百香果果皮精油提取及香氣成分分析

李程勛 李愛萍 徐曉俞 鄭開斌

摘 要：【目的】提取百香果果皮精油，檢測鑒定其香氣成分，探討百香果果皮精油的開發(fā)應(yīng)用前景。【方法】通過水蒸氣蒸餾法對百香果果皮精油成分進(jìn)行提取，利用固相微萃取技術(shù)對樣品進(jìn)行采集，氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）法和計(jì)算機(jī)譜庫對樣品成分進(jìn)行分離分析，結(jié)合人工譜圖解析對百香果果皮精油成分進(jìn)行鑒定?！窘Y(jié)果】共檢測出263種化學(xué)成分，通過面積歸一化法確定了各化學(xué)成分的百分比含量，進(jìn)一步歸類得出：烴類相對含量為31.05%，酯類30.46%，酸類20.88%，醇類7.46%，醛類3.76%，酮類1.54%。百香果果皮精油中含有大量香氣成分物質(zhì)，包括己酸己酯、己酸葉醇酯、丁酸辛酯、丁酸葉醇酯、月桂酸乙酯、香茅醇、薄荷醇等?！窘Y(jié)論】對精油成分進(jìn)行分析，得出了百香果果皮精油香氣成分豐富，不僅具有蘋果、梨、橙子、甜瓜、檸檬、桃子、櫻桃、柑橘、椰子等多種水果的香氣成分，還具有多種草香、花香、堅(jiān)果香、酒香和藥香等香氣成分，可以將百香果果皮精油制成香料，應(yīng)用于食品、保健食品、化妝品中。

關(guān)鍵詞：百香果果皮;精油成分;GC-MS分析;香氣成分

中圖分類號：TS 255文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1008-0384（2019）04-495-07

Abstract： 【Objective】Essential oil was extracted from peels of passion fruits， and its aromatic compounds determined for potential applications. 【Method】The essential oil was obtained using a steam extraction， and the volatiles collected by the solid phase micro extraction and analyzed by GC-MS with the aid of NIST/WILEY followed by verification with reference database. 【Result】A total of 263 chemicals were detected that consisted of alkanes （31.05%）， esters （30.46%）， acids （20.88%）， alcohols （7.46%）， aldehydes （3.76%）， and ketones （1.54%）. The aromatics were hexyl caproate， hexanol hexanoate， octyl butyrate， geranyl butyrate， dodecanoic acid-ethyl ester， citronellol， menthol， etc. 【Conclusion】In addition to the aromas of apple， pear， orange， melon， lemon， peach， cherry， citrus， and coconut， a variety of flavoring elements in grass， flower， nut， wine， and medicine were also existed in the essential oil. It appeared that the passion fruit peels could be utilized as raw material for making spices， food ingredients， health food， and/or cosmetics.

Key words：passion fruit peel; volatile compounds; GC-MS; aromatics

0 引言

【研究意義】百香果又名西番蓮，是西番蓮科西番蓮屬藤本植物[1]。百香果具有很高的營養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值[2-4]，目前百香果主要用于鮮食和果汁制作[5]，由于其獨(dú)特的風(fēng)味[6]，市場需求量逐年上升，具有極大的市場潛力[7]，近年來在福建等地區(qū)大規(guī)模推廣種植百香果[8]。百香果果皮與果實(shí)質(zhì)量占比約50%～55%，市場中的百香果果皮一般作為廢物處理，造成了極大的浪費(fèi)，本研究通過提取百香果果皮精油，檢測其香氣成分，探討百香果果皮精油的開發(fā)利用價(jià)值，為百香果果皮的應(yīng)用提供參考依據(jù)。【前人研究進(jìn)展】關(guān)于百香果自然香氣成分的研究報(bào)道已有很多，主要采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜法和氣相色譜-質(zhì)譜法測定百香果果實(shí)[9]、果肉[10]、果汁[11]、果粉[12]等香氣成分，以及果汁香精油[13]、果籽油[14-15]揮發(fā)性成分?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】前人對于百香果精油的研究主要集中在百香果全果、果汁和果籽自然香氣上，未見百香果果皮精油提取及香氣成分分析方面的研究?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以百香果果皮為研究對象，提取百香果果皮精油，對百香果果皮香氣成分進(jìn)行分析，分析香氣成分的差異，并進(jìn)一步與已經(jīng)作為香料開發(fā)的其他水果果皮香氣成分做比較，分析百香果果皮的開發(fā)利用價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 儀器和材料

1.1.1 試驗(yàn)儀器

氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（GCMS-TQ8040，日本島津公司）;手動(dòng)SPME迸樣器、固相微萃取頭（50/30 μm DVB/CAR/PDMS，美國Supelco公司）;頂空萃取瓶（20 mL，美國Agilent公司）;揮發(fā)油提取器（100 L，福州法莫優(yōu)科機(jī)械科技有限公司）。

1.1.2 試驗(yàn)材料

成熟的百香果果皮（紫香1號，2018年10月10日取自福建龍巖）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 百香果果皮精油提取

取新鮮的百香果，清洗干凈，對半切開，將果囊掏挖干凈，將剩余的百香果果皮置于揮發(fā)油提取罐中，通入水蒸氣蒸餾2 h，靜置一段時(shí)間待油水分離器中油和水分離完全后，將百香果果皮精油分離出來。

1.2.2 SPME萃取和GC-MS分析方法

（1）將固相萃取頭置于丙酮中浸泡 30 min;

（2）將固相萃取頭接在氣相色譜進(jìn)樣口老化30 min（老化溫度250℃）;

（3）移取5 mL百香果果皮揮發(fā)油置于20 mL頂空萃取瓶中，插入老化好的固相萃取頭吸附30 min（吸附溫度60℃）;

（4）將吸附完成后的固相萃取頭插入氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)樣口中解吸附3 min（250℃），并進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。GC條件：Rxi-5Sil MS色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）;程序升溫：柱溫50℃維持2 min后，以5℃·min-1升溫至180℃，再以20℃·min-1升溫至280℃，維持2 min;載氣為純氦氣，流量1 mL·min-1，分流比10∶1;進(jìn)樣量1 μL。質(zhì)譜條件：EI源（70 eV），接口溫度280℃，離子源溫度200℃，質(zhì)譜掃描范圍35～550 aum。

1.3 數(shù)據(jù)處理和分析

揮發(fā)油各成分經(jīng)過氣相色譜-質(zhì)譜分離，通過計(jì)算機(jī)譜庫（NIST/WILEY）檢索和分析，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)資料進(jìn)行人工譜圖分析，最終確定揮發(fā)油各個(gè)化學(xué)成分，采用峰面積歸一化法得到各成分的相對含量。

2 結(jié)果與分析

通過GC-MS法得到的百香果果皮精油總離子流圖見圖1;經(jīng)過計(jì)算機(jī)譜庫及人工分析共檢測出的百香果果皮精油化學(xué)成分263種，對其成分進(jìn)行分類，見圖2;進(jìn)一步對其含量進(jìn)行排序，列舉出含量高于0.1%的化學(xué)成分，見表1。

由圖2可以看出，百香果果皮精油的成分主要由烴、酯、酸、醇、醛、酮等多種化學(xué)物質(zhì)組成，其中烴類相對含量為31.05%，酯類30.46%，酸類20.88%，醇類7.46%，醛類3.76%，酮類1.54%。表1中酯類的種類最多，有40種;烴類次之，有25種，其中烯烴類物質(zhì)有17種;醇類14種;醛類9種;酸類6種;酮類5種。從表1還可以看出，百香果果皮精油成分中棕櫚酸和正五十四烷含量很大，這可能與百香果的果酸及百香果果皮的蠟質(zhì)層有關(guān)，百香果果皮精油還含有己酸己酯、己酸葉醇酯、丁酸辛酯、丁酸葉醇酯、月桂酸乙酯、香茅醇、薄荷醇等大量香氣成分物質(zhì)。

3 討論與結(jié)論

3.1 百香果果皮精油的香氣成分分析

本研究提取的百香果果皮精油共檢測鑒定出263種化學(xué)成分，主要含有己酸己酯、丁酸辛酯、葉醇酯、苯甲醛、十六酸、糠醛等香氣成分，與前人研究中不同提取方法提取不同品種的百香果主要香氣成分一致。韓素芳等[9]通過固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀對百香果香氣成分進(jìn)行分析，共檢出63種化合物，鑒定出39種類，主要的香氣成分有丁酸乙酯、己酸己酯、己酸乙酯、丁酸己酯、丁酸辛酯等;孔永強(qiáng)等[10]采用熱脫附-氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對云南產(chǎn)紫果百香果香氣進(jìn)行測定，得出百香果果肉中的丁酸酯和己酸酯可能是百香果果實(shí)的主要特征揮發(fā)物類型;陳玲等[16]通過CH2Cl2浸提，取濃縮液進(jìn)行GC-MS測定，得出了海南百香果的香氣成分，并對百香果果皮及果肉的香氣成分進(jìn)行了對比，結(jié)果表明，百香果果肉主要致香成分為己酸己酯、丁酸乙酯、葉醇酯、己酸乙酯、乙酸乙酯等果香、清香、焦甜香化合物，百香果果皮主要致香成分為苯甲醛、葉醇、己醇、十六酸等青滋、清甜香化合物;王文新等[17]采用水蒸氣蒸餾法結(jié)合CH2Cl2浸提對西雙版納紫果百香果的主要致香成分進(jìn)行研究，結(jié)果表明紫果果肉主要致香成分為苯甲醇、苯甲醛、十六酸、松油醇等，果皮主要致香成分為苯甲醇、苯甲醛、十六酸、角鯊烯等。韓素芳等[9]和孔永強(qiáng)等[10]主要測定分析百香果的自然香氣，并未提取分離出百香果的香氣成分;陳玲等[16]和王文新等[17]通過有機(jī)溶劑萃取得到百香果揮發(fā)性成分，本研究通過水蒸氣蒸餾法直接提取得到百香果果皮精油，得到的揮發(fā)性成分更為綠色安全無毒，且與前人的試驗(yàn)結(jié)果相比，本研究提取得到的百香果果皮精油香氣成分更為豐富。

3.2 百香果果皮精油的開發(fā)利用價(jià)值

在百香果果皮揮發(fā)油成分中，己酸己酯具有水果香氣和嫩莢青刀豆樣香氣[18];己酸葉醇酯具有蘋果-梨樣香氣[19];丁酸辛酯具有類橙子氣味、歐芹和甜瓜樣香氣;丁酸葉醇酯有水果-玫瑰香味;水楊酸己酯有青草香味，是配制康乃馨、馥奇、素心蘭等花香型香精的修飾劑，常用作化妝品香料的定香劑;苯甲酸芐酯具有清淡的類似杏仁的香氣;月桂酸乙酯具有花果香氣;癸酸乙酯有果香和酒香香氣，有梨和白蘭地似的香韻;雙戊烯有檸檬香味;苯甲醛具有苦杏仁、櫻桃及堅(jiān)果香[20];十四醛三聚物具有鳶尾似桃子香氣;2-十一烯醛具有蠟香、柑橘香、青香;2-十三烷酮呈蠟香、壤香、乳品和椰子香氣，帶堅(jiān)果和藥草氣味;香茅醇具有甜玫瑰香[21];橙花叔醇具有甜清柔美的橙花香氣[22]，可用于配制玫瑰型、紫丁香型等香精，持久性好，有一定的協(xié)調(diào)性能和定香作用;薄荷醇具有薄荷香氣。因此可以看出，百香果果皮不僅具有蘋果、梨、橙子、甜瓜、檸檬、桃子、櫻桃、柑橘、椰子等多種水果的香氣，還具有多種草香、花香、堅(jiān)果香、酒香和藥香等香氣成分。

百香果果皮精油的香氣成分豐富，目前以果皮為原料開發(fā)出香料的水果主要有柑橘類、蘋果、葡萄、椰子、芒果等[23]，這些已開發(fā)的香料特征香氣成分較為單一，百香果果皮精油的特征香氣成分較為多元?？梢姲傧愎ぞ驮谙懔祥_發(fā)上具有極大的發(fā)展空間。

以百香果果皮為原料，利用水蒸氣蒸餾法提取百香果精油，精油較為完整地保留了百香果的“百”種香味。百香果果皮精油香氣成分豐富，可以將百香果精油作為一種調(diào)香劑，可以單獨(dú)使用也可以和各種精油復(fù)配調(diào)出多種類型的香氣?？梢詫傧愎ぞ图尤腼嬈?、食品中，制作成飲料、糖果、糕點(diǎn)等，也可以將百香果果皮精油加入保健食品、化妝品中，制作成水果類型保健食品、水果類型化妝品，比如現(xiàn)在很流行的水果面膜中就可以加入百香果果皮精油，使其香味更加吸引顧客。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊鋒， 黃永春， 何仁，等. 百香果加工適性的測定及提高其出汁率的研究[J]. 食品研究與開發(fā)， 2008， 29（5）：82-86.YANG F， HUANG Y C， HE R， et al. Study for determining the fitness of passion fruit juice process and increasing juice yield [J]. Food Research and Development， 2008， 29（5）：82-86.（in Chinese）

[2]VIGAN J， COUTINBO J P， SOUZA D S， et al. Exploring the selectivity of supercritical CO2 to obtain nonpolar fractions of passion fruit bagasse extracts [J]. Journal of Supercritical Fluids， 2016， 110：1-10.

[3]劉純友， 殷朝敏， 黃永春，等. 百香果皮多糖的分離純化、結(jié)構(gòu)特性及生物活性研究進(jìn)展[J]. 食品工業(yè)科技， 2018（8）：335-340， 351.?LIU C Y， YIN C M， HUANF Y C， et al. Progress in extraction， separation and purification， structural characteristics and bioactivities of polysaccharides of passiflora edulis peel [J]. Science and Technology of Food Industry， 2018（8）：335-340， 351.（in Chinese）

[4]SEPTEMBRE-MALATERRE A， STANISLAS G， DOURAGUIA E， et al. Evaluation of nutritional and antioxidant properties of the tropical fruits banana， litchi， mango， papaya， passion fruit and pineapple cultivated in Réunion French Island [J]. Food Chemistry， 2016， 212：225-233.

[5]OLIVEIRA D A， ANGONESS M， GOMES C， et al. Valorization of passion fruit （Passiflora edulis sp.） by-products： sustainable recovery and biological activities[J]. Journal of Supercritical Fluids， 2016， 111：55-62.

[6]周晶晶， 何仁， 連志超，等. 百香果渾濁果汁在儲藏過程中發(fā)生非酶褐變原因的研究[J]. 食品工業(yè)， 2013（1）：102-105.?ZHOU J J， HE R， LIAN Z C， et al. Study of mechanism of nonenzymatic browning of turbid passiflora edulis juice during storage [J]. The Food Industry， 2013（1）：102-105.（in Chinese）

[7]陳美花， 熊拯， 龐庭才. 氣調(diào)包裝對百香果貯藏品質(zhì)的影響[J]. 食品科學(xué)， 2016， 37（20）：287-292.?CHEN M H， XIONG Z， PANG T C. Effects of Modified Atmosphere Packaging on Quality of Passion Fruit during Storage [J]. Food Science， 2016， 37（20）：287-292.（in Chinese）

[8]陳世平. 福建·召開全省百香果產(chǎn)業(yè)發(fā)展座談會[J]. 中國果業(yè)信息， 2017（1）：49-50.?CHENG S P. Fujian· holding a symposium on the development of Passion Fruit in the whole province [J]. China Fruit News， 2017（1）：49-50.（in Chinese）

[9]韓素芳， 丁明， 劉亞群，等. 頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜測定百香果香氣條件的優(yōu)化[J]. 中國食品學(xué)報(bào)， 2010， 10（4）：278-284.HAN S F， DING M， LIU Y Q， et al. The Optimization of Determination Condition of Passion Fruit Odors by SPME-GC-MS [J]. Journal of Chinese institute of food science and technology， 2010， 10（4）：278-284.（in Chinese）

[10]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.?KONG Y Q， ZHANG H， ZHENG H， et al. Analysis on volatiles of Passiflora edulis Sims.fruit originated from Yunnan by TCT-GC/MS [J]. Guangdong Agricultural Sciences， 2011， 38（10）：94-96.（in Chinese）

[11]郭艷峰， 吳惠嬋， 夏雨，等. 百香果不同發(fā)育階段果汁揮發(fā)性成分研究[J]. 福建農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)， 2017（3）：299-304.?GUO Y F， WU J C， XIA Y， et al. Volatiles in Juice of Passion Fruitsat Different Developmental Stages [J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences， 2017（3）：299-304.（in Chinese）

[12]袁源， 劉洋洋， 林麗靜，等. 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[J]. 食品研究與開發(fā)， 2017（16）：142-145.?YUAN Y， LIU Y Y， LIN L J， et al. Analysis of the Flavor Composition of Powder of Passiflora edulia Sims by HS-SPME-GC-MS and Retention Index [J]. Food Research and Development， 2017（16）：142-145.（in Chinese）

[13]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)， 2003， 24（4）：84-87.?HUANG W， HUANG Q， LUO R N， et al. Studies on Seasonal Variability of Aroma Components and Principle Sugar Acids Contents in Passion Fruit [J]. Journal of South China Agricultural University， 2003， 24（4）：84-87.（in Chinese）

[14]何冬梅， 劉紅星， 黃初升，等. 百香果籽揮發(fā)油的提取研究[J]. 中國釀造， 2010， 29（3）：150-153.?HE D M， LIU H X， HUANG C S， et al. Extraction of volatile oil from Passiflora edulis sims seed [J]. China brewing， 2010， 29（3）：150-153.（in Chinese）

[15]歐陽建文， 熊興耀， 王輝憲，等. 超臨界CO2萃取西番蓮籽油及其成分分析[J]. 園藝學(xué)報(bào)， 2007， 34（1）：239-241.?OUYANG J W， XIONG X Y， WANG H X， et al. Oil Extract from Passionflower Seed by Supercritical CO2 and It′s Composition Analysis [J]. Acta Horticulturae Sinica， 2007， 34（1）：239-241.（in Chinese）

[16]陳玲， 楊文彬， 李劍政. 海南西番蓮果實(shí)香氣成分研究[J]. 香料香精化妝品， 2001（5）：1-4.?CHEN L， YANG W B， LI J Z. Analysis of aroma components of Hainan passion fruit [J]. Flavour fragrance cosmetics， 2001（5）：1-4.（in Chinese）

[17]王文新， 王璐， 謝冰，等. 西雙版納西番蓮果實(shí)揮發(fā)性香氣成分研究[J]. 云南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2010（s1）：60-67.?WANG W X， WANG L， XIE B， et al. Study on the volatile aroma components of Xishuangbanna passionfruit [J]. Journal of Yunnan University， 2010（s1）：60-67.（in Chinese）

[18]段亮亮， 田蘭蘭， 郭玉蓉，等. 采用主成分分析法對六個(gè)蘋果品種果實(shí)香氣分析及分類[J]. 食品工業(yè)科技， 2012， 33（3）：85-88.?DUAN L L， TIAN L L， GUO Y R， et al. Principle component analysis and classification of aroma components of six apple cultivars [J]. Science and Technology of Food Industry， 2012， 33（3）：85-88.（in Chinese）

[19]王藝菲. 藍(lán)果忍冬（Lonicera caerulea L.）主要生理活性物質(zhì)和揮發(fā)性化合物成分鑒定及遺傳多樣性研究[D].哈爾濱： 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)， 2014.WANG Y F. Genetic diversity of main physiological active substances and volatile compounds of blue honeysuckle（Lonicera caerulea L.） [D].Harbin： Northeast Agricultural University， 2014.（in Chinese）

[20]孟鴛. 甜面醬發(fā)酵過程中揮發(fā)性成分的研究[D].武漢： 湖北工業(yè)大學(xué)， 2011.MENG Y， Study on volatile components during fermentation process of sweet flour paste [D]. Wuhan：Hubei University of Technology， 2011.（in Chinese）

[21]史祥賓， 劉鳳之， 程存剛，等. 設(shè)施葡萄不同新梢間距處理對冠層光環(huán)境及果實(shí)品質(zhì)的影響[J]. 園藝學(xué)報(bào)， 2018（3）：436-446.SHI X B， LIU F Z， CHENG C G， et al. Effects of different new shoots spacing on canopy light environment and fruit quality of grapevine under protected cultivation [J]. Acta Horticulturae Sinica， 2018（3）：436-446.（in Chinese）

[22]翟欣， 奚夢茜， 郭巧生，等. 夏枯草中苦味物質(zhì)的初步分析[J]. 中國中藥雜志， 2014， 39（3）：423-426.ZHAI X， XI M Q， GUO Q S， et al. Preliminary analysis of bitter substances in spica of Prunella vulgaris [J]. China Journal of Chinese Materia Medica， 2014， 39（3）：423-426.（in Chinese）

[23]汪秋安， 廖頭根， 單揚(yáng). 水果特征香料與果香香精的調(diào)配[J]. 食品工業(yè)科技， 2003， 24（8）：78-80.?WANG Q A， LIAO T G， SHAN Y. Characteristic fruit flavors and their formulation [J]. Science and Technology of Food Industry， 2003， 24（8）：78-80.（in Chinese）

（責(zé)任編輯：黃愛萍）