盛金鳳,陳坤,唐雅園,王雪峰,何雪梅*,周主貴,零東寧,雷雅雯,李麗,易萍,鄭鳳錦, 葉冬青,唐杰,孫健*
(1.廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,廣西南寧 530007)(2.廣西果蔬貯藏與加工新技術(shù)重點實驗室,廣西南寧 5300073)(3.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所,廣西南寧 530007)
茉莉花(Jasminum sambac(L.) Ait.)屬木樨科茉莉花屬,全世界茉莉花約有706種,是著名的花茶原料和重要的香精原料,我國茉莉花栽培面積約占全球種植面積的三分之二[1]。目前大面積栽培茉莉花的主要有廣西、云南、福建等南方省區(qū),四大主產(chǎn)區(qū)為廣西橫縣、四川犍為、福建福州、云南元江。2019年,中國茉莉花種植面積達到1.29×104hm2,總產(chǎn)量1.28×105t;其中橫縣茉莉花種植面積7533 hm2,占全國的58.4%,產(chǎn)量9.6×104t,占全國總產(chǎn)量的四分之三[2]。
茉莉花是氣質(zhì)型花,清爽宜人的香氣是她的主要特征。前人己經(jīng)在茉莉花釋香機理、茶坯吸香機理、簡化加工工序、優(yōu)化加工工藝等方面進行了大量研究[3-6]。但對茉莉花干燥和干花品質(zhì)評價方面的研究較少。近年來,花茶類代用茶越來越受到年輕群體的歡迎。干燥是延長花卉類產(chǎn)品貯藏期的重要方式。不同的干燥方式對花卉品質(zhì)影響差異顯著,邱程陽等[7]采用6種方法對鐵皮石斛花進行干燥得出冷凍干燥法所得的鐵皮石斛花的黃酮、DPPH、羥自由基以及還原能力顯著大于其他干燥組,冷凍干燥法是目前較優(yōu)的鐵皮石斛花干燥方法;盧紫娟等[8]以不同干燥方式對款冬花主要化學(xué)成分分析得出陰干可最大程度的保留款冬花成分不受破壞,55 ℃的烘干溫度可降低烘干對款冬花成分的影響同時便于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn);Zheng等[9]研究了冷凍干燥、微波干燥、真空干燥和熱風(fēng)干燥等方法干燥制備枇杷花茶,得出冷凍干燥和420 W微波干燥能較好地保護有效成分;Wang等[10]采用的熱風(fēng)(45、75、105 ℃)和微波(30、60、90 s)結(jié)合75 ℃的熱風(fēng)對菊花進行干燥,得出微波30 s與熱風(fēng)75 ℃聯(lián)合干燥的菊花的有效成分含量較高,整體構(gòu)象變化較小。由以上研究可知,不同花卉所需要的干燥條件和最適宜的干燥方式不盡相同。
長期以來茉莉花以窨制茉莉花茶為主,茉莉花產(chǎn)品形式單一,不利于產(chǎn)業(yè)的長期穩(wěn)定發(fā)展。以花為原料經(jīng)過干制后開發(fā)代用茶產(chǎn)品在市場需求旺盛。怡人的香氣是茉莉花的主要特征,因此在開發(fā)茉莉花干花產(chǎn)品中對揮發(fā)性香氣成分的分析是評價品質(zhì)的主要方式,頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(HS-SPME- GC-MS)結(jié)合電子鼻技術(shù)近年來成為評價果蔬、糧油、肉制品揮發(fā)性成分發(fā)揮的重要手段[11-13]。本文以我國種植面積和產(chǎn)量最大的雙瓣茉莉花品種為原料,分析熱風(fēng)干燥、微波干燥、微波-熱風(fēng)分段干燥、真空冷凍干燥的茉莉花干花產(chǎn)品色澤、理化成分、抗氧化能力及氨基酸組成,HS-SPMC-GC-MS結(jié)合電子鼻技術(shù)分析4種干燥方式茉莉花揮發(fā)性成分的差異性,篩選茉莉花干花產(chǎn)品適宜的干燥方式,為茉莉花干花產(chǎn)品的開發(fā)和技術(shù)推廣提供理論參考。
1.1 材料與試劑
茉莉花:2020年5月廣西茉莉花交易市場購買,為當(dāng)天采摘的雙瓣茉莉花半開放花苞,運回實驗室后4 ℃存放,3日內(nèi)完成原料處理實驗。
試劑:沒食子酸、碳酸鈉、苯酚、硫酸、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、碳酸鈣、甲醇、乙醇、丙酮、碳酸鈉、乙腈,乙酸鈉、三乙胺、醋酸、四氫呋喃均為分析純;17種氨基酸標(biāo)準(zhǔn)品,美國Sigama公司;羥自由基測試試劑盒、抑制與產(chǎn)生超氧陰離子自由基測定試劑盒(比色法),南京建成生物工程研究所;福林酚,北京索萊寶科技有限公司。
1.2 主要儀器
WGLL-230BE電熱鼓風(fēng)干燥箱,天津市泰斯特儀器有限公司;G80F20CSL-B8(R1)微波爐,廣東格蘭仕微波生活電器制造有限公司;PILOT10-15M中式凍干機,北京博醫(yī)康實驗儀器有限公司;CM-3600A分光測色計,日本柯尼卡美能達株式會社;SHZ-DⅢ真空泵,鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司;UV-1800紫外分光光度計,上海美析儀器有限公司;Pegasus HRT 4D Plus全二維氣相-高通量高分辨質(zhì)譜聯(lián)用儀,美國力可公司;高效液相色譜儀,美國安捷倫公司;FLBP-350A萬能高速粉碎機,上海菲利博食品機械有限公司;PEN3電子鼻系統(tǒng),德國AIRSENSE公司。
1.3 實驗方法
1.3.1 茉莉花干燥方法
1.3.1.1 熱風(fēng)干燥(HD)
取1 kg茉莉花均勻攤放在干燥托盤上,厚度控制在1.0~1.5 cm,溫度60±1 ℃,風(fēng)速0.8~1.0 m/s,濕度50%~60%,干燥至茉莉花濕基含水率8%以下,取出冷卻密封保存。
1.3.1.2 微波干燥(MVD)
取1 kg茉莉花分成10批次開展微波干燥;100 g/批均勻置于微波干燥盤中,單層擺放,控制茉莉花干燥初期微波功率2.4 W/g,干燥至茉莉花濕基含水率8%以下,取出冷卻密封保存。微波干燥階段茉莉花最高溫度為81.3±3.8 ℃。
1.3.1.3 微波-熱風(fēng)分段干燥(MVD+HD)
取1 kg茉莉花分成10批次開展第一階段微波干燥;100 g/批均勻置于微波干燥盤中,單層擺放,控制茉莉花干燥初期微波功率2.4 W/g干燥2.0 min后轉(zhuǎn)入熱風(fēng)干燥箱,熱風(fēng)干燥條件同1.3.1.1,干燥至茉莉花濕基含水率8%以下,取出冷卻密封保存;微波干燥階段茉莉花最高溫度為58.9±3.8 ℃。
1.3.1.4 冷凍干燥(FD)
茉莉花均勻平鋪于不銹鋼托盤放入-40 ℃冰箱預(yù)凍5 h,后采用真空冷凍干燥設(shè)備干燥;真空度保持在0.095~0.098 MPa;干燥參數(shù)為-60 ℃干燥300 min,-40 ℃干燥200 min,-20 ℃干燥200 min,后35 ℃干燥至茉莉花濕基含水率8%以下,取出密封保存。
以上4種干燥工藝參數(shù)的按設(shè)置是在前期實驗優(yōu)化的基礎(chǔ)上確定的結(jié)果。不同干燥的茉莉花各取50 g經(jīng)高速粉碎機粉碎過100目篩,-20 ℃貯藏用于理化指標(biāo)的測定。揮發(fā)性成分和電子鼻分析采用干燥后的整花測定。
1.3.2 水溶性浸出物測定
稱取0.2 g茉莉花粉末(精確0.0001 g)于錐形瓶中,加入50 mL沸蒸餾水后立即沸水浴45 min(期間間隔10 min搖勻一次),浸提完成后立即減壓過濾(使用提前與鋁盒烘干后稱重的濾紙),用沸蒸餾水洗滌樣品渣數(shù)次,將樣品渣連同濾紙放入提前烘干并稱重的鋁盒中,120 ℃烘干至恒重,平行3組。
1.3.3 可溶性糖測定
采用苯酚硫酸法,稱取0.1 g茉莉花粉末,加50 mL蒸餾水,于沸水中提取40 min后冷卻過濾,用蒸餾水定容100 mL即為樣液。取0.5 mL樣液加1.5 mL蒸餾水混勻后加入1 mL 0.09 g/mL苯酚溶液搖勻,20 s內(nèi)加入5 mL濃硫酸混合均勻,室溫下反應(yīng)30 min,調(diào)零管用蒸餾水代替樣液加入各試劑同步反應(yīng)。在485 nm處測定各管吸光值,平行3組。
1.3.4 總酚測定
福林-酚法:稱取約0.1 g茉莉花粉末加入25 mL 50%乙醇,在70 ℃條件下提取2 h,冷卻后過濾使用50%乙醇定容50 mL即為樣液。取樣液1 mL加入5 mL蒸餾水,混勻后加入1 mL福林酚試劑,3 mL 20%碳酸鈉溶液混勻于40 ℃避光保溫1 h,調(diào)零管用蒸餾水加各試劑后同步反應(yīng),在765 nm處測定各管吸光值,平行3組。使用10 mg/L沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液制作標(biāo)曲,得到標(biāo)準(zhǔn)曲線線性回歸方程:
式中:
x——沒食子酸溶液質(zhì)量濃度,μg/mL;
y——765 nm處吸光值。
1.3.5 抗氧化測定
稱取1 g茉莉花粉末(精確0.0001 g),加10 mL 80%甲醇提取液避光放置24 h,25 ℃、10000 r/min離心取上層澄清液體,使用南京建成生物工程研究所所制試劑盒,按照說明書的方法測定抑制羥自由基能力、產(chǎn)生超氧陰離子活力。每個樣品平行3次。
1.3.6 色澤測定
使用分光測色計進行樣品Lab值測量,亮度L*、紅綠a*、黃藍b*,L*、a*、b*值為正數(shù)即分別表示色澤偏白、紅、黃,反之偏暗、綠、藍,每組樣品測量平行8次;色差ΔE表示與鮮品的參考顏色差距程度,ΔE越大表明與參考顏色差距越大。ΔE計算公式如下。
式中:
L*、a*、b*值——分別為干燥后茉莉花的亮度、紅度、黃度;
L0*、a0*、b0*值——分別為新鮮茉莉花的亮度、紅度、黃度。
1.3.7 葉綠素含量測定
稱取1 g(精確0.001 g)茉莉花粉末放入研缽中,加少量石英砂和碳酸鈣粉及10 mL 80%丙酮溶液,研成勻漿,直至樣品組織變白,靜置10 min提取。提取完成后過濾至50 mL棕色容量瓶中,使用80%丙酮溶液少量多次沖洗研缽、研棒和濾紙中的殘渣至無明顯綠色。最后80%丙酮定容,搖勻,以80%丙酮溶液參比調(diào)零,分別測定663 nm和645 nm兩處波長提取液吸光值。
1.3.8 氨基酸組分分析
安捷倫高效液相色譜儀:游離氨基酸分析樣品前處理方法:精確稱取樣品1.0 g(精確至0.0001)加入10 mL 5%(V/V)的三氯乙酸沉淀2 h。吸取一定的量于10000 r/min離心15 min。取一定體積的上清液調(diào)pH至2.0左右定容,用0.45 μm微膜過濾至樣品杯中上機測定。
四元泵,自動進樣器進樣1 μL,熒光檢測器,hypersil ODS C18 4.6 mm×250 mm柱OPA自動衍生,色譜工作站(安捷倫公司,美國)。柱溫40 ℃;流速1.0 mL/min。紫外檢測器:0~22.5 min波長338 nm,22.5 min后波長262 nm。熒光檢測器:激發(fā)波長340 nm發(fā)射波長450 nm;22.5 min時激發(fā)波長266 nm發(fā)射波長305 nm;
流動相:A相:稱取2.0 g乙酸鈉(三個結(jié)晶水)置800 mL毫升燒杯中;加入500 mL水,攪拌至所有結(jié)晶水溶解;加入90 μL三乙胺并混合;滴加1%~2%的醋酸,將pH調(diào)到7.20±0.05;加入2.5 mL四氫呋喃,并混合。
流動相:B相:稱取2.00 g乙酸鈉(三個結(jié)晶水)置200 mL燒杯中;加入100 mL水,攪拌至所有結(jié)晶溶解;滴加1%~2%醋酸將pH調(diào)到7.20±0.05;將此溶液加入200 mL乙腈和200 mL甲醇,并混合。
流動相進液采用梯度法:0~27 min流動相百分比例A:B=92:8,流速1.0 mL/min;27~31 min A:B= 50:50,流速1.0 mL/min;31~33.5 min A:B=0:100,流速1.5 mL/min;33.5~35 min A:B=100:0,流速1.0 mL/min[14]。
1.3.9 揮發(fā)性成分分析
取2 g干燥后的茉莉花置于20 mL頂空瓶中,將老化后的50/30 μm CAR/PDMS/DVB萃取頭插入樣品瓶頂空部分,于60 ℃吸附30 min,吸附后的萃取頭取出后插入氣相色譜進樣口,于250 ℃解吸3 min,同時啟動儀器采集數(shù)據(jù)。
色譜柱:DB-Wax(30 m×0.25 mm,0.25 μm);柱溫:初始溫度40 ℃,初始時間3 min,速率10 deg/min:最終溫度230 ℃,保持時間6 min;載氣:He;柱流量1.00 mL/min,進樣口溫度250 min,不分流進樣。質(zhì)譜條件:電子電離(electron ionization,EI)離子源,發(fā)射電流1 mA,電子能70 eV,界面溫度250 ℃,源溫度200 ℃,檢測電壓2000 V。
1.3.10 電子鼻分析檢測[15]
電子鼻測定方法:稱量2.0 g干燥后的茉莉花放入100 mL樣品瓶內(nèi),25 ℃平衡30 min,依次進行3次平行測定以獲取數(shù)據(jù)。
電子鼻條件:初始進樣流量300 μL/min,取樣間隔時間1 s,清洗時間90 s,檢測時間80 s,零點修剪時間10 s。在數(shù)據(jù)分析與處理時,選擇傳感器信號穩(wěn)定后的值(一般在50 s后基本穩(wěn)定),每組樣品做3次平行重復(fù)。
1.4 數(shù)據(jù)處理
采用SPSS 22軟件的Duncan檢驗分析進行方差分析,p<0.05表示差異顯著;使用origin 9.1作圖,使用Winmuster對電子鼻數(shù)據(jù)作圖。
2.1 干燥方式對茉莉花色澤的影響
色澤是衡量干花品質(zhì)的重要指標(biāo),物料在干制過程中色澤變化的影響因素較多,干燥過程中的酶促和非酶促反應(yīng)程度不同、葉綠素的降解、維生素C的氧化、美拉德反應(yīng)均會影響產(chǎn)品的色澤[16]。不同干燥方式對茉莉花的色澤結(jié)果見表2;HD組茉莉花L*值最小,MVD和MVD+HD兩組茉莉花L*值差異不顯著,而FD組L*值最大,且與其他各組均存在顯著性差異(p<0.05);HD、MVD和MVD+HD組a*值均為正數(shù),其中HD組最大為2.31,F(xiàn)D組最小為-2.74;b*值越大,樣品的顏色越黃,MVD和FD組b*值之間沒有顯著性差異,分別為23.27、23.97,HD和MVD+HD組b*值較高;色差ΔE表示與鮮品的參考顏色差距程度,ΔE越小表明與參考顏色差距越小。茉莉花ΔE最大為15.16,其次為MVD+HD和MVD組,F(xiàn)D組ΔE最小為8.70,且4組干燥方式的茉莉花ΔE均存在顯著性差異(p<0.05)。HD組干燥茉莉花所需要的時間為13 h,MVD干燥時間為42 min,MVD+HD干燥時間為11.5 h,F(xiàn)D干燥總時間為48 h;干燥方式不同,干燥時間相差很大。HD組茉莉花長時間的高溫導(dǎo)致干燥茉莉花ΔE最大,褐變最嚴重;MVD干燥時間最短,但是MVD干燥階段溫度最高可升高至81.3 ℃,MVD+HD干燥時間略低于HD組,ΔE也與HD組存在顯著性差異;FD干燥溫度低且處于真空環(huán)境中,因此FD組茉莉花的色澤最佳。
表2 干燥方式對茉莉花色澤的影響 Table 2 Effects of different drying methods on the color of jasmine
2.2 干燥方式對茉莉花葉綠素含量影響
葉綠素是高等植物體含有的一類綠色色素,主要為葉綠素a和葉綠素b兩種,葉綠素a呈現(xiàn)綠色,葉綠素b比葉綠素a多一個羰基,顏色呈黃綠色[17]。由圖1知,MVD、MVD+HD和HD 3種干燥方式的茉莉花葉綠素a含量沒有顯著性差異;MVD+HD、HD葉綠素b和葉綠素總含量沒有顯著性差異(p>0.05),MVD葉綠素b含量最低;FD干燥的茉莉葉綠素a、b和葉綠素總含量均最高,結(jié)合表1中不同干燥方式茉莉花的色澤,說明FD組茉莉花中葉綠色的含量損失較少,從而使茉莉花更好的保留原有的色澤。而微波干燥雖然加熱時間短,但干燥腔體溫度分布不均導(dǎo)致物料局部過熱(微波干燥階段茉莉花局部溫度可升高至85.1 ℃),從而導(dǎo)致葉綠素損失較多,而熱風(fēng)干燥由于加熱時間長,葉綠色損失同樣嚴重[15]。
表1 化學(xué)傳感器對不同物質(zhì)的響應(yīng)類型 Table 1 Chemical sensors corresponding to different typers of volatile substances
圖1 不同干燥方式對茉莉花葉綠素影響 Fig.1 Effect of different drying methods on chlorophyll of jasmine
2.3 干燥方式對茉莉花理化成分影響
水溶性浸出物影響代用茶的滋味、氣味和色澤等。由表3可知,水溶性浸出物含量排序為MVD>MVD+ HD>HD>FD,即經(jīng)過MVD(微波干燥)的茉莉花水溶性浸出物含量最高,而真空冷凍干燥的茉莉花水溶性浸出物最低僅為39.55%,不同干燥方式制備的茉莉花水溶性浸出物含量之間存在顯著性差異。微波干燥過程中物料內(nèi)部分子發(fā)生劇烈運動,可能破壞了茉莉花細胞壁和細胞膜結(jié)構(gòu)內(nèi)部,使細胞內(nèi)物質(zhì)更容易析出,而FD(真空冷凍干燥)對茉莉花細胞壁破壞性小,細胞可溶性成分比較難析出。可溶性糖為茉莉花中可溶解的多糖總稱,不同干燥方式茉莉花可溶性糖含量的差異與水溶性浸出物相似,微波干燥(MVD)的茉莉花可溶性糖含量最高,F(xiàn)D干燥的茉莉花可溶性糖含量最低;可能與水溶性浸出物原因一致。
MVD、MVD+HD和HD干燥的茉莉花總酚含量沒有顯著性差異(p>0.05),在15.02~15.23 mg/g之間,而FD干燥的茉莉花總酚含量16.21 mg/g,與其他3組之間存在顯著性差異。茉莉花中含有β-谷甾醇、β-胡蘿卜苷、齊墩果酸、槲皮素、蘆丁等化合物,是茉莉花酚類化合物的主要成分[18]。從表3結(jié)果可知,F(xiàn)D干燥條件下茉莉花總酚含量最高,這可能是由于FD低溫干燥以及真空環(huán)境更大程度的減少了酚類物質(zhì)的損失,這與趙金梅等人的研究結(jié)果相似[19];茉莉花花瓣組織柔軟含水率高,盡管MVD干燥時間短(42 min),但MVD干燥階段茉莉花溫度可升高至81.3±3.8 ℃,導(dǎo)致茉莉花汁液流失以及酚類物質(zhì)的降解;從而使MVD干燥的茉莉花的總酚含量與HD組沒有顯著性差異;MVD+HD整個干燥過程中干燥溫度和時間都比較接近HD組,從而使總酚含量與HD組也沒有顯著性差異。
表3 不同干燥方式茉莉花成分分析 Table 3 Effects of different drying methods on chemical composition of jasmine
茉莉花具有一定的抗氧化活性[20]。羥基自由基(·OH)是一種重要的活性氧,抑制羥自由基能力是衡量樣品抗氧化能力的重要指標(biāo),從表3結(jié)果可知4種干燥方式的茉莉花抑制羥自由基能力在4.86~5.63 U/mg,其中FD組茉莉花抑制羥自由基能力最強,其次為MVD+HD組,最低為MVD組,各組之間抑制羥自由基能力存在顯著性差異,說明干燥方式對茉莉花抑制羥自由基能力影響顯著(p<0.05)。4組茉莉花的抗超氧陰離子活力單位在1.62~1.72 U/g之間,不同干燥方式加工的茉莉花抗超氧陰離子能力差異不顯著(p>0.05)。
2.4 干燥方式對茉莉花游離氨基酸的影響
氨基酸是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本組成單位,也是人體必需的重要營養(yǎng)元素[21]。茉莉花中各氨基酸的含量如表4所示,從表4可以看出,茉莉花含有天冬氨酸、谷氨酸、絲氨酸、組氨酸、甘氨酸等16種氨基酸(色氨酸、半胱氨酸未檢測)。HD、MVD、MVD+HD、FD4種干燥方式的氨基酸總量分別為6.46、5.30、8.32、4.21 mg/g,MVD+HD總氨基酸含量最高,是FD總氨基酸含量的1.98倍;相比于沙棗花、茶樹花、黃花菜等,茉莉花中氨基酸含量偏低[19,22,23]。4種干燥方式的茉莉花人體必需的氨基酸含量分別1.94、1.27、2.67、0.83 mg/g,分別占總氨基酸含量的30.03%、23.96%、32.09%、19.71%。從以上結(jié)果可知,MVD+HD總氨基酸含量、必需氨基酸含量、必需氨基酸占比均為最高,其次為HD、MVD、FD。從單個氨基酸含量來看,谷氨酸在4種干燥方式的茉莉花中含量均最高,分別為1.61、1.87、1.47、1.70 mg/g,谷氨酸有健腦作用,且能使食味鮮美。HD和MVD+HD兩種干燥方式的丙氨酸含量遠遠高于MVD和FD組,說明長時間高溫促進了丙氨酸的生成,這與沈思遠等[24]的研究結(jié)果一致。
表4 不同干燥方式茉莉花氨基酸組分 Table 4 Effects of different drying methods on amino acids of jasmine
2.5 干燥方式茉莉花呈味氨基酸組成分析
氨基酸不僅具有各種生理功能,也是食物重要的呈味物質(zhì)的來源,其呈現(xiàn)出的鮮、甜、酸、苦及澀等味感形成了食物豐富的味覺層次[25],根據(jù)氨基酸呈味特性不同,將其分為鮮味、甜味、芳香族氨基酸等。天冬氨酸和谷氨酸可呈現(xiàn)很強的鮮味,丙氨酸、甘氨酸、絲氨酸和脯氨酸則表現(xiàn)出濃厚的甜味,芳香族氨基酸為包括苯丙氨酸和酪氨酸[26]。從表5茉莉花呈味氨基酸組成結(jié)果可知,MVD干燥的茉莉花的鮮味氨基酸含量最高,2.39 mg/g,占氨基酸總量的45.09%,HD、FD兩組的鮮味氨基酸含量接近,MVD+HD組含量最低僅為1.73 mg/g。茉莉花甜味氨基酸排序為MVD+HD>HD>FD>MVD組。MVD+HD含量甜味氨基酸最高為2.81 mg/g,占氨基酸總量的33.77%;茉莉花芳香族氨基酸排序為MVD>HD>MVD+HD>FD,4種干燥方式的芳香族氨基酸含量和占比都相對較低。4種干燥方式的茉莉花呈味氨基酸相對含量都高于60%,說明呈味氨基酸組成茉莉花中氨基酸的主要部分;呈味氨基酸總含量MVD+HD組最高為5.23 mg/g,但相對含量最低為62.86%,而呈味氨基酸總含量FD組最低為3.21 mg/g,但相對含量最高為76.25%。說明不同的干燥方式對茉莉花總氨基酸損耗和呈味氨基酸損失趨勢并不同。
表5 不同干燥方式茉莉花呈味氨基酸組成 Table 5 Flavor amino acid composition of jasmine by different drying methods
2.6 干燥方式對茉莉花揮發(fā)性成分的影響
經(jīng)過HD干燥的茉莉花揮發(fā)性成分共鑒定出192種物質(zhì),相對含量大于0.1%的物質(zhì)有71種,占總物質(zhì)的95.08%;其中酯類6種、醇類12種、醛類8種、酮類7種、烷烴6種、烯烴13種、酸類5種、其他14種;其中醇類的相對含量最高,為32.02%,其次為烷烴類和烯烴類相對含量接近,分別為12.63%、12.49。MVD組共鑒定出165種物質(zhì);相對含量大于0.1%的物質(zhì)有56種,占總物質(zhì)的95.79%;其中酯類10種、醇類11種、醛類1種、酮類4種、烷烴7種、烯烴14種、酸類3種、其他6種;其中醇類的相對含量最高,為51.66%,其次為烯烴類17.38%、其他類9.91%。MVD+HD組共鑒定出186種物質(zhì);相對含量大于0.1%的物質(zhì)有68種,占總物質(zhì)的95.08%;其中酯類8種、醇類15種、醛類8種、酮類8種、烷烴6種、烯烴8種、酸類4種、其他11種;其中醇類的相對含量最高,為51.15%,其次為烯烴類8.60%、烷烴類8.04%。FD組共鑒定出共鑒定出181種物質(zhì);相對含量大于0.1%的物質(zhì)有67種,占總物質(zhì)的96.90%;其中酯類8種、醇類13種、醛類11種、酮類2種、烷烴4種、烯烴13種、酸類4種、其他10種;其中醇類的相對含量最高為53.37%,其次為醛類17.99%、烯烴類9.76%。
從表6的結(jié)果可以看出,醇類是茉莉花干花揮發(fā)性成分相對含量最大的物質(zhì),MVD、MVD+HD和FD組醇類的相對含量都在50%以上,而HD中醇類的相對含量較低為32.02%。4種干燥方式中醇類、酯類和醛類相對含量最高的都是FD組的茉莉花,相對含量分別為53.37%、5.398%、17.99%;酮類、烷烴類、酸類在HD組中相對含量最高,分別為7.86%、12.63%、4.07%;烯烴類和其他類在MVD組相對含量最高,分別為17.38%、9.91%。其中HD組茉莉花揮發(fā)性前五大物質(zhì)分別為苯甲醇(18.66%)、2,2,4,6,6-五甲基庚烷(8.96%)、α-金合歡烯(5.52%)、乙醇(4.88%)、反式-2,4-庚二烯醛(4.25%);MVD組前五大揮發(fā)性物質(zhì)分別為苯甲醇(30.04%)、α-金合歡烯(10.98%)、吲哚(7.08%)、2,3-二甲基-3-丁烯-2-醇(8.65%)、芳樟醇(5.44%);MVD+HD組前五大揮發(fā)性物質(zhì)分別苯甲醇(33.08%)、異十二烷(6.03%),乙醇(6.65%)、α-金合歡烯(4.79%)、2,3-二甲基-3-丁烯-2-醇(3.69%);FD組前五大揮發(fā)性物質(zhì)分別苯甲醇(31.90%)、芳樟醇(11.01%)、α-金合歡烯(6.15%)、水楊酸甲酯(4.10%)、2,3-二甲基-3-丁烯-2-醇(3.12%)。前人研究表明苯甲醇、苯甲酸甲酯、芳樟醇、丁酸順-3-己烯酯、吲哚、α-法尼烯等是茉莉花香氣的主要成分[6,27-29]。芳樟醇具有好聞的鈴蘭型香氣,本身及其氧化物對茉莉花香氣貢獻非常大與硫酸苷或醋酸苷作用轉(zhuǎn)化成香葉醇、橙花醇等香氣物質(zhì)[29]。從4種干燥方式茉莉花揮發(fā)性結(jié)果可知,F(xiàn)D組保留茉莉花主要香氣物質(zhì)最多,而HD組損失最大。
表6 不同干燥方式茉莉花揮發(fā)性成分 Table 6 Volatile aroma components of jasmine by different drying methods
續(xù)表6
續(xù)表6
續(xù)表6
2.7 不同干燥方式茉莉花電子鼻分析差異性
圖2為茉莉花電子鼻主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)圖,PCA累計貢獻率越大,樣品間坐標(biāo)上距離越大,則樣品之間的差異越大[30]。通過PCA圖可以判定電子鼻是否能區(qū)分不同干燥方式茉莉花的香氣,從圖中可以看出,第一主成分(橫坐標(biāo)PC1)的貢獻率達到98.49%,第二主成分(縱坐標(biāo)PC2)的貢獻率為1.18%,第一主成分與第二主成分的累積貢獻率達99.67%,說明2個主成分能夠較好反映干燥茉莉花揮發(fā)氣體的主要信息特征。且不同樣品在PCA圖中沒有交叉重疊,說明不同干燥處理改變了茉莉花揮發(fā)性香氣物質(zhì)。不同干燥組組內(nèi)一致性較好且各處理組之間具有較好區(qū)分度,WVD組在PC1上貢獻率最高,WVD+HD在PC2上貢獻最大,F(xiàn)D組在PC1上貢獻率較高??傮w來看,利用PCA各干燥方式的茉莉花均能被較好地區(qū)分開,可以達到區(qū)分不同茉莉花花樣品的目的。
圖2 茉莉花電子鼻PCA二維圖 Fig.2 Two-dimensional PCA map of E-nose of Jasmine
PEN3型號的電子鼻設(shè)備配備有10種型號的傳感器,每個型號響應(yīng)物質(zhì)類型不同,具體見表1。通過傳感器對樣品揮發(fā)性成分貢獻率的分析,可區(qū)分當(dāng)前參數(shù)條件下傳感器的相對重要性,傳感器貢獻率越高,則該傳感器的識別能力越強[31]。從圖3不同干燥方式下茉莉花樣品的傳感器貢獻率分析圖可知,第1主成分和第2主成分總貢獻率為99.67%,說明利用該方法可以有效區(qū)分10種型號的傳感器對不同干燥方式的茉莉花揮發(fā)性成分的敏感程度。從圖中可以看出W1W傳感器對第1主成分貢獻率最大,W1S、W2W和W5S逐漸次之;W5S傳感器對第2主成分貢獻率最大,W1W次之;其中W1W、W5S傳感器在第1、2主成分上貢獻率都很大,是區(qū)別不同干燥方式下茉莉花揮發(fā)性成分的主要傳感器。W1W對無機硫化物靈敏、W1S主要對甲基類靈敏,W2S對醇類、醛酮類靈敏,W5S對氮氧化合物靈敏。由此可說明不同干燥方式的茉莉花揮發(fā)性物質(zhì)差異主要表現(xiàn)在無機硫化物和甲基類化合物上,同時醇類、醛酮類和氮氧化合物也存在一定差異。這也側(cè)面驗證了表2中不同干燥方式的茉莉花通過HS-SPMC-GC-MS檢測的揮發(fā)性成分的分析結(jié)果。
圖3 干燥茉莉花傳感器貢獻率分析圖 Fig.3 Loading analysis of jasmine by different drying methods
3.1 采用HD、MVD、MVD+HD和FD 4種方式干燥新鮮茉莉花,得出干燥方式對茉莉花L*、a*、b*以及葉綠素含量有顯著的影響,F(xiàn)D組整茉莉花的L*值最大,a*值和ΔE最小,葉綠素、總酚含量最高,抑制羥自由基能力最強。4種干燥方式的茉莉花總氨基酸含量為MVD+HD>HD>MVD>FD,MVD+HD總氨基酸含量最高為8.32 mg/g,是FD總氨基酸含量的1.98倍,MVD+HD總氨基酸含量、必需氨基酸含量、必需氨基酸占比均為最高。鮮味氨基酸和甜味氨基酸是茉莉花的主要呈味氨基酸,MVD干燥的茉莉花鮮味氨基酸含量最高為2.39 mg/g,占氨基酸總量的45.09%,HD、FD兩組的鮮味氨基酸含量接近,MVD+HD組含量最低僅為1.73 mg/g。茉莉花甜味氨基酸排序為MVD+HD>HD>FD>MVD,芳香族氨基酸排序為MVD>HD>MVD+HD>FD。4種干燥方式的茉莉花呈味氨基酸相對含量都高于60%,說明呈味氨基酸組成茉莉花中氨基酸的主要部分。
3.2 HS-SPME-GC-MS結(jié)合電子鼻分析茉莉花揮發(fā)性成分,得出苯甲醇、芳樟醇、α-金合歡烯等是茉莉花干花的主要芳香物質(zhì),醇類在茉莉花干花揮發(fā)性成分中相對含量最大,MVD、MVD+HD和FD組茉莉花醇類的相對含量均在50%以上。4種干燥方式FD組的茉莉花醇類、酯類和醛類相對含量最高分別為53.37%、5.40%、17.99%;酮類、烷烴類、酸類在HD組中相對含量最高,烯烴類和其他類在MVD組相對含量最高,說明FD組能最大限度的保留茉莉花主要香氣物質(zhì),而HD組損失最大。采用電子鼻可以有效區(qū)分4種干燥方式的茉莉花,主要表現(xiàn)在無機硫化物和甲基類短鏈化合物上,同時醇類、醛酮類和氮氧化合物也存在一定差異。綜合表明,F(xiàn)D干燥的茉莉花品質(zhì)和風(fēng)味最佳,可開發(fā)成高端茉莉花產(chǎn)品;但真空冷凍干燥存在能耗大,MVD+HD便于實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),可作為茉莉花一種較理想的干燥方式。本研究對茉莉花干燥及后續(xù)產(chǎn)品的開發(fā)提供理論參考和實踐借鑒。