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科学实验论证小青柑白霜,用实验数据击破柑普茶“发霉说”

时间: 2018-03-23 15:30:41 来源: 作者: 点击: 0 次

茶界新宠-火爆的“小青柑

  柑普茶是近几年倍受消费者青睐的“果茶”,特别是“小青柑”最受追捧。它将普洱茶的陈、醇、滑与柑橘的清香与甜醇融为一体,形成独特风味的口感。同时将普洱茶的暖胃助消化与柑橘的清肺消食功能相容互补,具有极高的营养与功效价值。柑橘配普洱,可谓天生绝配。无论春夏秋冬,无论大人小孩,皆可品饮。
  小青柑“白霜”现象的出现

随着小青柑消费市场的逐步扩大,很多消费者在拆开小青柑包装袋后发现:有的小青柑表面出现类似“白霜”的白色物质。这样的小青柑还能不能喝?这些“白霜”到底是啥?

针对“白霜”现象,通过查阅文献资料发现有“果霜说”、“发霉说”、“柑油说”、“盐说”等说法,但此类说法大都根据经验或类似现象的简单推论与判断,缺乏科学依据。

“白霜”究竟是什么物质

为探究小青柑表面挂“白霜”之谜,给消费者一个科学的解释,大益七号院对此进行了深入系统的专题研究。现已研究证实:“白霜”主要是柠檬烯,属单萜类化合物,无色油状液体,有类似柠檬的香味。具有良好的镇咳、祛痰、抑菌作用。

想知道大益七号院是怎么把这个“白霜之谜”侦破的么?以下实验过程,有图有真相,各位仔细看哦:

多项验证“白霜”是否为微生物?

微生物纯培养验证

首先配制细菌、丝状真菌易生长的PDA培养基制成平板;然后在超净台内打开小青柑密封包装,通过无菌操作将小青柑表面“白霜”用灭菌后的竹签刮下并均匀涂至PDA平板上;接着将PDA平板放置于37℃培养箱培养,3天后观察平板表面菌落生长情况,并无明显菌落产生。

“白霜”无菌操作涂板

培养3天后的平板

解剖镜镜检验证

将覆有“白霜”的柑皮表层切开,露出柑皮“油室”,置于解剖镜下观察,发现“白霜”实质上是一些白色或淡黄色粉末,极有可能属于柑皮表层油室的溢出物,而非微生物。

柑皮表层的解剖镜照片

显微镜镜检验证

使用解剖刀将柑皮表层“白霜”刮下,将粉末置于载玻片上,载玻片放置在倒置显微镜下进行观察,在40倍范围内找到“白霜”颗粒,逐步放大物镜倍数,分别在放大100倍、200倍和400倍条件下观察“白霜”形态呈晶体状。

100倍镜检图

200倍镜检图

400倍镜检图

小青柑表面的“白霜”通过微生物纯培养、解剖镜和显微镜镜检等实验研究证实:“白霜”非微生物,而是柑橘挥发油结晶物。

白霜”的性质实验“白霜”挥发性验证将密封包装中表面覆盖有“白霜”的小青柑取出,将其放置于100℃烘箱12小时后,其表面“白霜”基本消失,验证了“白霜”的挥发性;

覆盖有“白霜”的小青柑柑皮

置于100℃烘箱12小时后的柑皮

同时,将具有“白霜”的小青柑裸露在正常室温放置,随着放置时间延长,“白霜”减少,直至消失。

该实验证明:“白霜”具有易挥发性“白霜”溶解性实验由于“白霜”溶解性实验需要将小青柑置于液体中浸泡,为避免浸泡过程中小青柑内部茶叶色素溶出影响视觉判断,同时为使“白霜”能整体浸入液体,本实验使用同样覆有“白霜”的个青皮进行实验(个青皮为芸香科植物橘及其栽培变种的干燥幼果或为成熟果实的果皮,5-6月收集自落的幼果晒干,习称“个青皮”,亦称“青仔”。

个青皮

(七号院于2016年购自新会陈皮村,当地称为“青仔”,也覆盖有“白霜”)

选取两颗表面覆盖“白霜”程度相近的青仔,分别放置于水和无水乙醇中浸泡,10分钟后浸泡于无水乙醇中的青仔表面“白霜”逐渐消失,15分钟后取出两颗青仔晾干,发现置于无水乙醇中青仔的“白霜”已完全消失,而置于水中青仔的“白霜”依旧存在,

两颗表面覆盖“白霜”程度相近的青仔

两颗青仔分别放置于分别盛有水(左)和无水乙醇(右)的烧杯中浸泡

浸泡10分钟后照片

浸泡15分钟后晾干照片

该实验证明:“白霜”不溶于水,易溶于无水乙醇,“白霜”的物质鉴定结合“白霜”的挥发性及溶解性,决定使用GC-MS(气质联用仪)对其进行化学结构分析,并结合NIST11化合物数据库,对“白霜”结构进行检索。

首先,使用无水乙醇溶解柑皮表面的“白霜”制成待测溶液。再通过实验室技术从新鲜柑果中提取出挥发油,溶于无水乙醇中,作为分析过程中的对照。

无水乙醇溶解柑皮表面的“白霜”制成待测溶液

实验室技术提取的新鲜柑皮挥发油

将两个样品进行前处理(样品进入仪器前的净化处理)后,使用勐海茶厂CNAS实验室的GC-MS进行分析检测。

GC-MS系统(安捷伦7890A-5975C)

获得如下质谱参数:

a)进样方式:自动进样,

b)色谱柱:HP-5MS石英毛细管柱,

c)色谱柱温度:60℃保持2 rnin,然后以3℃ /min程序升温至220℃,保持20min ,

d)载气:氦气,纯度≥99. 999 %,流速1mL/min,

e)进样口温度:250 ℃ ,

f)进样量:1 μL,

g)进样模式:分流比50:1,溶剂延迟2min,

h)电子轰击源:70 eV ,

i)离子源温度:230℃,

j)GC-MS接口温度:280℃

通过仪器分析,发现“白霜”样品在谱图上只有1种主要物质,而与挥发油谱图进行比较发现,同一时间挥发油中也出现1种含量很高的物质。

“白霜”样品的检测图谱

柑皮挥发油的检测图谱

使用安捷伦化学工作站,结合NIST11数据库,对上面两张图中9分钟左右的峰进行分析,发现两者同为一种物质 “D-柠檬烯”。

该物质的质谱图及数据库匹配结果

该实验证明:“白霜”的主要成分为D-柠檬烯。

柠檬烯验证实验依据柠檬烯的理化性质,对“白霜”是柠檬烯进行性质验证实验。

根据柠檬烯与浓硫酸-香草醛溶液互溶时,出现红色,加入水之后,呈紫色的性质特点,将柑皮表面“白霜”刮下放入试管,制成样品1;将“白霜”的无水乙醇溶解液放入试管,制成样品2。

样品1——“白霜”粉末

样品2——“白霜”乙醇溶液

向两支试管中分别加入浓硫酸-香草醛溶液,轻微摇晃,试管中液体均变红。

样品1加入浓硫酸-香草醛溶液

样品2加入浓硫酸-香草醛溶液

再向两支试管中分别加入少量水,轻微摇晃,试管中液体均变成深紫色。

样品1再加入少量水

样品2再加入少量水

该实验进一步证明:“白霜”主要成分为D-柠檬烯

D-柠檬烯的理化性质及功效价值 D-柠檬烯又称苎稀,是单环单萜,分子量为136.24,组分为C10H16,为柠檬味液体,不溶于水,易溶于乙醇。柠檬烯是多种水果(主要为柑橘类)、蔬菜及香料中存在的天然成分。在柑橘类水果(特别是其果皮)含量较高。

柠檬烯具有良好的镇咳、祛痰、抑菌作用,复方柠檬烯在临床上用于利胆、溶石、促进消化液分泌和排除肠内积气;

“白霜”的形成研究证实“白霜”的主要成分为D-柠檬烯,是挥发油析出物,而小青柑解剖镜观察油室内为绿黄色物质,为什么析出呈白色物质。为此,七号院的研究员们又设计了氧化实验验证。

将低温烘制的小青柑表皮用刀刮开,可以看到大量油室中呈现出绿黄色物质,这些绿黄色物质即为挥发油经过烘制或日晒处理后的结晶物。

油室中的黄绿色物质

将上述处理的小青柑置于室温且通风良好的环境下,小青柑放置4小时之后观察,发现柑皮表面油室中的大部分绿黄色物质转变成白色。

油室中的黄绿色物质变成白色

该实验基本证实了“白霜”的形成过程:

由于柑橘幼果含有较为丰富的萜烯类挥发油(果实越成熟,萜烯类挥发油含量越低),在相对低温烘制或日晒过程中,由于烘温相对低,油室中保留一部分挥发油(柠檬烯为主要成分),且随着水分的散失,而在油室中呈固态绿黄色物质状态。

由于柠檬烯易挥发,若在密闭环境条件下,经过长时间的储藏,这些物质缓慢析出至柑皮表面并氧化为白色物质,形成“白霜”。

一般“白霜”会在挥发油含量丰富的小青柑出现,而挥发油含量较少的成熟柑果不会出现;在通风良好的环境下,“白霜”不会出现。

写在最后的话:经过大益七号院几个月的潜心研究,终于解开了小青柑“白霜”之谜。“D-柠檬烯”为“白霜”的主要成分,具有良好的功效,是柑橘幼果期含有丰富挥发油的标志。请大家放心品饮。但也应注意柑普茶的正确存放,防止发霉变质。


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