懷枝荔枝中游離態(tài)和鍵合態(tài)風(fēng)味物質(zhì)的檢測分析

李春美，郝菊芳，鐘慧臻，徐玉娟

(1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430070；2.廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，廣東省農(nóng)產(chǎn)品加工公共實驗室，廣東 廣州 510610)

懷枝荔枝中游離態(tài)和鍵合態(tài)風(fēng)味物質(zhì)的檢測分析

李春美1，郝菊芳1，鐘慧臻1，徐玉娟2

(1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430070；2.廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，廣東省農(nóng)產(chǎn)品加工公共實驗室，廣東 廣州 510610)

以懷枝荔枝為研究對象，采用β-葡萄糖苷酶水解，結(jié)合Amberlite XAD-2樹脂吸附和GC-MS分析技術(shù)研究其游離態(tài)和鍵合態(tài)香氣組成。結(jié)果表明，懷枝荔枝中游離態(tài)和鍵合態(tài)香氣成分在組成和含量上差異較大。懷枝荔枝中游離態(tài)香氣成分有41種，含量較高的有苯甲酸、香葉醇、1,2-苯二羧酸二異辛酯、苯乙醇、棕櫚酸甲酯、富馬酸二甲酯、苯甲醇等；鍵合態(tài)香氣成分有33種，含量較高的有苯甲酸、香葉醇、山梨酸、苯乙醇、苯甲醇、鄰苯二甲酸二丁酯、金合歡醇、香茅醇等。其中有15種物質(zhì)包括1-十一醇、1-己醇、2-庚醇、3-辛醇、β-月桂烯、苯甲醛等在游離態(tài)組分中并不存在，且荔枝中典型香氣成分包括香葉醇、苯甲醇、苯乙醇、香茅醇等在含量上鍵合態(tài)都比游離態(tài)多。

懷枝；荔枝；游離態(tài)；鍵合態(tài)；β-葡萄糖苷酶；風(fēng)味物質(zhì)

果蔬中的風(fēng)味物質(zhì)有些是以游離態(tài)存在，另一些與糖類形成糖苷以鍵合態(tài)的形式存在。與糖類鍵合的這類物質(zhì)本身不揮發(fā)，無香味，但若用酶水解，可產(chǎn)生濃郁的具有天然特征風(fēng)味的物質(zhì)[1]。Gunata等[2]研究表明葡萄汁中存在游離態(tài)與鍵合態(tài)形式的橙花醇與香葉醇，且葡萄皮比葡萄汁中含量高，在玫瑰香葡萄中，汁中有2/3的香氣物質(zhì)以鍵合態(tài)形式存在，皮中以鍵合態(tài)形式存在的香氣物質(zhì)占1/3，且鍵合態(tài)的萜類物質(zhì)含量從綠熟期開始升高，至完熟期達(dá)到最高點。宛曉春等[3-4]對哈密瓜和山楂中的游離態(tài)和鍵合態(tài)風(fēng)味化合物進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)哈密瓜和山楂中的鍵合態(tài)風(fēng)味物質(zhì)組分均比游離態(tài)組分多。

目前國內(nèi)外有關(guān)荔枝風(fēng)味的研究報道很少，對其鍵合態(tài)香氣成分的研究更少，僅Chyau等[5]采用樹脂吸附法分析了荔枝中游離態(tài)和鍵合態(tài)的香味化合物，表明荔枝中有相當(dāng)大一部分香氣化合物是以鍵合態(tài)形式存在的，但國內(nèi)關(guān)于荔枝鍵合態(tài)香氣成分的研究尚未見文獻(xiàn)報道。

本實驗采用Amberlite XAD-2樹脂吸附，選擇不同的溶劑洗脫，采用β-葡萄糖苷酶水解的方法對懷枝荔枝中游離態(tài)和鍵合態(tài)芳香組分進(jìn)行定性和定量研究，對于闡述荔枝香味的組分及其生源等風(fēng)味物質(zhì)生成理論有一定意義，同時，為充分利用荔枝中潛在的風(fēng)味物質(zhì)前體，提高荔枝制品的天然風(fēng)味尋找依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

懷枝荔枝由廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所茂名市荔枝種植示范基地提供，于6月下旬、采摘八成熟荔枝、選取新鮮、無病蟲害的果實。

6890GC/5975MS型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(配7683自動進(jìn)樣器) Agilent公司。

1.2 方法

1.2.1 荔枝汁的制備

將懷枝荔枝果肉用組織搗碎機(jī)勻漿30s，用粗紗布過濾除去皮渣，再通過冷凍離心機(jī)在4℃條件下12000 r/min離心15min，所得清汁于-20℃冰箱貯存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2Amberlite XAD-2樹脂的處理

稱取50g XAD-2樹脂在索氏抽提器中分別用戊烷、乙酸乙酯和甲醇回流處理各10h，然后貯于甲醇中備用。使用時將洗凈的XAD-2以甲醇為溶劑濕法裝柱，以500mL蒸餾水以10mL/min流速洗柱后即可使用[2]。

1.2.3 樣品中游離態(tài)和鍵合態(tài)香氣成分的分離

將荔枝清汁以2mL/min的流速流經(jīng)處理好的Amberlite XAD-2柱(50cm×1cm)，先用500mL去離子水洗柱以除去水溶性的糖、酸物質(zhì)，然后用500mL乙醚:戊烷(體積比為1:1)洗柱得到游離態(tài)風(fēng)味組分，再用500mL甲醇洗脫吸附在柱上的鍵合態(tài)風(fēng)味組分，收集鍵合態(tài)洗液。將所得的游離態(tài)風(fēng)味組分經(jīng)無水Na2SO4干燥，減壓濃縮至10mL，再用N2吹去剩余溶劑，最終濃縮至0.5mL供GC、GC-MS分析，樣品制備，重復(fù)3次；鍵合態(tài)洗液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器上減壓濃縮(水浴溫度35℃)至干，用100mL 0.1mol/L的檸檬酸-Na2HPO4緩沖液(pH5.0)溶解，再用100mL乙醚:戊烷(體積比為1:1)分3次萃取以除去可能存在的游離態(tài)芳香組分，水相備用。

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1.2.4 鍵合態(tài)組分的酶法水解

在水相中加入β-葡萄糖苷酶45mg(7.21U/mg)，樣品置于頂空瓶中壓蓋密封，于40℃水浴保溫3d，用乙醚:戊烷(1:1)150mL分3次萃取酶解液，無水硫酸鈉干燥，N2濃縮至0.5mL供GC-MS分析，樣品制備，重復(fù)3次。

1.2.5GC-MS分析

色譜條件：HP-5石英毛細(xì)管柱(30m×250μm，0.25μm)；程序升溫：40℃保持2min，以3℃/min升至90℃保持2min，然后以2℃/min升至105℃保持3min，再以2℃/min升至230℃保持5min；進(jìn)樣口溫度270℃。

質(zhì)譜條件：電離方式EI，電子能量70eV，燈絲發(fā)熱電流0.25mA，電子倍增器電壓1000V，離子源溫度230℃，接口溫度250℃，掃描范圍40～400u。

1.2.6 譜圖分析

定性：由GC-MS分析得到的質(zhì)譜數(shù)據(jù)經(jīng)計算機(jī)在NIST標(biāo)準(zhǔn)譜庫的檢索及參照已發(fā)表的質(zhì)譜資料，鑒定了大部分峰[6-10]。

定量：采用內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行定量。內(nèi)標(biāo)選用環(huán)己酮，質(zhì)量濃度為70.074μg/L。

2 結(jié)果與分析

圖1 懷枝荔枝中游離態(tài)(a)和鍵合態(tài)(b)香氣物質(zhì)總離子流圖Fig.1 Total ion chromatogram of free (a) and bound (b) aroma components in Huaizhi litchi

表1 懷枝荔枝中游離態(tài)和鍵合態(tài)香氣組分Table 1 Content of free and bound aroma compounds in Huaizhi litchi

從圖1可以看出，懷枝中游離態(tài)和鍵合態(tài)香氣成分在組成和含量上差異較大。結(jié)合NIST98數(shù)據(jù)庫經(jīng)計算機(jī)檢索，并按各峰的質(zhì)譜裂片圖與文獻(xiàn)資料核對，從而確定了懷枝荔枝游離態(tài)和鍵合態(tài)香氣化合物(表1)。

由表1可見，懷枝荔枝中游離態(tài)香氣組分有 41種，含量較高的有苯甲酸、鄰苯二甲酸二丁酯、1,2-苯二羧酸二(2-甲基丙基)酯、香葉醇、1,2-苯二羧酸二異辛酯、苯乙醇、棕櫚酸甲酯、富馬酸二甲酯、苯甲醇。從含量上看，苯甲酸、鄰苯二甲酸二丁酯雖然含量很高，但其香氣微弱，對懷枝荔枝汁的香氣貢獻(xiàn)不大。香葉醇具有玫瑰花香，苯乙醇具特有的甜香味，苯甲醇具有令人愉快的水果香氣[11]，它們對構(gòu)成荔枝特征香氣起著重要作用，是懷枝荔枝游離態(tài)風(fēng)味的主要組成成分。Chyau等[5]在荔枝游離態(tài)香氣中檢測到乙偶姻、香葉醇、3-甲基-2-丁烯-1-醇等物質(zhì)，其中乙偶姻含量最高，該物質(zhì)天然存在于谷物、酒中，具有令人愉快的奶油似的香氣和風(fēng)味，本實驗未檢測到該物質(zhì)。同時，Chyau等[5]在荔枝中檢測到的酸類物質(zhì)中辛酸的含量較高，而本實驗檢測到懷枝荔枝中苯甲酸含量很高。此外，國外在荔枝游離態(tài)中只檢測到乙酸松油酯1種酯類物質(zhì)，本實驗在懷枝荔枝中檢測到富馬酸二甲酯、苯甲酸甲酯、戊二酸二甲酯、丁二酸二丁酯等12種酯類物質(zhì)。據(jù)分析，所選荔枝的品種和產(chǎn)地不同可能是導(dǎo)致結(jié)果差異的主要原因之一。

懷枝荔枝中鍵合態(tài)香氣組分有33種。苯甲酸含量最高，其次是香葉醇、山梨酸、苯乙醇、苯甲醇、鄰苯二甲酸二丁酯、金合歡醇、香茅醇。其中香葉醇和苯甲醇的含量比游離態(tài)高了10倍左右，苯乙醇含量高了2倍左右。此外，1-辛烯-3-醇、α-松油醇、反,反-2,6-二甲基-2,6-辛二烯-1,8-二醇、羅勒烯等物質(zhì)的含量均比游離態(tài)要高，由此可見，懷枝荔枝中存在大量的鍵合態(tài)香氣成分，通過酶解可以將其釋放出來。國外研究發(fā)現(xiàn)荔枝中鍵合態(tài)香氣成分主要是香葉醇和香葉醛[5]，本實驗檢測到懷枝鍵合態(tài)香氣成分中香葉醇含量很高，但未檢測到香葉醛。此外，Chyau等[5]在荔枝中檢測到鍵合態(tài)的苯甲醇、苯乙醇、月桂烯、芳樟醇等典型香氣成分在本實驗中都被檢出，并且本實驗還檢測到1-十一醇、反,反-2,6-二甲基-2,6-辛二烯-1,8-二醇、2-庚醇、3-辛醇、己二酸二(2-甲基丙基)酯、1,2-苯二羧酸二(2-甲基丙基)酯等香氣物質(zhì)，這些在以往的研究中都未見報道。懷枝荔枝中鍵合態(tài)主要風(fēng)味組分苯甲酸、香葉醇、苯乙醇等。它們的生物合成途徑與莽草酸途徑有關(guān)，莽草酸在ATP的幫助下，通過一系列反應(yīng)形成了苯丙氨酸和酪氨酸，苯丙氨酸經(jīng)從L-苯丙氨酸-氨-裂解酶作用生成肉桂酸，肉桂酸可作為食品中芳香族香味物的中間體[12]，并生成肉桂酸甲酯或乙酯，去掉一個乙酸酯的基團(tuán)生成苯甲酸類，并還原生成各種苯甲醛類和芐醇類。懷枝荔枝中的鍵合態(tài)風(fēng)味物質(zhì)，芳香族化合物占有很大比重，很有可能來自這一生物合成途徑。

懷枝荔枝汁中的糖苷部分被甲醇從XAD-2柱上洗脫下來，嗅不出任何香氣，但當(dāng)用葡萄糖苷酶水解時，可聞到明顯的香味，只是沒有游離態(tài)香氣那樣有刺激感，而是較為柔和，可見鍵合態(tài)的香氣組分對荔枝香氣起著重要作用，用β-葡萄糖苷酶水解有明顯的增香作用。懷枝荔枝中有相當(dāng)部分的萜醇是以鍵合態(tài)存在，酶解可使之釋放出來以增強(qiáng)荔枝香氣，充分發(fā)揮荔枝中潛在的芳香物質(zhì)。在釋放出來的34種鍵合態(tài)風(fēng)味物質(zhì)中，有15種物質(zhì)在游離態(tài)組分中不存在，分別是1-十一醇、1-己醇、2-庚醇、3-辛醇、α-甲基-苯甲醇、芳樟醇、香茅醇、金合歡醇、丁二酸二(2-甲基丙基)酯、4-(3-羥基-1-丁烯基)-3,5,5-三甲基-2-環(huán)己烯酮、β-月桂烯、3-甲基-2-丁烯酸、3,4,5-三甲氧基-苯酚、苯甲醛、鄰苯二甲酸酐。其中，1-己醇在橙汁里被檢測到以鍵合態(tài)形式存在，其具有典型的水果香氣及芬芳的風(fēng)味；2-庚醇在獼猴桃中被檢出，其具有檸檬樣的香氣[13]；宛曉春等[3]在哈密瓜中發(fā)現(xiàn)鍵合態(tài)的苯甲醛，其具有特殊的杏仁似的芳香味道；香茅醇具有玫瑰花香，曾發(fā)現(xiàn)該物質(zhì)在檸檬汁中以鍵合態(tài)形式存在[14]；芳樟醇具有典型的花香香氣，在茶葉[15]、橙汁[16]、哈密瓜[3]中都被檢出。

許多香氣化合物如1-辛烯-3-醇、苯甲醇、苯乙醇、香葉醇、α-松油醇、反,反-2,6-二甲基-2,6-辛二烯-1,8-二醇、苯甲酸甲酯、6-甲基-5-庚烯-2-酮、檸檬烯等在游離態(tài)和鍵合態(tài)中均存在。荔枝中典型香氣成分包括香葉醇、苯甲醇、苯乙醇、香茅醇等在含量上鍵合態(tài)都比游離態(tài)多。其中香葉醇，在游離態(tài)和鍵合態(tài)中含量均較高，結(jié)合GC-O分析[17]，香葉醇具特有的玫瑰似的香氣，對構(gòu)成荔枝特征香氣起著重要作用，這與Chyau等[5]的研究結(jié)果是一致的。

3 結(jié) 論

3.1 懷枝荔枝中游離態(tài)香氣組分有41種，含量較高的有苯甲酸、鄰苯二甲酸二丁酯、1,2-苯二羧酸二(2-甲基丙基)酯、香葉醇、1,2-苯二羧酸二異辛酯、苯乙醇、棕櫚酸甲酯、富馬酸二甲酯、苯甲醇。

3.2 懷枝荔枝中鍵合態(tài)香氣組分有33種。苯甲酸含量最高，其次是香葉醇、山梨酸、苯乙醇、苯甲醇、鄰苯二甲酸二丁酯、金合歡醇、香茅醇。其中香葉醇和苯甲醇的含量比游離態(tài)高10倍左右，苯乙醇含量高了2倍左右。

3.3 酶解可使荔枝中鍵合態(tài)香氣釋放出來，充分發(fā)揮荔枝中潛在的芳香物質(zhì)，達(dá)到增香調(diào)控的作用。

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Free and Glycosidically Bound Volatile Flavor Compounds in Fruit of Litchi chinensis Huaizhi

LI Chun-mei1，HAO Ju-fang1，ZHONG Hui-zhen1，XU Yu-juan2
(1. College of Food Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China；2. Sericulture and Agri-food Research Institute, Guangdong Academy of Agricultural Sciences, Guangdong Open Access Laboratory of Agricultural Product Processing, Guangzhou 510610, China)

Free and glycosidically-bound volatile compounds were isolated and identified from Huaizhi litchi juice using an Amberlite XAD-2 column and GC-MS. The volatile compounds from the bound fraction were released by hydrolysis with almond β-glucosidase. The results indicated that the differences of aromatic constituents in composition and content between free and bound fraction were significant. Totally 41 and 33 compounds were identified in free and bound fraction, respectively. In the free fraction, the major volatile compounds found were benzenecarboxylic acid, geraniol, 1,2-benzenedicarboxylic acid diisooctyl ester, phenylethyl alcohol, hexadecanoic acid methyl ester, (E)-2-butenedioic acid dimethyl ester , benzyl alcohol, etc. However, in the bound fraction, the latent major volatile compounds found were benzenecarboxylic acid, geraniol, sorbic acid, phenylethyl alcohol, penzyl alcohol, dibutyl phthalate, farnesol, citronellol, etc. In addition, there were 15 compounds that just existed as glycosides, such as 1-undecanol, 1-hexanol, 2-heptanol, 3-octanol, beta-myrcene, benzaldehyde, etc. Especially the contents of typical aroma in litchi such as geraniol, benzyl alcohol, phenylethyl alcohol and citronellol were higher than those in free fraction.

Huaizhi；Litchi chinensis；free；glycosidically-bound；β- glucosidase；volatile compounds

TS207.3

A

1002-6630(2010)24-0268-04

2009-09-08

國家-廣東省聯(lián)合基金項目(u0731005)

李春美(1973—)，女，副教授，博士，主要從事天然產(chǎn)物化學(xué)研究。E-mail：lichmyl@126.com