采用β-环糊精吸附脱除热加工西瓜汁异味组分
LWT-FoodScienceandTechnology
●成果介绍
研究背景：
我国的西瓜种植量、年产量和消费量方面均居世界首位。西瓜营养丰富，含有如糖类、氨基酸、维生素、矿物质等多种有益成分。西瓜中水分含量约占90%，因此西瓜汁是极具潜力的一种加工产品。西瓜具有热敏性，加工工艺中热因素的引入会导致香气劣变，产生以“蒸煮味”为代表的热异味现象，严重影响了西瓜汁的工业生产。本团队通过前期研究明确了西瓜汁关键异味组分，本研究筛选了能够显著吸附异味的最优添加成分，并对其与两种关键异味组分的作用方式进行探究。
研究方法：
采用单因素结合响应曲面法，以异味组分含量和感官评分为考察指标，对添加黄原胶（XG）、羧甲基纤维素钠（CMC-Na）、β-环糊精（β-CD）以及糖酸调节四种方式对热处理西瓜汁异味组分的吸附脱除效果进行优化，并确定最佳处理方式。以最关键异味组分正辛醇、反-2-癸烯醛为研究对象，采用红外光谱（FT-IR）和核磁共振（13C-NMR）对其与β-CD的相互作用方式进行表征，对包合物的形成进行验证。
图1β-环糊精与辛醇和反-2-癸烯醛相互作用的FT-IR谱图
研究结果：
通过响应面优化，对热处理西瓜汁异味组分脱除效果最佳工艺配方为：XG添加量0.15%，CMC-Na添加量0.1%，β-CD添加量0.15%，糖酸比80。其中异味脱除效果最显著的方式是添加β-CD。通过比较β-CD对关键异味和香气组分抑制情况，推测β-CD对关键异味成分的作用程度大于其它关键香气成分。从异味化合物浓度下降的程度来看，先加热处理后添加β-CD比先添加β-CD后加热处理更能有效地发挥β-CD的包合作用。通过FT-IR考察各个吸收峰的改变说明β-CD与正辛醇、反-2-癸烯醛之间存在相互作用，但并没有形成新的化学键；通过13C-NMR考察包合后出现新的信号峰，证明了β-CD与正辛醇、反-2-癸烯醛之间包合物的形成，同时包合前后各处含碳基团均发生位移变化，且大多呈现向低场迁移，这可能由于客体分子与环糊精分子形成氢键。
图2β-环糊精与辛醇和反-2-癸烯醛相互作用的13C-NMR谱图
图3β-环糊精与辛醇和反-2-癸烯醛可能的作用方式
研究结论：
β-CD可以与热加工西瓜汁关键异味成分正辛醇和反-2-癸烯醛形成稳定包合物，达到了异味抑制的效果。本研究中β-CD对热加工关键西瓜汁的调控作用主要是通过形成包合物的方式达到异味消除的目的。
受资助信息：
受国家自然科学基金面上项目资助。
参考文献
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