胡椒精油是胡椒香氣的主要來(lái)源，其風(fēng)味獨(dú)特、清新自然，常用于食品調(diào)味、制藥、化妝品等各個(gè)領(lǐng)域。香氣是影響胡椒精油及胡椒油樹(shù)脂質(zhì)量和消費(fèi)者接受度最重要的感官成分之一，香氣成分之間存在復(fù)雜的協(xié)同、掩蓋、加成等作用。
材料與試劑
胡椒精油：樣品均貯存在5℃環(huán)境中。
無(wú)水乙醇、標(biāo)準(zhǔn)品。
儀器與設(shè)備 Heracles Ⅱ超快速氣相電子鼻。 實(shí)驗(yàn)方法 超快速氣相電子鼻儀器參數(shù)設(shè)置 取樣量20μL，進(jìn)樣體積500μL，孵化溫度60℃，時(shí)間20min，50℃恒溫30s，1℃/s升溫至70℃恒溫30s，0.5℃/s速率升溫至140℃，3℃/s速率升溫至250℃恒溫21s。進(jìn)樣口溫度260℃，閥溫250℃。載氣為氫氣，流量為1.0mL/min。
定性定量分析
通過(guò)電子鼻自帶數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)胡椒精油中揮發(fā)性化合物進(jìn)行定性分析，明確胡椒精油中揮發(fā)性風(fēng)味化合物的種類(lèi)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)法對(duì)胡椒精油中的香氣成分進(jìn)行定量分析。
香氣閾值檢測(cè)及OAV
二元萜烯類(lèi)化合物的相互作用
感官小組利用三點(diǎn)選配法在基質(zhì)中對(duì)單一香氣化合物和二元混合物的嗅覺(jué)閾值進(jìn)行檢測(cè)，二元混合物按照樣品的定量濃度進(jìn)行混合。Feller加成模型用于評(píng)估香氣化合物之間的感官交互作用。二元混合物的檢測(cè)概率P（AB）定義如下：
P（AB）=P（A）+P（B）-P（A）×P（B）（3）
式中，P（A）、P（B）分別為對(duì)應(yīng)濃度下香氣化合物A與B的檢測(cè)概率。
將檢測(cè)閾值與理論閾值的比值定義為R，若R≤0.5，說(shuō)明混合物之間的相互作用關(guān)系為協(xié)同作用；若0.5＜R＜1，說(shuō)明混合物之間的相互作用關(guān)系為加成作用；若R＝1，說(shuō)明混合物之間的相互作用關(guān)系為無(wú)作用；若R＞1，說(shuō)明混合物之間的相互作用關(guān)系為掩蓋作用。
胡椒精油揮發(fā)性化合物定性分析
表1 胡椒精油揮發(fā)性物質(zhì)種類(lèi)及相對(duì)含量
表3 各組分標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)
表4 越南胡椒精油揮發(fā)性成分貢獻(xiàn)度
關(guān)鍵呈香物質(zhì)間的相互作用
以檸檬烯與月桂烯為例。挑選8名有嗅聞經(jīng)驗(yàn)的感官評(píng)價(jià)員（4名男性和4名女性，年齡在23～35歲）組成感官評(píng)價(jià)小組。
查詢(xún)文獻(xiàn)，檸檬烯在所確定的基質(zhì)中嗅覺(jué)閾值的范圍。進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，確定合適的初始濃度，確保將檸檬烯溶解于基質(zhì)溶液中，2倍稀釋10～20次后嗅覺(jué)無(wú)法有效區(qū)分含有檸檬烯的樣品與不含檸檬烯的樣品。 對(duì)不同濃度的檸檬烯樣品進(jìn)行三點(diǎn)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)，每個(gè)測(cè)試實(shí)驗(yàn)中包含一個(gè)陽(yáng)性樣品（檸檬烯溶液），2個(gè)陰性樣品（基質(zhì)溶液），對(duì)每一個(gè)樣品進(jìn)行隨機(jī)編號(hào)。令感官評(píng)價(jià)人員按照濃度從高到低的順序進(jìn)行感官試驗(yàn)，從三個(gè)樣品中選出與另外兩個(gè)不同的樣品，選擇為強(qiáng)制選擇。（可要求感官人員記錄從哪一組濃度開(kāi)始無(wú)法辨別陽(yáng)性樣品） 對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析每個(gè)濃度的檸檬烯溶液被選取正確的概率。此概率定義為p，并使用機(jī)會(huì)因子P=（3p-1）/2對(duì)p校正。P則代表測(cè)試概率。校正過(guò)的結(jié)果P可能出現(xiàn)負(fù)數(shù)，概率沒(méi)有負(fù)數(shù)按0處理。如有個(gè)別感官人員對(duì)某一單體氣味過(guò)于敏感或不敏感，數(shù)據(jù)極其異常，記錄后考慮更換人員/重復(fù)實(shí)驗(yàn)/舍棄數(shù)據(jù)。
以香氣物質(zhì)濃度（μg/L）的對(duì)數(shù)值為橫坐標(biāo)，測(cè)試概率P為縱坐標(biāo)，建立直角坐標(biāo)系，用S曲線(xiàn)P=1/（1+e^(-(x-c)/b))進(jìn)行擬合，其中c為香氣物質(zhì)嗅覺(jué)閾值，b為斜率。得到實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)與擬合曲線(xiàn)。如圖1。
圖1 檸檬烯擬合曲線(xiàn) 圖2 月桂烯擬合曲線(xiàn)
按照所得擬合曲線(xiàn)的參數(shù)值（c、b）計(jì)算檸檬烯、月桂烯不同濃度的對(duì)應(yīng)檢測(cè)概率，并按照二元混合物的檢測(cè)概率：P（AB）=P（A）+P（B）-P（A）×P（B）計(jì)算混合物在對(duì)應(yīng)濃度下的理論檢測(cè)概率，如表5。
表5 檸檬烯+月桂烯的理論加成結(jié)果
圖3 檸檬烯+月桂烯的理論加成正確檢測(cè)概率
將檸檬烯與月桂烯按照樣品中的含量占比進(jìn)行混合，將混合物按照新的單體進(jìn)行嗅覺(jué)閾值測(cè)定擬合，得到檸檬烯+月桂烯混合物的檢測(cè)概率，如圖4。
圖4 檸檬烯+月桂烯混合物正確檢測(cè)概率
將檸檬烯+月桂烯混合物的檢測(cè)閾值（8544.17μg/L）與理論閾值（1628.55μg/L）的比值定義為R，R＞1，說(shuō)明檸檬烯與月桂烯之間的相互作用關(guān)系為掩蓋作用。
利用S曲線(xiàn)對(duì)關(guān)鍵呈香成分進(jìn)行相互作用分析：檸檬烯、α-蒎烯、β-蒎烯、月桂烯、3-蒈烯、反式石竹烯六種單體的相互作用中，除去檸檬烯+α-蒎烯為加成作用，其余均為掩蓋作用。
通過(guò)超快速氣相電子鼻及Feller加成模型對(duì)胡椒精油特征香氣成分進(jìn)行分析，結(jié)果表明：胡椒精油中的揮發(fā)性成分物質(zhì)主要由萜烯類(lèi)化合物和倍半萜烯類(lèi)化合物構(gòu)成，主要有α-蒎烯、檜烯、β-蒎烯、3-蒈烯、D-檸檬烯、月桂烯、反式石竹烯等。利用超快速氣相電子鼻和香氣活度值相結(jié)合的研究方法，確定越南胡椒精油中貢獻(xiàn)度由大到小進(jìn)行排序：3-蒈烯＞月桂烯＞D-檸檬烯＞α-蒎烯＞檜烯＞β-蒎烯＞反式石竹烯。利用Feller加成模型對(duì)關(guān)鍵呈香成分進(jìn)行相互作用分析：檸檬烯、α-蒎烯、β-蒎烯、月桂烯、3-蒈烯、反式石竹烯。
來(lái)源：感官科學(xué)與評(píng)定，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來(lái)源。 參考文獻(xiàn)：張玉涵,魏占姣,蔣云聰,等.基于超快速氣相電子鼻及Feller加成模型的胡椒精油特征香氣成分分析[J].中國(guó)食品添加劑,2023,34(12):238-243.DOI:10.19804/j.issn1006-2513.2023.12.031. 提醒：文章僅供參考，如有不當(dāng)，歡迎留言指正和交流。且讀者不應(yīng)該在缺乏具體的專(zhuān)業(yè)建議的情況下，擅自根據(jù)文章內(nèi)容采取行動(dòng)，因此導(dǎo)致的損失，此運(yùn)營(yíng)方不負(fù)責(zé)。如文章涉及侵權(quán)或不愿我平臺(tái)發(fā)布，請(qǐng)聯(lián)系小編。
本文以越南胡椒精油為研究對(duì)象，利用超快速氣相電子鼻技術(shù)對(duì)胡椒精油中香氣成分進(jìn)行定性分析，采用超快速氣相電子鼻和OAV結(jié)合的方法，鑒定出胡椒精油特征香氣成分，應(yīng)用香氣重組對(duì)特征香氣成分進(jìn)行驗(yàn)證，再利用S型曲線(xiàn)法對(duì)胡椒精油中二元萜烯類(lèi)化合物之間香氣協(xié)調(diào)作用進(jìn)行研究。
1 材料與方法
根據(jù)GB/T1629.1-2012《感官分析選拔、培訓(xùn)與管理員評(píng)價(jià)員一般導(dǎo)則第1部分：優(yōu)選評(píng)價(jià)員》對(duì)感官評(píng)價(jià)人員進(jìn)行培訓(xùn)，選擇10名年齡在25-30歲之間人員（5名男性和5名女性），建立感官評(píng)價(jià)小組。室內(nèi)溫度（25±2）℃、濕度（40±3）%條件下，香氣化合物的嗅覺(jué)閾值通過(guò)3點(diǎn)選配法在體積分?jǐn)?shù)53%乙醇溶液中檢測(cè)到。在測(cè)試開(kāi)始之前，告知小組成員每種香氣化合物的香氣特征并給予標(biāo)準(zhǔn)溶液感受其香氣特征。在實(shí)驗(yàn)中，小組成員對(duì)每種香氣化合物進(jìn)行10次3點(diǎn)選配法測(cè)試，以2為稀釋倍數(shù)。小組成員從最高濃度開(kāi)始嗅聞，在3個(gè)樣品瓶中有一個(gè)含有待測(cè)物組分，2個(gè)對(duì)照樣品，如果小組成品可以在3個(gè)樣品中識(shí)別出含有香氣化合物的樣品，則測(cè)試下一個(gè)低濃度的樣品，依次類(lèi)推直到不能正確辨別為止，此時(shí)計(jì)算香氣化合物貢獻(xiàn)度。所有實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。通過(guò)計(jì)算感官評(píng)價(jià)小組嗅聞到的正確識(shí)別概率p，進(jìn)一步校正，校正公式為：
公式中：P為正確識(shí)別概率的校正值，p為實(shí)際測(cè)得的正確識(shí)別概率值。
香氣化合物的貢獻(xiàn)度的計(jì)算公式為：
繪制以香氣化合物的質(zhì)量濃度對(duì)數(shù)為橫坐標(biāo)，以正確識(shí)別概率的校正值P為縱坐標(biāo)的曲線(xiàn)。將上述10個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，應(yīng)用S型曲線(xiàn)P=1/（1+e（-（X-C）/D））進(jìn)行擬合。
2 結(jié)果與分析
使用移液槍移取30μL胡椒精油于20mL頂空進(jìn)樣瓶中，利用電子鼻開(kāi)發(fā)的胡椒精油檢測(cè)方法對(duì)樣品檢測(cè)，使用超快速氣相電子鼻自帶Arochembase數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)胡椒精油中揮發(fā)性成分進(jìn)行定性和相對(duì)定量分析。
明確關(guān)鍵呈香物質(zhì)
以53%的乙醇為基底逐級(jí)稀釋測(cè)定3-蒈烯、D-檸檬烯、檜烯、α-蒎烯、β-蒎烯、月桂烯、反式石竹烯嗅覺(jué)閾值并確定其感官描述詞。
表 2 單體香精感官閾值及其描述詞
以濃度含量為橫坐標(biāo)，峰面積為縱坐標(biāo)，繪制各單體香精標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，繪制所得各組分標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的線(xiàn)性相關(guān)系數(shù)R2均大于0.98，可用于實(shí)際應(yīng)用。
胡椒精油中各香氣成分的貢獻(xiàn)度。越南胡椒精油中貢獻(xiàn)度由大到小進(jìn)行排序：3-蒈烯＞月桂烯＞D-檸檬烯＞α-蒎烯＞檜烯＞β-蒎烯＞反式石竹烯。
取P=0.5時(shí)的檸檬烯濃度為檢測(cè)閾值。其檢測(cè)閾值為14839.52（μg/L）。同樣方法得到月桂烯擬合曲線(xiàn)如圖2。
取P=0.5時(shí)的月桂烯濃度為檢測(cè)閾值。其檢測(cè)閾值為1864.61（μg/L）。
將理論結(jié)果進(jìn)行擬合，得到理論曲線(xiàn)如圖3。
P=0.5時(shí)的檸檬烯+月桂烯混合物的濃度為檢測(cè)閾值。其檢測(cè)閾值為8544.17μg/L。
3 結(jié)論
