不同品种南瓜品质和挥发性成分分析

2024-03-06 13:34陈霖虹傅曼琴陆胜勇3钟玉娟李俊星肖更生1
食品工业科技 2024年5期
关键词:肌醇果肉南瓜

陈霖虹,傅曼琴 ,陆胜勇3,李 璐,钟玉娟,李俊星,肖更生1,

(1.仲恺农业工程学院轻工食品学院,广东广州 510225;2.广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所,农业农村部功能食品重点实验室,广东省农产品加工重点实验室,广东广州 510610;3.江门市植保有限公司,广东江门 529000;4.广东省农业科学院蔬菜研究所,广东省蔬菜新技术研究重点实验室,广东广州 510640)

南瓜(Cucurbita moschataD.)为葫芦科(Cucurbitaceae)南瓜属(Cucurbita)一年蔓生草本植物,起源于美洲。南瓜的环境适应能力强,易于栽培,因此在我国南北方均有着广泛的种植区域[1-2]。目前,世界南瓜产量约为2700 万吨,中国产量占世界总产量一半[3]。《本草纲目》中记载,南瓜性味甘温,有补中益气、消炎止痛、解毒杀虫、明目定睛等功效[4]。南瓜兼食用、药用、保健和观赏价值为一体,其中果实主要被用作于粮食,果实中的主要成分为淀粉及其他糖类物质,同时富含维生素C、肌醇等生物活性及营养成分,具有很高的食用及药用价值,开发价值与市场前景广阔。

南瓜果实中的淀粉和可溶性固形物含量受到多基因的共同调控,马玮等[5]的研究表明,二者在果实的生长发育及采后各个时期均存在着密切的转化关系,对于果实的风味、口感和营养价值起着重要的作用,也是评价南瓜品质的重要指标。南瓜作为具有降血糖功效的食物之一[6],已有研究表明其降糖功效与其糖分及肌醇之间的比例有着重大关系[7]。肌醇是南瓜果实中降血糖的主要功能成分,属B 族维生素,能够促进新陈代谢与发育、抑制胆固醇生成及动脉硬化[8],不同南瓜品种中肌醇含量差异较大,筛选出富含肌醇的南瓜品种对其深加工及开发利用有着重要意义。挥发性成分能够客观地反映出果实的风味特点,是果实风味品质重要指标之一。南瓜具有特殊的清香味,由于供试材料的差异,其结果也不尽相同,但都表现为以醛类、醇类、酮类为主[9-10]。

目前对于南瓜的研究还较多集中在品种的选育、栽培技术与南瓜加工品开发与利用方面上,因而培育出具有高营养价值的特色南瓜品种成为南瓜育种的重点方向。本研究以黑小宝、香缘早、香缘1号、221-08、221-09 这5 个南瓜品种为研究对象,对南瓜果肉的品质指标包括干物质、淀粉、pH、总酸、肌醇、抗坏血酸、糖类化合物和总酚、抗氧化活性及挥发性成分进行分析对比,进而挑选出综合品质最优的南瓜品种,以期为南瓜品种的选育及其深加工提供一定的理论参数和科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

本研究所用南瓜 均为广东省农业科学院蔬菜研究所自行选育,名称或编号为黑小宝、香缘早、香缘1 号、221-08 和221-09 这5 个品种的成熟南瓜,采收于广东省农业科学院蔬菜研究所白云基地,室温贮藏;无水乙醇(分析纯)、无水甲醇(分析纯)、乙腈(色谱级)、甲醇(色谱级)、酚酞 天津大茂化学试剂公司;氢氧化钠、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、2,2-联 氮-二(3-乙 基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐(ABTS)上海麦克林生化科技有限公司;偏磷酸、Trolox(维生素E 衍生物)天津科密欧化学试剂有限公司;碳酸钠、过硫酸钾 天津福晨化学试剂厂;果糖、葡萄糖、蔗糖、抗坏血酸、肌醇、没食子酸等标准品、Folin-Ciocalteu 试剂 上海源叶生物科技有限公司;28 种烷烃混标(C5~C32)上海安谱璀氏标准技术服务有心公司。

ME204 电子分析天平、101-3ABS 电热鼓风干燥箱 上海科恒实业发展有限公司;HWS-26 电热恒温水浴锅 上海恒科学仪器有限公司;PBJ-S03E 不锈钢破壁料理机 江门市贝尔斯顿电器有限公司;DL-800B 超声波清洗器 上海之信仪器有限公司;JW-1042 型离心机 安徽嘉文仪器装备有限公司;LC-20AT 高效液相色谱、UV-1800 紫外可见分光光度计 日本岛津公司;pH 计 梅特勒—托利多仪器(上海)有限公司;DRC-1000REC 冻干机 东京理化器械株式会社;SB-1300 旋转蒸发仪 广州腾朗科技仪器有限公司;DF-101S 集热式恒温加热磁力搅拌器 上海力辰邦西仪器科技有限公司;GC-MS 7890-5977B-ODP 气相色谱-质谱联用仪 美国Agilent公司。

1.2 实验方法

1.2.1 南瓜果实理化性状指标测定 果实干物质含量根据GB 5009.3-2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》进行测定;淀粉含量参照GB 5009.9-2016《食品安全国家标准 食品中淀粉的测定》中酶水解法进行测定;pH 采用pH 计在室温下测定;总酸含量参照GB 12456-2021《食品安全国家标准 食品中总酸的测定》中酸碱指示剂滴定法进行测定。

糖类化合物含量采用高效液相色谱法测定[11]。试样制备:取南瓜果浆1.0 g 与2 mL 蒸馏水混合均匀,超声处理15 min,10000 r/min 离心10 min,取上清液用一次性注射器通过0.22 μm 水系膜注入1.5 mL 液相瓶。色谱条件:色谱柱为Shodex Asahipak NH2P-50 4E(4.6 mm×250 mm),检测器为蒸发光(ELSD)检测器,柱温40 ℃,漂移管温度为50 ℃,流动相为70%乙腈,流速1.0 mL/min,进样量为10 μL。标准品为果糖、葡萄糖、蔗糖3 种糖类物质,果糖标准曲线为:y=336700x-16104,R2=0.9992;葡萄糖标准曲线为:y=301913x-138990,R2=0.9991;蔗糖标准曲线为:y=373324x-112774,R2=0.9997。

1.2.2 南瓜果实营养成分测定 肌醇含量使用高效液相色谱法来进行测定。试样制备及色谱条件同糖类化合物。标准曲线为:y=2000000x-231545,R2=0.9941。

抗坏血酸含量采用高效液相色谱法进行测定。试样制备:取南瓜果肉100 g 左右,加入等质量的20 g/L 的偏磷酸溶液,均质混匀。取2 g 混合均匀的匀浆试样用20 g/L 的偏磷酸溶液于50 mL 容量瓶定容,之后至离心管内超声提取、离心,将上清液过0.45 μm 水相滤膜,得到抗坏血酸待测液。色谱条件:C18色谱柱(4.6×250 mm,5 μm),柱温 30 ℃;二极管阵列检测器PDA,检测波长为254 nm;流动相:0.1%的(NH4)2HPO4,调节至pH 至2.7;流速:1.0 mL/min;进样量:10 μL。标准曲线为:y=26889x-61228,R2=0.9984。

1.2.3 南瓜果实总酚和抗氧化活性测定

1.2.3.1 总酚含量测定 参考Yu 等[12]的方法提取总酚并稍作修改:准确称取1 g 南瓜果肉冻干粉末置于烧杯中,用70%乙醇溶液在30 ℃下搅拌提取三次,合并提取液,随后将上清液使用旋转蒸发仪蒸发至干燥,最后用甲醇将提取液定容至10 mL。取稀释后的提取液1 mL,加入2 mL 50% Folin-Ciocalteu试剂,振荡混合,再加入2 mL 10%碳酸钠溶液,避光放置1 h,测定760 nm 处吸光值。

1.2.3.2 抗氧化活性的测定 DPPH 自由基清除率:参考Arise 等[13]的方法进行测定并做适当修改。将DPPH 溶于80%甲醇中,至其最终浓度为100 μmol/L,避光保存备用。取0.4 mL 的待测液与0.6 mL 的DPPH 溶液于试管中避光反应30 min,于517 nm 下测定其吸光度;以Trolox 为标准品,测定不同浓度Trolox 对DPPH 自由基的清除率并绘制标准曲线(y=0.0144x+0.0148,R2=0.9967),结果以Trolox 当量(mg TE/g)表示。

ABTS+自由基清除率:参考Feng 等[14]的方法进行测定并做适当修改。取2.45 mmol/L 过硫酸钾溶液与7 mmol/L ABTS 溶液按体积比1:1 混合,记为ABTS 储备液。将其置于避光条件下反应12 h 后,用80%甲醇稀释至其在734 nm 波长下的吸光度为0.70±0.02,得到ABTS 工作液。取0.4 mL 待测液,加入3.6 mL ABTS 工作液,摇匀后在避光条件下反应30 min,于波长734 nm 下测定其吸光度;以Trolox 为标准品,通过测定其不同浓度与清除率绘制标准曲线(y=0.0188x+0.0016,R2=0.9986),结果以Trolox 当量(mg TE/g)表示。

1.2.4 品质指标的灰色关联分析 5 个不同品种南瓜果实的9 个品质指标包括干物质、淀粉、pH、总酸、肌醇、抗坏血酸、糖类化合物、总酚、抗氧化活性。参考任凯丽等[15]的方法,计算出5 个南瓜品种的等权关联度和加权关联度。

1.2.5 南瓜果实挥发性成分分析 采用顶空固相微萃取(HS-SPME)结合气相色谱-质谱法(GC-MS)检测南瓜的挥发性成分含量。参考Verzera 等[16]的方法,并略作修改。取4.0 g 南瓜果肉浆,置顶空瓶中,加入1.2 g NaCl,40℃恒温水浴,磁力搅拌转速150 r/min,在恒温加热磁力搅拌器中平衡10 min 后,将萃取针插入顶空瓶中萃取吸附40 min,最后将吸附完成的萃取头拔出并插入到GC-MS 进样器中,同时启动仪器采集数据,解吸5 min。

色谱条件:DB-5 MS 色谱柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm);载气:He,流速为1.0 mL/min。进样口温度250 ℃,手动进样且不分流;程序升温:柱初温45 ℃,保持3 min,以5 ℃/min 上升到140 ℃,再以10 ℃/min 上升到220 ℃,保持5 min。

质谱条件:电离方式为电子轰击离子源(Electron impact ion source);电离电压70 eV;传输线温度280 ℃;离子源温度230 ℃;电子倍增器电压1353 V;四极杆温度150 ℃;质量扫描范围33~50 u。

定性:以C5~C32饱和烷烃作为标准,用相同的升温程序对正构烷烃进行性分离与测定,并计算测试样品中各组分的保留指数(Retention indices,RI),结合计算机NIST 14.0 库进行相似度检索及参考文献和数据库中相关物质的保留指数进行共同定性。

式中,N 为色谱图中位于目标物质左侧正构烷烃的碳原子数,n 为位于目标物质两侧的正构烷烃碳原子数之差,tRa、tRN和tR(N+n)分别是色谱图中待测物质、待测物质左侧、待测物质右侧正构烷烃的保留时间。

定量:相对含量按照峰面积归一化法计算,求出各个挥发性成分的相对含量。

1.2.6 相对气味活度值测定 参考Liang 等[17]的计算方法,采用相对气味活度值(Relative odor activity value,ROAV)评价各挥发性成分对南瓜果肉风味的贡献,将样品风味贡献最大的组分设为ROAVmax=100,其他挥发性成分由以下公式计算:

其中:CA为各风味组分的相对百分含量(%);TA为各风味组分的感觉阈值(μg/kg);Cstan为对样品风味贡献最大的风味组分的相对百分含量(%);Tstan为对样品风味贡献最大的风味组分的感觉阈值(μg/kg)。

1.3 数据处理

所有实验处理均重复3 次,结果以平均值±标准偏差表示;采用Microsoft Excel 2019 计算5 个南瓜品种的9 个品质指标的关联系数及关联度,分析香气成分的相对含量;采用Origin 2018 与SIMCA 13.0绘图;数据运用SPSS 26.0 软件进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同品种南瓜果实理化性状指标比较

不同品种南瓜的果实理化性状结果如表1 所示。5 个南瓜品种中,除黑小宝与221-09 的干物质含量之间无显著性差异(P>0.05),其余各个指标之间差异显著(P<0.05)。由表1 可知,香缘早的干物质含量最高,为50.91%,221-09 干物质含量最低(36.95%)。干物质含量直接影响着南瓜果肉的干湿度。干物质含量越低,水分含量则越高,南瓜果肉则表现为更湿润,风味更淡。相反,干物质含量越高,南瓜果肉的口感及风味则更好[18]。

表1 不同品种南瓜果实理化性状指标Table 1 Physical and chemical properties of different varieties of pumpkin fruits

在5 个不同品种南瓜当中,221-09 南瓜的淀粉含量最高,为3.65%,黑小宝品种南瓜的淀粉含量最低,为1.06%。淀粉是植物体内重要储能物质,主要包括直链淀粉和支链淀粉。对于果肉硬度的保持也有着重要作用,南瓜果肉淀粉含量与其面度、糯性、质地关系密切。淀粉含量较低时果肉较粗、无弹性,淀粉含量较高时表现为粉糯。因此,淀粉含量越高,越能符合人们对南瓜口感“粉、面”的要求,品质更佳。

如表1 所示,5 个品种南瓜的pH 为7.26~7.95,均呈中性;总酸含量具有显著性差异(P<0.05),其中黑小宝的总酸含量最高,为29.75 mg/kg,香缘早的总酸含量最低(7.54 mg/kg)。在前人的研究结果中可以发现,总酸含量与南瓜品质的关系呈负相关[19],因此可知,总酸含量越低,南瓜果实整体品质则越优。

糖度是衡量果实品质的重要指标[20],果实内积累的可溶性固形物主要由果糖、葡萄糖、蔗糖等可溶性糖类物质组成,在果实品质成分和风味物质合成中具有重要作用[21]。有研究表明,南瓜果实中的淀粉和可溶性固形物之间存在着相互转化的关系,与糖类物质在南瓜体内的合成、运输以及代谢调控有关[22],共同影响着南瓜果实的风味和口感。如图1 所示,除香缘早与221-08 果糖含量之间无显著性差异(P>0.05),其余品种南瓜果肉中的果糖、葡萄糖、蔗糖含量之间具有显著性差异(P<0.05)。其中果糖和葡萄糖含量最高的是221-09,分别为57.97 和39.51 mg/g;而蔗糖含量最高的是香缘早为52.04 mg/g。在Darrudi 等[23]对于中国南瓜和其可溶性固形物含量的研究中发现,中国南瓜果实的质量、厚度及产量等性状与其可溶性固形物含量呈显著正相关关系。且蔗糖对于南瓜果实的甜度影响最大,也是合成果实淀粉和挥发性成分的基础,表明蔗糖含量是南瓜果实口感品质的关键因素[24-25],因此,香缘早中蔗糖含量显著高于其余品种,可以推测香缘早果肉甜度最高,口感品质最优。

图1 不同品种南瓜果实糖类化合物含量Fig.1 Content of carbohydrate compounds in different varieties of pumpkin fruits

2.2 不同品种南瓜果实营养成分比较

南瓜肌醇类物质含量丰富,具有降脂、降糖功效,在血糖调控的信号传递中起到重要作用[26]。Xia 等[27]研究证明了南瓜肌醇具有降糖的功能,且不需要经过酸解,只需直接食用就可以达到降糖作用[28]。由图2A 可知,不同品种南瓜的肌醇类物质存在显著性差异(P<0.05)。香缘早中肌醇含量最高,为17.02 mg/g,其次是香缘1 号(14.32 mg/g),含量最少的是221-09,仅为1.48 mg/g。与杨红娟等[29]研究选育出的富肌醇南瓜品种的肌醇含量为16.44 mg/g相比,香缘早也属于富肌醇南瓜品种之一。

图2 不同品种南瓜果实肌醇(A)和抗坏血酸(B)含量Fig.2 Inositol (A) and ascorbic acid (B) content of different varieties of pumpkin fruits

5 种南瓜果肉的抗坏血酸含量差异性显著(P<0.05)。如图2B 所示,香缘早果肉中抗坏血酸含量最高,为15.26 mg/100 g,其次是黑小宝(5.10 mg/100 g),221-09 则最低,为2.17 mg/100 g。抗坏血酸含量对于南瓜的口感的影响不明显,但是当其含量低于10 mg/100 g 时,南瓜的各项营养指标含量都会偏低[18]。因此抗坏血酸含量越高,南瓜果实整体品质越佳。

2.3 不同品种南瓜果实总酚和抗氧化活性比较

水果和蔬菜中的酚类物质属于对人体健康有益的主要生物活性化合物,有利于预防疾病和增强免疫系统[30]。不同南瓜品种总酚的含量如图3A 所示,黑小宝总酚含量显著高于香缘早、香缘1 号和221-08,但显著低于221-09(P<0.05)。221-09 总酚含量最高,为3.00 mg GAE/g,其次为黑小宝(2.74 mg GAE/g),香缘1 号的总酚含量最低,为2.44 mg GAE/g。锁冠文[31]对超声波处理后的南瓜汁进行测定,总酚含量介于2.03~2.46 mg GAE/g,与本文实验结果相接近。

图3 不同品种南瓜果实总酚含量(A)、DPPH 值和ABTS 值(B)Fig.3 Total phenols content (A),DPPH value and ABTS value (B)of different varieties of pumpkin fruits

南瓜果肉中的酚类活性物质与其抗氧化活性相关。采用DPPH 自由基清除法、ABTS+自由基清除法2 种方法来评估5 个品种南瓜果肉的抗氧化能力,结果如图3B 所示,不同南瓜品种的抗氧化能力具有显著性差异(P<0.05)。其中,221-09 品种南瓜DPPH 和ABTS 值最高,分别为0.33 和0.25 mg TE/g,香缘1 号DPPH 和ABTS 值最低,分别为0.15 和0.09 mg TE/g。DPPH 与ABTS 值抗氧化能力的结果相一致,且与总酚含量结果相似,这是由于水果和蔬菜当中的总酚含量与抗氧化活性之间存在一定线性关系[32],但由于不同品种南瓜中所含多酚的种类及含量不同,造成总酚与抗氧化能力的趋势不完全相同,另外南瓜提取液中可能含有一些其他的抗氧化物质,具有清除自由基的效果[33]。其抗氧化活性能力顺序均为:221-09>黑小宝>香缘早>221-08>香缘1 号。

2.4 5 个不同品种南瓜9 个品质指标的灰色关联度分析

对5 个品种南瓜的9 个品质指标进行灰色关联分析,干物质、淀粉、糖类化合物、肌醇、抗坏血酸、总酚含量和抗氧化能力越高,南瓜综合品质则越好,因此选用最大值组成参考数列的最优值;5 个品种南瓜pH 均为中性,故最小值为最优值;总酸与南瓜品质呈负相关,在一定程度上越低越好,因此以最小值为最优值作为参考数列。等权关联度和加权关联度结果见表2,各个品种南瓜关联度大小分别代表其品质性状的优劣,关联度越大,综合品质越优。

表2 不同品种南瓜9 个品质指标的灰色关联度Table 2 Grey correlation of nine quality indicators of different varieties of pumpkins

从表2 可知,5 个不同品种南瓜综合品质性状的等权关联度大小排序为香缘早>221-09>黑小宝>香缘1 号>221-08,综合品质性状的加权关联度大小排序为香缘早>221-09>香缘1 号>黑小宝>221-08。等权关联度与加权关联度2 种方法的南瓜品种排名基本相同,香缘早排名均为第一,等权关联度为0.7706,加权关联度为0.9234。其次为221-09,排名最后的为221-08。9 个品质指标的灰色关联度分析结果表明香缘早是其中优异南瓜品种资源。

2.5 挥发性成分

挥发性有机化合物对人体健康有着积极的益处,果实挥发性成分是果实独特风味的重要组成,是影响果实品质及消费者喜好程度的关键因素[34]。利用GC-MS 对5 个南瓜品种果肉中的挥发性成分进行检测和分析,采用NIST 14.0 谱库及正构烷烃混合物计算保留指数(RI)分别对各色谱峰进行相似度检索比较,并选择匹配度高的检索结果作为有效香气物质,使用面积归一化法计算各个挥发性成分相对百分含量。

2.5.1 不同品种南瓜挥发性成分的GC-MS 分析由图4、表3 可知,5 种南瓜果肉共检测出50 种挥发性成分,包括醛类21 种、醇类13 种、酮类8 种、烃类5 种、烷类2 种和其他类1 种共6 大类。其中醛类物质种类最多,包括反式丁烯醛、2-甲基-2-丁醛、2-甲基-2-丁烯醛、己醛等。醇类物质次之,主要有己醇、1-辛烯-3-醇等。说明醛类和醇类是南瓜果肉中主要挥发性成分,这与陈敏氡等[35]的研究结果相似。比较同类物质不同品种发现,己醇、2-甲基-2-丁醛、D-柠檬烯和3-辛酮在同类物质中含量最高,同时2-甲基-2-丁醛在黑小宝与221-09 整体挥发性成分含量中最高,分别为41.17%和27.92%。5 个南瓜品种中同时被检测到且相对含量均超过2%的物质有1-辛烯-3-醇、己醛、D-柠檬烯和3-辛酮。

图4 不同品种南瓜GC-MS 总离子流图Fig.4 GC-MS total ion current map of different varieties of pumpkins

表3 不同品种南瓜果肉挥发性成分GC-MS 分析Table 3 GC-MS analysis of volatile components in pumpkin pulp of different cultivars

2.5.2 不同品种南瓜挥发性成分种类组成及相对含量 由图5A 可知,从种类数量上看,黑小宝、香缘早、香缘1 号、221-08 和221-09 分别共检测出22、26、29、27、27 种挥发性成分,除香缘早外,其余四种南瓜醛类物质数量明显高于其他类物质,是重要的挥发性成分。由图5B 可知,从相对含量上看,同一品种不同物质之间,醛类和醇类物质相对含量均显著高于另外三种物质(P<0.05),醛类物质含量基本最高,占挥发性成分总量的31.06%~69.24%;其次是醇类,占总量的11.92%~42.03%,在整个分类物质中占据较大比重,说明了醛类和醇类物质是南瓜果肉中主要的挥发性成分。在同种类物质不同品种南瓜之间,仅香缘早中醇类物质相对含量显著高于其余四种品种(P<0.05),相对含量为42.03%,醇类物质带有特殊花果香气特征,且阈值较小,对南瓜整体风味起积极的作用[36],显著提高香缘早中花果香气成分。黑小宝、香缘1 号、221-08 和221-09 四种南瓜中醛类物质相对含量均超过55%,其中221-09 的醛类含量接近70%,香缘早中醛类物质含量为31.06%,醛类物质通常表现为青草香和果香,但是当其含量高于一定值时,会产生腐败味,对整体风味物质产生不良影响[37],因此认为,醛类物质在香缘早中表现出来的整体风味更加柔和。酮类物质通常带有花果香味等令人愉悦的香气且阈值较高[38],香缘早和香缘1 号中酮类物质相对含量显著高于黑小宝、221-08 和221-09(P<0.05),因此酮类物质对于香缘早和香缘1 号整体风味的修饰作用显著高于其余南瓜(P<0.05)。烃类和烷类物质往往具有较高的气味阈值[39],对于南瓜整体风味形成影响不大。

图5 不同品种南瓜挥发性成分种类组成(A)及相对含量(B)Fig.5 Species composition (A) and relative content (B) of volatile components in different varieties of pumpkins

2.5.3 不同品种南瓜挥发性成分主成分分析 采用PCA 的方法对南瓜挥发性成分数据进行分析,样品的挥发性成分聚集成为两个主成分,可以清晰地将样品间的差异展现出来[40]。前两个组分PC1 和PC2分别占37.6%和27.1%,解释了总差异的64.7%,表明两个主要组分可以基本反映不同样本的主要特征信息[41]。在本研究中,所有样品均被分开,同一品种南瓜的重复性样品紧密聚集在一起,说明了实验是可重复和可靠的。如图6 所示,黑小宝与221-09,样品间存在重叠,表明其在挥发性成分上存在相似之处。而香缘1 号、221-08 和香缘早没有任何重叠,表示其在挥发性成分上有一定差异。且黑小宝、香缘1 号、221-08 和221-09 相对聚集,都能够很好地与香缘早区分开,这表明香缘早与其余四种南瓜之间的挥发性成分具有明显差异。

图6 不同品种南瓜挥发性成分的PCA 评分图Fig.6 PCA score graph of volatile components of different varieties of pumpkins

2.5.4 不同品种南瓜挥发性成分相对气味活度值挥发性成分对于样品整体的风味贡献程度与其相对含量及其阈值有关,当其相对含量一定时,感觉阈值越低,越容易被嗅觉器官所感知。5 个品种南瓜中发现且已被报道的感官阈值的挥发性成分有26 种,本研究只对这些物质进行分析。ROAV 值是一种可以量化样品中挥发性风味成分对于物质整体香气贡献值的指标,当ROAV>1,表明该风味组分对样品的风味贡献最大,属于关键特征风味组分;0.1≤ROAV<1,表明该风味组分对样品风味起到修饰作用;ROAV<0.1,说明该风味组分对样品风味影响不显著。在一定范围内,ROAV 值越大,说明该物质对于样品总体的风味贡献越大[42]。由表4 可以看出,ROAV>1 的风味化合物有9 种:1-辛烯-3 醇、芳樟醇、2-甲基-2-丁醛、己醛、青叶醛、壬醛、反式-2-壬醛、3,5-辛二烯-2-酮、β-紫罗酮,属于南瓜果肉中的关键特征风味组份,具有明显的青香、果香等清香气味,是呈现南瓜香气的主要化合物。0.1≤ROAV<1的风味化合物有11 种,属于南瓜中的修饰性风味化合物,其中D-柠檬烯和3-辛酮的贡献值要高于其余风味化合物,表现出浓郁的果实香气。

表4 不同品种南瓜相对气味活度值的结果分析Table 4 Results of the relative odour activity values of different varieties of pumpkins

实验结果表明,不同品种南瓜中的关键香气物质存在差异,黑小宝的关键特征挥发性香气种类最多,为1-辛烯-3-醇、己醛、β-紫罗酮、芳樟醇、2-甲基-2-丁醛、壬醛、反式-2-壬醛和3,5-辛二烯-2-酮8 种,其次为221-08(1-辛烯-3-醇、己醛、β-紫罗酮、芳樟醇、壬醛、反式-2-壬醛和3,5-辛二烯-2-酮)7 种,221-09 具有6 种关键特征挥发性香气(1-辛烯-3-醇、己醛、β-紫罗酮、2-甲基-2-丁醛、青叶醛和反式-2-壬醛),香缘早(1-辛烯-3-醇、己醛、β-紫罗酮、芳樟醇和壬醛)与香缘1 号(1-辛烯-3-醇、己醛、β-紫罗酮、2-甲基-2-丁醛和3,5-辛二烯-2-酮)均为5 种。β-紫罗酮对5 种南瓜贡献最大,表现出浓郁的果香及茶香味。对香缘早和香缘1 号贡献作用第二的香气成分是1-辛烯-3-醇,具有独特蘑菇味和薄荷味;黑小宝、221-08 和221-09 中贡献作用第二的香气成分是具有纸板味的反式-2-壬醛。具有不良气味的反式-2-壬醛及3,5-辛二烯-2-酮在香缘早中均没有被检测出来。此外,对南瓜整体风味具有修饰作用的挥发性成分在香缘早中种类最多,分别为环己醇、3,6-亚壬基-1-醇、2-甲基-2-丁醛、正辛醛、D-柠檬烯、3-辛酮和2,5-辛二酮7 种,具有青草香、果香以及独特蜂蜜香气,对修饰香缘早香气起到积极作用;221-08 具有环己醇、青叶醛、庚醛、邻-异丙基苯、D-柠檬烯和3-辛酮6 种修饰香气成分,其中邻-异丙基苯特有胡萝卜香气;对香缘1 号起到修饰作用的香气成分为环己醇、3,6-亚壬基-1-醇、Z-6-壬烯-1-醇、反-2-辛烯醛和D-柠檬烯5 种,反-2-辛烯醛具有脂肪及肉香气;对黑小宝及221-09 香气起修饰作用的香气成分均为4 种,黑小宝为环己醇、青叶醛、D-柠檬烯和3-辛酮,提供了青草香及果香,221-09 为环己醇、4-萜烯醇、D-柠檬烯和3-辛酮,其中4-萜烯醇是221-09 中所特有,具有独特的暖胡椒香及泥土香气,修饰南瓜整体香味。

3 结论

本实验以5 个不同品种南瓜为研究对象,分析干物质、淀粉、pH、总酸、糖类化合物、肌醇、抗坏血酸、总酚、抗氧化活性等作为评价指标。除淀粉含量以外,其余3 个理化性状指标均表现为香缘早最佳;同时,香缘早的肌醇、抗坏血酸及对南瓜果实口感有重要影响的蔗糖含量也显著高于其余品种(P<0.05);总酚和抗氧化能力结果相似,均表明221-09 活性成分较其余4 种南瓜高,其次为黑小宝,香缘1 号最低。通过对南瓜果实品质指标进行灰色关联度综合评价分析,结果表明香缘早位列第一,综合品质优。不同南瓜品种资源的香气成分存在差异,香缘早含有的香气成分最为丰富且差异性最大,其中起主要贡献作用的香气成分是β-紫罗酮、1-辛烯-3-醇、壬醛、己醛、芳樟醇。综上,香缘早品种南瓜为优质南瓜资源。本研究可为南瓜的品种筛选、质量评价和加工及产品开发提供参考。

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