皋 香，施瑞城，谷風(fēng)林，張彥軍，吳 剛，譚樂和,*

巴氏滅菌對不同品種菠蘿蜜汁揮發(fā)性香氣成分的影響

皋 香1，施瑞城1，谷風(fēng)林2，張彥軍2，吳 剛2，譚樂和2,*

（1.海南大學(xué)食品學(xué)院，海南 ?？?570228；2.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院香料飲料研究所，海南 萬寧 571533）

巴氏滅菌是果汁加工中常用的滅菌手段，為探究巴氏滅菌對菠蘿蜜汁香氣成分的影響程度，采用頂空固相微萃取結(jié)合氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析6 個不同品種菠蘿蜜汁巴氏滅菌前后的香氣成分，并采用聚類分析方法，結(jié)合香氣成分相對含量對菠蘿蜜汁巴氏滅菌前后香氣成分進行分類。結(jié)果表明：巴氏滅菌前后6 個品種菠蘿蜜汁分別鑒定出58 種和55 種化合物。 巴氏滅菌后減少的香氣組分是乙酸乙酯、乙酸丙酯、異戊醇、乙酸葉醇酯、乙酸庚酯、乙酸癸酯、2,4-十二碳二烯醛、1,9-十二碳二烯醛和反油酸乙酯；增加的香氣組分為丁酸丙酯、己酸乙酯、異戊酸己酯、2-甲基丁基己酸酯、α-香柑油烯、苯甲酸-2-甲基丁酯、十六碳烯酸乙酯和亞麻酸乙酯。聚類分析結(jié)果表明：馬來西亞1號果汁（m1），馬來西亞3號果汁（m3）和馬來西亞5號果汁（m5）香氣成分受巴氏滅菌影響較?。获R來西亞2號果汁（m2），馬來西亞4號果汁（m4）和馬來西亞6號果汁（m6）香氣成分受巴氏滅菌影響較大，尤其是m6和m4。

菠蘿蜜汁；巴氏滅菌；頂空固相微萃??；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用；聚類分析

菠蘿蜜（Artocarpus heterophyllus La m.）為?？颇静ぬ}屬熱帶果樹，原產(chǎn)于印度南部，世界熱帶地區(qū)種植，廣泛分布在亞洲熱帶地區(qū)，主產(chǎn)國有印度、孟加拉國、馬來西亞、越南、泰國等。我國海南、廣東、云南等地也有種植[1-2]。菠蘿蜜營養(yǎng)豐富[3]，成熟果實可當(dāng)水果生食，未成熟果實可作蔬菜食用，被稱為“窮人的食物”[4]。然而菠蘿蜜果實碩大，不便于貯藏運輸，菠蘿蜜加工技術(shù)尚不完善，有諸多技術(shù)問題有待解決，其中熱處理產(chǎn)生不良風(fēng)味是其主要問題之一，嚴重制約了菠蘿蜜果汁產(chǎn)業(yè)發(fā)展[5]。因此，對菠蘿蜜果汁加工特性進行研究，尤其是熱處理對菠蘿蜜的影響，為菠蘿蜜產(chǎn)品加工提供理論技術(shù)支持，有利于提高菠蘿蜜的經(jīng)濟價值和綜合效益。

果汁加工中的風(fēng)味變化一直是學(xué)術(shù)界研究的熱點。李星鑫等[6]報道巴氏滅菌過程中溫度過高或加熱時間過長均對錦橙汁品質(zhì)產(chǎn)生不良影響；楊珊珊等[7]表明熱處理后荔枝汁感官品質(zhì)降低的結(jié)論；張義[8]通過實驗得出滅酶和熱力滅菌后龍眼汁香氣成分損失較大。Aguilar-Rosas等[9]研究表明熱力殺菌導(dǎo)致蘋果汁香氣成分顯著減少；Liguori等[10]報道加熱處理導(dǎo)致紅葡萄酒揮發(fā)性成分損失達98%。滅菌是果汁加工中必不可少的操作工序，巴氏滅菌是果汁加工中最常使用的滅菌方法。巴氏滅菌不可避免的會導(dǎo)致果汁小分子香味物質(zhì)逸散和熱敏性香氣成分分解以及不良風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生，張弛等[11]比較了蜜柑鮮汁和巴氏滅菌汁的香氣成分表明巴氏滅菌后蜜柑汁香氣物質(zhì)種類和數(shù)量均有變化。目前，巴氏滅菌對菠蘿蜜汁香氣成分影響尚未見報道。

菠蘿蜜研究現(xiàn)主要集中在種質(zhì)資源和育種方面，對菠蘿蜜脆片加工特性[12]的研究也有報道。陳智理等[13]報道了菠蘿蜜果汁加工工藝，Singh[14]在亞太地區(qū)菠蘿蜜產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告中對菠蘿蜜果汁加工進行初步介紹。Rosnah等[15]分析了菠蘿蜜果汁的化學(xué)成分，而對其果汁揮發(fā)性香氣成分的研究較少。本實驗擬采用固相微萃取結(jié)合氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，分析測定中國海南地區(qū)引進種植的不同品種菠蘿蜜汁香氣成分；比較經(jīng)巴氏滅菌前后的6個品種菠蘿蜜汁香氣成分的差異。通過聚類分析，將6個品種菠蘿蜜汁巴氏滅菌前后的香氣成分進行分類，比較巴氏滅菌對不同品種菠蘿蜜汁香氣成分的影響程度，從而為菠蘿蜜果汁產(chǎn)品加工品種選擇和工藝條件控制提供理論參考，促進菠蘿蜜果汁產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

菠蘿蜜鮮果：選取馬來西亞1號、馬來西亞2號、馬來西亞3號、馬來西亞4號、馬來西亞5號和馬來西亞6號這6 個品種（分別以m1、m2、m3、m4、m5、m6表示），購自海南陵水。選取成熟無病蟲害菠蘿蜜鮮果，剖取果肉經(jīng)組織破碎機破碎，菠蘿蜜汁密封于廣口瓶中（頂隙3 cm）－20 ℃保存。

C8～C25正構(gòu)烷烴標準品 德國Dr. Ehrenstorfer Gmbh公司。

1.2 儀器與設(shè)備

DS-1高速組織破碎機 上海標本模型廠；中科美菱醫(yī)用低溫箱 中科美菱低溫科技有限責(zé)任公司；Thermo Trace 1300-ISQ氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（配有離子源（EI）及Xcalibur數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)）、Triplus rsh自動進樣器、20 mL樣品瓶、固相微萃取自動進樣手柄 美國Thermo公司；固相微萃取頭（65 μm PDMS/DVB） 美國Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1 巴氏殺菌條件

稱取100 g菠蘿蜜果漿于罐頭瓶中，水浴鍋85 ℃加熱15 min[16]。滅菌后馬來西亞1號、馬來西亞2號、馬來西亞3號、馬來西亞4號、馬來西亞5號和馬來西亞6號樣品，再分別以m1pa、m2pa、m3pa、m4pa、m5pa、m6pa表示。

1.3.2 菠蘿蜜汁香味物質(zhì)萃取

通過選取m1樣品進行預(yù)實驗得出，在萃取溫度40 ℃條件下萃取90 min，可以有效萃取菠蘿蜜特征香氣成分，萃取得香氣成分25種，總峰面積達最大值4.01×1010。萃取溫度為50 ℃時總峰面積減少且結(jié)果重復(fù)性不如40 ℃。因此本實驗選取萃取條件：稱取10 g菠蘿蜜汁于20 mL樣品瓶中，40 ℃平衡10 min后插入DVB/PDMS萃取頭振蕩萃取90 min，萃取完成后于250 ℃進樣口解吸附。每組3 個平行。

1.3.3 菠蘿蜜汁香氣成分分析

通過選取m1樣品進行預(yù)實驗得出，升溫速率3 ℃/min時有些目標峰不能完全分開，且大部分目標峰出現(xiàn)在200 ℃之前。因此本實驗選擇色譜條件：色譜柱TR-5MS（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；進樣口溫度250 ℃，初始柱溫40 ℃，保留0 min；2.0 ℃/min升至120 ℃保留2 min；2.0 ℃/min升至200 ℃保留0 min；20 ℃/min升至280 ℃，保留4 min；載氣He，流速1.0 mL/min。

質(zhì)譜條件：電離方式EI；電子能量70 eV；傳輸線溫度230 ℃；離子源溫度280 ℃；掃描質(zhì)量范圍為m/z 35～350[17]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理由Xcalibur系統(tǒng)軟件完成。揮發(fā)性成分通過NIST10譜庫確認定性，選擇匹配度大于800（最大值為999）的鑒定結(jié)果，并結(jié)合保留指數(shù)和參考文獻資料對檢索結(jié)果進行核對確定；實驗中無法計算保留指數(shù)的化合物通過與參考文獻比對來確定。以峰面積百分比例表示香氣成分的相對含量。使用SPSS16.0軟件，采用最長距離法，計算距離選擇歐氏距離平方，用水平方向顯示全部聚類樹形圖對6 個品種菠蘿蜜果肉巴氏滅菌前后香氣成分聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 巴氏滅菌前后香氣成分種類測定結(jié)果

巴氏滅菌前6 個品種菠蘿蜜汁香氣成分見表1。6 個菠蘿蜜品種共檢測出58 種香氣成分，其中酯類物質(zhì)有44種。m6中檢測出香氣組分最多，為32 種；其次是m5中檢測出29 種香氣組分；m4中香氣組分最少，僅有18 種。其中異戊酸乙酯、乙酸異戊酯、異戊酸丙酯、異戊酸異丁酯、異戊酸丁酯、異戊酸異戊酯、異戊酸戊酯和3-甲基丁酸-3-苯丙酯在6 個品種菠蘿蜜揮發(fā)性香氣成分中均有檢出，不同品種菠蘿蜜間這8 種香氣成分差別明顯。

表1 不同品種菠蘿蜜汁巴氏滅菌前香氣成分分析Table 1 Volatile compounds of jackfruit juice from different cultivars before pasteurization

續(xù)表1

巴氏滅菌后6 個品種菠蘿蜜汁香氣成分見表2。巴氏滅菌后，不同品種菠蘿蜜共檢測出56 種香氣成分。m1pa中檢測香氣最多，為31 種；其次是m2pa中檢測出28種香氣組分；m6pa中檢測到香氣組分最少，為18種。其中異戊酸乙酯、乙酸異戊酯、異戊酸丙酯、異戊酸異丁酯、異戊酸異戊酯、異戊酸戊酯和3-甲基丁酸-3-苯丙酯這7 種香氣組分在巴氏滅菌后6 個菠蘿蜜品種果肉中均有檢出，不同品種菠蘿蜜間這7 種香氣成分相對含量差別明顯。m1pa中相對含量最高的組分為異戊酸戊酯，含量為18.26%；m2pa和m4pa中相對含量最高的組分為乙酸丁酯，相對含量分別為42.98%和41.35%；m3pa中乙酸異戊酯相對含量最高為38.69%；m5pa中含量最高的是丁酸-2-甲基丁酯，相對含量為31.90%；m6pa中含量最高的β-環(huán)檸檬醛，相對含量為42.83%。

表2 不同品種菠蘿蜜汁巴氏滅菌后香氣成分分析Table 2 Volatile compounds of jackfruit juice from different cultivars after pasteurization

續(xù)表2

2.2 聚類分析結(jié)果

對6個品種菠蘿蜜汁巴氏滅菌前后香氣成分進行聚類分析，所得接近度矩陣見表3，樹形圖見圖1。

表3 接近度矩陣Table 3 Proximity matrix

由于計算距離使用的是歐氏平方距離，所以樣品間距離越大，樣品差異性越大[23]。由表3接近度矩陣可以看出，m1和m3香氣成分受巴氏滅菌影響較小，m5其次，受巴氏滅菌影響較大的是m6和m4的香氣成分。

由圖1可知，1 2個樣品可以聚為兩類。聚類Ⅰ：m5和m5pa，乙酸異戊酯含量較低（＜1.0%）及異戊酸丙酯含量較高（4.17%～4.62%）；聚類Ⅱ：m1、m1pa、m2、m2pa、m3、m3pa、m4、m 4 p a、m 6、m 6 p a。聚類Ⅱ按照異戊酸乙酯和α-環(huán)檸檬醛含量又可分為兩類：ⅡA類：m4pa、m 6，異戊酸乙酯含量較低（＜1.5 0%）和含有α-環(huán)檸檬醛（0.38%～1.18%）；ⅡB類m1、m1pa、m2、m2pa、m3、m3pa、m4、m6pa，異戊酸乙酯含量較高（12.48%～26.85%）。圖1中m5與m5pa單獨聚為一類，表明巴氏滅菌前后m5香味和其他品種相比較特別，這從表3中m5和m5pa與其他品種菠蘿蜜的距離也可以看出。

圖1 6個品種菠蘿蜜巴氏滅菌前后香氣成分聚類分析樹狀圖Fig.1 Dendrogram obtained from cluster analysis of volatile compounds from 6 jackfruit cultivars before and after pasteurization

3 討 論

巴氏滅菌后菠蘿蜜香氣成分發(fā)生較大的改變，但不同品種其變化情況不盡相同，歸納起來有以下兩點：1）不同樣品香氣成分種類數(shù)增減不同。m1pa、m2pa、m4pa中的香味物質(zhì)有所增加，分別從28、25、18種增加到31、28、27種；m3pa、m5pa、m6pa中的香味物質(zhì)減少，分別從23、29、32種減少到20、25、18種。2）香氣成分組成變化較大，巴氏滅菌后增加的香氣成分有丁酸丙酯、己酸乙酯、異戊酸己酯、2-甲基丁基己酸酯、α-香柑油烯、苯甲酸-2-甲基丁酯、十六碳烯酸乙酯和亞麻酸乙酯；減少的香氣成分有乙酸乙酯、乙酸丙酯、異戊醇、乙酸葉醇酯、乙酸庚酯、乙酸癸酯、2,4-十二碳二烯醛、1,9-十二碳二烯醛和反油酸乙酯；前后都可檢出的是異戊酸乙酯、乙酸異戊酯、異戊酸丙酯、異戊酸異丁酯、異戊酸丁酯、異戊酸異戊酯、異戊酸戊酯和3-甲基丁酸-3-苯丙酯。據(jù)Ong等[18]報道，異戊酸乙酯、乙酸異戊酯、異戊酸異丁酯、異戊酸丁酯對菠蘿蜜的香氣成分起到重要的貢獻作用，這些香氣成分含量的區(qū)別與其他香氣成分形成了不同風(fēng)味的菠蘿蜜品種。本文與該結(jié)果相符合。此外，D-檸檬烯呈檸檬味，閾值34 ng/g[24]，只在m5和m5pa中檢出，含量分別為0.27%和0.42%；2-甲基丁酸丁酯香氣閾值17 ng/g[25]，也只在m5和m5pa中檢出，含量分別為0.16%和31.90%。由此推測這兩種物質(zhì)可能是引起m5風(fēng)味有別于其他品種的主要成分之一。

4 結(jié) 論

4.1 采用固相微萃取結(jié)合氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析了6個品種（m1、m2、m3、m4、m5、m6）菠蘿蜜汁巴氏滅菌前后的香氣成分，分別鑒定出58種和55種化合物。不同品種檢測出的香氣成分種類數(shù)不同，其中巴氏滅菌前最多32種，最少18種，分別由m6和m4中檢測出來；其他品種m1、m2、m3、m5分別檢測出28、25、23、29種；巴氏滅菌后m1pa、m2pa、m4pa中的香味物質(zhì)有所增加，分別從28、25、18種增加到31、28、27種；m3pa、m5pa、m6pa中的香味物質(zhì)減少，分別從23、29、32種減少到20、25、18種。

4.2 不同菠蘿蜜品種巴氏滅菌前后檢測出的香氣成分組成不盡相同，其中異戊酸乙酯、乙酸異戊酯、異戊酸丙酯、異戊酸異丁酯、異戊酸丁酯、異戊酸異戊酯、異戊酸戊酯和3-甲基丁酸-3-苯丙酯在巴氏滅菌前后6個品種菠蘿蜜揮發(fā)性香氣成分中均有檢出。m5巴氏滅菌前后香氣成分與其他品種距離均較遠，說明m5的香味區(qū)別于其他5個品種菠蘿蜜的。α-環(huán)檸檬醛為m4和m6pa特有香氣成分；D-檸檬烯和2-甲基丁酸丁酯可能是m5區(qū)別于其他品種的香氣成分之一。

4.3 經(jīng)聚類分析得出，巴氏滅菌對m1、m3和m5香氣成分影響較小，對m6、m4和m2影響較大，表明m1、m3和m5的香氣成分在熱處理條件下比m2、m4和m6穩(wěn)定，這可以為菠蘿蜜果汁產(chǎn)品生產(chǎn)加工品種的選擇及工藝條件控制提供一定的理論參考。

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Effect of Pasteurization on Volatile Aroma Components of Jackfruit (Artocarpus heterophyllus Lam.) Juice from Different Cultivars

GAO Xiang1, SHI Rui-cheng1, GU Feng-lin2, ZHANG Yan-jun2, WU Gang2, TAN Le-he2,*
(1. College of Food Science and Technology, Hainan University, Haikou 570228, China; 2. Spice and Beverage Research Institute, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences, Wanning 571533, China)

Pasteurization is a commonly used method in sterilization of juice. In order to explore the influence of pasteurization on jackfruit juice, the volatile aroma compounds in jackfruit juice prepared from 6 Malaysian cultivars (m1, m2, m3, m4, m5 and m6 ) before and after pasteurization were investigated and classified by using headspace solid-phase microextraction (HS-SPME) and gas chromatograghy-mass spectrometry (GC-MS) and cluster analysis method, respectively. The results showed that 58 and 55 kinds of aroma compounds were detected in 6 jackfruit cultivars before and after pasteurization, respectively. After pasteurization, ethyl acetate, n-propyl acetate, 3-methyl-1-butanol, 3-hexen-1-ol,acetate, n-heptyl acetate, decyl acetate, 2,4-dodecadienal, 1,9-dodecadiene and (E)-9-octadecenoic acid ethyl ester disappeared. Furthermore, propyl butyrate, ethyl hexanoate, hexyl isovalerate, methylbutyl hexanoate, bicyclohept-2-ene, 2,6-dimethyl-6-(4-methyl-3- penten-1-yl)-benzoic acid, 2-methylbutyl ester, ethyl 9-hexadecenoate and ethyl 9,12,15-octadecatrienoate were newly detected. The results of cluster analysis indicated that the pasteurization showed less impact on aroma compounds of m1, m3 and m5, whereas had more impact on m2, m4 and m6, especially for m6 and m4.

jackfruit juice; pasteurization; headspace solid-phase microextrection (HS-SPME); gas chromatograghy-mass spectrometry (GC-MS); cluster analysis

TS255.2

A

1002-6630（2014）09-0063-06

10.7506/spkx1002-6630-201409014

2013-07-15

海南省重點科技計劃項目（ZDXM20120038）

皋香（1989—），女，碩士研究生，研究方向為食品風(fēng)味化學(xué)。E-mail：gaoxiang109@163.com

*通信作者：譚樂和（1969—），男，研究員，碩士，研究方向為熱帶作物資源開發(fā)利用。E-mail：tlh3687@163.com