草莓干燥过程中酯类香气化合物及相关酶活性的变化
草莓干燥过程中酯类香气化合物及相关酶活性的变化草莓干燥过程中酯类香气化合物及相关酶活性的变化张莉会1,2，汪 超2，廖 李1，安可婧3，胡建中2，乔 宇1,*（1.湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所，湖北 武汉 430064；2.湖北工业大学生物工程与食品学院，湖北 武汉 430064；3.广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所，广东 广州 510642）摘 要：为研究草莓片干燥过程中酯类香气化合物的变化，采用顶空-固相微萃取结合气相色谱-质谱联用技术，对干燥过程中草莓酯类化合物进行分析，并且考察干燥过程中与酯类化合物有关酶活性。结果表明，草莓在干燥过程中，新生成了己酸乙酯、乙酸辛酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯等酯类化合物，己酸甲酯、乙酸己酯、乙酸辛酯等含量增加，同时也有部分酯类化合物损失；主成分分析显示，干燥15 h的草莓片酯类香气化合物综合得分最高；相关性分析显示，乙醇脱氢酶与某酸乙酯以及乙酸辛酯、(S)-3-羟基丁酸甲酯等酯类香气化合物呈显著正相关；醇酰基转移酶与乙酸某酯、己酸甲酯和辛酸乙酯等呈显著正相关；脂氧合酶与乙酸辛酯、乙酸己酯、己酸甲酯、丁酸乙酯、癸酸乙酯、丁位辛内酯呈显著正相关。关键词：草莓；酯类；酶活性；主成分分析；相关性分析；草莓的香气是重要的品质属性，对消费者的可接受性有重大影响，其主要以酯类、醇类、醛类、酮类及含硫化合物等香气化合物为主。各种香气类型的芳香物质相互作用，并以不同的配比结合，形成了草莓果实的不同风味。一些芳香物质，如长链羧酸、醛类等，虽然在果实中的相对含量比较高，但由于香气值比较小，不能作为草莓果实的特征芳香物质，而酯类化合物虽然在果实中的含量很少，但由于具有很高的香气值，是草莓果实的特征芳香物质。通常，在许多情况下，深加工和收获处理后忽略了风味属性对于更好外观或更长保质期的重要性。综上所述，对肺结核疾病患者以及患者家属同时进行健康宣教，能够有效改善患者生活质量以及心理状态，并且实施该种干预方式，能够增强患者对自身疾病的认知，从而更好对自身疾病进行有效防治，既减轻了患者自身心理负担，患者生活质量也具有明显改善。 干燥草莓香气的形成是一个动态过程，在干燥过程中，食品中大部分基本组分和非基本组分都会发生一定程度的降解，从而产生种类繁多的气味化合物。干燥过程中，细胞发生破碎，当不同细胞区室中分离的酶和有机底物相互作用时，挥发物通常从新鲜产品组织中释放出来。此阶段草莓内各种脂肪酸、氨基酸及碳水化合物作为香气前体物质，在一些关键酶的作用下被催化形成不同的挥发性化合物，各种挥发物共同作用形成了干燥草莓特有的香气。干燥过程中气味的产生和变化一般分为以下几类：1）由氨基化合物和羧基化合物两者之间发生的美拉德反应产生的新的气味；2）酶促反应所产生的气味；3）热降解所产生的气味等。近年来关于香气代谢途径的研究主要集中在酶与果实香气物质形成之间的联系上，其中研究的重点主要集中在酯类合成途径过程中相关酶的作用机理。酯类香气代谢途径中的关键酶醇酰基转移酶、醇脱氢酶及脂氧合酶成为热点研究对象。醇酰基转移酶和醇脱氢酶在酯类化合物的生物合成过程中起关键作用，氨基酸、糖类和脂质首先转化为酸、醛或醇类化合物，然后再转化为酯类化合物，其中，酸和醇类化合物可以直接在醇酰基转移酶的作用下进行转化，而醛则必须先转化为酸或醇后才能再转化为酯类化合物。在醛与醇的转化过程需要有醇脱氢酶的参与，其存在于醇和醛之间的内在转换，并为酯类化合物和其他的合成提供前体。因此关键酶活性不仅影响水果中各种物质之间的相互转化，也会直接影响其种类和数量，进而对香味物质的形成产生影响。本实验采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱检测酯类化合物以及关键酶活性，探究草莓干燥过程中挥发性物质的变化差异，并结合主成分分析探究干燥过程中草莓香气物质变化规律，通过相关性分析，明确酶活性与酯类香气物质间的作用关系，揭示酯类香气化合物与脂氧合酶、醇酰基转移酶、乙醇脱氢酶活性之间的机制，以期探明草莓干燥过程中风味的变化，为今后脱水草莓的加工提供理论参考。1 材料与方法1.1 材料与试剂草莓品种为天仙醉，由湖北省农业科学院经济作物研究所提供；采收于2018年4月20日，七八成熟，采收后置于4 ℃冰箱进行预冷。建立科学合理的审计质量评价机制，首先要从制度上给予质量评价相应的依据。目前我国在这一方面才刚刚起步，许多事物尚且停留在总括式概念的程度。因此金融监管部门应当在基于本国国情的基础上借鉴外来经验，建立起一套适应我国国情的审计质量评价机制。加强质量评价队伍建设，培养高素质的审计质量评价专业人士，提高质量评价队伍的准入门槛，坚持择优录取的同时也要合理配置人才资源，做到人尽其才。 乙醇脱氢酶测试盒 南京建成生物工程研究所；亚油酸钠、乙酰辅酶A（均为分析纯） 酷尔化学科技有限公司。“营改增”背景下增值税税务筹划分析——以PF银行为例…………………………………………………………… 史露露（3/36） 1.2 仪器与设备FD-1000冷冻干燥机 东京理化器械株式会社；DHG-9123A电热恒温鼓风箱 上海精宏试验设备有限公司；UV-3802分光光度计 上海尤尼科仪器有限公司；7890A气相色谱-质谱联用仪 美国Agilent公司。1.3 方法1.3.1 草莓片的制备在电力设备正常运行工作的过程中，线路内所通过的电流是正常大小，在空气开关内部的电磁铁产生的电磁力反作用于衔铁上面的弹簧，使电磁铁不容易被吸动，促使空气开关能够保持在正常的运行状态下运行。当供电系统中的设备出现短路的故障时，在线路内的电流很容易超过正常电流瞬间增大，造成电磁铁的上面瞬间产生巨大的电磁力，超出弹簧对衔铁自身的反作用力，使得衔铁被电磁吸动。此时，自由脱扣机构会通过机械传动被推动，将主触头上的跳钩释放出去，主触头受到分闸弹簧的拉力作用断开连接将短路切断。这样空气开关会对电流的短路现象起到保护的作用。 将草莓用自来水清洗干净后，切成5～6 mm的薄片，然后置于-40 ℃冷冻48 h，再进行真空冷冻干燥（冷阱温度-60 ℃，绝对压力10 Pa），当草莓水分质量分数为30%时取出，采用热风干燥（温度60 ℃，风速1.5 m/s），直到水分质量分数为8%左右，结束干燥。经前期预实验得出，草莓干燥15 h水分质量分数为（30f4）%，再采用热风干燥1 h水分质量分数达到8%以下，因此本实验分别在干燥0、5、10、15、16 h取样，进行测定。1.3.2 顶空气相色谱-质谱测定条件称取2 g样品于20 mL螺口样品瓶中，加入0.5 g NaCl和2 mL蒸馏水，于40 ℃水浴锅中加热平衡10 min后，使用50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取头，顶空吸附40 min后，将萃取头插入气相色谱进样口，解吸5 min。气相色谱条件：H P-5弹性石英毛细管柱（30 mh0.25 mm，0.25 μm）；He流量1.0 mL/min，不分流进样；进样口温度250 ℃；起始柱温40 ℃，保持3 min，然后以5 ℃/min升温到250 ℃，保持5 min。质谱条件：电子电离源；接口温度280 ℃；离子源温度230 ℃；四极杆温度150 ℃；电子能量70 eV，质量扫描范围35～350 u。1.3.3 酶活性测定1.3.2 水稻种植管理。6月底，将虾塘的成虾捕捞90%后，排水，将剩余的虾都排到环沟内，田面留低于5 cm的水层，施有机肥225～300 kg/hm2，翻耕、拉平。 1.3.3.1 脂氧合酶测定预应力技术在桥梁公路作业中的应用，已有较长时间，但我国在这方面起步晚，技术发展仍有较大的进步空间，在实际操作施工过程中也没有明确规范步骤，因此，施工要求标准较低，施工不严格，在通常情况下，很多施工单位采取的方法都是采用1.5级的油压表作为施工计量工具，但是在实际施工过程中，由于施工技术人员的素质水平较低，没有控制好张拉幅度，使最终得出的数值与实际需要的数值相差甚远，而且由于张拉力在不同阶段出现较大差异，因此导致混凝土环境整体下降，结构强度较低。所以，在张拉力控制方面，需要不断明确操作规范，提高攻克技术难题的能力，不断提升设备的质量。 称取5 g草莓果肉置于研钵中，加入5 mL经4 ℃预冷的提取缓冲液，在冰浴条件下研磨匀浆，然后转入离心管于4 ℃、12 000 r/min离心30 min，收集上清液待酶活性测定用。取2.75 mL 0.1 mol/L、pH 5.5乙酸-乙酸钠缓冲液，加入50 μL 0.1 mol/L亚油酸钠溶液，在30 ℃保温10 mL，再加入200 μL粗酶液，混匀，以蒸馏水为参比调零，于波长234 nm处测定吸光度，在反应15 s后开始记录，为初始值，然后每隔30 s记录1 次，结果以比活力表示（mU/mg）。1.3.3.2 醇酰基转移酶测定称取3 g鲜果样品研磨，按照每克样品加入0.75 mL蛋白提取液（0.5 mol/L Tris-HCl pH 8.0、0.1%（V/V）Triton X-100、0.3 mg交联聚维酮），冰浴提取20 min，10 000 r/min离心20 min，上清液即为酶粗提液。酶活性检测：反应液由以下成分组成：2.5 mL 5 mmol/L MgCl2溶液（0.5 mol/L pH 8.0 Tris-HCl中含5 mol/L MgCl2）、150 μL乙酰辅酶A溶液（0.5 mol/L pH 8.0 Tris-HCl中含5 mmol/L 乙酰辅酶A）50 μL丁醇溶液（0.5 mol/L pH 8.0 Tris-HCl中含200 mmol/L丁醇），150 μL酶提取液，将以上组分混合后置于35 ℃水浴15 min，然后添加100 μL 10 mmol/L 5,5’-二硫代双(2-硝基苯甲酸)在室温下放置 10 min，于412 nm波长处比色，用不含酶提取液的反应液为空白，每样品重复3 次。酶活力单位（U）以1 min吸光度增加值计算，结果以比活力表示（mU/mg）。1.3.3.3 乙醇脱氢酶测定着力推广五项农业机械化新技术。农机新技术、新装备有效供给不足，是当前农业机械化发展的最大“短板”和“瓶颈”。目前，我国农机产品中高端产品不多、产能过剩与缺门断档并存、机具适应性可靠性有待提高以及农机农艺融合不够、技术集成配套不足等结构性矛盾突出。为加快农业机械化先进适用技术推广应用，提高河南省农机化综合水平，结合河南省实际，河南省农机部门确定了小麦机械化免耕覆盖播种技术、花生机械化收获技术、玉米籽粒机械化收获技术、农作物秸秆机械化还田技术、机械化深松整地技术5项农机化主推技术。 采用乙醇脱氢酶试剂盒测定。1.4 数据统计数据为3 次重复实验的平均值，用SPSS 19.0软件进行多重差异显著性分析，采用Duncan法，P＜0.05，差异显著；XL-STAT 2016软件进行主成分分析和相关性分析；采用Origin 8.5软件作图。2 结果与分析2.1 草莓酯类香气成分分析酯类香气化合物具有特殊的甜香，是草莓果实中的重要的特征芳香物质。酯类是由脂质氧化产生的游离脂肪酸与醇之间相互作用产生的，其中短链脂肪酸酯（C1～C10）具有水果的甜香味，而长链脂肪酸酯有轻微油脂味。如表1所示，在新鲜草莓（0 h）中检测到己酸甲酯、乙酸己酯、戊酸乙酯、辛酸甲酯、12-甲基十四烷酸甲酯、十六烷酸乙酯、油酸乙酯7 种酯类香气成分，其中，乙酸己酯具有甜苹果香；在干燥5 h的草莓中检测到己酸乙酯、乙酸乙酯、十六烷酸甲酯3 种新鲜样品中没有检测到的酯类化合物，其中，乙酸乙酯似醚气味，己酸乙酯具有菠萝-香蕉型水果香气类似的甜的味道，且己酸甲酯、乙酸己酯的峰面积高于新鲜样品（0 h），但未检测出戊酸乙酯、12-甲基十四烷酸甲酯和油酸乙酯；干燥10 h的草莓中检测到13 种酯类化合物，且总峰面积最高，其中己酸乙酯的峰面积较高，且生成了丙酸乙酯、辛酸乙酯、草酸二乙酯、烟酸甲酯、4-羟基-3-甲基-辛内酯、丙位十二内酯、十四酸乙酯、十六酸甲酯、十六酸乙酯等新的酯类化合物，其中丙酸乙酯具有青苹果气味；草莓经真空冷冻干燥15 h后，检测出15 种酯类化合物，其中，乙酸己酯和辛酸甲酯的峰面积较高，较鲜样增加了11 种酯类化合物，同时损失了4 种酯类化合物，新生成的2-甲基丁基乙酸酯具有香蕉和苹果的气味；真空冷冻干燥温度较低，理论上应不易导致风味化合物发生变化，但是由于干燥时间较长导致物料在真空低温状态下放置较长时间，可能会引发部分化学反应，从而导致物料中原有的特征香气物质的损失，并产生其他新的香气组分。干燥16 h后，草莓中检测到13 种酯类化合物，以己酸乙酯和辛酸甲酯为主，还新生成乙酸辛酯、丁酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯等水果特有的酯类化合物，其中，癸酸乙酯有近似于葡萄的水果香，丁酸乙酯呈甜苹果香。有关香蕉片干燥中研究表明，一些挥发物的保留，包括异丁醇乙酸酯，取决于表面的快速干燥，以去除水分和锁定香蕉片内的大量挥发物。这种作用减少了主要香气化合物的总体消耗，有助于保留挥发性香蕉香气化合物。在低水分含量下挥发性增加，表明产品可能容易受到生物动力学反应的影响，从而导致干燥后产品化学性质的一些变化。总体来说，干燥过程中草莓片酯类风味发生明显变化，随着干燥时间的延长，水分降低，重新生成了新的酯类香气化合物，同时也有相应的酯类化合物损失。表1 草莓片干燥过程中酯类物质的变化Table 1 Changes in ester contents in strawberry slices during dryinghttp://rtt.5read.com/pdgpath/format?f=ba5bc3a84dc004baa2c1abd2ff3e7c4f/9975d39cd6821a03757accdb6044e25e.jpg&q=30 化合物 峰面积（h106）干燥0 h 干燥5 h 干燥10 h 干燥15 h 干燥16 h 2-甲基丁酸乙酯 ü ü ü 2.73 ü己酸甲酯 6.30 16.57 50.41 39.04 21.70己酸己酯 ü ü ü 12.73 ü己酸乙酯 ü 108.37 394.88 99.28 101.07乙酸己酯 30.89 71.51 175.35 100.52 81.43乙酸辛酯 ü ü ü ü 13.10乙酸乙酯 ü 4.12 ü 6.81 ü丙酸乙酯 ü ü 2.56 ü ü丁酸乙酯 ü ü ü ü 4.32异戊酸正辛酯 ü ü ü 3.49 ü戊酸甲酯 ü ü ü 14.17 ü戊酸乙酯 25.44 ü ü ü ü辛酸甲酯 12.96 12.28 12.04 12.16 11.53辛酸乙酯 ü ü 64.32 47.53 0.99癸酸乙酯 ü ü ü ü 9.06
续表1http://rtt.5read.com/pdgpath/format?f=ba5bc3a84dc004baa2c1abd2ff3e7c4f/6eb9bcc6b513bceed702e85f6d645487.jpg&q=30 注：—.未检出。化合物 峰面积（h106）干燥0 h 干燥5 h 干燥10 h 干燥15 h 干燥16 h 12-甲基十四烷酸甲酯 0.43 ü ü ü ü十六烷酸乙酯 3.93 3.86 ü ü ü油酸乙酯 2.14 ü ü 1.46 1.40十六烷酸甲酯 ü 0.39 ü ü ü草酸二乙酯 ü ü 32.64 ü ü烟酸甲酯 ü ü 2.19 ü ü丁位辛内酯 ü ü ü ü 4.98 4-羟基-3-甲基-辛内酯 ü ü 12.69 ü ü丙位十二内酯 ü ü 3.85 ü ü十四酸乙酯 ü ü 0.47 ü十六酸甲酯 ü ü 0.75 5.34 0.74十六酸乙酯 ü ü 4.55 5.10 5.50丁位十一内酯 ü ü ü 2.06 ü(S)-3-羟基丁酸甲酯 ü ü ü 1.67 1.82峰面积合计 82.09 217.10 756.70 354.09 257.64种类数合计 7 8 13 15 13
2.2 干燥过程中酯类香气物质的主成分分析表2 特征值及方差贡献率
Table 2 Eigenvalues and contribution to variancehttp://rtt.5read.com/pdgpath/format?f=ba5bc3a84dc004baa2c1abd2ff3e7c4f/5b4a53169df676239ea9f93dddc28e00.jpg&q=30 指标 F1 F2 F3 F4特征值 10.943 8.902 6.612 3.544方差贡献率/% 36.476 29.672 22.039 11.813累计方差贡献率/% 36.476 66.148 88.187 100.000
表3 主成分载荷矩阵
Table 3 Principal component loading matrixhttp://rtt.5read.com/pdgpath/format?f=ba5bc3a84dc004baa2c1abd2ff3e7c4f/611dfc036d8d10b1ffb075c1e0737aa1.jpg&q=30 化合物 F1 F2 F3 2-甲基丁酸乙酯 0.029 0.943 -0.328己酸甲酯 0.927 0.370 -0.037己酸己酯 0.029 0.943 -0.328己酸乙酯 0.977 -0.179 0.029乙酸己酯 0.989 0.087 0.047乙酸辛酯 -0.167 0.082 0.982乙酸乙酯 -0.133 0.731 -0.483丙酸乙酯 0.935 -0.323 -0.068丁酸乙酯 -0.167 0.082 0.982异戊酸正辛酯 0.029 0.943 -0.328戊酸甲酯 0.029 0.943 -0.328戊酸乙酯 -0.522 -0.388 -0.306辛酸甲酯 -0.399 -0.313 -0.772辛酸乙酯 0.881 0.344 -0.286癸酸乙酯 -0.167 0.082 0.982 12-甲基十四烷酸甲酯 -0.522 -0.388 -0.306十六烷酸乙酯 -0.652 -0.574 -0.479油酸乙酯 -0.612 0.307 0.115十六烷酸甲酯 -0.274 -0.314 -0.281草酸二乙酯 0.935 -0.323 -0.068烟酸甲酯 0.935 -0.323 -0.068丁位辛内酯 -0.167 0.082 0.982 4-羟基-3-甲基-辛内酯 0.935 -0.323 -0.068丙位十二内酯 0.935 -0.323 -0.068十四酸乙酯 0.935 -0.323 -0.068十六酸甲酯 0.145 0.964 -0.214十六酸乙酯 0.558 0.609 0.549丁位十一内酯 0.029 0.943 -0.328(S)-3-羟基丁酸甲酯 -0.119 0.807 0.578
为进一步探究干燥过程中酯类香气物质变化规律，以干燥时间及酯类香气物质为原始变量，利用XL-STAT软件进行主成分分析后得出4 个独立的主成分及其特征值，如表2所示。表3可反映各主成分对干燥过程中草莓酯类化合物和酶活性的影响程度。由表2、3可知，前3 个主成分累计方差贡献率达到88.178%，反映原变量的信息；第1主成分的特征值为10.943，贡献率为36.476%，代表了全部信息的36.476%，主要反映己酸甲酯、己酸乙酯、乙酸己酯、丙酸乙酯、辛酸乙酯、草酸二乙酯、烟酸甲酯、4-羟基-3-甲基-辛内酯、丙位十二内酯以及十四酸乙酯等的含量；第2主成分的特征值为8.902，贡献率为29.672%，主要代表2-甲基丁酸乙酯、己酸己酯、乙酸乙酯、异戊酸正辛酯、戊酸甲酯、十六酸甲酯和丁位十一内酯等的含量；第3主成分的特征值为6.612，贡献率为22.039%，主要反映乙酸辛酯、丁酸乙酯、癸酸乙酯、丁位辛内酯的含量。http://rtt.5read.com/pdgpath/format?f=ba5bc3a84dc004baa2c1abd2ff3e7c4f/c1778670cd8ab3cfd2650332ce7f7e68.jpg&p=582x294&q=30 图1 干燥过程中酯类物质在第1、2主成分上的散点图
Fig. 1 Scatter plots of principal components 1 versus 2 for esters in strawberry during drying
表4 主成分得分
Table 4 Scores of the fi rst two principal componentshttp://rtt.5read.com/pdgpath/format?f=ba5bc3a84dc004baa2c1abd2ff3e7c4f/8d5eb6d1974e1264c68a453925af7344.jpg&q=30 干燥时间/h F1 F2 F3 F综合 综合排名0 -3.45 -2.32 -1.57 -7.34 5 5 -1.82 -1.87 -1.44 -5.13 4 10 6.18 -1.93 -0.35 3.90 3 15 0.91 5.63 -1.69 4.85 1 16 -1.11 0.50 5.05 4.44 2
如图1所示，其中干燥15 h的草莓片在第1、2主成分上呈正向分布，2-甲基丁酸乙酯、己酸甲酯、己酸己酯、乙酸己酯、异戊酸正辛酯、戊酸甲酯、辛酸乙酯、十六酸甲酯、十六酸乙酯和丁位十一内酯等也在第1、2主成分上呈正向分布，由此可见，这些酯类化合物和干燥15 h的草莓均与第1、2主成分呈正相关；干燥16 h的草莓片分布在第2象限，表明其与第1主成分成负相关，与第2主成分成正相关，而乙酸辛酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯、癸酸乙酯、油酸乙酯和丁位辛内酯以及(S)-3-羟基丁酸甲酯也分布在第2象限，由此可见，这些是干燥16 h的草莓片中主要酯类化合物。干燥0 h和5 h的草莓片与第1、2主成分均呈负相关，戊酸乙酯、辛酸甲酯、12-甲基十四烷酸甲酯、十六烷酸乙酯和十六烷酸甲酯在第1、2主成分上均呈负向分布，表明干燥0 h和5 h草莓以这些酯类化合物为主；而干燥10 h的草莓处于第4象限，与第1主成分呈正相关，与第2主成分呈负相关，己酸乙酯、丙酸乙酯、草酸二乙酯、烟酸甲酯、丙位十二内酯和十四酸乙酯位于第4象限，由此可见，干燥10 h的草莓以这些酯类香气物质为主。从表4可以看出，干燥过程中草莓的酯类化合物综合得分排名由高到低依次为干燥15 h＞干燥16 h＞干燥10 h＞干燥5 h＞干燥0 h。2.3 关键酶活性分析表5 草莓干燥过程中酶活性变化
Table 5 Changes in ester-related enzymatic activities during strawberry dryinghttp://rtt.5read.com/pdgpath/format?f=ba5bc3a84dc004baa2c1abd2ff3e7c4f/5da456a7eee7d27ac87de74ea2b668c8.jpg&q=30 注：同行肩标小写字母不同表示差异显著（P＜0.05）。酶种类 比活力/（mU/mg）干燥0 h 干燥5 h 干燥10 h 干燥15 h 干燥16 h脂氧合酶 0.59f0.02e 0.92f0.04d 1.17f0.03c 2.91f0.12b 6.39f0.44a醇酰基转移酶 6.77f1.48d 11.99f0.54c 44.57f1.16a 33.04f1.68b 31.35f1.57b乙醇脱氢酶 13.03f0.10c 10.67f0.23d 8.48f0.23e 10.48f0.28d 17.08f0.81b
脂肪酸是合成大多数直链酯类物质的前体物质，脂肪有多种氧化途径，其中脂氧合酶氧化途径参与了果实风味物质的合成。脂氧合酶催化亚油酸和亚麻酸反应生成氢过氧化物，通过β-氧化形成醛类或稀酸类化合物，然后在乙醇脱氧酶作用下反应生成醇类物质。此后，醇类物质作为受体，最后在醇酰基转移酶作用下合成相应的酯类物质。如表5所示，新鲜草莓脂氧合酶比活力较低，干燥初期逐渐被激活，干燥过程中，脂氧合酶比活力随着干燥时间的延长逐渐升高，而乙醇脱氢酶比活力随着干燥时间的变化呈先下降后上升的趋势，在16 h时达到最大值，此时乙醇脱氢酶比活力为17.08 mU/mg；而醇酰基转移酶比活力在0～10 h时增大，在10 h时达到最大值，其比活力为44.57 mU/mg。这可能是因为干燥过程中温度使酶结构组分达到了一个相对稳定的状态，从而抵消了长时间干燥的作用。与此同时，草莓片中酯类物质含量与其脂氧合酶、醇脱氢酶、醇酰基转移酶活性有关。2.4 酶活性与酯类香气化合物相关性分析由表6可知，总酶活与己酸甲酯、己酸乙酯、乙酸己酯、乙酸辛酯呈显著正相关（P＜0.05），与十六酸乙酯呈极显著正相关（P＜0.01），但与辛酸甲酯和十六烷酸乙酯呈显著负相关。乙醇脱氢酶与乙酸辛酯、丁酸乙酯、癸酸乙酯间均呈极显著正相关（P＜0.01），还与己酸乙酯、乙酸乙酯、辛酸乙酯、十六酸乙酯、(S)-3-羟基丁酸甲酯呈显著正相关（P＜0.05），与辛酸甲酯呈显著负相关（P＜0.05）；有类似研究表明，在还原酶（乙醇脱氢酶）催化作用下反应生成乙醇，再合成某酸乙酯。由此可见，乙醇脱氢酶与草莓中己酸乙酯、十六酸乙酯等的合成有关。表6 相关性分析
Table 6 Correlation analysishttp://rtt.5read.com/pdgpath/format?f=ba5bc3a84dc004baa2c1abd2ff3e7c4f/d86bbc360794d26ec2002bfc175f9792.jpg&q=30 注：*. P＜0.05，显著相关；**. P＜0.01，极显著相关。指标 乙醇脱氢酶 醇酰基转移酶 脂氧合酶 总酶活乙醇脱氢酶 1醇酰基转移酶 0.381 1脂氧合酶 0.755* -0.243 1总酶活 0.651 0.947 0.078 1 2-甲基丁酸乙酯 0.119 0.267 -0.249 0.219己酸甲酯 0.053 0.928** 0.779* 0.767*己酸己酯 0.119 0.267 -0.249 0.219己酸乙酯 0.832* 0.788* -0.579 0.708*乙酸己酯 0.001 0.902** 0.766* 0.737*乙酸辛酯 0.928** 0.707* 0.872* 0.899*乙酸乙酯 0.785* 0.824* -0.369 -0.107丙酸乙酯 -0.285 0.677 -0.589 0.479丁酸乙酯 0.931** 0.207 0.872* 0.499异戊酸正辛酯 0.119 0.267 -0.249 0.219戊酸甲酯 0.119 0.267 -0.249 0.219戊酸乙酯 -0.420 -0.668 0.184 -0.652辛酸甲酯 -0.881* -0.699 -0.309 -0.834*辛酸乙酯 0.804* 0.806* -0.713 0.591癸酸乙酯 0.928** 0.207 0.872* 0.499 12-甲基十四烷酸甲酯 -0.420 -0.668 0.184 -0.652十六烷酸乙酯 -0.623 -0.940** -0.024 -0.879*油酸乙酯 0.269 -0.351 0.585 -0.176十六烷酸甲酯 -0.343 -0.482 -0.217 -0.545草酸二乙酯 -0.285 0.677 -0.589 0.479烟酸甲酯 -0.285 0.677 -0.589 0.479丁位辛内酯 0.628 0.207 0.872* 0.499 4-羟基-3-甲基-辛内酯 -0.285 0.677 -0.589 0.479丙位十二内酯 -0.285 0.677 -0.589 0.479十四酸乙酯 -0.285 0.677 -0.589 0.479十六酸甲酯 0.221 0.413 -0.224 0.377十六酸乙酯 0.709* 0.894* 0.136 0.970**丁位十一内酯 0.119 0.267 -0.249 0.219(S)-3-羟基丁酸甲酯 0.881* 0.384 0.545 0.595
醇酰基转移酶与己酸甲酯、乙酸己酯呈极显著正相关（P＜0.01），与乙酸辛酯、乙酸乙酯、辛酸乙酯以及十六酸乙酯呈显著正相关（P＜0.05），而与十六烷酸乙酯呈极显著负相关；研究表明，糖的正常有氧代谢能产生酯类化合物的合成前体物，无氧发酵产生大量的乙醛和乙醇，从而促进乙酸乙酯、丁酸乙酯和己酸乙酯等乙醇基酯含量的增加，从而在醇酰基转移酶催化下生成乙酸某酯；这与Ueda和Shalit等对草莓、香蕉以及甜瓜的研究结果一致，醇酰基转移酶与乙酸某酯的合成有关。这表明，草莓中醇酰基转移酶与乙酸己酯、乙酸辛酯、乙酸乙酯的合成有关。脂氧合酶与乙酸辛酯、乙酸己酯、己酸甲酯、丁酸乙酯、癸酸乙酯、丁位辛内酯呈显著正相关（P＜0.05）。研究表明，亚油酸在脂氧合酶和氢过氧化物裂解酶的作用下生成己醛，己醛在醇脱氢酶作用下生成己醇，己醇可进一步生成乙酸己酯，己醛可被氧化成己酸，并进一步生成己酸甲酯等酯类物质。本实验进一步验证了草莓中脂氧合酶能影响乙酸己酯、己酸甲酯等酯类化合物的合成。3 结 论本研究采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱法测定草莓干燥过程中酯类香气物质的变化。结果表明：干燥过程中草莓的酯类香气物质会发生明显变化，新生成了己酸乙酯、乙酸辛酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯等酯类化合物，己酸甲酯、乙酸己酯、乙酸辛酯等含量增加，同时也有部分酯类化合物损失；脂氧合酶、乙醇脱氢酶酶活性在干燥16 h达到最大值，而醇酰基转移酶活性在干燥10 h达到最大值。主成分分析显示，干燥15 h的草莓片酯类香气化合物综合得分最高；相关性分析结果表明，乙醇脱氢酶与某酸乙酯以及乙酸辛酯、(S)-3-羟基丁酸甲酯等酯类香气化合物呈显著正相关；醇酰基转移酶与乙酸某酯、己酸甲酯以及辛酸乙酯等呈显著正相关；脂氧合酶与乙酸辛酯、乙酸己酯、己酸甲酯、丁酸乙酯、癸酸乙酯、丁位辛内酯呈显著正相关。拍摄野生鹿并不容易（出自一位过去5年专业拍鹿的摄影师叙述），因此在封闭公园里的出片大家一样认可，也同样有成就感。 参考文献： PINO J A, MARBOT R, VAZQUEZ C. Characterization of volatiles in strawberry guava (Psidium cattleianum Sabine)fruit. Journal of Agricultural & Food Chemistry, 2001, 49(12):5883-5887. DOI:10.1021/jf051106m. LOKK E, METTE M, EDELENBOS M, et al. Investigation of volatiles emitted from freshly cut onions (Allium cepa L.) by real time proton-transfer reaction-mass spectrometry (PTR-MS).Sensors, 2012, 12(12): 16060-16076. DOI:10.3390/s121216060. HADI E, MOHAMED M A, ZHANG, et al. Advances in fruit aroma volatile research. Molecules, 2013, 18: 8200-8229. YURIKO I, KIKUE K. Sensory evaluation of the synergism among odorants present in concentrations below their odor threshold in a Chinese jasmine green tea infusion. Molecular Nutrition and Food Research, 2005, 49(1): 1-68. DOI:10.1002/mnfr.200400021. GONDA I, BAR E, PORTONY V, et al. Branched-chain and aromatic amino acid catabolism into aroma volatiles in Cucumis melo L. fruit. Journal of Experimental Botany, 2010, 61(4):1111-1123. DOI:10.1093/jxp/erp390. 徐晚秀. 食品热风微波耦合干燥及气味控制研究. 无锡: 江南大学, 2018. JUDITH S. The plant ADH gene family. The Plant Journal, 2011,66: 128-142. DOI:10.1111/j.1365-313X.2010.04458.x. DEFILIPPI B G, DANDEKAR A M, KADER A A. Relationship of ethylene biosynthesis to volatile production, related enzymes, and precursor availability in apple peel and flesh tissues. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2005, 53(8): 3133-3141.DOI:10.1021/jf047892x. LIU H, SONG L, YOU Y, et al. Cold storage duration affects litchi fruit quality, membrane permeability enzyme activities and energy charge during shelf time at ambient temperature.Postharvest Biology Technology, 2011, 60: 24-30. DOI:10.1016/j.postharvvio.2010.11.008. ANADREOU A, FEUSSNER I. Lipoxygenases: structure and reaction mechanism. Phytochemistry, 2009, 70(13/14): 1504-1510. DOI:10.1016/j.phytochem.2009.05.008. 李丽. 速冻草莓品质评价体系的建立研究. 沈阳: 沈阳农业大学, 2016. 侯思涵, 裴龙英, 陈计峦. 超高压处理对哈密瓜汁中酶活性与香气的影响. 食品科学, 2018, 39(22): 209-213. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201822031. 张莉会, 刘杜娟, 廖李, 等. 真空冷冻-热风联合干燥对草莓品质的影响. 现代食品科技, 2018, 34(4): 194-203. DOI:10.13982/j.mfst.1673-9078.2018.04.029. 曹建康, 姜微波, 赵玉梅. 果蔬采后生理生化实验指导. 北京:中国轻工业出版社, 2007: 105-107. 隋静. 草莓果实发育过程和采后处理对其芳香物质和醇酰基转移酶活性影响研究. 泰安: 山东农业大学, 2007: 21.DOI:10.7666/d.y1094148. 陈燕, 孙晓红, 孙国伟, 等. 顶空固相微萃取-气相色谱质谱分析蓝莓粗提物中的挥发性成分. 食品工业科技, 2013, 34(20): 78-81.DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2013.20.021. AI J. Headspace solid phase microextration. Dynamics and quantitative analysis before reaching a partition equilibrium. Analytical Chemistry,1997, 69(16): 3260-3266. DOI:10.1021/ac970024x. SABIO E, VIDAL-ARAGON M C, BERNALTE M J, et al.Volatile compounds present in six types of dry-cured ham from south European countries. Food Chemistry, 1998, 61(4): 493-503. DOI:10.1016/S0308-8146(97)00079-4. PIA L, GUNHILD H. Characterization of volatiles from cultured dairy spreads during storage by dynamic headspace GC/MS.European Food Research and Technology, 2001, 212(6): 636-642.DOI:10.1007/s002170100313. 李丹, 王颉. 金丝小枣酒香气成分分析. 酿酒科技, 2008(6):109-111. DOI:10.13746/j.njkj.2008.06.029. APREA E, COROLLARO M L, BETTA E, et al. Sensory and instrumental profiling of 18 apple cultivars to investigate the relation between perceived quality and odour and flavour.Food Research International, 2012, 49(2): 677-686. DOI:10.1016/j.foodres.2012.09.023. 刘璇, 赖必辉, 毕金峰, 等. 不同干燥方式芒果脆片香气成分分析.食品科学, 2013, 34(22): 179-184. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201322036. SAHA B, BUCKNALL M P, ARCOT J, et al. Profile changes in banana flavour volatiles during low temperature drying.Food Research International, 2018, 106: 992-998. DOI:10.1016/j.foodres.2018.01.047. KROKIDA M, PHILIPPOPOULOS C. Volatility of apples during air and freeze drying. Journal of Food Engineering, 2006, 73(2):135-141. DOI:10.1016/j.jfoodeng.2005.01.012. ROWAN D D, ALLEN J M, FIELD E, et al. Biosynthesis of straight-chain ester volatiles in red delicious and granny smith apples using deuterium-labeled precursors. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1999, 47(7): 2553-2562.DOI:10.1021/jf9809028. 陈晶, 李正国. 脂氧合酶在果实成熟衰老中的作用. 现代食品科技,2002, 18(1): 50-53. DOI:10.3969/j.issn.1673-9078.2002.01.023. WYLLIE S G, LEACH D N, WANG Y. Development of flavor attributes in the fruit of C. melo during ripening and storage//ACS Symposium Series, 1996. DOI:10.1021/bk-1996-0637.ch022. HENDRICKX M, LUDIKHUYZE L, VAN DEN BROECK I, et al.Effects of high pressure on enzymes related to food quanlity.Trends in Food Science and Technology, 1998, 9(5): 197-203.DOI:10.1007/978-1-4939-3234-4_19. 李岩. 乙烯在薄皮甜瓜果实香气物质合成中的作用与调控.沈阳: 沈阳农业大学, 2012. 隋静, 姜远茂, 彭福田, 等. 草莓果实发育过程中芳香物质含量和醇酰基转移酶活性的变化. 园艺学报, 2007(6): 1411-1417.DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2007.06.011. 陈丽. 美味猕猴桃采后果实风味物质变化的研究. 杭州: 浙江工商大学, 2018. UEDA Y, TSUDA A, BAI J H, et al. Characteristic pattern of aroma ester formation from banana, melon and strawberry with reference to the substrate specificity of ester synthethase and alcohol contents in pulp. Nippon Shokuhin Kogyo Gakkaishi,1992, 39(2): 183-187. DOI:10.3136/nskkk1962.39.183. SHALIT M, KATZAR N, TADMOR Y, et al. Acetyl-CoA: alcohol acetyltransferase activity and aroma formation in ripening melon fruits. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2001, 49(2):794-799. DOI:10.1021/jf001075p. EGEA M B, PEREIRA-NETTO A B, CACHO J, et al.Comparative analysis of aroma compounds and sensorial features of strawberry and lemon guavas (Psidium cattleianum Sabine). Food Chemistry, 2014, 164: 272-277. DOI:10.1016/j.foodchem.2014.05.028.
Changes in Aroma Ester Compounds Contents and Related Enzyme Activities during Drying of StrawberryZHANG Lihui1,2, WANG Chao2, LIAO Li1, AN Kejing3, HU Jianzhong2, QIAO Yu1,*
(1. Institute for Farm Products Processing and Nuclear-agricultural Technology, Hubei Academy of Agricultural Sciences,Wuhan 430064, China; 2. School of Food and Biological Engineering, Hubei University of Technology, Wuhan 430064, China;3. Sericulture & Farm Produce Processing Research Institute, Guangdong Academy of Agricultural Sciences, Guangzhou 510642, China)Abstract: The changes in aroma ester compounds contents and in strawberry slices during drying were analyzed by headspace-solid phase microextraction (HS-SPME) combined with gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS).Enzymatic activities related to ester compounds were also studied. The results showed that esters such as ethyl caproate,octyl acetate, ethyl octyl caprylate and ethyl decanoate, were formed during the process of strawberry drying. Principal component analysis (PCA) showed that the synthetic score of ester aroma compounds in strawberry slices dried for 15 hours was the highest. Correlation analysis showed that ethanol dehydrogenase was positively correlated with the contents of ethyl esters of some acids, octyl acetate, (S)-3-hydroxybutyrate methyl ester and other aroma ester compounds. There was a significantly positive correlation between alkyl transferase activity and the contents of some acetate esters, methyl caproate and ethyl octanate. Lipoxygenase was positively correlated with the contents of octyl acetate, hexyl acetate, methyl caproate,ethyl butyrate, ethyl decanoate and butyl octylide.Keywords: strawberry; esters; enzyme activity; principal component analysis; correlation analysis
收稿日期：2019-03-18基金项目：“十三五”国家重点研发计划重点专项（2017YFD0400900；2017YFD0400904）第一作者简介：张莉会（1994ü）（ORCID: 0000-0002-1750-1480），女，硕士研究生，研究方向为果蔬贮藏与加工。E-mail: 1043631212@qq.com*通信作者简介：乔宇（1981ü）（ORCID: 0000-0002-2276-0161），女，副研究员，博士，研究方向为农产品加工与贮藏。E-mail: qiaoyu412@sina.comDOI:10.7506/spkx1002-6630-20190318-226中图分类号：TS255.42文献标志码：A文章编号：1002-6630（2020）04-0172-06引文格式：张莉会, 汪超, 廖李, 等. 草莓干燥过程中酯类香气化合物及相关酶活性的变化. 食品科学, 2020, 41(4): 172-177.DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190318-226. http://www.spkx.net.cnZHANG Lihui, WANG Chao, LIAO Li, et al. Changes in aroma ester compounds contents and related enzyme activities during drying of strawberry. Food Science, 2020, 41(4): 172-177. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190318-226. http://www.spkx.net.cn
页:
[1]