枸杞浆关键香气活性化合物的鉴定及其在不同加工方式下的差异分析

《Food Chemistry: X》：Identification of the key aroma-active compounds in wolfberry ( Lycium barbarum L.) pulp

本研究针对枸杞浆香气品质控制需求，通过感官评价、GC?×?GC-TOFMS、GC–MS-O和HS-GC-IMS技术系统解析了新鲜、干燥及混合枸杞浆的香气组成，首次明确11种关键香气活性化合物（如hexanal、(E)-2-hexenal等），并构建了84种异味物的指纹图谱，为枸杞浆品质提升提供了理论依据。

　　

随着健康食品市场的快速发展，枸杞（Lycium barbarum L.）因其丰富的多糖、类胡萝卜素和多酚等生物活性物质，逐渐从传统中药材拓展至果汁、果浆等深加工领域。其中，枸杞浆作为保留枸杞营养特性的新兴产品，其香气品质直接影响消费者接受度。然而，枸杞果实质地柔软，在贮藏和运输过程中易发生机械损伤和腐败，工业上常采用干燥枸杞作为原料生产枸杞浆，但干燥过程可能引发美拉德反应和氧化降解等化学变化，导致香气成分损失或改变。以往研究多采用气相色谱-质谱联用（GC–MS）和顶空-气相色谱-离子迁移谱（HS-GC-IMS）分析香气成分，但这些技术存在灵敏度低、分离能力不足和峰重叠严重等局限，难以全面解析枸杞浆中关键香气活性化合物。

为解决上述问题，华中农业大学食品科学技术学院的研究团队在《Food Chemistry: X》上发表论文，系统研究了新鲜枸杞浆（FWP）、干燥枸杞浆（DWP）和混合枸杞浆（MWP）的香气特征。研究通过感官评价结合全二维气相色谱-飞行时间质谱（GC?×?GC-TOFMS）、气相色谱-质谱-嗅闻联用（GC–MS-O）和HS-GC-IMS技术，不仅鉴定了香气成分，还通过风味稀释因子（FD）和气味活度值（OAV）筛选出关键香气活性化合物，并构建了清晰的香气指纹图谱。

在方法学上，研究首先通过固相微萃取（SPME）提取三种枸杞浆的香气成分，利用GC?×?GC-TOFMS进行高通量分离鉴定，并结合GC–MS-O进行感官验证；通过香气提取稀释分析（AEDA）确定FD因子，同时采用内标法量化化合物浓度并计算OAV；最后利用HS-GC-IMS生成挥发性成分的二维指纹图谱，通过聚类热图可视化差异化合物。所有统计分析均采用SPSS完成，显著性水平设定为P?

3.1. 枸杞浆的感官评价

感官评价结果显示，FWP和MWP具有相似的水果香、花香和青草香气，而DWP则以汗臭、干草、脂肪和草药气味为主。具体而言，FWP和MWP在水果香和青草香强度上显著高于DWP（P?

3.2. FWP、DWP和MWP中香气化合物的鉴定

通过GC?×?GC-TOFMS和GC–MS-O共鉴定出61种香气化合物，包括16种醛类、16种醇类、12种酮类、5种酯类、3种酸类和9种其他化合物。其中58种化合物在三种样品中均能被嗅闻检测，FD因子范围为1–243。醛类化合物在枸杞浆中占主导地位，hexanal（FD=243）和(E)-2-hexenal（FD=81）在FWP中表现出最高FD因子，而DWP中多数醛类FD因子显著降低。此外，研究首次在枸杞浆中检测到4-己烯-1-醇、苯甲醇等化合物。酮类中2-十一酮和geranylacetone在FWP和MWP中贡献突出，而DWP中仅2-十一酮含量较高。酯类如乙酸乙酯在MWP中FD因子最高（FD=9），可能与混合加工中酯化反应增强有关。

3.3. 香气化合物浓度和OAV的差异

浓度分析表明，醛类是FWP中含量最高的香气组分（3017.89?μg/kg），而DWP中醛类、醇类和总香气成分总量显著降低（P?E)-2-己醛在三种样品中OAV均超过100。结合FD因子（≥9）和OAV（≥1），最终确定FWP中19种关键香气活性化合物，包括hexanal、(E)-2-hexenal、geranylacetone、2-undecanone等。聚类热图进一步显示，FWP特有的香气标志物如hexanal、1-己醇等在与DWP和MWP的比较中显著区分。

3.4. 基于HS-GC-IMS的香气化合物差异分析

HS-GC-IMS检测到84种香气化合物，其中二甲硫醚、邻二甲苯等低分子量化合物在FWP中特异性高，而DWP中以2-庚酮等酮类为主，MWP中糠醛和乙酸甲酯等含量突出。指纹图谱清晰区分了三类枸杞浆的香气特征，且与GC?×?GC-TOFMS结果相互验证，表明HS-GC-IMS在检测低分子量挥发性化合物方面具有更高灵敏度。

研究结论表明，枸杞浆的香气特征高度依赖加工方式。FWP和MWP因保留更多醛类和醇类而呈现清新果香，DWP则因干燥过程中香气成分损失及美拉德反应产物积累，形成以酮类和杂环化合物为主的特征气味。通过多技术联用策略，本研究不仅明确了枸杞浆的关键香气活性化合物，还建立了其香气品质的定量评价体系，为枸杞浆产品的工艺优化和质量标准制定提供了重要理论支撑。此外，研究所采用的GC?×?GC-TOFMS与HS-GC-IMS联用方法，为复杂食品基质中痕量香气成分的解析提供了技术范本。