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李子酵素:共检出68种挥发性成分

李子酵素:共检出68种挥发性成分
2021年04月29日 17:12 新浪网 作者 情深缘浅平蝶

  李子酵素

  李子(Prunus salicina Lindl.),是蔷薇科李属植物,别名嘉庆子、布霖、李子、玉皇李、山李子。其果实7~8月间成熟,饱满圆润,玲珑剔透,形态美艳,口味甘甜,是人们最喜欢的水果之一。

  李子又名嘉庆子、布霖,蔷薇科李属植物,为核果类水果,广泛分布于长江流域及西北一带,在我国有悠久的栽培历史。李子营养成分丰富,主要包括碳水化合物、蛋白质、核黄素、胡萝卜素、维生素C及多种微量元素等。李子性平,味甘、酸,具有生津止渴、降低血压、促进消化、清肝除热、美容养颜等功效。近年来,随着李子种植面积不断扩大,李子产量大幅度提升,然而李子属于季节性水果,鲜果不耐储藏,且价格较低,因此,如何延伸产业链、提高李子经济附加值是亟待解决的问题。

  李子酵素是以李子为原料,加入白砂糖、发酵剂,经过低温长时间发酵而产生的微生物发酵产品。在底物发酵过程中,微生物通过本身的中间代谢,使底物产生一系列的生物化学变化,得到的发酵产物不仅保留了底物特有的风味和营养成分,还能产生新的氨基酸等生理活性物质,风味和口感可得到明显改善。开发李子酵素,可有望解决李子不耐储藏、附加值低等问题,还能丰富饮料品种,增加果农收入。

  挥发性成分是评价水果酵素风味的重要指标;氨基酸是组成生物体中酶和蛋白质的基本单元,其种类和含量是评价食品营养价值的主要指标之一。而关于李子发酵前后挥发性成分及游离氨基酸变化的系统性研究较少,因此,本工作采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱法(HS-SPME-GC-MS)分析了李子发酵前后挥发性成分的变化,采用氨基酸自动分析仪分析了李子发酵前后游离氨基酸的种类及含量的变化,以期为李子酵素及相关产品的综合开发利用奠定科学基础。

  李子酵素制备

  称取50kg洗净去核新鲜李子样品,加入等质量的灭菌饮用纯净水打浆2min,将浆液放入不锈钢夹层锅中加热熟化,于90~100℃下熬煮8min后冷却至室温,按照其总质量的0.03%添加发酵剂,按照其总质量的8%添加白砂糖,搅拌使白砂糖完全溶化,将其转至陶瓷坛内,用0.154mm纱布封口,在18℃下发酵3个月,得到呈淡黄色澄清透明状的产物;在洁净度为10万级的条件下,用0.45μm的除菌滤膜于0.1MPa下加压过滤,得到李子酵素样品,于15℃条件下保存备用。

  结果与讨论

  挥发性成分结果分析

  李子发酵前后样品的总离子流图见图1。

  图1李子发酵前后挥发性成分的总离子流图

  对照NIST数据库,通过挥发性成分的质谱碎片信息、保留指数、保留时间等进行定性分析;采用峰面积归一法进行相对含量统计,结果见表2。

  表2李子发酵前后挥发性成分分析结果

  由表2可以看出:在李子发酵前后,其中的挥发性成分种类和含量具有较大差异;新鲜李子中检出48种挥发性成分,包括烃类(1种)、醇类(11种)、醛类(9种)、酮类(3种)、羧酸类(1种)、酯类(19种)、酚类(1种)、其他(3种)化合物,其中含量最高的是醇类化合物;李子酵素中共检出68种挥发性成分,包括烃类(4种)、醇类(11种)、醛类(6种)、酮类(5种)、羧酸类(6种)、酯类(28种)、酚类(5种)、其他(3种),其中醇类和酯类化合物含量较高。发酵后的李子酵素中挥发性成分较发酵前的共增加了20种,这是李子酵素香气浓郁的主要原因。

  游离氨基酸结果分析

  色谱行为

  31种氨基酸混合标准溶液与发酵前后样品的色谱图见图2。

  图2氨基酸混合标准溶液、李子酵素、新鲜李子中游离氨酸酸的色谱图

  标准曲线和检出限

  按照氨基酸分析仪器工作条件对100nmol·L-1的氨基酸混合标准溶液进行单点外标法测定,以氨基酸的浓度为横坐标,其对应的色谱峰面积为纵坐标绘制标准曲线。

  按照3倍信噪比(3S/N)计算31种氨基酸的检出限(3S/N),得到31种氨基酸的检出限为0.5~7.9nmol·L-1。

  精密度试验

  按照氨基酸分析仪器工作条件对100nmol·L-1的氨基酸混合标准溶液进行测定,重复进样6次,计算各氨基酸峰面积的相对标准偏差(RSD),所得结果为0.70%~2.2%,小于3%,表明该方法的精密度良好。

  回收试验

  在李子汁和李子酵素中分别加入100nmol·L-1的氨基酸混合标准溶液,按1.3.3节制备2种样品溶液,每种样品平行制备6份,按照氨基酸分析仪器工作条件分析加标前后的样品,记录各氨基酸色谱峰面积,计算李子发酵前后各游离氨基酸的相对含量,并计算回收率,结果见表3,其中“*”为必需氨基酸,李子汁和李子酵素中均未检出α-氨基己二酸和β-氨基异丁酸。

  由表3可以看出:李子汁中含有20种游离氨基酸,总量为6105mg·L-1,天冬酰胺含量最高,其次是丙氨酸;其中,7种为人体必需氨基酸,13种为非必需氨基酸,必需氨基酸总量为983mg·L-1,相对含量为16.10%;李子酵素中含24种游离氨基酸,总量为4127mg·L-1,丙氨酸含量最高,其次是磷酸丝氨酸;其中,8种为人体必需氨基酸,16种为非必需氨基酸,必需氨基酸总量为1099mg·L-1,相对含量为26.63%;李子发酵前后必需氨基酸种类和含量均增加;和发酵前的李子相比,李子酵素中游离氨基酸总量降低,这可能与微生物生长消耗部分氨基酸有关;新增了牛磺酸、胱氨酸、蛋氨酸、3-甲基组氨酸、1-甲基组氨酸等5种氨基酸;以李子汁和李子酵素为基质得到的加标回收率分别为95.3%~101%和95.5%~101%,表明本方法具有较好的可靠性。

  表3回收试验结果

  本方法采用HS-SPEM-GC-MS分析了新鲜李子和李子酵素中的挥发性成分,李子汁中检出48种挥发性成分,李子酵素中共检出68种挥发性成分,发酵后挥发性成分共增加了20种,使李子酵素的风味和口感得到明显改善。采用氨基酸分析仪分析了李子汁和李子酵素中游离氨基酸的种类和含量,发现李子酵素中游离氨基酸的种类比发酵前的增加了5种,部分氨基酸含量较发酵前的也有所增加,且人体必需氨基酸占总氨基酸比例较大。

  本方法可为进一步研究李子酵素香气物质和氨基酸种类增多的机理奠定一定的科学基础,也可为李子酵素产品的开发提供技术支撑。

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