枸杞作为药食同源植物果实[1],富含多糖、黄酮、生物碱、类胡萝卜素等多种活性成分[2],具有降低胆固醇、减轻动脉硬化、降低血糖、提高人体免疫力等作用[3]。然而枸杞鲜果因其采收期短且不耐贮藏,在运输中容易受机械损伤而出现腐烂,因此,枸杞鲜果的加工技术逐渐成为研究热点,其中枸杞汁以其独特的风味深受广大消费者的喜爱。但长期以来,枸杞汁大多停留在单一口味的果汁研发上,存在枸杞加工产品简单且单一的问题。沙棘含有大量的萜类、黄酮类、维生素等活性物质,具有抑菌、抗炎、抗溃疡和免疫调节等多种药理作用[4],其因巨大的药用价值和经济潜力受到人们的关注。但沙棘口感酸涩,单一的沙棘汁令消费者难以接受。
目前,枸杞产品大多为干果和原浆,存在产品同质化严重及口感单一等问题[5]。枸杞和沙棘都含有丰富的营养物质,研发枸杞-沙棘复合汁,既可以解决枸杞深加工产品单一的现状,也可以提升单一果汁的口感和风味。在诸多关于枸杞果汁加工研究的报道中,多以饮料类产品为主,但此类产品因过度加工的原因,破坏并降低了枸杞产品中的天然营养与功能活性物质,致使产品营养亏损。非浓缩还原(not from concentrate,NFC)果汁是采用新鲜水果直接榨汁所得的100%纯鲜果汁,较浓缩还原(from concentrate,FC)果汁更好地保留了果品原有的色泽、营养及风味,是健康、营养品质增强型的加工新产品,具有广阔的市场前景[6]。当前,关于NFC果汁的研究主要集中在不同加工方式对苹果汁[7]、橙子汁[8]和蓝莓汁[6]等不同果汁的品质及风味的影响,而针对NFC枸杞汁相关的制备及品质研究尚未见系统报道。
因此,本研究以新疆枸杞、沙棘鲜果为试验材料,调配口感丰富、风味协调、原果营养损失较少的一种新型NFC枸杞-沙棘复合汁,并评价不同枸杞汁与沙棘汁质量比对NFC产品的理化、营养品质和挥发性物质的影响,旨在为枸杞-沙棘果汁产品的产业化生产提供更经济、更合适的工艺参数,进而拓宽其资源综合利用的新领域,以期为枸杞加工产品多元化开发及生产应用提供技术指导和参考。
枸杞:2023年7月于新疆精河县采收,运输至新疆农业科学院,0~5 ℃冷库存用;沙棘:新疆慧华沙棘生物科技有限公司;浊度标准溶液(分析纯):广州和为医药科技有限公司;氯化钠(优级纯):国药集团化学试剂有限公司;平板计数琼脂(分析纯):北京陆桥技术股份有限公司;葡萄糖(分析纯):阜丰生物科技有限公司;2-丁酮、2-戊酮、2-己酮、2-庚酮、2-辛酮、2-壬酮(纯度均为98%):上海麦克林化学试剂有限公司。
PAL-BX/ACID2型数显糖酸仪:日本Atago公司;SW-CJ-2D型超净工作台:上海卓爵仪器设备有限公司;RN10QC型台式色差仪:深圳三恩驰科技有限公司;WZS-188型浊度仪:上海仪电科学仪器股份公司;JYZD52型榨汁机:九阳股份有限公司;T18型均质机:德国IKA公司;Centrifge5810R型高速冷冻离心机:德国Eppendorf公司;Flavour Spec气相离子迁移色谱(gas chromatography-ion mobility spectrometry,GC-IMS)联用仪:德国G.A.S公司。
1.2.1 NFC枸杞汁、沙棘汁的制备
枸杞、沙棘→榨汁→过滤→钝酶(90 ℃,60 s)→均质(2 min)→超声(3 min)→灭菌(102 ℃,85 s)→灌装→成品。
1.2.2 NFC枸杞-沙棘复合汁复配质量比的优化
将鲜榨汁按照枸杞汁与沙棘汁质量比为1∶9、2∶8、3∶7、4∶6、5∶5、6∶4、7∶3、8∶2、9∶1进行复配,选择10 名食品专业研究生组成感官评价小组,以感官评分为标准初步筛选出5 个枸杞汁与沙棘汁质量比,再以理化、营养及挥发性风味物质为评价指标进一步分析NFC枸杞-沙棘汁的品质特性,确定最佳枸杞汁与沙棘汁质量比。
1.2.3 NFC枸杞-沙棘复合汁品质指标测定方法
可溶性固形物(total soluble solid,TSS)含量:采用糖酸仪在常温下测定;可滴定酸(titratable acidity,TA)含量:将NFC枸杞-沙棘复合汁稀释50倍后,用糖酸仪测定,仪器直接读取的数据即为NFC枸杞-沙棘复合汁的可滴定酸含量;固酸比:固酸比表示为可溶性固形物含量与可滴定酸含量的比值;浊度:取50 mLNFC枸杞-沙棘复合汁置于比色皿中,采用浊度仪对NFC枸杞-沙棘复合汁进行浊度测定;色泽:在室温下用色差仪测量NFC枸杞-沙棘复合汁的色差值;维生素C含量:参考GB5009.86—2025《食品安全国家标准 食品中抗坏血酸的测定》[9]中的2,6-二氯靛酚滴定法进行测定;维生素E含量:参照GB 5009.82—2016《食品安全国家标准 食品中维生素A、D、E的测定》[10]中第一法进行测定;粗多糖含量:参考周璇[11]的方法进行测定;β-胡萝卜素含量:参照GB 5009.83—2016《食品安全国家标准 食品中胡萝卜素的测定》[12]中的方法进行测定。
1.2.4 感官评价方法与标准
以NFC枸杞-沙棘复合汁的口感、色泽、气味和组织状态作为感官评价的指标,组织健康状况良好的食品专业研究生(5 位男性和5 位女性)组成感官评价小组,年龄20~30岁。评价前2 h需禁食、禁酒、禁烟,评价过程中禁止相互讨论,每评价一个样品间隔15 min以上,且进行清水漱口,评价小组成员对果汁进行客观评分。具体评价标准见表1。
表1 NFC枸杞-沙棘复合汁感官评价标准
Table 1 Sensory evaluation criteria of NFC goji berry-sea buckthorn compound juice
评定指标评价标准分值口感枸杞和沙棘的味道协调,酸甜适中,口感细腻润滑20~25(25)略有沙棘涩味,偏酸或偏甜,口感不柔和13~<20酸涩,无甜味,口感粗厚浓稠0~<13色泽橙红色、棕红色浓郁,均匀一致20~25(25)色泽偏暗,颜色均一性略差13~<20色泽失调,颜色较浅0~<13气味枸杞果香味与沙棘果香味协调,无异味20~25(25)枸杞或沙棘果香过于突出,有轻微的异味13~<20无枸杞果香味和沙棘香味,有刺鼻的异味0~<13组织稠稀得当,体系均一,无絮状物、杂质、沉淀20~25状态偏稀或偏稠,略有轻微分层,均匀度减弱13~<20(25)过稀或过稠,体系不均一,有明显沉淀0~<13
1.2.5 挥发性物质的测定方法
准确称取3.00 g样品置于20 mL(2 cm×4 cm)的顶空进样品中,每个样品重复3 次。将样品在40 ℃下静置20 min后进样,进样0.5 mL,进样针温度45 ℃,孵化转速500 r/min,载气为高纯氮气(≥99.999%);色谱柱型号SE-54(0.53 mm×15 m,1.0 µm),色谱柱温度45 ℃;分析时间20 min,设置程序流速2.00 mL/min保持10 min,在5 min内线性增至20.00 mL/min,在15 min内线性增至100.00 mL/min,100.00 mL/min保持5 min。
每次试验均进行3组平行试验,试验数据采用Origin 95、SPSS 25.0和Laboratory Analytical Viewer(LAV)软件进行处理和分析。采用2014 NIST和IMS数据库进行风味物质定性分析,Gallery作为LAV中插件程序构建NFC枸杞-沙棘复合汁的指纹图谱。
2.1.1 不同枸杞汁与沙棘汁质量比对NFC枸杞-沙棘复合汁感官品质的影响
不同枸杞汁与沙棘汁质量比的NFC枸杞-沙棘复合汁感官评价雷达图见图1。
图1 不同枸杞汁与沙棘汁质量比的NFC枸杞-沙棘复合汁的感官评价雷达图
Fig.1 Radar chart of sensory evaluation for NFC goji berry-sea buckthorn compound juice with different mass ratios
由图1可知,枸杞汁的添加对NFC枸杞-沙棘复合汁的气味、口感和色泽均有影响。NFC枸杞-沙棘复合汁的口感随着枸杞汁质量比的增加先增加后降低,当枸杞汁与沙棘汁质量比为4∶6、5∶5、6∶4、7∶3、8∶2时NFC枸杞-沙棘复合汁的口感评分较高,整体色泽、气味以及组织状态好。这是由于枸杞汁的添加量增多可以掩盖住沙棘汁的苦涩味,中和沙棘汁带来的酸味,提高复合汁整体口感。因此,以枸杞汁与沙棘汁质量比为4∶6、5∶5、6∶4、7∶3、8∶2进行后续优化试验。
2.1.2 不同枸杞汁与沙棘汁质量比对NFC枸杞-沙棘复合汁色泽及浊度的影响
果汁的色泽是评定果汁品质的一个重要指标[13]。色差值包括L*值(亮度值)、a*值(红度值)和b*值(黄度值)。不同质量比对NFC枸杞-沙棘复合汁色泽及浊度的影响见图2。
图2 NFC枸杞-沙棘复合汁色泽和浊度的变化
Fig.2 Changes in color and turbidity of NFC goji berry-sea buckthorn compound juice
由图2A~图2C可知,随着枸杞汁添加量的增加,NFC枸杞-沙棘复合汁中的L*值和a*值升高,b*值下降。当枸杞汁与沙棘汁质量比为8∶2时,L*值和a*值最高,分别为1.58和7.97,b*值降至最低,为1.24,这是因为枸杞汁色泽鲜艳,呈现出明亮的橙红色[13],沙棘汁色泽为浓郁的橙黄色或金黄色[14],当枸杞汁添加量增加时,枸杞汁和沙棘汁色素成分相互影响,沙棘的色素成分被枸杞中的色素掩盖或干扰[14],导致b*值降低。当枸杞汁与沙棘汁质量比为5∶5、6∶4、7∶3时,L*值和a*值较为相近,L*值分别为1.11、1.14和1.17,a*值分别为5.41、5.55和5.68,b*值在枸杞汁与沙棘汁质量比为5∶5时高于其他两个质量比。浊度是探究果汁稳定性的重要指标,浊度越高表示溶液越稳定[15]。由图2D可知,随着枸杞汁添加量的增加,NFC枸杞-沙棘复合汁浊度呈下降趋势,当枸杞与沙棘汁质量比为4∶6和5∶5时,浊度较高,为4 175 NTU和4 176 NTU,此时 NFC枸杞-沙棘复合汁的稳定性较佳,不易出现分层的情况。当枸杞汁与沙棘汁质量比为6∶4时浊度为3 679 NTU,略有下降,由NFC枸杞-沙棘复合汁的色差值和浊度得出,当枸杞汁与沙棘汁质量比为4∶6、5∶5和6∶4时,NFC枸杞-沙棘复合汁色泽鲜艳,稳定性较好。
2.1.3 不同枸杞汁与沙棘汁质量比对NFC枸杞-沙棘复合汁粗多糖、VC、VE、β-胡萝卜素含量的影响
不同枸杞汁与沙棘汁质量比对NFC枸杞-沙棘复合汁粗多糖、VC、VE、β-胡萝卜素含量的影响见图3。

图3 NFC枸杞-沙棘复合汁粗多糖、VC、VE、β-胡萝卜素含量的变化
Fig.3 Changes in crude polysaccharide,VC,VE,and β-carotene contents of NFC goji berry-sea buckthorn compound juice
由图3A可知,随着枸杞汁添加量的逐渐增加,粗多糖含量整体呈上升趋势,当枸杞汁与沙棘汁质量比为8∶2时,NFC枸杞-沙棘复合汁中的粗多糖含量最高,为130 mg/100 g,这是由于枸杞中多糖含量较高所致[16]。由图3B可知,随着枸杞汁添加量的增加,VE的含量降低,当枸杞汁与沙棘汁质量比为4∶6和5∶5时,VE的含量分别为3.70 mg/100 g和3.39 mg/100 g。由图3C可知,随着枸杞汁添加量的增加,VC含量从66.20 mg/100 g降至9.96 mg/100 g,当枸杞汁与沙棘汁质量比为4∶6时,NFC枸杞-沙棘复合汁中的VC含量最高,这是因为沙棘中含有丰富的维生素C[17]。李月[17]在沙棘果实品质的研究中发现,沙棘果实中VC和VE的含量分别为0.98~3.95 g/kg和6.98~29.91 mg/g,王琴等[18]测得枸杞中VE的含量为46.3 mg/100 g,由此可知,沙棘果实VC和VE的含量高于枸杞果实,故随着NFC枸杞-沙棘复合汁中枸杞汁添加量的增多和沙棘汁添加量的减少,复合汁中VC和VE的含量逐渐降低。β-胡萝卜素是存在于动物、植物及微生物中具有抗氧化、抗癌等功能活性的一种类胡萝卜素异构体[19]。由图3D可知,5 种不同枸杞汁与沙棘汁质量比的NFC枸杞-沙棘复合汁中β-胡萝卜素含量呈先平稳后下降趋势。β-胡萝卜素含量随着枸杞汁添加量的增加而逐渐减少。这是因为沙棘中β-胡萝卜素占胡萝卜素总含量的15%~55%,是普通水果的50倍以上[20]。而枸杞中主要的类胡萝卜素成分为玉米黄质及其酯类衍生物 [21]。当枸杞汁与沙棘汁质量比为4∶6、5∶5和6∶4时,β-胡萝卜素含量较高,分别为642 、651、644 mg/100 g,因此,枸杞汁与沙棘汁质量比为4∶6、5∶5和6∶4时,NFC枸杞-沙棘复合汁的营养较为丰富。
2.1.4 不同枸杞汁与沙棘汁质量比对NFC枸杞-沙棘复合汁可溶性固形物含量、可滴定酸含量、固酸比和感官评分的影响
TSS和TA是影响复合汁感官的重要因素[22]。不同枸杞汁与沙棘汁质量比对NFC枸杞-沙棘复合汁可溶性固形物含量、可滴定酸含量、固酸比和感官评分的影响见图4。
图4 NFC枸杞-沙棘复合汁TSS含量、TA含量、固酸比和感官评分的变化
Fig.4 Changes in TSS content,TA content,solid-acid ratio,and sensory scores NFC goji berry-sea buckthorn compound juice
由图4A可知,当枸杞汁与沙棘汁质量比为4∶6、5∶5、6∶4时,TSS含量较为相近,分别为19.43%、18.43%和18.33%。随着枸杞汁添加量的增加,TSS含量整体呈上升趋势。由图4B可知,随着枸杞汁添加量的增加,沙棘汁添加量减少,可滴定酸含量从2.30 g/L降至1.23 g/L,果汁的酸涩味逐渐降低,其中酸味主要来源于它所含的有机酸[20]。固酸比是TSS与TA的比值,从图4C中可以看出,当枸杞汁与沙棘汁质量比为4∶6、5∶5、6∶4时,固酸比处于11.9~15.8之间,酸甜度适中,当枸杞汁与沙棘汁质量比为8∶2时,果汁口感较甜。由图4D可知,当枸杞汁与沙棘汁质量比为4∶6、5∶5、6∶4时,感官评分较高,分别为77、78、75,这是由于在枸杞汁和沙棘汁较适宜的复配质量比中,NFC枸杞-沙棘复合汁的色泽更加鲜艳亮泽、组织状态均匀、稳定性增强、口感酸甜协调最佳,因此,枸杞汁与沙棘汁质量比为4∶6、5∶5和6∶4时,NFC枸杞-沙棘复合汁的理化品质较好,感官评分较高。
将不同枸杞汁与沙棘汁质量比的NFC枸杞-沙棘复合汁中所有挥发性物质的离子峰汇总,利用GC-IMS LAV中Gallery插件程序构建挥发性物质的指纹图谱,分析不同枸杞汁与沙棘汁质量比对NFC枸杞-沙棘复合汁中挥发性物质的影响。不同枸杞汁与沙棘汁质量比NFC枸杞-沙棘复合汁挥发性物质的差异见图5~图6,该复合汁中鉴定出的所有挥发性物质见表2。
图5 NFC枸杞-沙棘复合汁的GC-IMS指纹图谱
Fig.5 GC-IMS fingerprint of NFC goji berry-sea buckthorn compound juices
图6 不同枸杞汁与沙棘汁质量比NFC枸杞-沙棘复合汁的挥发性物质占比
Fig.6 Proportions of volatile substances in NFC goji berry-sea buckthorn compound juice with varying mass ratios
表2 NFC枸杞-沙棘复合汁中鉴定出的挥发性物质
Table 2 Volatile compounds identified in NFC goji berry-sea buckthorn compound juice
相对含量/%保留保留漂移时序号化合物CAS号分子式指数时间/s间/ms枸杞-沙枸杞-沙枸杞-沙枸杞-沙枸杞-沙棘8∶2棘7∶3棘6∶4棘5∶5棘4∶61乙酸庚酯heptyl acetateC112061C9H18O21 127.0740.8811.449 51.791.651.621.571.462乙酸庚酯(二聚体)heptyl acetate(dimer)C112061C9H18O21 120.6723.4692.039 73.293.383.253.213.233正丁基苯n-butylbenzeneC104518C10H141 046.3551.4411.219 90.790.770.920.900.604苯乙醛phenylacetaldehydeC122781C8H8O1 045.6549.9261.262 50.340.350.440.430.285仲辛酮2-octanoneC111137C8H16O1 018.9499.9141.338 11.591.421.591.581.416异戊酸异丁酯isobutyl isopentanoateC589593C9H18O21 022.3505.9761.378 20.380.360.270.270.387顺乙酸-3-己烯酯(Z)-3-hexenyl acetateC3681718C8H14O21 009.3483.2431.805 91.912.253.493.493.068乙酸反-2-己烯酯(E)-2-hexenyl acetateC2497189C8H14O21 007.5480.2121.853 21.301.431.271.261.329甲基庚烯酮6-methyl-5-hepten-2-oneC110930C8H14O989.8451.4181.182 11.501.742.512.601.4410(E)-2-庚烯醛(E)-2-heptenalC18829555C7H12O965.0414.3961.242 20.120.180.220.220.2811苯甲醛benzaldehydeC100527C7H6O952.1396.6081.156 90.550.750.530.520.4012四氢噻吩-3-酮4,5-dihydro-3(2H)-thiophenoneC1003049C4H6OS942.3383.7611.194 00.220.280.300.300.3613丁酸异丁酯isobutyl butyrateC539902C8H16O2937.7377.8321.314 50.250.320.310.300.4214二乙基二硫醚diethyl disulfideC110816C4H10S2926.7366.381.289 70.840.961.081.090.96153-庚烯-2-酮3-hepten-2-oneC1119444C7H12O924.0361.0321.207 00.410.470.570.590.7416β-蒎烯β-pineneC80568C10H16925.7363.0091.672 40.310.490.770.760.9517γ-丁内酯butyrolactoneC96480C4H6O2913.9349.1741.308 90.200.290.250.250.3318庚醛heptanalC111717C7H14O902.5336.3271.334 91.611.481.461.431.3419庚醛(二聚体)heptanal(dimer)C111717C7H14O898.8332.3741.703 93.533.062.992.982.17202-庚醇2-heptanolC543497C7H16O898.8332.3741.741 01.191.321.271.301.2521苯乙烯styreneC100425C8H8906.0340.2801.429 50.370.330.340.360.34222-甲基丁酸乙酯ethyl 2-methylbutanoateC7452791C7H14O2854.7288.8931.663 18.518.047.937.847.7123异丁酸异丁酯isobutyl isobutyrateC97858C8H16O2895.1328.4211.785 51.251.651.411.451.7924丙酸异丁酯isobutyl propanoateC540421C7H14O2877.0309.8971.703 80.520.770.940.990.88
续表2 NFC枸杞-沙棘复合汁中鉴定出的挥发性物质Continue table 2 Volatile compounds identified in NFC goji berry-sea buckthorn compound juice
相对含量/%保留保留漂移时序号化合物CAS号分子式指数时间/s间/ms枸杞-沙枸杞-沙枸杞-沙枸杞-沙枸杞-沙棘8∶2棘7∶3棘6∶4棘5∶5棘4∶625已腈hexanenitrileC628739C6H11N873.7306.6861.257 41.591.581.571.561.4826乙酸异戊酯isopentyl acetateC123922C7H14O2879.6312.4651.311 30.480.510.560.590.4627反式-3-己烯-1-醇E-3-hexenolC928972C6H12O842.7278.4331.235 51.701.521.481.461.37283-甲基-1-戊醇3-methyl-1-pentanolC589355C6H14O842.7278.4331.611 20.360.430.470.470.5829丙酸正丙酯propyl propanoateC106365C6H12O2805.6249.0001.208 00.811.121.291.271.4030己醛hexanalC66251C6H12O789.5237.6081.256 50.900.590.390.360.6031己醛(二聚体)hexanal(dimer)C66251C6H12O797.7243.3041.563 96.796.396.256.356.3032异丁酸乙酯ethyl 2-methylpropanoateC97621C6H12O2756.2216.2471.189 81.131.101.141.151.1333异丁酸乙酯(二聚体)ethyl 2-methylpropanoate(dimer)C97621C6H12O2757.0216.7211.573 02.753.674.444.485.6034异戊酸甲酯methyl isovalerateC556241C6H12O2775.6228.3281.205 51.160.900.800.770.6135异戊酸甲酯(二聚体)methyl isovalerate(dimer)C556241C6H12O2771.8225.9251.539 34.234.775.195.295.45362,3-丁二醇2,3-butanediolC513859C4H10O2787.2236.0161.357 20.410.460.490.500.5437乳酸乙酯ethyl 2-hydroxypropanoateC97643C5H10O3824.5263.4071.126 90.160.150.200.240.2938异戊醇3-methyl-1-butanolC123513C5H12O743.9209.1061.244 10.670.590.550.500.5439异戊醇(二聚体)3-methyl-1-butanol(dimer)C123513C5H12O734.4203.8201.495 21.751.661.671.651.61401,1-二乙氧基乙烷1,1-diethoxyethaneC105577C6H14O2719.1195.7041.125 30.630.610.710.720.7441丙酸乙酯ethylpropanoateC105373C5H10O2709.4190.8341.153 10.120.140.190.220.2842甲酸丁酯butyl formateC592847C5H10O2710.0191.1381.210 00.430.310.300.270.2243丙酸乙酯(二聚体)ethylpropanoate(dimer)C105373C5H10O2701.8187.1821.458 90.160.330.380.400.74442-戊酮2-pentanoneC107879C5H10O684.0178.9641.376 82.241.841.421.452.9545正戊醛pentanalC110623C5H10O689.4181.3991.186 20.640.640.660.730.53462-乙基呋喃2-ethylfuranC3208160C6H8O689.4181.3991.288 10.500.540.670.740.46472,3-戊二酮2,3-pentanedioneC600146C5H8O2694.1183.5301.227 20.310.250.300.280.3848异丁醇2-methyl-1-propanolC78831C4H10O634.6159.1811.172 90.620.640.650.670.46491-戊烯-3-醇1-penten-3-olC616251C5H10O676.3175.6161.347 70.970.890.610.710.94503-甲基-2-丁醇3-methyl-2-butanolC598754C5H12O678.4176.5291.231 20.140.100.260.280.2351乙酸乙酯ethyl acetateC141786C4H8O2615.4152.4851.098 80.710.510.520.510.4552乙酸乙酯(二聚体)ethyl acetate(dimer)C141786C4H8O2608.8150.3551.345 15.566.086.246.186.8153四氢呋喃tetrahydrofuranC109999C4H8O630.4157.6591.245 70.430.350.270.290.3554丁醛butanalC123728C4H8O585.3143.0501.298 73.513.643.473.443.69552-丁酮2-butanoneC78933C4H8O574.7140.0071.252 43.614.203.943.944.7256乙酸甲酯methyl acetateC79209C3H6O2546.4132.4681.191 60.460.510.530.560.8957丙酮2-propanoneC67641C3H6O496.4121.1271.120 08.728.217.387.296.7858丙醛propanalC123386C3H6O500.8122.0501.148 30.320.350.370.380.6359异丙醇2-propanolC67630C3H8O494.0120.6651.163 40.490.500.470.440.7060乙酸异戊酯isoamyl acetateC123922C7H14O2876.5311.3331.763 90.480.510.560.590.4661四氢呋喃(二聚体)tetrahydrofuran(dimer)C109999C4H8O631.4156.7601.225 80.710.510.500.480.3362正戊醇1-pentanolC71410C5H12O759.5218.8301.249 60.470.480.450.450.3363醋酸异丙酯iso-propyl acetateC108214C5H10O2656.4166.5431.162 70.680.600.580.560.29642-正戊基呋喃2-pentyl furanC3777693C9H14O984.9445.7891.263 51.040.410.230.200.06652-乙酰基-1-吡咯啉2-acetyl-1-pyrrolineC85213225C6H9NO927.8367.7001.135 80.510.630.810.800.24661-戊烯-3-酮1-penten-3-oneC1629589C5H8O677.0175.3241.317 70.530.340.100.090.1567乙二醇二甲醚1,2-dimethoxyethaneC110714C4H10O2644.5161.7601.319 20.300.230.110.110.40
由图5可知,通过GC-IMS共检测到67 种挥发性物质,其中包括酯类25 种(5 种是单体和二聚体)、醛类10 种(2 种是单体和二聚体)、醇类11 种(1 种是单体和二聚体)、酮类9 种、烃类3 种、腈类1 种、醚类3 种、杂环类5 种(1 种是单体和二聚体)。
结果表明,不同枸杞汁与沙棘汁质量比对NFC枸杞-沙棘复合汁中的挥发性物质产生的影响较大(A、B、C、D区域),其中A区域中挥发性化合物在不同枸杞汁与沙棘汁质量比NFC枸杞-沙棘复合汁中均存在(见表2)。B区域中的16 种挥发性物质在枸杞汁与沙棘汁质量比为4∶6时显示出较强的特征离子峰,主要包括异丁酸乙酯(二聚体)、β-蒎烯、丁酸异丁酯、四氢噻吩-3-酮、3-庚烯-2-酮、乙酸甲酯、乳酸乙酯、丙酸乙酯、2,3-戊二酮、异丙醇、3-甲基-1-戊醇、3-甲基-2-丁醇、(E)-2-庚烯醛、2-戊酮、丙酸乙酯(二聚体)和丙醛。该区域酯类物质较为丰富,有研究表明,较高的挥发酯含量与可溶性固形物含量及高的糖酸比具有相关性,因此枸杞汁与沙棘汁质量比为4∶6时,酯类化合物的相对含量增加,这可能与枸杞汁与沙棘汁质量比为4∶6时的固酸比较高有关[23]。C和D区域中,乙基呋喃、戊醛、正戊醇、乙酸异戊酯、醋酸异丙酯、2-乙酰基-1-吡咯啉和己醛7 种挥发性物质相对含量较高,这可能与NFC枸杞-沙棘复合汁中枸杞汁和沙棘汁的占比有关。C区域中1-戊烯-3-酮、乙二醇二甲醚和2-正戊基呋喃仅在枸杞汁与沙棘汁质量比为8∶2和7∶3时相对含量较高。苏庆宇[24]在关于枸杞原浆感官词典的建立及主要风味物质研究中发现,1-辛烯-3-酮和2-正戊基呋喃在枸杞中的含量较高,从本研究中可知,当NFC枸杞-沙棘复合汁中枸杞汁占比降低时,此3 种物质逐渐消失,可能是因为随着沙棘汁添加量的增加,此风味被掩盖。
由图6可知,在不同枸杞汁与沙棘汁质量比的NFC枸杞-沙棘复合汁中酯类化合物占比最高(42%~47%),其次为酮类(19%~21%)、醛类(17%~20%)、醇类(9%)、烃类(2%)、腈类(2%)、醚类(2%)和杂环类(1%~3%)。酯类化合物是水果与果汁中重要的挥发性香气化合物[25],是典型的果香与花香类香气属性的重要来源[26],其中,己酸乙酯与2-甲基丁酸乙酯在NFC枸杞-沙棘复合汁中分别占比6.27%~7.26%和7.71%~8.51%,可为产品赋予浓郁的醚样香气与清爽的青苹果风味,是5 个不同枸杞汁与沙棘汁质量比NFC枸杞-沙棘复合汁中对香气贡献最为突出的酯类挥发性物质。任婧楠等[27]发现新鲜沙棘果汁含量最丰富的是酯类化合物,与本研究结果相似,随着沙棘汁添加量的增加,NFC枸杞-沙棘复合汁挥发性风味物质中酯类化合物的相对含量增加。醛类物质主要来源于脂肪酸代谢、氨基酸转氨基作用或Strecker降解[28],香气浓厚,大多呈现花香和果香气味[29]。5 个不同枸杞汁与沙棘质量比的NFC枸杞-沙棘复合汁中共检出10 种醛类物质,其中相对含量较高的主要是己醛、戊醛、丙醛和庚醛等。B、C和D区域共有4 种醛类化合物,分别为(E)-2-庚烯醛(脂肪味)、丙醛(坚果味)、戊醛(杏仁味)和己醛(青草味),当枸杞汁与沙棘汁质量比为4∶6时,(E)-2-庚烯醛(0.28%)和丙醛(0.63%)相对含量较高,戊醛(0.73%)在枸杞汁与沙棘质量比为5∶5时相对含量较高,己醛(单体)在NFC枸杞-沙棘复合汁的质量比为8∶2时,相对含量较高,为0.90%。醇类化合物主要来源于脂肪氧化降解[30-31],是果汁香气的重要来源[32]。5 个不同枸杞汁与沙棘质量比的NFC枸杞-沙棘复合汁中共检出11 种醇类物质中,异戊醇和反3-己烯-1-醇的相对含量较高,呈轻微酒精气味和花香味,在NFC枸杞-沙棘复合汁的质量比为8∶2和7∶3时,相对含量分别为1.75%、1.66%和1.70%、1.52%,高于其他3 个质量比约14%~19%。适量的醇类可以丰富果汁的风味[33-34]。5 个不同枸杞汁与沙棘质量比的NFC枸杞-沙棘复合汁中共检出9 种酮类物质。在B区域中酮类化合物种类较多,枸杞汁与沙棘质量比为4∶6时,四氢噻吩-3-酮(0.36%)、3-庚烯-2-酮(0.74%)、2,3-戊二酮(0.38%)、2-戊酮(2.95%)和2-丁酮(4.72%)相对含量较高。
因此,综合考虑NFC枸杞-沙棘复合汁挥发性物质的占比和相对含量,当枸杞汁与沙棘汁质量比为6∶4、5∶5和4∶6时,NFC枸杞-沙棘复合汁具有较为浓郁的果香味、甜味和青草味,较为符合产品的受众需求,能有效提升产品的市场竞争力。
通过上述分析可知,通过多项单一指标的对比,3 个枸杞汁与沙棘汁质量比均存在优势,难以选择出适合制备NFC枸杞-沙棘复合汁的最佳质量比,因此需要建立一套合理的整体评价体系[35]。对筛选的3 种枸杞汁与沙棘汁质量比的可溶性固形物含量、可滴定酸含量、固酸比、VC含量、VE含量、L*值、a*值、b*值、β-胡萝卜素含量、粗多糖含量、浊度和感官评分12 个指标进行主成分分析,得到各主成分的特征值,方差贡献率和累积方差贡献率结果见表3。
表3 主成分的特征值及方差贡献率
Table 3 Eigenvalues and variance contribution rates of principal components
主成分特征值方差贡献率/%累积方差贡献率/%19.08175.67275.67222.91924.328100.000
将3 个不同原料比的12 个指标转化成2 个独立的主成分,根据表3方差贡献率和累积方差贡献率可知,这两个主成分包含了3 个不同原料比理化指标的大部分信息,需对其进一步分析。不同枸杞汁与沙棘汁质量比NFC枸杞-沙棘复合汁品质主成分的载荷矩阵见表4。
表4 主成分的载荷矩阵
Table 4 Loading matrix of principal components
主成分序号指标主成分1主成分21固酸比0.9950.1002可溶性固形物含量0.920-0.3933可滴定酸含量-0.962-0.2734感官评分0.8750.4845β-胡萝卜素含量0.1940.9816VC含量0.980-0.2017L*值-0.1710.9858a*值-0.9460.3249b*值0.849-0.52910浊度0.9850.17311粗多糖含量-0.985-0.17112VE含量0.9860.169
由表4可知,第1 个主成分与固酸比和VE含量等8 个指标呈极显著正相关,因此第一个因子主要解释这8 个变量;第2 个主成分与L*值和β-胡萝卜素含量等7 个指标呈极显著正相关,因此第二个因子主要解释这7 个变量。根据2 个主成分系数,得到Y1、Y2的线性组合方程如下。
Y1和Y2的得分可以从不同理化指标的角度反映3 个枸杞汁与沙棘汁质量比NFC枸杞-沙棘复合汁的品质。根据这2 个主成分的得分函数和方差贡献率可以得出3 个不同枸杞汁与沙棘汁质量比NFC枸杞-沙棘复合汁的综合评价函数Y,表达式为Y=0.756 7Y1+0.243 3Y2,由该模型计算可得到3 个不同枸杞汁与沙棘汁质量比NFC枸杞-沙棘复合汁的综合评分及排名如表5所示。
表5 不同枸杞汁与沙棘汁质量比NFC枸杞-沙棘复合汁综合评价结果及排名
Table 5 Comprehensive evaluation results and ranking of NFC goji berry-sea buckthorn compound juice with different mass ratios
不同枸杞汁与各主成分得分综合评分排名5∶51.201.851.3616∶4-3.43-0.34-2.683沙棘汁质量比Y1Y24∶62.23-1.511.322
由表5可知,3 个不同NFC枸杞-沙棘复合汁的综合评分结果为5∶5>4∶6>6∶4。说明从各理化指标的主成分分析角度来说,枸杞汁与沙棘质量比为5∶5配制时NFC枸杞-沙棘复合汁品质更突出。上述12项指标主要体现了不同质量比NFC枸杞-沙棘复合汁的营养价值和口感的不同,通过该评价体系,可以较为便捷地选取出营养价值较高、风味口感较好、市场前景较广的NFC枸杞-沙棘复合汁,可为枸杞深加工提供更多依据。
通过对9 种不同枸杞汁与沙棘汁质量比的NFC枸杞-沙棘复合汁的品质评价,表明当枸杞汁与沙棘汁的复配质量比为4∶6、5∶5和6∶4时,固酸比处于11.9~15.8之间,β-胡萝卜素含量处于642~651 mg/100 g之间,NFC枸杞-沙棘复合汁色泽鲜艳,酸甜度适中,稳定性较好,营养成分丰富。由此可见,适宜的枸杞汁与沙棘汁质量比可以有效改善NFC枸杞-沙棘复合汁的风味口感。通过对不同枸杞汁与沙棘汁质量比的NFC枸杞-沙棘复合汁的感官评价可知,以枸杞汁与沙棘汁质量比为4∶6、5∶5和6∶4感官评分较优;为更全面评价不同复配方案,进行主成分分析,共提取2 个主成分,累积方差贡献率达到75.672%,综合得分较高的复配方案是枸杞汁与沙棘汁质量比为5∶5,此时NFC枸杞-沙棘复合汁营养价值较高、风味口感较好、市场前景较广。根据不同挥发性物质的分析发现,枸杞汁与沙棘汁不同质量比之间,增大枸杞汁质量,差异取决于1-戊烯-3-酮、乙二醇二甲醚和2-正戊基呋喃,当沙棘汁质量增加时,差异取决于异丁酸乙酯、β-蒎烯、丁酸异丁酯、四氢噻吩-3-酮、3-庚烯-2-酮、乙酸甲酯、乳酸乙酯、丙酸乙酯、2,3-戊二酮、异丙醇、3-甲基-1-戊醇、3-甲基-2-丁醇、(E)-2-庚烯醛、2-戊酮、丙酸乙酯和丙醛。因此,NFC枸杞-沙棘复合汁既创新了产品类型,又满足了消费者多元化的口味需求和营养摄取期望。该NFC枸杞-沙棘复合汁工艺参数可为果汁工业化生产提供理论依据,具有一定的开发价值。
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Preparation and Quality Analysis of Not From Concentrate Goji Berry-Sea Buckthorn Compound Juice