HS-SPME 聯(lián)動(dòng)GC-MS 分析海巴戟果肉中揮發(fā)性成分

◎ 林常騰，陳金明，陳愷嘉

（廣州聯(lián)豐香料科技有限公司，廣東 廣州 510663）

海巴戟（Morinda citrifolia L.）又名海巴戟天（海南植物志），俗稱諾麗（Noni）、蘿梨、水冬瓜或椿根（臺(tái)灣），屬茜草科巴戟屬植物，廣泛分布于太平洋南部諸島至亞洲中南半島地區(qū)，我國(guó)臺(tái)灣省、海南省等地也有分布[1]。海巴戟果在南太平洋島嶼的波利尼西亞土著居民中作為藥食兩用的習(xí)俗已有悠久的歷史[2]，民間醫(yī)生普遍認(rèn)為海巴戟天對(duì)治療糖尿病、高血壓、心臟病以及皮膚疾病和傷口感染有很好的療 效[3]。海巴戟果實(shí)為卵圓形的大形合心皮果，成熟時(shí)果肉呈黃色，有強(qiáng)烈的氣味。當(dāng)前研究多集中于海巴戟的功能性作用上，如海巴戟具有抗氧化、抗炎、抗菌、扛腫瘤及細(xì)胞毒、抗丙型肝炎病毒、促神經(jīng)細(xì)胞再生和保護(hù)肝功能和骨骼等作用[4]?；蚴翘崛『０完挠行С煞稚?，如黃酮[5]、多糖[6]，或是制作功能發(fā)酵果汁、復(fù)合果汁[7-8]，但海巴戟的香氣組成分析鮮見報(bào)道。

HS-SPME（固相微萃取Head-solid phase micro extract）是一種常用的樣品采集技術(shù)。有用樣少、選擇性高、使用快捷方便等特點(diǎn)[9]。大量天然植物的研究都是借助HS-SPME 技術(shù)來(lái)完成，如周立華、牟德華等研究了冷凍對(duì)歐李果香氣的影響[10]，陳佳分析了桂紅2號(hào)紅茶的香氣成分[11]，范妍分析了不同荔枝品種果實(shí)、不同龍眼品種果實(shí)的香氣成分對(duì)比[12-13]。HS-SPME 的推廣和使用，為研究試驗(yàn)天然植物和香精香料提供了很大的便利空間[14]。

本文采用HS-SPME 提取海巴戟果肉中的揮發(fā)性香氣成分，并聯(lián)動(dòng)GC-MS 分析技術(shù)進(jìn)行分析處理，通過(guò)面積歸一化法計(jì)算組分的相對(duì)含量，為海巴戟之后的開發(fā)和利用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

材料：海巴戟（海南三亞）。

儀器：安捷倫7890A/5975C氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國(guó)安捷倫科技有限公司）；75 μm CAR/PDMS SPME 萃取頭（美國(guó)Supelco 公司）；恒溫磁力加熱攪拌器（上?？粕齔NCL-DLS）；電子天平（日本A&D 公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 海巴戟汁制備

將新鮮海巴戟果洗凈擦干，切成小塊，放入攪拌機(jī)中攪碎，于室溫下靜置5 min，取3 g 果肉混合物放入已加入轉(zhuǎn)子的15 mL SPME 專用采集瓶中，待用。

1.2.2 SPME 萃取[15]

①將萃取頭插入進(jìn)樣溫度為250 ℃的氣質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)樣口中，活化除雜30 min。②將采集瓶置于60 ℃的恒溫磁力水浴鍋中水浴平衡30 min，充分釋放海巴戟果肉的揮發(fā)性香氣成分。③將活化好的萃取頭通過(guò)帶孔隔墊插入采集瓶，推出纖維頭，60 ℃下頂空吸附 30 min。④推回纖維頭，將萃取頭從采集瓶上拔出后，立即插入氣質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)樣口，推出纖維頭，于250 ℃下解吸1.5 min 后開始采集數(shù)據(jù)進(jìn)行色譜分析。

1.2.3 色譜與質(zhì)譜條件

色譜條件：Agilent 19091S-433毛細(xì)管色譜柱（30 m× 250μm×0.25μm）；進(jìn)樣口溫度250 ℃，載氣為高純氦氣（純度＞99.999%），流速為0.75 mL·min-1， 恒壓31.1 kPa。升溫程序：初始溫度40 ℃，保持2 min， 以6 ℃·min-1升 溫 至180 ℃，保 持2 min，最 后 以 10 ℃·min-1升溫至250 ℃，保持3 min。不分流進(jìn)樣。

質(zhì)譜條件：電離方式EI，采集模式為全掃描，質(zhì)量掃描范圍50.00 ～550 amu，溶劑延遲0.00 min，EMV 模式為增益模式，增益系數(shù)1.00，MS 離子源溫度230 ℃，四級(jí)桿溫度150 ℃。

1.2.4 定性定量方法

將采集到的質(zhì)譜圖與NIST 08 標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)對(duì)照，對(duì)樣品進(jìn)行定性分析。采用峰面積歸一化法計(jì)算各化學(xué)成分的相對(duì)含量。

2 結(jié)果與分析

通過(guò)GC-MS 對(duì)海巴戟果揮發(fā)性香氣成分進(jìn)行分析，得到揮發(fā)性香氣成分GC-MS總離子圖，如圖1所示。共分離出62 種香氣組分，各組分質(zhì)譜圖經(jīng)計(jì)算機(jī)檢索和人工解析及標(biāo)準(zhǔn)譜圖引索對(duì)照、分析，鑒定出60 種化學(xué)成分，并運(yùn)用峰面積歸一法確定了各化學(xué)成分的相對(duì)含量（表1）。

從表1 可以看出，通過(guò)HS-SPME 提取海巴戟果肉中的揮發(fā)性香氣成分，再用GC-MS 分析，經(jīng)由NIST化學(xué)工作站檢索并計(jì)算保留面積，共鑒定出60 種物質(zhì)，其中醇類15 種、酯類15 種、醛類12 種、烯烴類8 種、酮類4 種和酸類和雜環(huán)化合物各3 種。酯類和醛類的相對(duì)含量較高，分別為28.83%和20.21%。

圖1 海巴戟果肉揮發(fā)性成分總離子流圖

表1 海巴戟果肉揮發(fā)性香氣成分表

上接表1

在檢測(cè)出的60 種揮發(fā)性化合物中，相對(duì)含量比較高（＞2%）的是辛酸（12.45%）、己醛（11.91%）、己酸甲酯（6.95%）、己酸乙酯（6.84%）、辛酸乙酯（5.92%）、苧烯（5.79%）、辛酸甲酯（4.90%）、芳樟醇（4.20%）、3-庚酮（3.67%）、己酸（3.39%）、2-庚醇（3.15%）、己醇（2.97%）以及苯甲醛（2.71%）。

在鑒定出的酯類化合物中，以甲酯居多：己酸甲酯，近似于醚樣氣味；辛酸甲酯具有強(qiáng)烈的酒香、水果香和柑橘樣香氣，稍帶橙子的味道；苯甲酸甲酯有水果香氣，微帶依蘭油香氣；丁酸甲酯，蘋果樣香氣，甜味不大強(qiáng)烈，用量在100 ppm 以下時(shí)有香蕉、菠蘿的風(fēng)味；乙酸乙酯，特有的乙醚樣氣味，相似于菠蘿的果香氣，具有苦甜的、酒樣的辣的味道；丙酸乙酯，相似于朗姆酒和菠蘿的香味；己酸乙酯，強(qiáng)烈的菠蘿—香蕉香型的水果香氣；辛酸乙酯，令人愉快的花果香氣（酒—杏子香型）；乙酸異戊酯，強(qiáng)烈的水果香氣，帶有梨的甜酸味；乙酸苯甲酯，特有的茉莉花香，苦的、辣的味道；乙酸異龍腦酯，令人愉快的香味，近似于某些冷杉和鐵杉清鮮的、清涼而辣的味道；己酸戊酯，特有的香蕉、菠蘿的水果樣芳香。上述酯類構(gòu)成了海巴戟整體的果香氣息[16-18]。

在鑒定出的醛類化合物中，2-甲基丁醛，具有強(qiáng)烈的窒息性氣味，稀釋后有獨(dú)特的可可和咖啡樣的香氣，甜的、微帶水果和巧克力風(fēng)味；戊醛，經(jīng)常有強(qiáng)烈的辛辣、刺鼻的氣味，在濃度低時(shí)具有濃的、微帶水果和堅(jiān)果樣的味道；己醛，濃度低時(shí)有水果樣香氣和味道；2-己烯醛，特有青葉子氣味；苯甲醛，具特殊氣味，類似于苦杏仁的味道；辛醛，明顯的脂肪和水果氣味，特有的辛辣、脂肪風(fēng)味；苯乙醛，低濃度時(shí)具有甜的水果香氣；反-2-戊烯醛，有蠟香和青香，稍帶果香，適合配制蘋果、梨等食用香精；反-2-辛烯醛，有靑香和脂肪氣息，常用于配調(diào)蔬菜、水果食用香精中；2-壬烯醛，脂肪氣息、黃瓜香，可配制瓜果類食用香氣。醛類化合物占海巴戟揮發(fā)性香氣成分的20.21%，這些香氣成分構(gòu)成了海巴戟整體的靑香氣息[16-18]。

醇類化合物可以起到和諧增強(qiáng)香氣的作用：戊醇，具有雜醇樣特殊氣味和辣的味道；異戊醇，尖刺氣息；己醇，具水果香氣及芬芳風(fēng)味；2-庚醇，黃銅氣味，帶有類似于檸檬氣味的藥香、微苦的清水果味道；庚醇，淡芳香，脂肪香氣，具有辛辣味道；1-辛烯-3-醇，強(qiáng)烈的愉快的壤香香氣，帶有濃重藥草香韻，近似于薰衣草—雜薰衣草、玫瑰和干草的香氣，具有藥草似的味道，有甜味；辛醇，油質(zhì)感，有甜味，稍帶藥草的味道；芳樟醇，具有典型的花香香氣，沒有樟腦和萜烯氣味，合成品芳樟醇香氣比天然產(chǎn)品更純凈更清鮮；葑醇，具有松林和樟腦樣的香氣；薄荷醇，薄荷樣的氣味，清涼的味道；苯甲醇，具特有的令人愉快的水果香氣，微帶辛辣的甜味，當(dāng)其陳化時(shí)，其香型轉(zhuǎn)變?yōu)橄嗨朴诒郊兹┑臍庀16-18]。

鑒定出的揮發(fā)性香氣成分中還有其他有特色的且相對(duì)含量較多的化合物，如辛酸，微弱的水果酸氣味，淡的酸味道；3-庚酮，強(qiáng)烈的靑香、油脂香和果香香氣，具有甜瓜和香蕉的味道；苧烯，最重要和分布最廣的萜烯，有令人愉快的檸檬樣的香氣。有了這些化合物，使得海巴戟的香氣更加飽滿且豐富。

以上鑒定出的60 種香氣成分中，大部分已被列入GB 2760-2014《食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》，在食品生產(chǎn)中模擬海巴戟香氣時(shí)，可以從上述成分中選擇香料進(jìn)行仿配。

3 結(jié)論

采用HS-SPME 對(duì)海巴戟果肉中的揮發(fā)性香氣成分進(jìn)行提取，利用GC-MS 分析鑒定出60 種揮發(fā)性香氣成分，其中醇類15 種、酯類15 種、醛類12 種、烯烴類8 種、酮類4 種及酸類和雜環(huán)化合物各3 種。相對(duì)含量較高（＞2%）的揮發(fā)性香氣成分有13 種，分別是辛酸（12.45%）、己醛（11.91%）、己酸甲酯（6.95%）、己酸乙酯（6.84%）、辛酸乙酯（5.92%）、苧烯（5.79%）、辛酸甲酯（4.90%）、芳樟醇（4.20%）、3-庚酮（3.67%）、己酸（3.39%）、2-庚醇（3.15%）、己醇（2.97%）以及苯甲醛（2.71%）。對(duì)海巴戟香氣貢獻(xiàn)較大的是酯類和醛類化合物，酯類化合物給予海巴戟整體果香，醛類化合物為海巴戟的靑香做貢獻(xiàn)，另外醇類化合物起到協(xié)調(diào)提升的作用。檢測(cè)出的揮發(fā)性化合物多被列入GB 2760-2014《食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》中，在食品生產(chǎn)模擬海巴戟香氣時(shí)，可以本文中的數(shù)據(jù)為仿配參考。