鸭梨醋风味化合物的对比分析

吕伟，许文琪　史玉　黄一承　李晓磊　李丹

摘要：為探究鸭梨醋之间的风味差异，该研究以4种不同品牌的山东省阳信县鸭梨醋为研究对象，评价了其总糖、总酸、有机酸和挥发性风味化合物的含量。研究表明，4种鸭梨醋中，品牌B的总糖和总酸含量最高，分别为2.51，48.88 mg/mL；共检测出9种有机酸，其中有机酸含量最高的是乙酸，乳酸是品牌C和D中独有的有机酸，其含量仅次于乙酸；共检测出68种挥发性化合物，品牌A、B、C、D分别检测出32，42，39，20种；基于气味活度值共确定12种挥发性风味物质，并进一步对挥发性风味物质进行正交偏最小二乘判别分析。结果表明4种鸭梨醋间挥发性风味物质存在显著差异。最后，经过感官评定得出4种鸭梨醋中品牌A的感官评价最高。

关键词：鸭梨醋；有机酸；挥发性风味物质；固相微萃取；气相色谱-质谱联用；感官评价

中图分类号：TS264.22文献标志码：A 文章编号：1000-9973（2023）06-0178-06

Abstract： In order to explore the flavor differences among pear vinegar， four different brands of pear vinegar from Yangxin County， Shandong Province are used as the research objects， and the content of total sugar， total acid， organic acid and volatile flavor compounds is evaluated. The results show that among the four brands of pear vinegar， brand B has the highest content of total sugar and total acid， which is 2.51，48.88 mg/mL respectively; a total of nine organic acids are detected， among which， the content of acetic acid is the highest， and lactic acid is a unique organic acid in brand C and brand D， with the content being second only to acetic acid; a total of 68 volatile compounds are detected， and 32， 42， 39， 20 volatile compounds are detected in brands A， B， C and D respectively; a total of 12 volatile flavor substances are identified based on the odor activity values， and further orthogonal partial least squares discriminant analysis is conducted on the volatile flavor substances. The results show that there are significant differences in volatile flavor substances among the four kinds of pear vinegar. Finally， through sensory evaluation， it is concluded that brand A has the highest sensory evaluation among the four kinds of pear vinegar.

Key words： pear vinegar; organic acid; volatile flavor substances; solid-phase microextraction; gas chromatography-mass spectrometry; sensory evaluation

收稿日期：2022-12-10

基金项目：长春大学“长大学者攀登计划”项目（ZKP202006，ZKP202016）；吉林省教育厅科学研究项目（JJKH20220609KJ）

作者简介：吕伟（1997—），男，硕士，研究方向：功能性食品的研究与开发。

*通信作者：李晓磊（1978—），女，教授，博士，研究方向：发酵食品和食品风味；

李丹（1972—），男，教授，博士，研究方向：食品生物技术。

鸭梨，中国白梨品种之一，属蔷薇科梨属植物[1]，原产于河北省魏县，现广泛种植于山东、山西、河北、辽宁等地[2]，其中山东阳信县被称为“中国鸭梨之乡”。鸭梨因形似鸭头而得名，具有汁多、脆爽等特点[3]，同时具有解酒、润肺、促进消化等作用[4-5]。因其富含多糖、有机酸、维生素等营养物质[6]而深受人们喜爱。

食醋作为液态调味品，具有促进消化、降低血脂等功效[7]。由于普通食醋内所含有的蛋白质、纤维素等营养物质较少且风味单一[8]，所以消费者越来越青睐于通过水果发酵的果醋。鸭梨醋是以鸭梨、谷物等为原料，经液态发酵酿制而成的食醋，在发酵过程中保留了鸭梨原有的果香，同时增加了发酵所产生的风味。鸭梨醋具有促进新陈代谢、调节酸碱平衡、消除疲劳等功效，具有养生保健功能。目前对鸭梨醋的研究主要集中在加工工艺方面[9-10]，对鸭梨醋风味成分的分析较少。

該研究通过检测阳信县4种品牌鸭梨醋中总酸和总糖含量，利用高效液相色谱（high performance liquid chromatography，HPLC）分析醋中有机酸含量，通过顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用法（headspace solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry， HS-SPME-GC-MS）检测挥发性风味物质的种类和含量，再通过嗅闻仪结合气味活度值（odor activity value，OAV）和感官评价分析挥发性风味物质对鸭梨醋风味的贡献，为鸭梨醋的检测和品质评价提供了依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

从山东阳信县购买的4种不同品牌鸭梨醋A、B、C和D。

有机酸标准品：乳酸、乙酸、草酸、苹果酸、柠檬酸、琥珀酸、酒石酸、马来酸和富马酸，均为色谱纯，美国Sigma公司；2-辛醇（98%）：德国Dr. Ehrenstorfer GmbH公司；正构烷烃（C7～C40）：上海安谱实验科技股份有限公司。

1.2 仪器与设备

QP2010 Ultra 气相色谱-质谱联用仪、UV-2550 紫外分光光度计 日本Shimadzu公司；15 mL 顶空瓶、50/30 μm DVB/CAR/PDMS 萃取纤维头 美国Supelco公司；DB-5MS UI 气相色谱柱（30 m×0.250 mm，0.25 μm） 美国Agilent Technologies公司；ODP4嗅闻仪 德国Gerstel公司；Acclaim OA色谱柱（4.0 mm×250 mm×5 μm） 美国Thermo Fisher Scientific公司；Summit P680 高效液相色谱仪 德国Dionex公司。

1.3 方法

1.3.1 总酸测定

参照GB 12456—2021中的酸碱指示剂滴定法。

1.3.2 总糖测定

参照《食品分析》[11]中的方法，并稍作修改。吸取100 μL样品至900 μL蒸馏水中制成待测液，吸取100 μL待测液至900 μL 66%蒽酮硫酸溶液中混匀，冷水浴冷却5 min后再置于沸水浴中15 min，取出并置于暗处冷却20 min，于620 nm波长处进行测定。

1.3.3 有机酸测定

样品前处理：取10 mL样品，置于4 000 r/min的离心机中离心5 min后，取上清液过0.22 μm滤膜，得到待测液。

液相测定条件：采用100 mmol/L pH 2.65的Na2SO4溶液作为流动相；流速：0.50 mL/min，UV检测波长：210 nm；柱温：30 ℃；进样量：10 μL。

所测样品有机酸含量按下式计算：

Y=S×CS0。

式中：Y表示有机酸含量（mg/L）；S表示待测样品有机酸峰面积；S0表示待测标准品有机酸峰面积；C表示有机酸标准品的浓度（mg/L）。

1.3.4 挥发性风味物质测定

通过气相色谱-质谱联用仪并结合嗅闻仪对鸭梨醋中挥发性风味物质进行分析。

顶空-固相微萃取条件：称取1 g NaCl，吸取1.00 mL样品和10 μL 100 mg/mL 2-辛醇，在磁力搅拌器60 ℃、200 r/min条件下预平衡10 min，用已活化好的萃取纤维头顶空吸附30 min后，将萃取头插入气相进样口解吸5 min。

气相条件：进样口温度230 ℃，分流比1∶5；载气He，流速1.0 mL/min；升温程序：毛细管柱初温40 ℃，保持5 min；以5 ℃/min升至100 ℃，保持2 min；再以6 ℃/min升至190 ℃，保持2 min；最后以12 ℃/min升至230 ℃，保持1 min。

质谱条件：GC-MS接口温度250 ℃，离子源温度230 ℃；离子化方式：电子电离源；电子能量70 eV；质量扫描范围（m/z）30～550。

定性方法：通过对比软件标准谱库NIST 11，保留相似度≥80%的化合物，通过正构烷烃在相同气相条件下进样得到的保留时间计算得到化合物的保留指数。

定量方法：以2-辛醇为内标半定量化合物含量。

所测风味化合物的OAV按下式计算：

OAV=C1T。

式中：C1表示挥发性化合物浓度；T表示对应挥发性化合物的感觉阈值。化合物的OAV越大表示其对总体风味的贡献越大，一般认为OAV≥1的挥发性化合物是对整体风味起关键作用的化合物。

1.3.5 感官评价

邀请10名经过专业培训的食品专业学生，参考GB 2719—2018中的方法并稍作修改。对香度、酸度、甜度、气味和总体可接受度进行打分，每项指标最低分为1分，最高分为5分。

1.4 数据处理

每组样品均做3次平行，采用Microsoft Office Excel 2021软件对所测得的数据进行整理。通过IBM SPSS Statistics 26软件对数据进行显著性分析；通过TBtools进行热图和韦恩图制作；通过SIMCA 14.1进行正交偏最小二乘判别分析（orthogonal partial least squares discriminant analysis，OPLS-DA）；采用Origin 2022软件对感官评价数据进行图像化处理。

2 结果与分析

2.1 有机酸含量等基本指标

对同一地区4种不同品牌鸭梨醋样中总糖、总酸和有机酸含量进行整理分析，见表2。

由表2可知，品牌B中总酸含量最高，为48.88 mg/mL，且与另外3种品牌鸭梨醋具有显著性差异（P<0.05）；此外，品牌B中总糖含量也最高，为2.51 mg/mL，这可能是发酵原料中大米和高粱糖分含量较高所导致的。

有机酸除具有调味作用外还具有保健作用，其中乙酸属于挥发性脂肪酸[12]，是食醋的主要成分之一。此外，醋中还含有不挥发性脂肪酸草酸、乳酸和柠檬酸等，不挥发性脂肪酸具有黏性大、沸点高等特点，可降低挥发性化合物的挥发速度，从而缓解乙酸产生的刺激性气味[13]。品牌A、B和C中酒石酸和乙酸的相对含量占总有机酸的93%以上，其余种类有机酸的含量较低，这可能是由于微生物在发酵过程中代谢少。品牌D中顺丁烯二酸含量最高，乙酸次之，这可能是由于不同发酵过程中总酸含量不同[14]。4种品牌鸭梨醋中，仅品牌C和D中含有乳酸，这可能是由于两者的发酵执行标准较另外两个品牌更利于乳酸菌的正常代謝，从而产生了较多的乳酸[15]。

2.2 挥发性物质含量

共检测出68种挥发性化合物，包括酮类6种、醇类9种、醛类13种、酯类15种、酸类4种、酚类10种和其他类11种，这些化合物共同构成了鸭梨醋特有的味道。图1更直观地揭示了不同品牌鸭梨醋之间种类和含量的差异，其中A、B、C、D分别代表4个不同品牌。由表3可知，每个品牌鸭梨醋中检测出的挥发性化合物种类、含量和数目均存在差异，存在差异的原因可能是发酵的原料和执行标准不同。

醇类物质产生于鸭梨醋的发酵阶段，由鸭梨中的糖类转化等产生[16]。其中，苯乙醇在4个品牌鸭梨醋中的含量最多，可能是由于在蛋白质水解过程中氨基酸脱羧[17]，具有蜂蜜甜香，起到增香作用[18]。酯类物质的产生可能是由于在发酵过程中有机酸和醇类发生酯化反应[19]。酯类物质具有果香香气，是构成食醋独特风味的重要物质之一[20]。4个品牌鸭梨醋中均含有乙酸苯乙酯、γ-壬内酯和邻苯二甲酸二甲酯，其中乙酸苯乙酯具有玫瑰花香香气[21]，可用于治疗胆囊炎等疾病[22]。

醛类物质在发酵过程中贡献了焦香味[23]。4种鸭梨醋中均含有3-糠醛、5-甲基糠醛和苯甲醛，其中3-糠醛含量最高。在高温条件下，醛类物质可以作为多

种反应的中间产物，从而间接影响鸭梨醋的风味[24]。酸类物质是直接影响醋类产品品质和风味的重要化合物[25]，苯甲酸是4个品牌鸭梨醋中共有的挥发性化合物且含量最高，可能是由于其作为食品防腐剂添加在发酵过程中。

2.3 挥发性化合物的OAV、OPLS-DA及感官评定

香气物质的种类和浓度共同决定了阳信鸭梨醋的整体风味，OAV≥1的物质能被嗅觉所感知[26]，结合气相色谱-嗅味计（gas chromatography olfactometry，GC-O）确定鸭梨醋中OAV≥1的化合物，共确定出12种挥发性风味物质，品牌A、B、C、D分别确定出6，9，6，4种。

由表4和图2可知，4个品牌鸭梨醋中共同含有的挥发性风味物质有2种，分别是苯甲酸和γ-壬内酯，其中γ-壬内酯在4种鸭梨醋中的OAV均在10 000左右，且具有椰子香气，是赋予鸭梨醋独特风味的关键物质之一；苯乙醛存在于除品牌A外的3种鸭梨醋中，且OAV远远大于其他风味物质，是产生风味差异的关键化合物；愈创木酚是品牌C中特有的风味物质，乙酸苯乙酯是品牌A和D中特有的风味物质。4种鸭梨醋中所含有的挥发性风味物质的种类和浓度不同导致了它们之间风味的差异。

图3所示模型中，R2X=0.980，R2Y=0.988，Q2=0.979。其中R2X=0.980表明该模型能反映98%数据的变化，R2Y=98.8%接近1.0，表明该模型具有良好的可解释性，Q2=0.979表明该模型的拟合度较好[27]。4个品牌鸭梨醋在得分图上组间差异性小，聚类良好，4种样品之间实现分离，说明风味之间存在一定差异性。通常认为VIP＞1的物质是导致组间存在差异的因素，是常见的差异代谢物筛选标准。由图4可知，VIP>1的化合物有6种，最高的为γ-壬内酯，这符合于海燕等[28]关于γ-壬内酯是水果中重要风味物质的结论。

为进一步分析主要的风味特征，对４种品牌鸭梨醋进行香气轮廓分析，见图5。其中品牌B和品牌C酸味浓厚，气味鲜香，略有甜香味道；品牌A酸甜适中且具有浓厚香气，香气持续性强，总体可接受度最高。

3 结论

本试验研究了阳信县4种不同品牌鸭梨醋间风味的差异。4种品牌鸭梨醋中总糖、总酸含量存在显著性差异是味道存在差异的原因之一。通过HPLC检测鸭梨醋中有机酸含量发现，乙酸含量最高且不同品牌鸭梨醋之间存在显著性差异，4种品牌鸭梨醋中的乙酸含量分别为12.786 5，19.178 7，10.250 5，3.513 5 mg/mL。通过HS-SPME-GC-MS从4个品牌鸭梨醋中检测出的68种挥发性化合物中发现酯类物质种类最多，起到增香作用，其含量分别占总含量的31.9%、12.6%、7.0%、48.3%，且组间差异显著；结合嗅闻仪和OAV确定出12种关键风味化合物，并通过OPLS-DA进一步分析了4种品牌鸭梨醋之间风味的差异。通过对4种品牌鸭梨醋风味的检测分析结合感官评价发现，由品牌A中有机酸及挥发性风味物质的种类和含量所形成的风味更容易被消费者接受。

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