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锦橙游离态和键合态风味物质研究



全 文 : 2006, Vol. 27, No. 12 食品科学 ※分析检测618
锦橙游离态和键合态风味物质研究
范 刚,柴 倩,潘思轶*
(华中农业大学食品科技学院,湖北 武汉 430070)
摘 要:以锦橙为研究对象,应用AmberliteXAD-2吸附法和溶剂洗脱法研究了锦橙中游离态和糖苷键合态的风味
化合物,并采用HP-5和DB-WAX两种不同极性的色谱柱检测了锦橙中的风味物质。GC-MS结果表明,采用非极
性的HP-5色谱柱效果明显好于DB-WAX;两种色谱柱共检出游离态和键合态风味组分各43和31种,组成锦橙香
气的物质主要为d-柠檬烯、苯甲醇、(Z)-3-己烯-1-醇、3-蒈烯、反-2-己烯醛等;并且有10种酶解出来的风味
物质在游离态组分中不存在,有丁酸丙酯、丁酸己酯、α-蒎烯、3-氧-α-紫罗兰醇等。
关键词:锦橙;β-D-葡萄糖苷酶;风味
Free and Glycosidically Bound Volatile Flavor Compounds in Glorious Oranges
FAN Gang,CHAI Qian,PAN Si-yi*
(College of Food Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China)
Abstract :In this paper, it studied the application of AmberliteXAD-2 to absorb and elute the free and glycosidically bound
volatile flavor compounds from Glorious Oranges, and the effect to detect the volatile flavor compounds of two fused-silica
capillary columns of different polarity was also described. The results by using GC-MS indicated that the effect of HP-5 was
well than DB-WAX. The number of the free and glycosidically bound volatile flavor compounds was 43 and 31 respectively, and
the compounds mainly were D-Limonene, Benzyl Alcohol, 3-Hexen-1-ol, (Z)-, 3-Carene and 2-Hexenal, (E)- et.al. In addition,
there were ten compounds hydrolyzed by β-glucosidase that just exited as glycosides, such as propyl butyrate, Hexyl butanoate,
.alpha.-Pinene and 3-Oxo-.alpha.-ionol etc.
Key words:Glorious Oranges;β-D-glucosidase;flavor
中图分类号:TS255.1 文献标识码:A 文章编号: 1002-6630(2006)12-0618-05
收稿日期:2006-07-18 *通讯作者
基金项目:农业部农业结构调整重大技术研究专项(04-09-03B);湖北省重点科技攻关项目(2005AA201C68)
作者简介:范刚(1982-),男,硕士研究生,研究方向为农产品加工化学。
自然界存在着许多糖苷(glycosides)类化合物,有许
多糖苷已被发现有很重要的生理作用,随着糖复合物研
究的不断发展,近年来有关糖苷研究的报道非常多。
早在1969年,Francis和Allcock[1]就开始对玫瑰花
瓣中糖苷形式的单萜醇的检测进行了研究,由此开辟了
糖苷结合风味物质的一个新的研究领域。Gunata和
Bayonove[2]等提出葡萄汁中存在游离态与键合态形式的
橙花醇与香叶醇,且葡萄皮比葡萄汁中含量高,在玫瑰香
葡萄中,汁中以键合态形式存在的占2/3,皮中以键合
态形式存在的占1/3,且键合态的萜类物质含量从绿熟
期开始升高,至完熟期达到最高点。宛晓春和汤坚等
人[3,4]在1997年对哈密瓜和山楂中的游离态和键合态风味
化合物进行了研究,发现哈密瓜和山楂中的键合态风味
物质的组分均比游离态组分多,而在哈密瓜中有7 种化
合物是瓜类水果中首次发现的,它们是庚烯-3-醇、芳
樟醇、α-萜品醇、香芹酚、3-羟基-β-大马酮、3-
羟基-7,8-二氢-β-紫罗酮和3-氧化-α 紫罗醇。
锦橙(Glorious Oranges)又名鹅蛋柑26号,原产重
庆江津,系20世纪40年代从地方实生甜橙中选出的优
良变异。因其肉质细嫩化渣,甜酸适中,味浓汁多,
香气浓郁,是甜橙中比较适合加工的优良品种。近年
来我国橙汁的消费量很大,而且增长的势头也很迅猛,
这给锦橙的种植和加工带来了广阔的空间。
本试验以锦橙为研究对象,通过对橙汁中游离态与
键合态芳香组分的分离,然后酶解和酸解键合态组分,
释放橙汁中潜在的芳香组分,以提高锦橙汁加工品的风
味和质量,为锦橙制品的增香技术研究打下基础。
1 材料与方法
619※分析检测 食品科学 2006, Vol. 27, No. 12
1.1材料及制备
成熟锦橙果实采自湖北松滋望春花果汁有限公司柑
桔园,使用离心式榨汁机榨汁,绢布或四层纱布粗滤
果汁分装在250ml的玻璃瓶中,贮藏在-18℃的冰柜中
待用。试验时从冰柜中取出橙汁样品,在30℃的水浴
中迅速解冻,绢布或四层纱布粗滤,接着离心分离(4℃,
4800g)20min,得清汁约200ml,备用。
1.2试剂
AmberliteXAD-2(20~60目)为Supelco公司产品;
β-D-葡萄糖苷酶为Fluka公司产品;所用试剂乙醚、戊
烷、甲醇均为分析纯并经重蒸馏;无水硫酸钠为分析
纯 。
1.3方法
1.3.1Amberlite XAD-2处理
称取50g XAD-2树脂在索氏抽提器中分别用戊烷、
乙酸乙酯和甲醇回流处理各10h,然后贮于甲醇中备
用。使用时将洗净的XAD-2以甲醇为溶剂湿法装柱,以
500ml蒸馏水洗柱(10ml/min)后即可使用[5]。
1.3.2样品中游离态和键合态香气成分的分离
将得到的锦橙清汁以3ml/min的流速流经处理好的
Amberlite XAD-2柱(50×1cm)接着用300ml的去离子水洗
柱以除去水溶性的糖、酸物质。然后用300ml乙醚:戊
烷(1:1)洗柱得游离态风味组分,经无水Na2SO4干燥,
KD浓缩器浓缩至10ml,再用N2吹去剩余溶剂,最终
浓缩至0.5ml供GC、GC-MC分析;接着用300ml甲醇
洗脱吸附在柱上的键合态风味组分的前体,收集甲醇部
分,在旋转蒸发器上减压浓缩(水浴温度35℃)至干,用
20ml 0.06mol/L的柠檬酸-Na2HPO4缓冲液(pH5.0)溶解,再
用80ml乙醚:戊烷(1:1)分三次萃取以去除可能存在的游离
芳香组分,水相备用。
1.3.3键合态组分的酶法水解
在上述水相中加入Almond β-D-葡萄糖苷酶40mg
(7.5U/mg Fluka),样品置于顶空瓶中压盖密封,于40℃
水浴保温2d,用乙醚:戊烷(1:1 80ml分三次萃取酶解液,
无水硫酸钠干燥,N2浓缩至0.5ml供GC、GC-MS分析。
1.3.4GC分析
Agilent 6890N型气相色谱仪,气相色谱条件:毛
细管柱为HP-5(30m×320μm×0.25μm),程序升温,
起始温度40℃,保持12min,以3℃/min升至108℃,
保持2min,再以5℃/min升至250℃,保持5min,进
样量1.0μl,进样口温度250℃,检测器温度(FID)250℃。
1.3.5GC-MS分析
Finnigan MAT4600气-质联用仪。DB-5石英毛细
管柱和DB-WAX柱,30mol/L×0.25mm,程序升温同
GC。质谱条件:电离方式EI,电子能量70eV,灯
丝发热电流0.25mA,电子倍增器电压1000V,离子源
温度200℃,接口温度250℃,扫描速度全程(40~400)
amu/s。
2 结果与分析
2.1两种不同极性柱检出的锦橙中游离态和键合态香气
组分
表1是两种不同极性柱检出的锦橙中游离态和键合
态的风味化合物。
HP-5 DB-WAX
化合物 游离态 键合态 游离态 键合态
(μg/200ml)(μg/200ml)(μg/200ml)(μg/200ml)
醇类Alcohols(13)
2-丁基辛醇 1-Octanol, 2-butyl- 0.1514 - 0.1081 -
苯甲醇 Benzyl Alcohol - 0.0258 0.5406 0.1045
1-正己醇 1-Hexanol 0.0757 0.0103 0.2162 0.022
壬醇 Nonanol 0.0757 - - -
苯乙醇 Phenylethyl Alcohol 0.4541 - - -
3-氧-α- 紫罗兰醇 3-Oxo-.alpha.-ionol - 0.2165 - -
3,7,11-三甲基 2,6,10-十二碳三烯-1-醇2,6,10-Dodecatrien-1-ol,3,7,11-trimethyl-,(E,E)-0.5297 7.0680 - -
正丁醇 1-Butanol - - 0.2162 0.033
(Z)-3-己烯 1-醇 3-Hexen-1-ol, (Z)- 0.3243 - - -
正辛醇 1-Octanol 0.9730 - - -
柏木醇 Cedrol 0.7568 - - -
2-乙基-1-正己醇 1-Hexanol, 2-ethyl- - - - 0.022
月桂醇 1-Dodecanol - - - 0.022
酯类Esters(12)
3-羟基己酸乙酯Hexanoic acid, 3-hydroxy-, ethyl ester12.3358 0.7630 9.6762 0.99
表1 锦橙汁中游离态和键合态风味组分
Table 1 Free and bound flavour components of Glorious Oranges
2006, Vol. 27, No. 12 食品科学 ※分析检测620
注:*为内标物;-表示未检出;定量采用内标法;定性采用GC-MS法。
HP-5 DB-WAX
化合物 游离态 键合态 游离态 键合态
(μg/200ml)(μg/200ml) (μg/200ml)(μg/200ml)
丁酸丙酯Butanoic acid, propyl ester - 0.0155 - -
十六酸甲酯Hexadecanoic acid, methyl ester0.6054 - 0.5946 -
苯甲醇丁酯 Butylated Hydroxytoluene 1.9677 0.0773 1.4055 0.0605
邻苯二甲酸二丁酯 Dibutyl phthalate 4.3894 0.0206 3.5137 14.2065
3-羟基-丁酸乙酯 Butanoic acid, 3-hydroxy-, ethyl ester- 0.2320 - 0.33
丁酸乙酯 Butanoic acid, ethyl ester 0.5298 - - -
苯甲酸苄酯 Benzyl Benzoate 1.211 - - -
丁酸丁酯 Butanoic acid, butyl ester - 0.0980 - -
丁酸己酯 Butanoic acid, hexyl ester - 0.0258 - -
苯甲酸丁酯 Benzoic acid, butyl ester - 0.0206 - -
己酸乙酯 Hexanoic acid, ethyl ester 0.1622 - - -
酮类Ketones(2)
环己酮 Cyclohexanone* 1.892 1.892 1.892 1.892
6,10-二甲基-9-十一烯-2-酮 0.8325 - 0.1622 -
9-Undecen-2-one, 6,10-dimethyl-
醛类Aldehydes(3)
癸醛 Decanal 0.3027 0.0103 0.2703 -
反-2-己烯醛 2-Hexenal, (E)- 0.0757 - - -
十一醛 Undecanal 0.0757 - - -
烯类Alkene(9)
3-蒈烯 3-Carene 0.3784 - 0.0541 -
角鲨烯 Squalene 1.2866 - 2.3785 -
d-拧檬烯 D-Limonene 14.6062 0.1134 7.4599 0.1375
苯乙烯 Styrene 0.1514 0.0052 - 0.011
β-香叶烯 .beta.-Myrcene 0.3027 0.0052 - -
罗汉柏烯 Thujopsene 0.1514 - - -
2,4-二甲基-1-庚烯 2,4-Dimethyl-1-heptene - 0.0052 - -
α-蒎烯 .alpha.-Pinene - 0.0052 - -
α-石竹烯 .alpha.-Caryophyllene - - 0.3243 -
酸类(Acids)(3)
(Z,Z)-9,12-十八二烯酸(油酸) 2.8758 - 10.2709 -
9,12-Octadecadienoic acid (Z,Z)-
正戊酸 Pentanoic acid 0.0757 - - -
对羟基肉桂酸(香豆酸) p-Hydroxycinnamic acid 0.9081 0.0309 - -
烃类(Hydrocarbons)(5)
乙苯 Ethylbenzene 1.0595 0.0361 1.027 0.044
对二甲苯 p-Xylene 2.0434 0.0876 0.8109 0.0715
荼 Naphthalene 1.0595 0.0567 - -
1-甲基萘 Naphthalene, 1-methyl- 0.3027 0.0206 0.4865 0.022
反,顺-十氢化萘 11.8818 1.4847 6.1625 1.914
Naphthalene, decahydro-, trans- and cis-
酚类(3)
2-甲氧基-4-乙烯基苯酚 2-Methoxy-4-vinylphenol1.0595 0.3248 0.7568 0.198
丁香酚 Eugenol - 0.0103 0.3784 0.044
2,4-双(1-苯乙基)苯酚Phenol, 2,4-bis(1-phenylethyl)-1.2866 0.0309 - -
其它(3)
反,顺-八氢-1H-茚 0.3027 - 0.6487 -
1H-Indene, octahydro-, trans- and cis-
2-(甲巯基)苯并噻唑 Benzothiazole, -(methylthio)-0.6811 - 0.5406 -
香兰素 Vanillin - - 1.0271 0.121
(续表1)
621※分析检测 食品科学 2006, Vol. 27, No. 12
的数量来看,HP-5检出的组分明显比DB-WAX检出的
组分多。两种色谱柱都检测出的风味物质有22种,有
23种物质只在HP-5色谱柱中检出,其中大部分为醇类
和酯类,而只有5种物质只在DB-WAX色谱柱中检出,
分别为正丁醇、2-乙基-1-正己醇、月桂醇、α-石竹
烯、香兰素。由此可见,采用HP-5色谱柱效果明显
好于DB-WAX。
2.3锦橙游离态和键合态组分
两种色谱柱共检出游离态风味组分43种,其中d-
拧檬烯的含量最高,200ml锦橙汁中含量达14.6062μg,
是锦橙游离态风味物质的主要成分,其次是反,顺-十氢
化萘,邻苯二甲酸二丁酯,3-羟基己酸乙酯,(Z,Z)-9,
12-十八二烯酸,但这几种物质含量虽然高,但对锦橙
的风味贡献不大。而苯甲醇、(Z)-3-己烯-1-醇、壬醇、
苯乙醇、3,7,11-三甲基-2,6,10-十二碳三烯-1-醇、对二
甲苯、苯甲醇丁酯、癸醛、3-蒈烯、苯乙烯、β-香
叶烯、正戊酸、丁香酚、2-甲氧基-4-乙烯基苯酚、
6,10-二甲基-9-十一烯-2-酮、丁酸乙酯、己酸乙酯、
苯甲酸苄酯、反-2-己烯醛、十一醛等含量甚微,但
却是锦橙游离态风味的主要组成成分。共检出键合态组
分31种,邻苯二甲酸二丁酯和3,7,11-三甲基-2,6,10-十
二碳三烯-1-醇含量很高,而3,7,11-三甲基-2,6,10-十二
碳三烯-1-醇的含量是游离态的14倍,在释放出来的31
种键合态风味物质中,有10种物质在游离态组分中不存
在,分别是3-氧-α- 紫罗兰醇、2-乙基-1-正己醇、
月桂醇、丁酸丙酯、3-羟基-丁酸乙酯、丁酸丁酯、
丁酸己酯、苯甲酸丁酯、2,4-二甲基-1-庚烯、α-蒎
烯,其中大多数是具有水果香气的。
由此可见,锦橙中含有大量的键合态风味物质,
使用酶法水解可释放出许多潜在的风味物质,从而可以
增强锦橙在加工过程中的香气品质。
3 讨 论
本实验采用两种不同极性色谱柱共检出锦橙中游离
在锦橙汁中用两种不同极性的毛细管柱共检出53种
风味化合物,其中醇类13种,酯类12种,酮类2种,
醛类3种,烯类9种,酸类3种,烃类5种,酚类3
种,其它类3种;游离态组分有43种,键合态组分有
30种,总离子流图如图1~4。
2.2两种不同极性柱检出的锦橙风味组分的差异
HP-5非极性色谱柱共检出游离态风味组分38种,键
合态风味组分28种;DB-WAX极性色谱柱共检出游离
态风味组分25种,键合态风味组分19种。从风味物质
图1 HP-5柱检出的锦橙中游离态风味组分的总离子流图
Fig.1 Total ion current chromatogram of free aroma components
in Glorious Oranges by using HP-5
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图2 HP-5柱检出的锦橙中游离态风味组分的总离子流图
Fig.2 Total ion current chromatogram of bound aroma
components in Glorious Oranges by using HP-5
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图3 DB-WAX柱检出的锦橙中游离态风味组分的总离子流图
Fig.3 Total ion current chromatogram of free aroma compo-
nents in Glorious Oranges by using DB-WAX
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图4 DB-WAX柱检出的锦橙中游离态风味组分的总离子流图
Fig.4 Total ion current chromatogram of bound aroma compo-
nents in Glorious Oranges by using DB-WAX
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2006, Vol. 27, No. 12 食品科学 ※分析检测622
态和键合态风味组分各43和31种,醇类和酯类占了大
多数,还检出了含量较高的亚油酸,其中(Z)-3-己烯-
1-醇,反-2-己烯醛及多种酯类风味物质的形成主要是
由亚油酸、亚麻酸等不饱和脂肪酸通过脂肪氧合酶的降
解途径转化而来[6,7]。亚油酸在脂肪氧合酶和氢过氧化物
裂解酶的作用下生成己醛,己醛可被氧化成己酸,并
进一步生成甲酸己酯。亚麻酸经酶降解可以产生顺-3-己
烯醛,在醇脱氢酶作用下即转化为顺-3-己烯醇。己烯
醇被酯化为相应的酯,得到顺-3-己烯醇乙酸酯[4]。
通过对两种不同极性色谱柱检测效果的比较,HP-
5非极性色谱柱的检测效果明显优于DB-WAX,这与风
味物质的组成有很大关系。
参考文献:
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51-54.
收稿日期:2006-08-29
基金项目:湖北省教育厅重点项目(D200626004)
作者简介:毛清黎(1957-),男,副教授,博士,主要从事食品生物技术及天然产物化学的教学与科研。
超声波乙醇浸提快速测定苦瓜总
皂甙的方法研究
毛清黎1,2,施兆鹏1,李 玲3,刘仲华1,朱 旗1
(1.湖南农业大学园艺学院,湖南 长沙 410128;2.孝感学院生命科学学院,湖北 孝感 432100;
3.华南师范大学生命科学学院,广东 广州 510631)
摘 要:本文建立了苦瓜中苦瓜总皂甙超声波乙醇浸提快速测定方法,该法仅需样品0.1g,浸提溶剂80%乙醇2ml,
浸提时间仅需30min,不需加热,降低能耗,分析测定效率提高十倍以上。测定结果与常规的乙醇回流没有显著
差异。
关键词:超声波浸提;快速测定;苦瓜总皂甙
Study on A Rapid Determination of Total Momordicoside by Ultrasonic Extraction from
Bitter Melon (Momordica charantia)
MAO Qing-li1,2,SHI Zhao-peng1,LI Ling3,LIU Zhong-hua1,ZHU Qi1
(1.College of Horticulture, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China;
2.College of Life Science, Xiaogan University, Xiaogan 432100, China;
3.College of Life Science, South China Normal University, Guangzhou 510631, China)
Abstract :A rapid determination of total momordicoside by ultrasonic extraction from bitter melon (Momordica charant a) was
reported in this paper.In the operation of ultrasonic extraction,only 0.1g of sample and 2ml of 80% ethanol were used.Only 30min
was necessary for the extraction.As compared with the conventional Soxhlets method,the ultrasonic extraction method required