CN108918791A - 一种基于s曲线法分析苹果汁酯类物质香气协同作用的方法 - Google Patents

一种基于s曲线法分析苹果汁酯类物质香气协同作用的方法 Download PDF

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Abstract

一种基于S曲线法分析苹果汁酯类物质香气协同作用的方法，包括一个判断苹果汁酯类物质浓度Q和检测概率P关系的步骤，在模拟苹果汁基质溶液中，将关键酯类物质A、B及AB二元混合物以2为稀释因子分别测定10个梯度下，物质A、B及AB二元混合物的检测概率P（A）、P（B）、P（AB）；一个判断苹果汁酯类物质间香气协同作用的步骤，利用Sigma Plot12.0软件，对上述得出的10个数据点绘制物质浓度Q‑检测概率P的曲线，线性相关系数R应大于0.95，根据公式进行拟合；从而确立不同酯类物质的浓度与检测概率的S曲线模型，并由此计算出酯类物质的阈值；根据实测阈值和理论阈值的比值，判断酯类物质间香气协同作用。

Description

一种基于S曲线法分析苹果汁酯类物质香气协同作用的方法
技术领域
本发明属于食品领域，涉及一种分析食品风味化学的技术，涉及一种分析苹果汁酯类物质香气协同作用的方法，具体来说是一种基于S曲线法分析苹果汁酯类物质香气协同作用的方法。
背景技术
苹果(Malus domestica)是蔷薇科(Rosaceae)苹果属(Malus)植物的果实，果实汁多、脆嫩、酸甜适口，耐贮藏。苹果独特的风味，良好的储存和加工特性深受人们的喜爱被广泛消费。我国苹果种植面积和产量雄踞世界第一位。苹果汁，富含糖类、多酚、果胶、维生素C等营养成分，是世界上最受欢迎的果汁之一。
香气是苹果及苹果汁等加工制品的主要表现形式之一，也是评价其产品品质的重要指标。据报道，烷基酯对苹果特征香气具有关键影响。目前，苹果汁在加工过程中香气损失严重，丧失新鲜苹果风味。而消费者对产品品质的要求越来越高，平时常用的增香产品特别是合成香精，化学气息较重，香气不够协调，逼真感、天然感欠缺；另一方面，目前在苹果汁等相关基质中香气协同作用研究较少。
因此改善苹果汁等相关加工制品的风味就显得尤为重要。香气协同作用的研究尤其是对苹果汁酯类物质香气协同作用的研究为苹果加工制品香气香味的改善提供理论指导和技术支持。
发明内容
针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种基于S曲线法分析苹果汁酯类物质香气协同作用的方法，所述的这种基于S曲线法分析苹果汁酯类物质香气协同作用的方法要解决目前香气物质香气协同作用方法研究空缺的技术问题。
本发明提供了一种基于S曲线法分析苹果汁酯类物质香气协同作用的方法，包括下列步骤：
1)一个判断苹果汁酯类物质浓度Q和检测概率P关系的步骤，在模拟苹果汁基质溶液中，将关键酯类物质A、B及AB二元混合物以2为稀释因子分别测定10个梯度下，物质A、B及AB二元混合物的检测概率P(A)、P(B)、P(AB)；p为p＝嗅闻正确人数/嗅闻总人数；
2)一个判断苹果汁酯类物质间香气协同作用的步骤，利用Sigma Plot12.0软件，对上述步骤得出的10个数据点绘制物质浓度Q-检测概率P的曲线，线性相关系数R应大于0.95，根据公式P＝1/(1+EXP(-(x-x0)/C))进行拟合；
P＝1/(1+EXP(-(x-x0)/C))；
x为浓度对数值，logQ，Q为物质浓度；
xo为阈值对数值(P＝0.5)；
b＝1/C为S曲线的斜率；
P为检测概率；
从而确立不同酯类物质的浓度与检测概率的S曲线模型，并由此计算出酯类物质的阈值；根据实测阈值和理论阈值的比值，判断酯类物质间香气协同作用；
酯类物质的实测阈值，通过物质浓度Q-检测概率P绘制实测曲线，并根据公式P＝1/(1+EXP(-(x-x0)/C))得出实测拟合S曲线，校正检测概率P＝0.5时，对应的浓度为实测阈值；
AB二元混合物的理论阈值，通过加合公式P(AB)＝P(A)+P(B)-P(A)*P(B)计算P(AB)理论，结合物质浓度Q-检测概率P绘制理论曲线，并根据公式P＝1/(1+EXP(-(x-x0)/C))得出理论拟合S曲线，校正检测概率P＝0.5时，对应的浓度为理论阈值；
酯类物质间香气协同作用判断依据实测阈值与理论阈值的比值即D＝实测阈值/理论阈值；
当D>2时，掩盖；
当1<D<2时，部分掩盖；
当D＝1时，无作用；
当0.5<D<1，部分加成；
当D<0.5时，协同。
进一步的，酯类物质A、B及AB二元混合物在各个梯度同一浓度下的实际检测概率存在随机性，利用校正公式P＝(3*p-1)/2，P：校正检测概率，p：实验检测概率(大写P代表校正以后的检测概率，小写p代表实验检测概率)，校正检测概率减少实验因随机性导致的误差。
进一步的，测定AB二元混合物的实测阈值时，混合物中物质A和物质B的浓度比值取决于物质A和物质B在苹果汁中测定的实际浓度比值。
进一步的，关键酯类物质A为苹果汁中的一种酯类物质，关键酯类物质B为苹果汁中的另外一种酯类物质。
进一步的，关键酯类物质A为丁酸乙酯，关键酯类物质B为乙酸丁酯，AB混合物为丁酸乙酯与乙酸丁酯的混合物。
本发明考察了苹果汁酯类物质浓度Q-检测概率P之间的关系，利用SigmaPlot12.0软件，建立S曲线模型，考察不同酯类物质组合前后的阈值变化，从而分析苹果汁酯类物质间香气协同作用的影响。
本发明和已有技术相比，其技术进步是显著的。本发明是一种全新的鉴定苹果汁酯类物质间香气协同作用的方法，操作简单快速，结果直观可靠。本发明对香气物质的研究取得了突破性进展，弥补了香气物质间香气协同作用研究技术方面的空白，为苹果汁风味的改善提供了理论支持和技术指导。
附图说明
图1为乙酸丁酯阈值S曲线图。
图2为丁酸乙酯阈值S曲线图。
图3为丁酸乙酯和乙酸丁酯二元混合物理论阈值与实测阈值S曲线图。
具体实施方式
为进一步阐释S曲线法对于苹果汁中酯类物质间香气协同作用的方法，下面结合实例作更详尽的说明。
本方法主要采用S曲线法对苹果汁中酯类物质间香气协同作用进行研究，具体步骤如下：
1)判断苹果汁酯类物质浓度Q和检测概率P关系：
在蒸馏水86.99％、蔗糖3％、葡萄糖6％、果糖4％、苹果酸0.01％的模拟苹果汁基质溶液中，将关键酯类物质丁酸乙酯(EB)、乙酸丁酯(BA)及丁酸乙酯与乙酸丁酯(EB+BA)的二元混合物以2为稀释因子分别测定其10个梯度下的检测概率，并通过校正公式P＝(3*p-1)/2得出校正检测概率P(EB)、P(BA)、P(EB+BA)。丁酸乙酯和乙酸丁酯第一个梯度点分别为8.00μg/kg，2560.00μg/kg。丁酸乙酯与乙酸丁酯二元混合物配比参照其在选取的苹果汁中的实际含量添加即丁酸乙酯34.44mg/kg，乙酸丁酯2.37mg/kg。
2)丁酸乙酯与乙酸丁酯香气协同作用判断：
利用Sigma Plot12.0软件，对上述步骤得出的10个数据点绘制酯类物质浓度Q-检测概率P的实测曲线，根据公式P＝1/(1+EXP(-(x-x0)/C))(相关系数R均大于0.95)得出实测拟合S曲线，当P＝0.5时对应的浓度为丁酸乙酯，乙酸丁酯，丁酸乙酯与乙酸丁酯二元混合物的实测阈值。通过加合公式P(EB+BA)＝P(EB)+P(BA)-P(EB)*P(BA)计算P(EB+BA)理论，由浓度与检测概率的理论曲线通过公式P＝1/(1+EXP(-(x-x0)/C))得到的理论拟合S曲线模型得出其理论阈值。依据实测阈值与理论阈值的比值D判断丁酸乙酯和乙酸丁酯间香气协同作用，即D＝实测阈值/理论阈值，当D>2时，掩盖；当1<D<2时，部分掩盖；当D＝1时，无作用；当0.5<D<1时，部分加成；当D<0.5时，协同。
表1检测概率运算表
EB丁酸乙酯
BA乙酸丁酯
EB+BA丁酸乙酯与乙酸丁酯二元混合物
ax(EB)＝log(EB浓度)
bP(EB)＝1/(1+exp(-(x+2.79)/0.28))
cx(BA)＝log(BA浓度)
dP(BA)＝1/(1+exp(-(x+1.07)/0.36))
ex(混合)＝log(EB浓度+BA浓度)
fP(EB+BA)理论＝P(EB)+P(BA)-P(EB)P(BA)
gP(EB+BA)校正实测＝((3*p实测)-1)/2
根据浓度与检测概率的S曲线模型，图1和图2清楚直观地看出，在模拟苹果汁基质溶液中丁酸乙酯的阈值为1.64μg/kg，乙酸丁酯的阈值为84.26μg/kg，R均大于0.95。由表1可以清楚地看出，需测定的10个梯度下，丁酸乙酯和乙酸丁酯的实测阈值，检测概率P(EB)及P(BA)，通过加合公式P(EB+BA)理论＝P(EB)+P(BA)-P(EB)*P(BA)计算P(EB+BA)理论。绘制丁酸乙酯与乙酸丁酯二元混合物物质浓度Q-检测概率P关系曲线(图3)，并根据P＝1/(1+EXP(-(x-x0)/C))进行拟合，当P(EB+BA)理论＝0.5时，对应的浓度为理论阈值即2.92μg/kg。根据浓度与检测概率的实测拟合S曲线模型得出在模拟苹果汁基质溶液中丁酸乙酯与乙酸丁酯二元混合物的实测阈值为0.87μg/kg。由图3可以直观地看出，丁酸乙酯与乙酸丁酯二元混合物的实测阈值与理论阈值的比值D＝0.30(D<0.5)，因此在模拟苹果汁基质溶液中丁酸乙酯与乙酸丁酯之间具有香气协同作用。
由此可见，本发明的S曲线法鉴定酯类物质间香气协同作用，操作简单快速，结果直观可靠。图3为采用本发明的S曲线法获得的丁酸乙酯和乙酸丁酯香气协同作用的检测结果。

Claims (5)

1.一种基于S曲线法分析苹果汁酯类物质香气协同作用的方法，其特征在于包括下列步骤：
1)一个判断苹果汁酯类物质浓度Q和检测概率P关系的步骤，在模拟苹果汁基质溶液中，将关键酯类物质A、B及AB二元混合物以2为稀释因子分别测定10个梯度下，物质A、B及AB二元混合物的检测概率P(A)、P(B)、P(AB)；p为p＝嗅闻正确人数/嗅闻总人数；
2)一个判断苹果汁酯类物质间香气协同作用的步骤，利用Sigma Plot12.0软件，对上述步骤得出的10个数据点绘制物质浓度Q-检测概率P的曲线，线性相关系数R应大于0.95，根据公式P＝1/(1+EXP(-(x-x0)/C))进行拟合；
P＝1/(1+EXP(-(x-x0)/C))；
x为浓度对数值，logQ，Q为物质浓度；
xo为阈值对数值(P＝0.5)；
b＝1/C为S曲线的斜率；
P为检测概率；
从而确立不同酯类物质的浓度与检测概率的S曲线模型，并由此计算出酯类物质的阈值；根据实测阈值和理论阈值的比值，判断酯类物质间香气协同作用；
酯类物质的实测阈值，通过物质浓度Q-检测概率P绘制实测曲线，并根据公式P＝1/(1+EXP(-(x-x0)/C))得出实测拟合S曲线，校正检测概率P＝0.5时，对应的浓度为实测阈值；
AB二元混合物的理论阈值，通过加合公式P(AB)＝P(A)+P(B)-P(A)*P(B)计算P(AB)理论，结合物质浓度Q-检测概率P绘制理论曲线，并根据公式P＝1/(1+EXP(-(x-x0)/C))得出理论拟合S曲线，校正检测概率P＝0.5时，对应的浓度为理论阈值；
酯类物质间香气协同作用判断依据实测阈值与理论阈值的比值即D＝实测阈值/理论阈值；
当D>2时，掩盖；
当1<D<2时，部分掩盖；
当D＝1时，无作用；
当0.5<D<1，部分加成；
当D<0.5时，协同。
2.根据权利要求1所述的一种基于S曲线法分析苹果汁酯类物质香气协同作用的方法，其特征在于：酯类物质A、B及AB二元混合物在各个梯度同一浓度下的实际检测概率存在随机性，利用校正公式P＝(3*p-1)/2，P：校正检测概率，p：实验检测概率，校正检测概率，减少实验因随机性导致的误差。
3.根据权利要求1所述的一种基于S曲线法分析苹果汁酯类物质香气协同作用的方法，其特征在于：测定AB二元混合物的实测阈值时，混合物中物质A和物质B的浓度比值取决于物质A和物质B在苹果汁中测定的实际浓度比值。
4.根据权利要求1所述的一种基于S曲线法分析苹果汁酯类物质香气协同作用的方法，其特征在于：关键酯类物质A为苹果汁中的一种酯类物质，关键酯类物质B为苹果汁中的另外一种酯类物质。
5.根据权利要求1所述的一种基于S曲线法分析苹果汁酯类物质香气协同作用的方法，其特征在于：关键酯类物质A为丁酸乙酯，关键酯类物质B为乙酸丁酯，AB混合物为丁酸乙酯与乙酸丁酯的混合物。
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