香櫞葉片和果實(shí)揮發(fā)性香氣成分研究

冼偉光，袁瑜貴，扎西羅布，張立永，央 宗，鄭麗霞，陳文勝

（1.西藏自治區(qū)墨脫縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，西藏 林芝 860700；2.廣東省佛山市云勇生態(tài)林養(yǎng)護(hù)中心，廣東 佛山 528518；3.佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院 食品科學(xué)與工程學(xué)院，廣東 佛山 528225）

香櫞（Citrus medica L.）又名枸櫞，為蕓香科柑橘屬常綠灌木或小喬木，原產(chǎn)于我國(guó)東南部，主要分布在福建、云南、湖北、重慶、江浙、兩廣等地［1］。香櫞用途廣泛，渾身是寶，在我國(guó)栽種歷史已有2 000 余年，多被用作藥材、綠化植物或作為柑橘和金橘的砧木使用［2］。柑橘屬植物精油一直廣泛用于食品、飲料、化妝品、醫(yī)藥以及芳香療法，具有抗菌、抗氧化、抗癌等多種功效［3］，不同品種的柑橘屬植物精油其成分組成和香氣特征乃至功效往往存在一定的差別［4］。香櫞中富含揮發(fā)油，從葉片和果實(shí)中提取的精油在卷煙加香中取得良好效果［5-6］。

廣東省柑橘栽培歷史悠久，是我國(guó)柑橘的主產(chǎn)區(qū)和原產(chǎn)地之一。西藏自治區(qū)墨脫縣是香櫞的重要原產(chǎn)地之一，引進(jìn)墨脫香櫞到佛山市試種對(duì)豐富廣東省柑橘品種的種質(zhì)資源，新品種的改良和選育等具有重要意義。為了更好地利用香櫞品種資源，本文通過頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)香櫞葉片和果實(shí)揮發(fā)性化學(xué)成分及香氣特征進(jìn)行分析鑒定，為其育種及應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

墨脫香櫞引種至佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院校園種植，香櫞葉片采自本校內(nèi)墨脫香櫞種植基地，洗去表面灰塵雜質(zhì)，晾干備用；香櫞果實(shí)采自墨脫縣，清水洗凈、吸水紙擦干表面水分備用。

1.2 儀器與方法

將整個(gè)香櫞果切塊、香櫞葉片各25 g 分別置于適宜的樣品瓶和廣口瓶中，用雙層錫箔紙封閉瓶口，再用封口膜封住錫箔紙。樣品采用頂空固相微萃取氣質(zhì)聯(lián)用法（HS-SPME-GC-MS）測(cè)定，將密封后的樣品靜置平衡60 min，頂空萃取（50/30 μm DVB/CAR/PDMS SPME Fiber，Supelco）60 min，在氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀7890B-5977A（Agilent，USA）進(jìn)樣口（220℃）解吸3 min。

1.3 GC-MS 條件

色譜條件：色譜柱HP-5MS 石英毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；載氣為高純氦氣（99.999 %），流速1.0 mL/min；進(jìn)樣口溫度250 ℃；不分流進(jìn)樣；色譜-質(zhì)譜接口溫度280 ℃；柱升溫程序：起始溫度40 ℃，保持2 min，以4 ℃/min 速度升溫至196 ℃，保持2 min，再以8 ℃/min 速度升至280 ℃，保持2 min。質(zhì)譜條件：EI 離子源230 ℃，電子能量70 eV，掃描質(zhì)量范圍35～450 amu。

1.4 化合物的定性與定量分析

各組分采用計(jì)算機(jī)譜庫(kù)（美國(guó)NIST 2014）進(jìn)行檢索及匹配分析，并結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行人工譜圖解析、各成分的相對(duì)保留時(shí)間等進(jìn)行定性分析；按峰面積歸一法計(jì)算各峰面積的相對(duì)含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 香櫞葉片揮發(fā)性香氣成分分析

圖1 為香櫞葉片揮發(fā)性物質(zhì)的GC-MS 總離子流圖，通過譜庫(kù)檢索鑒定出69 種揮發(fā)性成分，其中相似度大于75 %的化合物有56 種，如表1 所示，分別是：36 種烯類，相對(duì)含量為30.12 %；12 種醇類，相對(duì)含量為63.57 %；1 種醛類，相對(duì)含量為0.19 %；1 種苯類，相對(duì)含量0.78 %；3 種硅氧烷類，相對(duì)含量為0.97 %；1 種肟類，相對(duì)含量為1.00 %；2 種萘類，相對(duì)含量為0.16 %。

表1 香櫞葉片揮發(fā)性化合物成分分析結(jié)果

續(xù)表

圖1 香櫞葉片揮發(fā)性物質(zhì)的GC-MS 總離子流圖

香櫞葉片揮發(fā)性香氣成分物質(zhì)醇類相對(duì)含量最高，烯類次之，萘類物質(zhì)相對(duì)含量最少。除醇類和烯類物質(zhì)，其他化合物相對(duì)含量較低，均不超過1.00 %。揮發(fā)性成分含量最高的5 種物質(zhì)依次是：（-）-4-萜品醇（33.10 %）、桉葉油醇（24.00 %）、D-檸檬烯（7.31 %）、（+）-3-蒈烯（6.66 %）和α-松油醇（5.08 %），占整個(gè)揮發(fā)性化合物的76.15 %。

2.2 香櫞果實(shí)揮發(fā)性香氣成分分析

圖2 為香櫞果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)的GC-MS 總離子流圖，通過譜庫(kù)檢索鑒定出62 種揮發(fā)性成分，其中相似度大于80 %的化合物有51 種，如表2 所示，分別為烯類29 種、醛類7 種、醇類7 種、酮類3 種、酯類3 種、烷類1 種和其他化合物1 種。烯類化合物相對(duì)含量最高為75.92 %，主要是D-檸檬烯（53.00 %，是果實(shí)中最主要的揮發(fā)性化合物）、3-蒈烯（8.21 %）、β-月桂烯（2.75 %）、3，7-二甲基-1，3，7-辛三烯（2.47 %）、羅勒烯（1.83 %）、α-異松油烯（1.72 %）、β-紅沒藥烯（1.27 %）等；醇類化合物是第二大類物質(zhì)，相對(duì)含量為12.17 %，主要是橙花醇（5.10 %）和香葉醇（4.92 %）；醛類化合物相對(duì)含量為7.61 %，主要是（E）-3，7-二甲基-2,6-辛二烯醛（3.91 %）和香葉醛（3.03 %）；酯類化合物相對(duì)含量為3.82 %，主要是（Z）-3，7-二甲基-2，6-亞辛基-1-醇丙酸酯（2.22 %）；烷類物質(zhì)相對(duì)含量最少，只有0.02 %，為正二十烷；其他化合物為乙嘧替氟，相對(duì)含量為0.12 %。

表2 香櫞果實(shí)揮發(fā)性化合物成分分析結(jié)果

續(xù)表

圖2 香櫞果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)的GC-MS 總離子流圖

2.3 香櫞葉片和果實(shí)揮發(fā)性香氣成分比較

由表3～4 可知，香櫞葉片和果實(shí)均含有的揮發(fā)性化合物共3 類14 種，其中10 種烯類，包括β-月桂烯、3-蒈烯、α-異松油烯、D-檸檬烯、3-甲基-6-（1-甲基乙基）環(huán)己烯、別羅勒烯、δ-欖香烯、石竹烯、反式-α-香柑油烯和Z，Z，Z-1，5，9，9-四甲基-1，4，7-環(huán)十一碳三烯。還有3 種醇和1 種醛，分別為芳樟醇、4-萜烯醇、橙花醇和香葉醛。綜上，香櫞葉片揮發(fā)性化合物相對(duì)含量中有17.96 %與果實(shí)相同，揮發(fā)性化合物種類中有25.00 %與果實(shí)相同；香櫞果實(shí)揮發(fā)性化合物相對(duì)含量中有17.41 %與葉片相同，揮發(fā)性化合物種類中有27.45 %與葉片相同。

表3 香櫞葉片和果實(shí)的揮發(fā)性成分種類數(shù)及其相對(duì)含量

表4 香櫞葉片和果實(shí)的相同揮發(fā)性成分

續(xù)表

3 討論

固相微萃取方法在植物香氣萃取上應(yīng)用較為廣泛，方便快捷，綠色環(huán)保，靈敏度高，能有效避免萃取樣品中的非揮發(fā)性雜質(zhì)成分對(duì)氣相色譜柱的污染［7-8］。氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)是目前鑒定風(fēng)味物質(zhì)最有效、最常用的方法，通過GC 分析，結(jié)合MS 輔助定性，可鑒定出大部分成分［9］。本研究采用HSSPME-GC-MS 技術(shù)對(duì)香櫞葉片和果實(shí)揮發(fā)性香氣成分的分析鑒定，相似度大于75 %的葉片揮發(fā)性組分有7 類56 種，果實(shí)有7 類51 種，其中二者共有的揮發(fā)性組分有3 類14 種。烯類和醇類化合物在葉片和果實(shí)的相對(duì)含量均較高，說明葉片和果實(shí)的香氣物質(zhì)主要來源于烯類和醇類化合物。葉片中醇類化合物占主導(dǎo)，尤其是（-）-4-萜品醇（33.10 %）和桉葉油醇（24.00 %），醇類化合物對(duì)葉片的香氣有重要貢獻(xiàn)，并且這些香氣成分許多已被證明具有一定的抗氧化、抗菌、抗炎等功能，例如（-）-4-萜品醇具有很好的抗炎作用，是魚腥草注射液的主要成分之一［10］；桉葉油醇具有抗炎、抗菌和抗氧化等重要藥用價(jià)值，是炎癥細(xì)胞因子的強(qiáng)抑制劑［11］。

香櫞果實(shí)則以烯類化合物為主，其中D-檸檬烯（53.00 %）的含量最高，其具有新鮮橙子香氣及檸檬樣香氣，常被用作食品中的香精香料添加劑［12］；3-蒈烯相對(duì)含量均僅次于D-檸檬烯，屬天然等同香料，具有強(qiáng)烈的松木樣香氣，可應(yīng)用于多種食用香精中，亦可作為合成香料的原料［13］，還可用于農(nóng)藥、藥物和化妝品，是增塑劑等化學(xué)品中重要的原料之一［14］。前人研究表明，香櫞葉片或果實(shí)中含量較高的烯類化合物如D-檸檬烯具有廣譜抗菌作用，含量較低的成分如α-異松油烯、α-蒎烯等對(duì)抑菌作用的發(fā)揮也有重要貢獻(xiàn)［15-16］。香櫞葉和果揮發(fā)性化學(xué)成分常用在卷煙加香中［5-6］，李雪梅等研究報(bào)道香櫞葉揮發(fā)性成分中的檸檬烯、橙花醛、香葉醛、芳樟醇、橙花醇、葉醇、香茅醇及其酯類等構(gòu)成其致香的重要化學(xué)成分，適量添加能明顯改善和修飾卷煙香氣，這些成分的大部分在本研究中均有發(fā)現(xiàn)［5］。

本研究分析了墨脫香櫞葉片和果實(shí)的揮發(fā)性香氣成分，并探討了其主要化學(xué)成分的生物活性功效，為引種到廣東佛山的墨脫香櫞資源在食品、藥品、日化用品上的應(yīng)用提供一定的參考。