朱建设[19]在云南不同品种玫瑰中也检测到较高浓度的橙花醇，应为云南玫瑰特有香气。

从酯类风味物质及含量分析上看，每种产品均含特有芳香成分。HT样品中苯甲酸乙酯浓度最高，并且是其特有成分，另外还含有棕榈酸乙酯、橙花乙酸酯等特有成分；DXXG样品苯乙酸乙酯浓度最高，并含有苯乙酸异丁酯、丁酸叶醇酯等特有成分；LTZ样品中乙酸香茅酯浓度最高，并含有乙酸苄酯等特有成分，另外，在多篇文献中均发现玫瑰花和其饮品含较高含量的乙酸香茅酯[20]；ZZ样品酯类种类相对较少、浓度较低，但含特有成分乙酸甲酯、己酸甲酯等。

从醛类风味物质及含量分析上看，苯甲醛、苯乙醛、柠檬醛可视为玫瑰酱的特征醛类物质，在各产品中均存在。ZZ样品中苯甲醛浓度最高，其次为柠檬醛、苯乙醛，而HT样品中苯甲醛浓度次高；HT、LTZ样品中糠醛浓度均最高，且糠醛为其特有成分；DXXG样品中柠檬醛浓度最高。

酸类、醚类、炔烃类、烯类检出及相似成分均较少。其中3-甲基-4-氧代戊酸、玫瑰醚可视为玫瑰酱的特征酸类、醚类物质，另外，DXXG与LTZ样品酸类物质较多且相似。4种玫瑰酱样品所含炔烃类物质相似性较小，只于各样品中检出相同成分十六烷。1-石竹烯、萜品油烯可视为玫瑰酱特有萜烯物质。

2.6 风味物质主成分分析

筛选出24种在3种样品中均被检测到的风味物质，进行主成分分析，见图6。使用PCA-X来可视化样本之间的关系，PC1和PC2占总方差的98.2%(分别为83.7%和14.5%)。从整体上看，不同玫瑰酱样品分散，HT与LTZ样品聚在一起，相似性较大，DXXG和ZZ样品与其相似性小。

图6 玫瑰酱主要风味物质主成分分析Fig.6 Principal component analysis of main flavor substances of rose sauce

2.7 风味物质特征香气分析

计算出各风味物质的气味活性值(OAV)，得出OAV≥1的物质集合，其均对食品风味有一定贡献。OAV≥1的风味物质中有醇类31种、酯类27种，占比最多。HT样品中具有气味活性的风味物质有56种，其中苯乙醇、芳樟醇、(R)-(+)-β-香茅醇的OAV均较高，特有物质异戊酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸甲酯的OAV较高，其产生的苹果、菠萝皮、未成熟李子皮、桑葚等强烈水果气味，浓郁的冬青油和尤南迦油香气等是形成差异风味的关键；DXXG样品中具有气味活性的风味物质有42种，其中苯乙酸乙酯的OAV最大，显著高于其他样品，且ZZ样品中没有检出，因此苯乙酸乙酯浓烈而甜的蜂蜜香气是形成此种玫瑰酱风味的关键；LTZ样品中具有气味活性的风味物质有43种，其中芳樟醇、(R)-(+)-β-香茅醇、叶醇的OAV均较高，特有物质有2-(4-甲基-3-环己烯基)-2-丙醇、二氢-β-紫罗兰酮等，以上产生的类似丁香花香、木香、果香等香气是形成差异风味的关键；ZZ样品中具有气味活性的风味物质有42种，检出的芳樟醇、(R)-(+)-β-香茅醇、橙花醇、苯乙醛、双戊烯、柠檬醛的OAV均显著高于其他样品，体现为甜玫瑰香、木青气息、橙花香气、柠檬果香等，差异性物质3-甲基戊酸乙酯的阈值较低，对此样品的风味贡献较大，呈现菠萝和蓝莓香气。

筛选出26种OAV较高的物质(在3种玫瑰酱中均有检出)，得到热图，见图7。其中芳樟醇、(R)-(+)-β-香茅醇的OAV在各产品中均较高，另外，橙花醇、香叶醇、苯乙醛、双戊烯、1-石竹烯、苯甲醇、柠檬醛、萜品油烯在各样品中均有检出，且OAV相对较高，可以称为玫瑰酱的特征性风味物质。Ulusoy等[21]发现，玫瑰水的主要成分是苯乙醇。虽然在部分样品中苯乙醇的OAV较高，但在LTZ样品中未检测到，即苯乙醇的存在并不普遍。另外，聚类分析发现HT样品和DXXG样品的相似性较大，其次是LTZ样品，另外，XH和ZZ样品的相似性较大。因ZZ样品是由XH样品发酵而来，故而其存在较大的相似性。

图7 玫瑰酱中高气味活性值(OAV)香气物质热图Fig.7 Thermogram of aroma substances with high odor activity value (OAV) in rose sauce

3 结论

所试玫瑰酱样品表现出良好的抗氧化活性和ACE抑制活性，且总酚和总黄酮含量对样品的功能特性起着重要作用。样品中最主要的风味物质是醇类，其次是酯类，其中芳樟醇、(R)-(+)-β-香茅醇、橙花醇、香叶醇、苯乙醛、双戊烯、1-石竹烯、苯甲醇、柠檬醛、萜品油烯被视为玫瑰酱的关键风味物质，且每种样品有其各自的特异性风味。这为玫瑰酱的深入开发提供了重要的理论指导，后续将进一步考察发酵菌种、原辅材料等加工工艺的改良对产品功能特性及风味的影响，探究玫瑰产品中的关键活性成分及香气的可能性变化，推动食用玫瑰衍生产品的多样化开发及相关产业的发展。