“看得见”的果蔬风味-FlavourSpec®风味分析仪

       果蔬中挥发性气味物质浓度通常较低，大多数风味物质 的含量在ppb级别，目前的检测技术如GC、GC-MS需要固相微萃取的方式进行样品前处理，热敏性样品（如西 瓜汁），加热后风味成分发生变化，仪器检测到的结果 并非样品原有真实的气味；此外风味成分在果蔬加工、 贮藏过程中的变化、提取分离过程中的变化也是目前检 测技术亟待解决的问题；从食品风味的角度来看，并非 所有仪器检测到的挥发性有机物都是同等重要的，有时 我们只需找出有差异的成分进行分析即可。

       FlavourSpec®风味分析仪结合了气相色谱的高分离度和 离子迁移谱的高灵敏度，无需样品前处理，直接进样分 析固体或液体样品的顶空成分，检出限可达到ppbv级 别。仪器可对单一化合物/标记物进行定性定量分析，亦 可对样品的挥发性有机物进行快速与结果导向的分析， 其原理如图1所示。

图1. FlavourSpec®风味分析仪原理图

FlavourSpec®风味分析仪在果蔬领域的应用

-地理标识性产品的保护 

-果蔬品种、品质的区分 

-保鲜方式对果蔬风味的影响 

-加工前后果蔬风味变化的研究 

-果蔬加工过程中风味的变化分析 

-发酵时间对果蔬风味的影响

图2. FlavourSpec®风味分析仪

FlavourSpec®风味分析仪在果蔬风味检测中的优势 

-超高灵敏度，果蔬中痕量挥发性有机物“尽在掌握”； 

-无需浓缩富集，样品检测速度快，典型分析时间在5-15分钟； 

-数据处理省时省力，20个样品一 天便可得到报告； 

-无需真空系统，开机稳定时间短，20分钟便可工作； 

-强大的软件功能可得到丰富的数据结果： 

1）Reporter插件在得到数据后可快速查看样品间风味物质的差异； 

2）GalleryPlot插件可得到果蔬产品/原材料的指纹图谱，数据直观可视化，风味差异“看得见”，适用于果蔬 加工工艺的优化或选择； 

3）PCA插件，用于果蔬聚类分析，帮助产品品控或分级，建立分类模型后可用于果蔬原产地的保护。

       例如：M1-M5为不同浓度混标溶液（5ppb、20ppb、50ppb、75ppb、100ppb），软件处理所得谱图如图 3所示：

图3. 混标样品的气相离子迁移谱图和指纹谱图

图3中左下图为混标样品挥发性有机物的气相离子迁移谱图；右上图为M1-M5混标中选取的戊酮、己酮、庚酮、辛酮、 壬酮、癸醛的指纹谱图；

在指纹谱图中： 

每一行代表一个样品中选取的信号峰； 

每一列代表同一挥发性有机物在不同样品中的信号峰； 

每一个点代表一种挥发性有机物，点颜色的深浅表示物质含量的多少；

       由指纹谱图可知：M5中6种醛酮含量Z 低，M1中醛酮含量Z 高，从M5至M1，醛酮含量逐渐升高，建立标准曲线后可对任一醛酮物质进行定量分析。

4）软件内置NIST气相保留指数（RI）数据库和G.A.S.迁移时间（Dt）数据库，定性时采用二维定性，数据更精 准，且两 个数据库均可扩展，用户可建立果蔬专有数据库。

例如：甜瓜中定性出的部分物质如下表：

       由二维定性结果知：甜瓜中挥发性物质主要是酯类成分（己酸乙酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯、3-甲基丁酸乙酯、己酸甲 酯），酯类多具有果香味，它们是甜瓜香气成分的主要贡献物质。

果蔬风味应用案例

1.精 准区分不同产地的橄榄，用于地理标识性产品的保护

     “橘生淮南则为橘、生于淮北则为枳”，橄榄因种植的产地水土不同，其风味亦有差异。取果皮或果肉置于顶空瓶中 进样分析，15分钟后便可得到橄榄的挥发性有机物信息，软件分析后可快速判断橄榄的产地，建立真实橄榄产地的分 类模型后，可用于橄榄原产地的保护。

图4.相同品种不同产地橄榄的PCA分析图

2.快速区分保鲜方式对水果风味的影响，用于帮助选择Z佳保鲜技术

图5.不同保鲜方式水果中挥发性有机物的指纹图谱

注：A、B、C、D、E分别为新鲜样品、复配涂膜、超声雾化、二氧化硫缓释包、1-MCP保鲜处理的样品； 水果采用4种不同保鲜方式储存一段时间后： 

1）乙酸乙酯，丙酮和乙酸丙酯含量下降； 

2）3-甲基丁醛，异丁醛，丙酸乙酯和戊醛的含量增加。 

3）E样品新产生的挥发性有机物Z多；C 样品挥发性有机物含量Z 低；D样品与新鲜样品比较风味物质变化Z少。

       通过不同保鲜方式处理的水果与新鲜水果的风味进行对比，找到风味变化Z少的一种保鲜方式，可用于帮助选择Z佳的保鲜技术，亦可用于贮藏条件的优化。

3.精 准快速捕捉加工前后风味的变化，用于选择Z佳的原材料及加工工艺

图6. 不同部位松茸烤干前后气相离子迁移谱图

注：a. 菌伞、b.菌柄、c.柄底；d.烤干菌伞、e.烤干菌柄、f.烤干柄底； 经谱图对比可知，松茸烤干后，不同部位的松茸样品红框中的标出的物质如1-Octene-3-ol消失。

图7. 不同部位松茸烘干前后挥发性有机物指纹图谱

由图7知： 

1）松茸部位不同，风味成分各不相同，如2-heptanone、2-heptanone dimer、2-methylpropanol、1-hexanol dimer等物质在菌伞中含量很高，在菌柄和柄底中几乎不存在； 

2）3-octanone dimer、3-octanone、1-hexanol等物质在菌伞中含量Z 高，在菌柄和柄底中含量很少； 3）菌伞中含量Z 高的成分在烤干后均消失，这是导致烤干前后松茸风味不同的主要原因； 

       根据加工前后不同部位松茸风味变化对比，结合感官评价及理化指标的数据，可用于选择Z好的食材，亦可用于加工工艺的优化。

4.实时了解加工过程中水果风味的变化，掌握风味物质去向，用于加工工艺的优化

图8. 不同加工阶段水果挥发性有机物的指纹图谱

注：1.果浆、2.果浆上清液、3.果渣、4.果粉初产品 

       水果打浆处理后，香气成分在上清液和果渣中均存在，上清液经工艺1结晶成粉，大部分香气成分在加工过程中损失； 根据这一结果找到香气损失的原因后，从上清液和果渣中提取香气成分，回添到果粉中，使其产品保持水果原有的风味。 

       通过对比每一加工阶段水果风味的变化，可实时掌握水果风味成分的去向，为新产品的开发及加工工艺优化提供理论数据支撑。

5.研究发酵时间对红枣风味的影响，用于精 准确定Z佳发酵时间

图9.不同发酵时间红枣中挥发性有机物的指纹图谱

由图9知： 

1、在发酵过程中， 红枣的风味变化规律十分明显； 

2、鲜枣Z0中苯甲醛、γ-丁内酯、己酸乙酯、1-辛烯-3-醇、己酸甲酯、戊酸乙酯、庚醛、2-庚酮、3-甲基丁酸乙 酯、2-己烯-1-醇、丁酸乙酯、乙酸丁酯、3-甲基丁醇、戊醛、戊酮等物质在发酵过程中含量逐渐降低直至消失，如 红框区域所示； 

3、绿框区域的物质则是在发酵过程中慢慢产生，随着时间的增加而增加，如丙酮、2-乙酰呋喃等。 根据挥发性有机物信息结合感官评价及其他理化指标的测定，可确定为红枣的Z佳发酵时间。

       FlavourSpec®风味分析仪在果蔬风味检测时，无需固相微萃取，在低温条件下快速捕捉样品的真实风味，检出限可 达ppbv级别，软件给出直观可视的挥发性有机物指纹图谱，风味差异“看得见”，结合感官评价及其他理化指标的分析，可为果蔬地理标识性产品的保护、保鲜技术的选择、加工工艺的优化等提供科学的数据指导。

参考文献： 

（1）Characteristic volatiles fingerprints and changes of volatile compounds in fresh and dried Tricholoma matsutake Singer by HS-GC-IMS and HS-SPME-GC-MS. Journal of Chromatography B. 1099(2018) 46-55; 

（2）Content variations in compositions and volatile component in jujube fruits during the blacking process. Food Sci Nutr. 2019;1-9.

（来源：）