柑橘加工制品中香气物质的研究进展.docx
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1、柑橘加工制品中香气物质的研究进展范刚 1,乔宇 2,姚晓琳 1,徐晓云 1,王可兴 1,潘思轶 1,段雅庆 11 华中农业大学食品科技学院,武汉 430070;2 湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所,武汉 430064摘要:香气成分是构成柑橘加工制品特有风味,影响其整体品质的重要因子,研究其香气化合物对于保持橙汁的特征香气,防止其在加工贮藏过程中的损失,提高橙汁的整体香气品质具有重要意义。该文概述了国内外柑 橘加工制品中香气化合物的研究现状,对香气化合物的提取方法,香气活性物质的鉴定,香气活性物质阈值的研 究及其在加工贮藏过程中的变化进行了综述,并指出了柑橘加工制品香气物质研究中存在的
2、问题及今后研究的重 点。关键词:柑橘;加工制品;香气化合物Advances in Research of Aroma Compounds of CitrusProcessing ProductsFAN Gang1, QIAO Yu2, YAO Xiao-lin1, XU Xiao-yun1, WANG Ke-xing1, PAN Si-yi1, DUAN Ya-qing1(1College of Food Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070; 2Institute of Agricultu
3、ral ProductsProcessing and Nuclear-Agricultural Technology, Hubei Academy of Agricultural Sciences, Wuhan 430064)Abstract: Aroma component is one of the main factors affecting the characteristic flavor and total quality of citrus processingproducts. Studies on aroma compounds in citrus processing pr
4、oducts are important in preserving the characteristic flavor, preventing the loss of aroma compounds during processing and storage, enhancing the total aroma quality. In this paper, the aroma compounds in citrus processing products were introduced. In addition, the extraction of aroma compounds in c
5、itrus products, the identification of aroma-active compounds, the determination of odor thresholds of aroma compounds in citrus fruits and the changes of aroma compounds during processing and storage were summarized. Moreover, the problems and development trend in the future of aroma compounds in ci
6、trus fruits were discussed.Key words: citrus; processing products; aroma compounds量最大的果汁产品之一,约占 2/3 的世界果汁市场1。挥发性香气成分是构成橙汁特有风味的重要因子,相 应的研究报道也很多2。国外研究学者已经对柑橘及 其加工制品中香气成分的研究进行了广泛而深入的研 究,主要包括以下几个方面:橙汁中香气物质提取方 法的研究;橙汁、橘皮精油和柑橘果酒中香气活性物 质的研究;橙汁中特征香气物质阈值的研究;橙汁在 加工和贮藏过程中香气物质的变化。而国内有关柑橘 香气物质的研究那么很少,牛丽影等2和李庆等3曾
7、分别0引言香气是影响柑橘果实及其加工制品品质最重要的因子之一,研究柑橘及其加工制品的香气组成及特征香气活性物质,对防止柑橘加工过程中香气物质的损 失、保持柑橘加工制品的特征香气、提高其总体香气 品质具有重要意义。橙汁约占整个柑橘加工产品的86%,是最重要的柑橘加工产品,因其色泽优美、营 养丰富、口味与芳香宜人,是世界上最受欢送、贸易收稿日期:2021-04-08;接受日期:2021-08-14基金工程: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工程2005AA201C68作者简介:范 刚1982,男,湖北大冶人,博士,研究方向为农产品加工化学。Tel:;E-mai
8、l:fangangwebmazau.edu 。 通信作者潘思轶1965,男,安徽桐城人,教授,博士,研究方向为食品生物技术、生物技术与食品加工和食品加工工艺。Tel:027-87283778;E-mail:pansiyimazau.edu 12 期范 刚等:柑橘加工制品中香气物质的研究进展4325对橙汁和柑橘果实中的香气物质进行了综述,主要介绍了柑橘中香气物质的提取方法和鉴定方法。目前国 内关于柑橘及其加工制品中香气物质的研究主要集中 在不同类型及不同品种柑橘汁中香气物质的研究4-6, 橙汁中香气活性物质的鉴定7及橙汁中键合态挥发性 物质的研究8。一般来说,果实的挥发性香气物质包 括大约 2
9、000 种各不相同的化合物。这些物质包括酯 类、醛类、酮类、酸类、醇类、烯类等物质。但只有 香气活性物质才对食品的整体风味起着重要作用,能 够被人们感受到。本文对柑橘及其加工制品中香气活 性物质的提取方法,香气活性物质的鉴定,香气活性 物质阈值的研究及其在加工贮藏过程中的变化进行了 综述。并指出了柑橘加工制品香气物质研究中存在的 问题及今后研究的重点。析中的应用还未见报道。溶剂辅助风味蒸发法是一种新型的、广泛应用的、从复杂食品基质中仔细、直接 别离香气化合物的方法,能从含有脂肪的食品基质中 获得较高的气味物质回收率,此法已在火腿、卷心菜、 菠萝、乳制品等的挥发性风味物质分析中得到应用, 但在柑
10、橘香气分析中的应用还未见报道。2橙汁、橘皮精油和柑橘果酒中香气活性物质食品中的挥发性风味物质数量繁多,但并不是每种挥发性组分对食品的整体风味都有奉献,大多数挥 发性物质是不呈气味的,不会被人们感受到的,其中 只有少局部物质才对食品的整体风味起着重要作用, 能够被人们感受到,这局部物质就是香气活性物质。 香气活性物质是人们利用鼻子通过 GC- OlfactometryGC-O装置嗅闻确定的。GC-O 技术属 于一种感官检测技术,即气味检测法,其中人的鼻子 起到了检测器的强大作用。它是将气味检测仪或使 用人的鼻子检测器来分析气流中的香味活性与别离 挥发性物质的气相色谱仪结合的一种技术。常用的 GC
11、-O 嗅闻检测技术分为芳香萃取物稀释分析、检测频率分析和时间-强度分析。 橙汁中的香气活性物质国外研究学者已经对不同品种橙汁中的特征香气 活性物质做了全面的分析,橙汁中的香气活性物质概 括起来主要有以下几类。2.1.1 酯类 通常具有果香或花香气味,是构成柑橘 头香气味的主要物质。主要有挥发度较高的甲基酯类 和乙基酯类化合物,如乙酸甲酯、丁酸甲酯、乙酸乙 酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、3-羟基己酸乙 酯等。其中乙酸乙酯和丁酸乙酯被认为是衡量柑橘香 气品质好坏的质量指标12。2.1.2 醛类 通常具有花香气味。主要有脂肪醛类和 芳香醛类:a,乙醛、己醛、辛醛、壬醛、癸醛、十一 醛、十二醛、反
12、-壬烯醛、顺- 3-己烯醛、4,5-环氧基-反-2-癸烯醛、3-甲硫基丙醛;b,苯甲醛、苯乙醛。 其中己醛可用于橘皮精油品质的鉴定13。2.1.3 萜烯类化合物 这类化合物具有五的倍数的 碳原子,主要有单萜、倍半萜、二萜、二倍半萜,其 中一些具有很好的气味和生物活性。萜烯类化合物如 萜烯烃类、萜烯醇类、萜烯醛类、萜烯酯类等是柑橘 中最主要的一类香气物质,其中一些萜烯烃类和含氧1橙汁中香气物质提取方法用于柑橘及其加工制品中香气物质提取的传统方法有溶剂提取法,同时蒸馏萃取法及顶空进样法等。这些方法操作简单,都有各自的优缺点。 同时蒸馏萃取法的突出特点是将样品的水蒸汽蒸馏和馏分的溶剂萃取两个步骤合二
13、为一,对微量成分 提取效率很高,而且在 10-6 级浓度范围内对大多数有 机化合物有一定量的提取率。同时蒸馏萃取法在柑 橘香气提取分析上的应用很广泛,早在 1985 年, Nnez 等9就应用此法提取并分析了葡萄柚中的香气 物质。顶空进样法的优点是不需要溶剂,无污染,快 速便捷,对色谱柱伤害小而且能真实的反映物质的香 气成分,可用于液体、气体或者固体中挥发性物质的 别离,此法也已广泛用于柑橘及其加工制品中香气的 提取。超临界流体萃取,固相微萃取,搅拌棒吸附萃取 技术及溶剂辅助风味蒸发法等那么是几种新型的,高效 的,无需有机溶剂的香气物质提取方法。超临界流体 萃取法高效,快速,后处理简单,缩短处
14、理时间,避 免使用大量有机溶剂、降低产生对样品污染的可能性, 抽提风味更接近天然风味,多用于食用香精香料的抽 提,目前已广泛用于橘皮精油的提取10。固相微萃取 属于非溶剂型选择性萃取法,目前该技术的应用已经 比拟成熟,由于它具有样品用量少、选择性高、使用 方便、快捷等优点,从而在柑橘及其加工制品的提取 上得到广泛的应用。搅拌棒吸附萃取技术具有灵敏度 高、重现性好、不使用有机溶剂等优点,已经在葡萄 及葡萄酒的香气分析中得到应用11,但在柑橘香气分4326中 国 农业 科 学42 卷萜类化合物是柑橘中重要的芳香物质,如柠檬烯,-蒎烯,芳樟醇,香叶烯,4-松油醇,-蒎烯,-异松 油烯,反-4,8-二
15、甲基-1,3,7-壬三烯,别罗勒烯,- 古巴烯等。萜烯类物质是柑橘果实香气及橘皮精油中 含量最高的一类物质,由于它们的弱极性,这类物质 更容易存在于果肉中。柑橘品种、酿造工艺、发酵温度、酿造酵母等因素的影响。Selli 等20研究了 Kozan 甜橙酿制的柑橘果酒中 的挥发性风味物质,共鉴定出了 75 种挥发性风味物 质,以萜烯类,醇类和酯类物质为主。之后他们21采 用 GC-O 技术对 Kozan 甜橙果酒中的香气活性物质进 行了鉴定,共检测到 35 种香气活性物质,鉴定出 28 种物质,另有 7 种物质未得到鉴定。醇类、萜烯类和 酯类是最主要的香气活性物质,其中丁酸乙酯水果 甜香味、3-甲
16、基-1-戊醇烘烤味、芳樟醇橘子 味、-丁内酯焦糖味、3-甲硫基-丙醇煮土豆 味、香叶醇橘子味和苯乙醇玫瑰花味是对 柑橘果酒特征香气奉献最大的香气活性物质。发酵对柑橘汁中的香气物质会产生很大的影响, Fan 等22研究发现柑橘果酒在酿造过程中萜烯类物质 损失严重,柑橘的特征香气受到很大影响,酯类物质 是柑橘果酒中主要的香气物质,构成了柑橘果酒典型 的醇香味。2.1.4其它类物质3a,4,5,7a- 四氢-3,6- 二甲基-23H-苯并-呋喃酮,4-羟基-2,5-二甲基-32H-呋喃酮等14。 橘皮精油中的香气活性物质柑橘香精油存在于果实外果皮、花朵及叶片之中, 而以外果皮含量最丰富,一般都到达
17、0.5%2.0%15。 目前,国内外对橘皮精油的挥发性组分的研究很多, 涉及的品种包括酸橙,甜橙,柠檬及宽皮柑橘等。与柑橘汁中的香气活性物质相比,橘皮精油中香 气活性物质的种类相对较少,主要以脂肪醛类物质为 主,如辛醛、癸醛、月桂醛、trans-4、5-环氧反-2-癸 烯醛、-甜橙醛、E-2-辛烯醛、Z-4-癸烯醛、E,E-2,4- 壬二烯醛、E-2-十二烯醛16-17。萜烯类物质也是橘皮精油中重要的香气活性物 质,但其种类没有橙汁中的多。目前已经鉴定出来的 橘皮精油中的萜烯类香气活性物质有柠檬烯、-水芹 烯、异松油烯、顺-橙花叔醇、反-橙花叔醇、-蒎烯, 莰烯、-香叶烯、-松油烯、芳樟醇、-
18、松油醇、- 荜澄茄油烯、巴伦西亚桔烯、双环大牻牛儿烯、-紫穗槐烯等18-19。除了醛类和萜烯类物质外,一些饱和烷烃类,酮 类,内酯类和酚类物质也被发现是橘皮精油中重要的 香气活性物质,如十四烷、桉叶素、圆柚酮、4-羟基-2,5-二甲基-32H呋喃酮、-紫罗兰酮、2-2- 羟基-4-甲基-3-环己烯基-丙酸 -内酯、愈疮木酚、- 辛内酯和间甲酚等16,19。 柑橘果酒中的香气活性物质柑橘果酒是柑橘深加工的开展方向之一,也是最 有竞争潜力的果酒之一。果酒的感官品质是果酒质量 的重要评价指标之一,据报道,人们已经从各种酒及 酒类饮料中鉴定出了 1 300 多种挥发性风味物质,主 要为醇类、酯类、酸类
19、、醛类和酮类物质,其中酯类 物质对酒风味的奉献最为重要。目前,关于柑橘果酒 的研究主要集中在酿造工艺上,而有关柑橘果酒中香 气活性物质的研究那么很少。柑橘果酒的香气物质主要来源于柑橘本身的香气 物质和发酵过程中酵母作用产生的香气物质,它受到3橙汁中香气活性物质阈值的研究不同的香气化合物由于阈值及在样品基质中浓度的不同,对橙汁整体香气的奉献会不同,仅凭某种香气成分含量的上下不能准确的判断其对样品整体香气 奉献的大小。衡量香气成分的香气强度,可以通过阈 值和香气值这两个定量的数据进行。香气阈值是指在 用空白试验作比拟时,能用嗅觉区分该成分的最低浓 度值。香气值那么是香气成分的浓度与阈值的比值,它
20、指明了一种成分在食品香气中所起的作用,因此也称 为发香值。当香气成分的浓度和阈值相同时,即香气 值为 1 时,为嗅觉器官的最低感觉值。也就是说香气 值小于 1 时,嗅觉器官就会感觉不出这种香气成分的 存在。香气物质的阈值在不同的基质中会有所差异,也 和所使用的测定方法和测试人员有关系。不同的基质 与该基质极性相近的香气物质保持力强一些,从而影 响其挥发,所测得的阈值就会偏大。香气物质的嗅闻 方法有两种:鼻后嗅觉,或称 R 型嗅觉,即通过嘴的 后侧获得的与气味有关的信息;常规嗅闻,或称 O 型 嗅觉,即通过鼻孔收集与气味相关的信息。这两种方 法都对食物的味道产生影响,例如香草之类的香料就 能使食
21、物闻着很香,从而吃起来觉得更香。很多研究 说明,对于某些有气味物质,这两种不同的嗅闻方法 对气味的质量和强度的感觉是不同的。下表列举了柑 橘中的香气活性物质在不同基质中的阈值。12 期范 刚等:柑橘加工制品中香气物质的研究进展4327表 橙汁中香气活性化合物的阈值Table Threshold value of odor-active aroma compounds in citrus fruits化合物Compounds空气中的阈值Threshold in air(10-6)水中的阈值(ppb)Threshold in water除味果汁中的阈值(ppb)Threshold in deodo
22、rized juice常规嗅闻Orthonasal鼻后嗅觉Retronasal常规嗅闻Orthonasal鼻后嗅觉Retronasal1523, 6326, 50029, 2535623, 524, 1025, 4.62613 50023, 7 500291023123, 2.426, 20296023187231 6502737 200276 03823, 9403425623123116232 76723523152232 0102736 100273 55423146231.023120231 664230.2123乙醛 Acetaldehyde-蒎烯 -Pinene -蒎烯 -Pine
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