HS-SPME-GC-MS結(jié)合保留指數(shù)法分析百香果粉的風(fēng)味成分

袁源，劉洋洋，林麗靜，李積華，*

（1.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，廣東湛江524001；2.廣東省級(jí)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)（熱帶農(nóng)產(chǎn)品加工與檢測(cè)）產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)中心，廣東湛江524001）

HS-SPME-GC-MS結(jié)合保留指數(shù)法分析百香果粉的風(fēng)味成分

袁源1，2，劉洋洋1，2，林麗靜1，2，李積華1，2，*

（1.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，廣東湛江524001；2.廣東省級(jí)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)（熱帶農(nóng)產(chǎn)品加工與檢測(cè)）產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)中心，廣東湛江524001）

通過(guò)噴霧干燥技術(shù)制備百香果果粉，采用頂空固相微萃取-氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（Head Space-Solid Phase Micro Extraction-Gas Chromatography-Mass Spectrometry，HS-SPME-GC-MS），并結(jié)合保留指數(shù)法（Retention Index，RI）驗(yàn)證輔助定性，以及峰面積歸一化法確定比較各組分的相對(duì)含量，分析瞬間熱干燥技術(shù)對(duì)百香果風(fēng)味成分的影響。結(jié)果表明，噴霧干燥所制得果粉復(fù)溶果汁與原果汁對(duì)比分析后，兩者風(fēng)味成分基本類似，比例有較大變化。經(jīng)熱處理后的果粉仍具有主要風(fēng)味成分，與原果汁風(fēng)味相似。同時(shí)由于產(chǎn)生了新物質(zhì)，帶來(lái)了更多的風(fēng)味變化。噴霧干燥所得百香果果粉基本可以保證持有原有風(fēng)味，并為后續(xù)深入研究貯藏過(guò)程中風(fēng)味動(dòng)態(tài)變化研究奠定基礎(chǔ)。

百香果；頂空固相微萃取-氣相色譜質(zhì)譜法；保留指數(shù)；噴霧干燥；風(fēng)味成分

百香果，學(xué)名西番蓮，為西番蓮科西番蓮屬紫果西番蓮（Passiflora edulia Sims），多年生木質(zhì)藤本植物，是一種熱帶、亞熱帶水果。其果汁橙黃色，酸甜爽口，回味好，因具有濃郁、獨(dú)特而純正的香味，被譽(yù)為“飲料之王”[1-3]。由于其是世界上已知最芳香的水果之一，并且能同時(shí)呈多種水果香，幾乎涵蓋了熱帶、亞熱帶大部分水果的香型而被譽(yù)為百香果[4]。由于地處熱帶，如果不及時(shí)銷售，百香果鮮果在自然條件下極易脫水腐爛，失去經(jīng)濟(jì)價(jià)值；因此為了延長(zhǎng)貯藏期，降低貯藏、運(yùn)輸、包裝費(fèi)用，其常被制成果粉進(jìn)入銷售渠道或作為后續(xù)精深加工的原料[5-6]。

噴霧干燥技術(shù)（Spray-drying，SD）可通過(guò)快速蒸發(fā)暴露在高溫環(huán)境中的小霧滴水分達(dá)到瞬間干燥，由于其良好的質(zhì)量控制和連續(xù)化生產(chǎn)等特性，被廣泛用來(lái)生產(chǎn)粉狀產(chǎn)品[7]。噴霧干燥制得的果粉，既能擁有良好的外觀，還能較好的保持原有的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、氨基酸、維生素及礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分[8]。百香果噴霧果粉的開發(fā)是百香果產(chǎn)業(yè)深加工的一種新形式，不僅能達(dá)到長(zhǎng)期保藏目的，減少因腐敗造成的損失；還具有使用方便及可調(diào)性強(qiáng)等特點(diǎn)；并且能滿足無(wú)百香果季節(jié)和無(wú)百香果地區(qū)的消費(fèi)者需求。因此，百香果噴霧果粉系列產(chǎn)品擁有巨大的市場(chǎng)容量[9]。

風(fēng)味成分即香氣是評(píng)價(jià)百香果果粉品質(zhì)的重要依據(jù)之一。然而在制作成果粉過(guò)程中無(wú)可避免的熱干燥對(duì)其風(fēng)味成分的影響目前尚無(wú)報(bào)道。

采用保留指數(shù)（Retention index，RI）與MS共同定性，可使準(zhǔn)確度大大提高。國(guó)內(nèi)關(guān)于百香果風(fēng)味成分分析多采用MS直接定性，較少利用RI進(jìn)行驗(yàn)證[1-2，10-11]。為了更深入研究瞬間干燥技術(shù)對(duì)百香果風(fēng)味成分的影響，本研究采用頂空固相微萃取-氣相色譜質(zhì)譜技術(shù)（Head space-solid phase microextraction-gas chro

matography-mass spectrometry，HS-SPME-GC-MS）結(jié)合保留指數(shù)（Retention index，RI）法驗(yàn)證，對(duì)噴霧干燥加工的百香果果粉揮發(fā)性成分進(jìn)行定性，采用峰面積歸一化法進(jìn)行相對(duì)定量分析與原果汁進(jìn)行對(duì)比研究，以期為后續(xù)噴霧果粉品質(zhì)控制及開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮百香果：廣西浦北南國(guó)水果種植農(nóng)民專業(yè)合作社，由中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所熱帶農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物綜合利用研究室林麗靜副研究員鑒定為紫果西番蓮（Passiflora edulia Sims）。同批次鮮果經(jīng)實(shí)驗(yàn)室處理加工得鮮果汁（Original juice，OJ）、噴霧干燥果粉復(fù)溶所得果汁（Spray-drying，SD）

正己烷（色譜純）：德國(guó)Sigma公司；正構(gòu)烷烴標(biāo)（C7～C30）標(biāo)準(zhǔn)品：美國(guó)Supelco公司。

1.2 儀器與設(shè)備

QP2010-Plus氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（配有AOC-5000頂空，固相微萃取及液體注射器三合一自動(dòng)進(jìn)樣器)：日本島津公司；SPME萃取頭（Divinylbenzene/car boxen/polydimethylsiloxane，DVB/CAR/PDMS，50/30 μm）：美國(guó)Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1 固相微萃取條件

DVB/CAR/PDMS萃取頭在使用前，預(yù)老化1 h。分別稱取OJ、SD各2.0 g于20 mL頂空進(jìn)樣瓶中。首先將進(jìn)樣瓶放置在50℃溫度控制攪拌器中以250 r/min轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)平衡5 min；再在上述條件下將萃取頭插入進(jìn)樣瓶動(dòng)態(tài)萃取30 min；然后GC-MS進(jìn)樣，解吸溫度250℃，解吸時(shí)間10 min。

1.3.2 色譜條件

色譜柱：J&W VF-Waxms毛細(xì)管色譜柱（30 m× 0.25 mm×0.25 μm）；升溫程序：50℃保持2min，以5℃/ min升至220℃，保持10 min，以20℃/min升至240℃，保持5 min；載氣（He）流速1.6 mL/min；壓力100.0 kPa；進(jìn)樣量1 μL；不分流；進(jìn)樣口溫度240℃。

1.3.3 質(zhì)譜條件

電子轟擊離子源（EI）；電子能量70 eV；接口溫度250℃；離子源溫度200℃；檢測(cè)器增益電壓1.25 kV；質(zhì)量掃描范圍m/z 40～450。

1.3.4 RI值的測(cè)定

取C7～C30正構(gòu)烷烴標(biāo)準(zhǔn)品，以正己烷為溶劑配制濃度為0.1%的溶液，采取1.3.2-3相同的分析條件進(jìn)行分離，測(cè)定各正烷烴的保留時(shí)間。各成分的RI值根據(jù)Kovats公式進(jìn)行計(jì)算：

式中：RI為被分析組分的保留指數(shù)；tx為被分析組分流出峰的保留時(shí)間，min；tn為碳原子數(shù)為n的正構(gòu)烷烴流出峰的保留時(shí)間，min；tn+1為碳原子數(shù)為n+1的正烷烴流出峰的保留時(shí)間，min，且tn＜tx＜tn+1。

2 結(jié)果與分析

用1.3條件所得各組分峰用NIST Chemical Structures（美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)研究所，第八版）庫(kù)和Wiley Library（威廉圖譜庫(kù)，第九版）庫(kù)進(jìn)行檢索；結(jié)合文獻(xiàn)RI值，以質(zhì)譜匹配度和RI值匹配度最高的化學(xué)結(jié)構(gòu)為最佳鑒定結(jié)果；各組分峰相對(duì)含量的確定采用相對(duì)峰面積法，并得到相應(yīng)趨勢(shì)；各成分風(fēng)味參考描述來(lái)源：www.flavornet.org/和 http：//www.thegoodscentscompany. com。

百香果粉與原果汁大部分揮發(fā)性成分類似，相對(duì)含量變化較大，經(jīng)鑒定后選擇相似度高于80的23種主要揮發(fā)性化合物進(jìn)行比較分析。所得結(jié)果見表1。

表1 噴霧干燥果粉與原果汁風(fēng)味成分分析表Table 1 The analysis of flavor composition of powder spray driedand original juice of Passiflora edulia Sims

由表1可知，經(jīng)過(guò)噴霧干燥瞬間干燥技術(shù)所制得果粉的復(fù)溶果汁（SD）較原果汁（OJ）的風(fēng)味變化較明顯：（1）乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乙酸己酯、芳樟醇、4-辛烯酸乙酯、辛酸乙酯、1-甲基丁酸己酯、己酸葉醇酯、丁酸辛酯、己酸異丁酯、β-紫羅蘭酮、辛酸己酯等13種成分相對(duì)含量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。（2）3-羥基丁酸乙酯、β-月桂烯、苯乙醛、羅勒烯、丁酸異戊酯、3-羥基己酸乙酯、丁酸己酯、己酸己酯等8種成分相對(duì)含量呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，其中變化趨勢(shì)最為明顯的3-羥基丁酸乙酯和3-羥基己酸乙酯兩種成分，在SD中呈現(xiàn)大幅度上升趨勢(shì)，而其對(duì)應(yīng)母核丁酸乙酯和己酸乙酯這兩種成分在SD中呈現(xiàn)大幅度下降趨勢(shì)。可推測(cè)熱干燥氧化這兩種主要風(fēng)味成分最后生產(chǎn)羥基化合物。（3）同時(shí)瞬間干燥技術(shù)溫度較高發(fā)生了美拉德反應(yīng)，致使2種新成分糠醛、呋喃酮生成。

表2 百香果各主要成分的風(fēng)味描述Table 2 The flavor description of main compositions of Passiflora edulia Sims

由表1可知，所鑒定的23種揮發(fā)性成分，主要由酯類成分（16種）、烯烴類成分（3種）、酮類成分（2種）和醛類成分（2種）組成。揮發(fā)性成分呈現(xiàn)的風(fēng)味受主要成分及其含量的影響：主要成分種類變化導(dǎo)致呈現(xiàn)的香味產(chǎn)生區(qū)別，相對(duì)含量比例變化對(duì)整體香氣產(chǎn)生影響[2，12]。百香果原果汁中含有較高的丁酸乙酯（8.12），己酸乙酯（11.12），丁酸己酯（6.93），己酸己酯（10.45），己酸異丁酯（11.74），β-紫羅蘭酮（8.87）。

根據(jù)表2中風(fēng)味描述可知，丁酸乙酯具有強(qiáng)烈的甜果香，菠蘿、香蕉、蘋果樣香氣；己酸乙酯具有酒香、葡萄、菠蘿樣香氣；丁酸己酯具有甜果香味；己酸己酯具有水果香味和嫩青刀豆樣香氣；己酸異丁酯具有蘋果和可可香氣，菠蘿蜜樣香氣；β-紫羅蘭酮具有類似松木香和紫羅蘭樣香氣，這幾種物質(zhì)為百香果風(fēng)味的主要來(lái)源[1-2，13-14]。原果汁整體呈現(xiàn)附有可可香、酒香、嫩青刀豆香、松木香、紫羅蘭香等特殊香的香蕉、蘋果、葡萄、菠蘿樣等濃郁混合甜果香氣。由于僅6種成分就已具有多種香型，也是百香之果名字的來(lái)源[15]。

經(jīng)瞬間干燥技術(shù)處理后的果粉復(fù)溶得果汁中含有較高的糠醛（13.67），3-羥基丁酸乙酯（5.67），己酸乙酯（6.85），丁酸異戊酯（16.75），丁酸己酯（8.33），己酸己酯（11.07），根據(jù)上表中風(fēng)味描述可知，果粉復(fù)溶所得果汁整體呈現(xiàn)附有杏仁味、嫩青刀豆香、酒香的香蕉、洋梨、葡萄、葡萄柚、菠蘿等水果混合果香，較原果汁增加了杏仁味和焦糖味，這兩種風(fēng)味主要來(lái)自美拉德反應(yīng)產(chǎn)物。

3 結(jié)論

本研究通過(guò)對(duì)產(chǎn)業(yè)化中的噴霧干燥工藝所制得果粉的復(fù)溶果汁與鮮果汁風(fēng)味成分進(jìn)行對(duì)比分析研究，可得到兩者風(fēng)味成分基本類似，比例變化較大。

通過(guò)上述研究發(fā)現(xiàn)，熱處理后的果粉仍具有主要風(fēng)味成分，因此雖然復(fù)溶后的果汁風(fēng)味有一些變化，但與原果汁風(fēng)味相似。而且由于新產(chǎn)生了糠醛、呋喃酮2種新物質(zhì)，帶來(lái)了更多的風(fēng)味變化。

噴霧干燥所得百香果果粉原有風(fēng)味基本可以保證，但其風(fēng)味在貯藏過(guò)程中的動(dòng)態(tài)變化仍需要進(jìn)一步深入研究，對(duì)于其他有可能引起風(fēng)味變化的原因及條件需要進(jìn)一步探討，最終達(dá)到盡可能延長(zhǎng)其風(fēng)味保存的目的。

[1]黃葦,黃瓊,羅汝南,等.西番蓮香味及主要糖酸物質(zhì)含量的季節(jié)性變化規(guī)律研究[J].華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2003,24(4)： 84-87

[2]孔永強(qiáng),張弘,鄭華,等.云南產(chǎn)紫果西番蓮果實(shí)揮發(fā)物的熱脫附-氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用分析[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,38(10)：94-96

[3]李莉萍.西番蓮綜合開發(fā)利用研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,40 (28)：13840-13843

[4]周玉娟,談鋒,鄧君,等.西番蓮屬植物的研究進(jìn)展[J].中國(guó)中藥雜志,2008,33(15)：1789-1793

[5]楊華,楊性民,孫金才.不同干燥方式對(duì)西蘭花蔬菜粉品質(zhì)的影響[J].中國(guó)食品學(xué)報(bào),2013,13(7)：22-26

[6]李國(guó)鵬,劉洋洋,胡小軍,等.不同酶解處理對(duì)火龍果果皮果粉功能性質(zhì)的影響[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2015,42(9)：105-109

[7]蘇東曉,張名位,侯方麗,等.速溶龍眼粉加工的酶解提取與噴霧干燥工藝優(yōu)化[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2009,25(8)：268-274

[8]陳啟聰,黃惠華,王娟,等.香蕉粉噴霧干燥工藝優(yōu)化[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2010,26(8)：331-337

[9]周龍飛.西番蓮噴霧粉加工過(guò)程的褐變?cè)蚪馕鯷D].南寧：廣西大學(xué),2014

[10]韓素芳,丁明,劉亞群,等.頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜測(cè)定百香果香氣條件的優(yōu)化[J].中國(guó)食品學(xué)報(bào),2010,10(4)：278-284

[11]袁源,周偉,付云飛,等.氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法結(jié)合保留指數(shù)對(duì)高良姜揮發(fā)油成分的分析[J].分析測(cè)試學(xué)報(bào),2016,35(6)：692-697

[12]常培培,梁燕,張靜,等.5種不同果色櫻桃番茄品種果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)及品質(zhì)特性分析[J].食品科學(xué),2014,35(22)：215-221.

[13]靜瑋,蘇子鵬,林麗靜.澳洲堅(jiān)果焙烤過(guò)程中揮發(fā)性成分的特征分析[J].熱帶作物學(xué)報(bào),2016,37(6)：1224-1231

[14]霍丹群,蔣蘭,馬璐璐,等.百香果功能研究及其開發(fā)進(jìn)展[J].食品工業(yè)科技,2012,33(19)：391-395

[15]孟昭宇,李美紅,陸舍銘,等.煙用香料西番蓮提取物的熱裂解產(chǎn)物[J].光譜實(shí)驗(yàn)室,2012,29(5)：2944-2947

Analysis of the Flavor Composition of Powder of Passiflora edulia Sims by HS-SPME-GC-MS and Retention Index

YUAN Yuan1，2，LIU Yang-yang1，2，LIN Li-jing1，2，LI Ji-hua1，2，*
（1.Agricultural Product Processing Research Institute，Chinese Academy of Tropical Agriculture Science，Zhanjiang 524001，Guangdong，China；2.Guangdong Provincial Modern Agriculture（Tropical Agricultural Products Processing and Testing）Industrial Technology Research and Development Center，Zhanjiang 524001，Guangdong，China）

The research aimed to obtain the comparison and analysis of the original juice and the redissolution juice prepared by spray drying powder from Passiflora edulia Sims.The flavor compositions were identified by head space-solid phase micro extraction-gas chromatography-mass spectrometry（HS-SPME-GC-MS），combined with retention index（RI）aided qualitative analysis，and determined by area normalization method.The results showed that the constituents of two kinds of juice from Passiflora edulia Sims had proved broadly similar. The powder prepared by spray drying also had retained the main flavor components，which was similar to the original one.Moreover，there were more flavor components with the new substances created.The powder prepared by spray drying can be assured to retain the original flavor.It is established foundation for further studies on the dynamic changes of flavor during storage.

Passiflora edulis Sims；head space-solid phase micro extraction-gaschromatography-mass spectrometry（HS-SPME-GC-MS）；retention index（RI）；spray drying；flavor composition

2016-11-30

農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目（201303077-4）；中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金（1630122017T21）

袁源（1984—），女（漢），助理研究員，碩士，主要從事熱帶作物應(yīng)用基礎(chǔ)與加工技術(shù)的研究。

*通信作者：李積華（1979—），男，研究員，博士，主要從事熱帶作物資源利用的研究。

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.16.029