西瓜汁热加工过程中风味变化途径的研究

Watermelon juice processing can avoid the watermelon wasted induced by the large output, short harvest time and storage period. Thermal processing results in the produce of strong "cooked flavor" and influence the quality of watermelon juice due to the thermal sensitivity of watermelon. From the previous studies, non-thermal technologies controlled the flavor change of watermelon juice, but they were not suitable for watermelon juice processing because of the high cost and low efficiency. Hence, to confirm the flavor change path of watermelon juice during thermal processing and take measures to control it was the key of problem. In this study, electronic nose and sensory evaluation combining with gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) and gas chromatography-olfactory (GC-O) will be applied to sieve the characteristic compounds of flavor change of watermelon juice. The influence factors of watermelon juice flavor will be confirmed and susceptibility of compounds and enzymes to various factors will be studied by the analysis of kinetics. And this study will focus on the flavor change path of watermelon juice through the investigation of real and model system. This study will provide the theory basis for solving watermelon juice flavor change during thermal processing and supply the guiding significance to mass production of watermelon juice.

西瓜汁加工可以有效解决西瓜产量大、季节性强、不适宜长期贮藏而造成巨大浪费的问题。西瓜属于热敏性水果，传统的热加工会导致西瓜汁产生强烈的"煮熟味"，严重影响西瓜汁的品质。而据文献报道和前期研究，非热加工技术虽然在一定程度上抑制了西瓜汁风味的变化，但由于生产成本高并且效率低，限制了其在西瓜汁生产上的应用。要实现西瓜汁的工厂化生产必须诉诸于热加工，因此明确热加工过程中西瓜汁风味变化的途径并采取有效措施加以控制就成为问题的关键。本项目采用电子鼻和感官评价相结合并通过气质联机和气相色谱-嗅闻系统对西瓜汁风味变化特征化合物进行筛选。进一步确定热加工过程中导致西瓜汁风味发生变化的影响因素，并通过动力学分析考察风味化合物和酶对各因素的敏感程度。通过西瓜汁真实体系和模拟体系的研究，重点探讨西瓜汁风味变化的途径。本研究将为解决西瓜汁热加工过程中风味变化问题提供理论依据，对西瓜汁工厂化生产具有重要指导意义。

本研究对西瓜汁的关键香气化合物进行了分析，并探究了环境因素对西瓜汁风味品质变化的影响。结合顶空法中的固相微萃取法（SPME）和溶剂法中的溶剂辅助蒸发法（SAFE）确定西瓜汁的关键香气成分；探讨环境因素中的温度、pH、氧气和光照对西瓜汁的关键香气成分和品质的影响；通过分析西瓜汁关键香气化合物的变化，初步探究热加工过程中风味变化机制。试验结果如下：通过对顶空法中的吹扫捕集法（P&T）和固相微萃取法（SPME）相比较，确定SPME为顶空法中的最佳香气提取方法。SPME的最佳条件是：萃取头CAR/DVB/PDMS，平衡温度50℃，平衡时间40min，并运用SPME-GC-O-MS对西瓜汁的香气成分进行定性和半定量分析。SAFE法对西瓜汁的香气成分进行定性分析，并通过芳香物稀释分析（AEDA）确定西瓜汁中的关键香气成分，其中包括反-2-壬烯醛、反，顺-2,6-壬二烯醛、顺-6-壬烯醛、壬醛、己醛、顺-6-壬烯醇、顺，顺-3,6-壬二烯醇等。重组和消除实验也进一步的验证了西瓜汁的关键香气成分，同时指出醛类物质对西瓜汁的香气贡献最大。西瓜汁的香气受很多因素的影响，本文探讨了温度、pH、氧气和光照对西瓜汁的关键香气成分和品质（色泽、可溶性固性物、番茄红素以及浊度等）的影响，其中热对西瓜汁的香气以及品质影响较大。本文测定了类胡萝卜素、L-抗坏血酸、还原糖以及脂肪酸的含量以及加热后的变化，推测其与西瓜汁品质与香气物质的内在联系，如类胡萝卜素既与其色泽有关，又与β-紫罗兰酮有关，L-抗坏血酸与其颜色褐变有关，初步推断加热过程中不饱和脂肪酸大量分解产生醛类和烯醛类进而在醇脱氢酶作用下生成醇和烯醇，是西瓜汁风味变化的途径。