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为解决肉桂掺假威胁食品真实性、消费者健康和市场诚信的问题,研究人员对西班牙阿利坎特省超市中锡兰(C. zeylanicum)和 Cassia(C. cassia)肉桂进行分析,利用分光光度法、色谱法和感官分析鉴别标志物,发现多数市售肉桂为 Cassia,仅 1 份接近锡兰肉桂,为肉桂真伪鉴别提供依据。
肉桂作为全球常用香料,其掺假问题长期困扰食品行业。锡兰肉桂(Cinnamomum zeylanicum)与 Cassia 肉桂(C. cassia)因外观相似、价格差异显著,市场上常出现以次充好的情况。Cassia 肉桂含有高浓度肝毒性香豆素(coumarin),其每日耐受摄入量(TDI)仅为 0.1 mg?kg-1体重,而锡兰肉桂香豆素含量低至 0.004%,长期食用安全性更高。然而,现有市售肉桂粉标签多不标明品种,消费者难以辨别,亟需科学方法区分两者。
为此,西班牙米格尔?埃尔南德斯大学(Universidad Miguel Hernández)的研究团队开展了一项针对西班牙市场肉桂产品的深入研究,相关成果发表于《Food Chemistry: X》。研究通过多维度分析,揭示了不同品种肉桂的化学特征与感官差异,为打击掺假、保障食品安全提供了关键依据。
研究采用了以下关键技术方法:
- 高效液相色谱(HPLC):测定有机酸(如苹果酸、丁酸)和糖类含量。
- 气相色谱 - 质谱联用(GC-MS):分析挥发性化合物(52 种),包括单萜、倍半萜、醛类等。
- CIELab颜色空间分析:通过色度仪测定样品颜色参数(L*、a*、b * 值)。
- 感官分析:由 24 名经过训练的评价员对香气属性(如 “柑橘”“甜味”)和强度进行评估。
- 多元统计分析:主成分分析(PCA)、层次聚类分析(AHC)等用于数据降维和分类。
3.1 物理参数与颜色特征
研究收集了 16 种市售肉桂粉及 2 种标准品(锡兰与 Cassia 肉桂棒磨粉)。水分含量在 7.0%(M4)至 14.3%(M6)之间,水活度(aw)为 0.4(M8)至 0.6(M10)。颜色分析显示,锡兰肉桂 L值(亮度)更高,呈浅奶油色,而 Cassia 肉桂 a(红色调)和 b*(黄色调)值更高,颜色更深。但市售样品颜色变异大,掺假可能导致颜色无法可靠区分品种。
3.2 有机酸与糖类差异
锡兰肉桂的苹果酸(15.5 g?kg-1)和丁酸(53.8 g?kg-1)含量分别为 Cassia 肉桂的 29 倍和 13 倍,糖类总量(35.1 g?kg-1)也显著更高。市售样品中,仅 M15(标为锡兰肉桂)的苹果酸(13.9 g?kg-1)接近标准品,但仍低于锡兰肉桂。
3.3 抗氧化活性与多酚含量
抗氧化活性(ABTS+、DPPH●、FRAP)和总酚含量(TPC)在样品间差异显著。锡兰与 Cassia 标准品的抗氧化参数无显著差异,但市售样品 M5、M7 表现出更高活性,可能与多酚含量(如 M5 的 TPC 为 131 g GAE?kg-1)相关。
3.4 挥发性化合物特征
挥发性成分是区分品种的核心标志物:
- 锡兰肉桂特有:β- 水芹烯、d-3 - 蒈烯、隐酮、丁香酚(eugenol)。
- Cassia 肉桂特有:柠檬烯、桉叶素、内型芬醇、Δ- 榄香烯等 9 种化合物。
此外,Cassia 肉桂的肉桂醛(cinnamaldehyde)含量(9862 mg?kg-1)是锡兰肉桂(5122 mg?kg-1)的近 2 倍,而香豆素在 Cassia 中含量高达 116 mg?kg-1,锡兰肉桂仅 5.6 mg?kg-1。市售样品中,仅 M15 检测到锡兰特有标志物,但浓度较低,其余样品均以 Cassia 特征为主。
3.5 感官分析验证
感官评价显示,锡兰肉桂与 “柑橘”“高香气强度” 相关,Cassia 肉桂则与 “甜味”“木质香” 关联。市售样品中,M15 被 71% 评价员认为具有 “锡兰香气”,而 M10(标为 Cassia)与标准品感官特征一致。约 70% 样品被归类为 Cassia,印证了挥发性标志物的分析结果。
3.6 多元统计与标志物确认
通过 PCA 和 AHC 分析,研究建立了基于挥发性标志物的分类模型。结果显示,16 份市售样品中仅 1 份(M15)接近锡兰肉桂,1 份为混合类型,其余均为 Cassia 肉桂。这表明西班牙市场上多数肉桂粉为成本较低的 Cassia,存在潜在健康风险。
研究结论与意义
本研究系统揭示了锡兰与 Cassia 肉桂在化学组成和感官属性上的差异,鉴定出 13 种特异性挥发性标志物,为肉桂品种鉴别提供了可靠的分析方法。研究结果不仅有助于监管部门打击掺假行为,保障消费者知情权与健康安全,还为食品行业建立标准化检测流程提供了科学依据。此外,研究强调了香豆素等有毒成分的风险,呼吁加强标签管理,强制标注肉桂品种,推动市场透明度提升。