現代生活方式節(jié)奏較快，人們的一些不良生活習慣會造成氣血不足，脾胃不和，補氣飲料在市場上并不常見，開發(fā)一款補氣飲料來滿足消費者的需求成為新趨勢[1]。黨參[Codonopsis pilosula（Franch.）Nannf.]桔梗科黨參屬，多年生草本植物，有乳汁[2]。它作為我國一種獨特的資源，有補中益氣，健脾益肺之功效。陳皮為蕓香科植物橘及其栽培變種的干燥成熟果皮，亦有補中益氣之功效[3]。黨參復合飲料以黨參、陳皮作為主要原料，同時添加青檸汁來掩蓋黨參本身帶來的土腥味[4]，使之更為清爽可口，同時提高了黨參的綜合利用率，提升產品附加值，對于發(fā)展我國食品工業(yè)，提高黨參產品的市場競爭力有著極大的影響。風味是飲料的典型特征之一，通過氣味可以判斷飲料的品質及質量優(yōu)劣，揮發(fā)性成分物質則是氣味產生的基礎[5-6]。

色譜法（gas chromatography，GC）是一種可以將復雜混合物中的各組分成分分離出來的技術，但在定性和鑒定結構方面不足。質譜法（mass spertrometry，MS）對未知化合物有著極強的鑒別能力，可提供準確的結構信息，檢索速度快，靈敏度高，但它也有其局限性，鑒定時需要高純度的樣本，否則雜質會對樣品的質譜圖進行干擾[7]。氣相色譜-質譜聯用技術（gas chromatography-mass spetrometry，GC-MS）綜合了兩者的優(yōu)點，不僅同時具有GC的高效能分離和MS的高靈敏度、強鑒別能力，還可以同時完成待測樣品的組分分離、鑒定和定量，被廣泛應用工業(yè)檢測、食品檢測、環(huán)境保護等眾多領域[8-10]。

電子鼻又稱氣味掃描儀，是一種模擬動物嗅覺器官進行開發(fā)的一款能快速檢測食品氣味的儀器，借助傳感器和模式識別系統(tǒng)能對樣品風味進行客觀性的評價[11-12]。叢莎等[13]采用頂空固相微萃取-GC-MS和電子鼻技術對生咖啡豆貯藏過程中揮發(fā)性成分進行了分析。李婷等[14]采用固相微萃取-氣相色譜-質譜等方法對復配發(fā)酵乳香氣成分進行了檢測分析。兩者的結合能夠實現黨參復合飲料的全面分析，然而采用GCMS和電子鼻等技術聯合分析飲料中揮發(fā)性風味的文獻報道較少。

風味變差是飲料儲藏時最先被發(fā)現的品質變質[15]，因此飲料風味是保證飲料產品質量的一項重要指標。本文采用GC-MS結合電子鼻技術分析黨參復合飲料儲藏期的風味變化，更能快速準確有效地分析出風味變化。以及通過主成分分析、線性判別分析等不同統(tǒng)計學方法，分析探討黨參復合飲料在不同儲藏溫度下揮發(fā)性風味的變化，確定適合黨參復合飲料儲藏的合適溫度，提供關于黨參類飲料儲藏條件的數據支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

黨參：岷縣和泰中藥材有限公司；陳皮：北京同仁堂；青檸濃縮汁（食品級）：山東優(yōu)雅食品有限公司；檸檬酸（食品級）：濰坊英軒實業(yè)有限公司；羧甲基纖維素鈉（食品級）：上海申光食用化學品有限公司；纖維素酶（酶活2×104U/g）：山東欣鼎生物科技有限公司。

1.1.2 儀器與設備

電子天平（YH-A 10002型）：瑞安市英衡電器有限公司；電子精密天平（YP型）：奧豪斯（上海）公司；高速萬能粉碎機（FW100型）：天津市泰斯特儀器有限公司；臺式低速離心機（TDZ5-WS型）：湘儀離心機儀器有限公司；恒溫培養(yǎng)箱（ZC-101-2AB型）：青島正辰閏科檢測儀器有限公司；CAR/DVB/PDMS萃取頭（50/30 μm型）：美國Supelco公司；氣相色譜-質譜聯用儀（GCMS-QP2010 Ultral型）：日本島津公司；電子鼻（PEN3型）：北京盈盛恒泰科技有限責任公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 黨參液制備方法

首先挑選無蟲害的黨參，清洗，烘干，粉碎，然后加水至料液比1∶20（g/mL），調節(jié)pH值，加入纖維素酶，恒溫酶解2 h，沸水浴滅酶活性，過400目濾布得濾液，最后4 000 r/min離心20 min離心去沉淀，抽濾得澄清濾液，即得黨參液備用。

1.2.2 陳皮液制備方法

首先挑選無蟲害的陳皮，清洗，烘干，粉碎，然后加水至料液比1∶30（g/mL），調節(jié)pH值，加入纖維素酶，恒溫酶解1.5 h，沸水浴滅酶活性，過400目濾布得濾液，最后4 000 r/min離心20 min離心去沉淀，抽濾得澄清濾液，即得陳皮液備用。

1.2.3 復合飲料制備方法

先將稱量好的白砂糖、檸檬酸、穩(wěn)定劑等輔料在80℃下不停攪拌使其充分溶解，將1.2.1和1.2.2中的黨參浸提液和陳皮浸提液、青檸濃縮汁通過一定配比混合均勻，用余下的處理水定容至飲料總體積，得混合液。將黨參復合飲料初品于100℃中加熱處理8min。將熱處理的物料，趁熱灌裝密封，然后冷卻檢驗，顏色透亮，無沉淀，即得黨參復合飲料，備用。

1.2.4 數據采集

將制備好的黨參復合飲料新鮮樣品作為對照組，其余分別放入4、25、37℃的恒溫培養(yǎng)箱中儲藏30 d作為試驗組，每組取3個平行樣進行風味物質檢測分析。

1.3 頂空固相微萃?。╤ead space-solid phase micro extraction，HS-SPME）分析揮發(fā)性風味物質

1.3.1 頂空吸附

參照王強等[16]的方法，先將固相微萃取的萃取頭進行老化，老化時間1 h，老化溫度250℃。移取10 mL飲料樣品放入30 mL萃取瓶，在60℃的恒溫水浴鍋內保溫平衡20 min，然后將DVB/CAR/PDMS萃取頭插入，吸附20 min，取出萃取頭插入氣相色譜-質譜聯用儀的進樣口中，250℃的條件下解吸15 min。

1.3.2 GC-MS條件

1.3.2.1 色譜條件

色譜柱：BR-SWaxFS30m×0.32mm×0.50 μm，采用程序升溫，起始溫度40℃，時間3 min，先以2℃/min上升到100℃并保持2min，再以3℃/min上升至180℃保持1 min，最后以10℃/min升溫至240℃。

1.3.2.2 質譜條件

離子源溫度為200℃，接口溫度為220℃；溶劑延遲時間為1.5 min，離子化模式為EI，能量為70 eV，數據采集為全掃描，掃描范圍m/z 35～500。

1.4 電子鼻傳感器測定

參照王鑫等[17]的方法，取黨參復合飲料15 mL放入30 mL的頂空瓶中，電子鼻測試樣品間隔1 s，清洗時間150 s，樣品準備時間5 s，檢測時間300 s，氣體流量400 mL/min。電子鼻傳感器響應類型見表1。

表1 傳感器性能描述
Table 1 Sensor performance description

1.5 感官評價

由10名具有評分經驗的專家對黨參復合飲料分別從色澤、組織狀態(tài)、氣味和滋味口感進行感官評分，從而確定黨參復飲料適宜儲藏的溫度條件。黨參復合飲料的感官評分細則如表2所示。

1.6 數據分析

所有數據采用Excel 2019進行處理，圖像采用Origin 9.0繪制。電子鼻數據分析：運用Winmuster軟件對數據進行主成分分析（principal component analy sis，PCA）和線性判別分析（linear discriminant analysis，LDA）。

表2 黨參復合飲料感官評價標準
Table 2 Sensory evaluation standard of Codonopsis pilosula compound beverage

2 結果與分析

2.1 黨參復合飲料在不同儲藏溫度中揮發(fā)性風味物質SPME-GC-MS檢測結果

儲藏過程中揮發(fā)性風味物質類別及相對含量變化見表3。

如表3所示，對照組中，共檢測到29種揮發(fā)性物質，其中烴類 10種（30.77%）、醇類 5種（18.73%）、醛類 7種（30.69%）、酮類 1種（0.26%）、酯類 1種（4.87%）、芳香類1種（9.54%），醚類1種（4.15%），其它化合物3種（0.99%）。4℃的儲藏條件，共檢測到24種揮發(fā)性物質，其中烴類1種（0.14%）、醇類4種（4.35%）、醛類5種（3.01%）、酮類 2種（0.71%）、酯類3種（23.09%）、酚類4種（57.29%）、芳香類1種（0.14%），醚類1種（1.77%）、其他化合物 3種（9.49%）。25℃的儲藏條件，共檢測到15種揮發(fā)性物質，其中烴類 3種（7.38%）、醇類 4種（33.08%）、醛類 7種（39.03%）、其他化合物1種（20.51%）。37℃的儲藏條件，共檢測到29種揮發(fā)性物質，其中烴類3種（2.95%）、醇類5種（27.27%）、醛類11種（25.55%）、酮類1種（0.38%）、酯類1種（0.31%）、芳香類2種（5.00%），醚類2種（13.76%）、其他化合物 4種（24.79%）。

檸檬烯是多種水果（主要為柑橘類）、蔬菜及香料中存在的天然成分。在柑橘類水果（特別是其果皮）含量較高[18]，在對照組中，檸檬烯的相對含量較高為16.99%，低溫狀態(tài)（4℃）下和常溫狀態(tài)（25℃）下也有少量被測出，但在37℃的儲藏條件中，檸檬烯沒有被檢測到。桉葉油有辣口清涼感，1，4-桉葉素有樟腦和清涼的草藥氣味[19]。37℃的儲藏條件中，桉葉油的相對含量是對照組和4℃的6倍～10倍，1，4-桉葉素的相對含量是對照組和4℃的3倍～6倍，藥氣過重，飲料的口感風味較為不好。同時，α-松油醇為陳皮中比較顯著的揮發(fā)性風味物質[20]，對照組中檢測到其含量為9.46%，在25℃的儲藏條件下，相對含量提高了2.65%。其中正己醛、糠醛和2-已烯醛等是黨參特殊香氣的主要成分[21-22]，與對照組相比，在25℃的儲藏條件中，正己醛、糠醛和2-已烯醛的相對含量分別提高了7.98%、8.53%和0.47%。正辛醛、壬醛和癸醛皆具有玫瑰、柑橘等香氣 [23]，對照組中三者總含量為23.42%，在4、25℃和37℃3個儲藏溫度下的三者相對總含量分別減少到0.91%、12.42%和10.76%，酯類和酚類化合物在對照組、25℃和37℃的儲藏條件中均沒有或少量檢測到，相反，4℃的儲藏條件下酯類和酚類化合物相對含量較高。

表3 儲藏過程中揮發(fā)性風味物質類別及相對含量變化
Table 3 Variation of volatile flavor substances category and relative content during storage

續(xù)表3 儲藏過程中揮發(fā)性風味物質類別及相對含量變化
Continue table 3 Variation of volatile flavor substances category and relative content during storage

注：-表示未檢出。

2.2 黨參復合飲料在不同儲藏溫度中風味物質的比較分析

不同溫度下，黨參復合飲料的揮發(fā)性風味化合物的種類和相對含量如圖1和圖2所示。

圖1 不同儲藏溫度下飲料的揮發(fā)性風味物質種類對比
Fig.1 Comparison of volatile flavor compounds in beverages at different storage temperatures

圖2 不同儲藏溫度下飲料的揮發(fā)性風味物質組分相對含量對比
Fig.2 Comparison of relative content of volatile flavor components in beverages at different storage temperatures

相比于對照組，4℃儲藏條件下，烴類、醇類、醛類等化合物的種類數和相對含量均減少，醚類化合物的相對含量減少，酯類、酚類等化合物的種類數和相對含量均增多。25℃儲藏條件下，烴類、酮類、酯類等化合物減少，醇醛類物質的相對含量增多，烴類化合物和芳香類化合物的物質種類和相對含量都增多。37℃儲藏條件下，醇醛類物質的種類數增多，但物質相對含量減少。醇醛類化合物是賦予黨參復合飲料最主要的風味物質。綜合來看，25℃（常溫狀態(tài)下）儲藏，黨參復合飲料風味較好。

2.3 黨參復合飲料電子鼻檢測結果

2.3.1 電子鼻傳感器響應值結果分析

對照組和3種不同儲藏溫度的黨參復合飲料在電子鼻10個傳感器中的氣味檢測結果如圖3所示。

圖3 不同儲藏溫度下飲料的電子鼻傳感器響應強度雷達圖
Fig.3 Radar chart of electronic nose sensor response intensity of beverages under different storage temperatures

其中，W1C、W5S、W3C、W6S、W5C、W2S、W3S 7種傳感器的檢測值較大，分別對芳香物質、氮氧化合物、烷烴芳香類、醇醛類、酮類，烷烴等化合物敏感。說明這7種傳感器在黨參復合飲料的香氣檢測過程中貢獻較大。

2.3.2 電子鼻主成分分析

對照組和試驗組的黨參復合飲料的電子鼻PCA結果如圖4所示。

圖4 不同儲藏溫度下飲料的PCA分析圖
Fig.4 PCA analysis of beverages at different storage temperatures

PC1和PC2方差貢獻率分別為91.19%和5.96%，2個主成分累積總貢獻率達97.15%，大于95%，可以有效反映原始數據絕大部分信息[24]。對照組和其它3個不同儲藏溫度下的黨參復合飲料樣品區(qū)分較為明顯，但也有重疊交互的區(qū)域，說明盡管儲藏溫度不同，風味特征既有變化也有相同之處[25]。主成分分析方法并不能很好地區(qū)分不同儲藏溫度下黨參復合飲料的揮發(fā)性風味物質。此外發(fā)現，與對照組相比，4℃和25℃儲藏條件下第一主成分的位移變化不大，故黨參復合飲料的風味變化不大，在37℃儲藏條件下，風味變化較大。

LDA分析結果如圖5所示。

圖5 不同儲藏溫度下飲料的LDA分析圖
Fig.5 LDA analysis of beverages at different storage temperatures

LD1和LD2貢獻率分別為94.01%和5.88%，兩判別式總貢獻率99.89%。這說明LDA法不僅能夠很好地區(qū)分對照組和試驗組，而且對儲藏條件不同的樣品區(qū)分度也非常明顯，說明黨參復合飲料儲藏溫度不同，整體風味存在差異。距離越小，表明變化越小[26]，25℃儲藏條件下和對照組的黨參復合飲料樣品距離相近，表明風味較為相似。因此，通過PCA結合LDA分析發(fā)現，25℃的儲藏溫度條件下，黨參復合飲料風味良好。

2.4 黨參復合飲料感官評定結果

感官評分結果如圖6所示。

圖6 不同儲藏溫度下飲料的感官評分結果
Fig.6 Sensory scoring results of beverages at different storage temperatures

色澤評分與對照組相比，試驗組的評分都略有下降。氣味的感官評分25℃的儲藏條件下與對照組相差無幾，4℃的儲藏條件下氣味的感官評分略低，37℃儲藏條件下的飲料氣味感官評分最低。滋味口感和組織狀態(tài)的感官評分變化趨勢相同，4℃和37℃儲藏條件下感官評分都下降，25℃儲藏條件下，評分下降最小。綜合來看，25℃儲藏條件下飲料整體的感官評價與對照組相差最小，口感最佳。

3 結論

本試驗采用SPME-GC-MS結合電子鼻技術檢測分析黨參復合飲料在不同儲藏溫度中的揮發(fā)性風味物質的差異。結果表明，25℃儲藏溫度條件下，正己醛、糠醛和2-已烯醛等黨參特征風味物質在樣品中的相對含量較高，醇醛等化合物得到較好保留，黨參復合飲料風味良好。在電子鼻分析測定中，黨參復合飲料對醛類、酮類、醇類、酯類、烷烴類及芳香類等化合物敏感。不同儲藏溫度下黨參復合飲料揮發(fā)性風味物質比較分析、PCA及LDA分析，結果顯示不同儲藏溫度下黨參復合飲料風味不同。相比于其他溫度條件，25℃儲藏溫度條件下和對照組距離較近，風味較為相似。最后感官評分結果分析，25℃條件下儲藏的黨參復合飲料的口感風味更能被大家所接受。

綜合GC-MS結合電子鼻分析技術最后的鑒定結果分析，25℃（常溫狀態(tài)）下儲藏的黨參復合飲料的風味物質可以得到較好的保存。為黨參復合飲料儲藏條件的研究提供數據支持。