HS SPME/GC-MS 法分析荔枝新品種“冰荔”果肉香氣成分

董 晨，李金枝，鄭雪文，王 弋，李偉才*，胡桂兵

（1.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院南亞熱帶作物研究所，廣東湛江 524091；2.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，廣東廣州 510642）

荔枝屬無患子科植物，是有獨(dú)特風(fēng)味的亞熱帶水果，一般在4—7 月成熟，營(yíng)養(yǎng)豐富，品種多樣。我國(guó)種植面積和產(chǎn)量居于世界前列，截至2020 年，我國(guó)的荔枝種植面積約為54.03 萬(wàn)hm2，總產(chǎn)量達(dá)到255.35 萬(wàn)t[1]。香氣賦予果實(shí)特征風(fēng)味，是評(píng)價(jià)果實(shí)品質(zhì)的重要指標(biāo)，能反映不同品種的風(fēng)味特點(diǎn)及成熟程度，不同品種組成香氣的化合物種類不一致，更重要的是化合物的比例不一致，使得不同品種具有特征風(fēng)味[2]。香氣占果實(shí)總量的比重小，但對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響較大，尤其是特征香氣對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響更為關(guān)鍵，特征香氣及關(guān)鍵香氣是指相對(duì)含量大于1 的香氣活性物質(zhì)[3-4]。

“冰荔”是從自然實(shí)生群體中選育出來的新品種，于2018 年通過廣東省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定命名[5]?！氨蟆痹慌馁u出4 000 元·kg-1的高價(jià)，現(xiàn)在市場(chǎng)上定價(jià)也普遍高于其他荔枝品種，種植“冰荔”可獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)2021 年6 月4 日采摘的新鮮成熟果實(shí)進(jìn)行果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定，結(jié)果顯示：平均單果重17.76 g，可食率77.35%，果實(shí)形狀呈圓球形，果皮顏色鮮紅，果皮內(nèi)膜褐色多，果肩平，果頂鈍圓，龜裂片片峰為楔形隆起，縫合線明顯，果肉呈蠟白色，焦核率為80%，肉質(zhì)細(xì)嫩帶蜜香，清甜無澀。含可溶性固形物20.49、可滴定酸0.05%，固酸比24.01，果形指數(shù)0.90。該品種植株矮小，落果少，不易裂果，果實(shí)品質(zhì)好，豐產(chǎn)且穩(wěn)產(chǎn)性強(qiáng)。研究“冰荔”果肉的香氣成分，挖掘特征香氣，便于深入了解其風(fēng)味特征、果實(shí)品質(zhì)，對(duì)“冰荔”的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力提高、種植推廣，以及荔枝產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)改善有一定的促進(jìn)作用。

本實(shí)驗(yàn)采用頂空固相微萃取(HS SPME)-氣相色譜質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用儀分析法，對(duì)荔枝品種“冰荔”的揮發(fā)性成分進(jìn)行鑒定及相對(duì)含量計(jì)算，鑒定分析“冰荔”香氣成分的主要化合物，更好地對(duì)“冰荔”的果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，為“冰荔”的深加工產(chǎn)業(yè)和推廣種植提供更加科學(xué)的理論支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

荔枝品種“冰荔”果實(shí)，于2021 年6 月4 日采自中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院南亞熱帶作物研究所荔枝栽培示范基地。

1.2 方法

采用頂空固相微萃取(HS SPME)-氣相色譜質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用儀分析法。

樣品前處理，取6.5 g 果漿置于20 mL 樣品瓶中，加入1.5 g 氯化鈉，密封，采用50/30 μmCAR/DVB/PDMS 萃取頭于室溫萃取1 h（40 ℃水中靜置20 min 后開始插入萃取頭萃取40 min）。

氣相色譜條件：色譜柱為DB5 MS 柱(30 m×0.25 mm)；載氣為高純氦氣，柱前壓50 Pa，流速為1.0 μL·min-1；進(jìn)樣時(shí)間2 min。程序升溫40 ℃，保持2 min，以5 ℃·min-1升至110 ℃，保持2 min，然后以5 ℃·min-1升至130 ℃，保持2 min，再以10 ℃·min-1升至220 ℃，保持5 min，最后以10 ℃·min-1升至230 ℃，保持5 min。

在HS SPME分析中，可編程毛細(xì)管進(jìn)樣器(PPS)進(jìn)樣口設(shè)定為不分流進(jìn)樣方式，脫附時(shí)間為3 min。質(zhì)譜條件：電子轟擊源EI；電子能量70 eV。

香氣化合物的鑒定采用計(jì)算機(jī)譜庫(kù)NIST05進(jìn)行檢索定性分析，通過峰面積歸一化法計(jì)算各成分相對(duì)含量進(jìn)行定量分析。

2 結(jié)果與分析

根據(jù)“冰荔”果肉的揮發(fā)性成分總離子圖（見圖1），用計(jì)算機(jī)譜庫(kù)NIST05 進(jìn)行檢索定性分析共檢出67 種化合物，含醇類、烯類、醛類、酯類、酮類、烷烴及其他化合物。其中相對(duì)含量最高的是醛類，相對(duì)含量達(dá)46.11%，有16 種；烯類種類最多，有25種，相對(duì)含量30.48%；醇類9 種，相對(duì)含量11.54%；酮類3 種，相對(duì)含量4.75%；酯類3 種，相對(duì)含量2.15%；烷烴2 種，相對(duì)含量0.38%；其他化合物9種，相對(duì)含量4.58%。

圖1 頂空固相微萃取“冰荔”果肉香氣成分總離子圖

“冰荔”果肉的香氣成分以醛類、烯類、醇類為主。正己醛相對(duì)含量最高，占26.46%。其他相對(duì)含量占比大于1%的醛類依次為(E,E)-2,4-庚二烯醛（2.87%）、庚醛（2.50%）、壬醛（2.48%）、反-2-辛烯醛（2.36%）、正辛醛（2.17%）、反式-2-己烯醛(1.58%)、2-己烯醛（1.58%）、反式-2-癸烯醛（1.03%）。

烯類化合物種類最多，d-檸檬烯（4%）是烯類中相對(duì)含量最高的化合物。其他相對(duì)含量大于1%的烯類化合物有雙戊烯（3.84%）、α-衣蘭油烯（3.81%）、2-異丙基-5-甲基-9-亞甲基-二環(huán)[4.4.0]-1-癸烯（2.79%）、[s-(E,E)]-1-甲基-5-亞甲基-8-（1-異丙基）-1,6-環(huán)癸烯（2.59%）、γ-衣蘭油烯（2.22%）、(-)-α-蒎烯（1.67%）、(+)-環(huán)苜蓿烯（1.58%）、(-)-α-蓽澄茄油烯（1.25%）。

醇類化合物相對(duì)含量大于1%的有4 種，分別是異戊烯醇（3.80%）、正辛醇（1.85%）、(R)-(+)-β-香茅醇（1.78%）、庚醇（1.00%）。酯類化合物有3 種，分別是甲酸辛酯（1.90%）、甲基(2E)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯酸酯（0.15%）、(Z)-3,7-二甲基辛-2,6-二烯酸甲酯（0.11%）。酮類有3 種，其中甲基庚烯酮（4.53%）相對(duì)含量最高，還有左旋香芹酮（0.11%）和右旋香芹酮（0.10%）2 種。烷烴有2 種，包括八甲基環(huán)四硅氧烷（0.21%）和1-(1-甲基乙基)-2-(2-甲基-1-亞甲基丙基)-環(huán)丙烷（0.18%）。其他種類化合物中，相對(duì)含量大于1%的只有(1S,8aR)-1-異丙基-4,7-二甲基-1,2,3,5,6,8a-六氫萘（2.09%）（詳見表1）。

表1 “冰荔”香氣成分及相對(duì)含量

（續(xù)表1）

3 討論與結(jié)論

據(jù)國(guó)內(nèi)外對(duì)荔枝果肉的香氣組分研究發(fā)現(xiàn)，以烯類、醇類、酯類、醛類為主影響果實(shí)的風(fēng)味[6]。1980年，Johnston 等提取出了荔枝的揮發(fā)性成分，開始了對(duì)荔枝香氣的研究[7]。隨著科技的進(jìn)步，對(duì)荔枝風(fēng)味香氣組成的研究越來越多，2007 年，郝菊芳等對(duì)妃子笑、黑葉、白蠟、荔枝王、玉荷包的香氣成分進(jìn)行了鑒定分析[8]；2009 年，陳玉旭等對(duì)糯米糍香氣成分鑒定分析結(jié)果，主要為烯類、酯類和芳香族化合物[9]。2010 年，徐禾禮等對(duì)桂味、黑葉、糯米糍、妃子笑、玉荷包、槐枝、掛綠香氣分析結(jié)果，主要為醇類、烯類、酯類、醛類等物質(zhì)，共有的特征成分為芳樟醇、檸檬烯[10]。2015 年，馬錁等對(duì)觀音綠香氣成分進(jìn)行定性定量分析，檢出66 種香氣成分，結(jié)果烯類、酯類、醇類為主[11]。2016 年，蔣儂輝等對(duì)御金球香氣成分進(jìn)行分析，檢出了66種化合物，結(jié)果以烯類、醇類、酯類為主[12]。本文檢測(cè)分析結(jié)果，“冰荔”果肉香氣組分以醛類、烯類、醇類物質(zhì)為主。

正己醛是“冰荔”果肉香氣組分中相對(duì)含量最高的物質(zhì)，是天然存在的物質(zhì)，具有青草氣味，是目前暫允許使用的食用香料，可用來配制香精，亦有防止果實(shí)變質(zhì)的作用，這可能是“冰荔”果實(shí)不易變質(zhì)的原因，同時(shí)正己醛還是氣相色譜分析試劑，還可用作增塑劑，有一部分含量或許是因?yàn)榉治鲈噭┧?，但筆者認(rèn)為正己醛相對(duì)含量較高仍然是影響“冰荔”果肉香氣的最重要因素。

根據(jù)相對(duì)含量從高到低，各化合物的香氣特征及作用如下：甲基庚烯酮，具有水果香氣和新鮮清香香氣；d-檸檬烯，有新鮮橙子香氣及檸檬樣香氣；雙戊烯，一般指檸檬烯，是一種天然的功能單萜，在食品中作為香精香料添加劑被廣泛使用，有類似檸檬的香味；(E,E)-2,4-庚二烯醛，具有清香、醛香、雞肉香氣，用于調(diào)配雞肉、土豆、蘑菇等食用香精；庚醛，有水果香味，是合成香料的重要原料；壬醛，具有玫瑰、柑橘等香氣，有強(qiáng)的油脂氣味，存在于紅茶、綠茶中；反-2-辛烯醛，呈脂肪和肉類香氣，并有黃瓜和雞肉香味，是允許使用的食用香料，主要用以配制雞肉和黃瓜等型香精；正辛醛，在香料工業(yè)上用于配制玫瑰、香石竹、橙花、橘香古龍等型香精，在食品工業(yè)上用以產(chǎn)生甜橙香氣；甲酸辛酯，具有清甜的水果香氣；正辛醇，有強(qiáng)烈的油脂氣味和柑橘氣息，主要用于生產(chǎn)增塑劑、萃取劑、穩(wěn)定劑，用作溶劑和香料的中間體；反式-2-己烯醛，具有清香、醛香、果香、辛香、脂肪香；2-己烯醛，是葉片氣味的主要成分；反式-2-癸烯醛，主要用于配制家禽和柑橘類香精；庚醇和正庚醇，有芳香氣味，用于香料的制備和有機(jī)物的合成；檸檬醛，用作調(diào)香劑，配制檸檬香精，也用作合成紫羅蘭酮和維生素A 的原料；正癸醛，是香料指定標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑具有脂香，稀釋后有花香、橙香。以上多種香氣物質(zhì)共同組成了“冰荔”獨(dú)特的風(fēng)味。甲基庚烯酮還是重要的醫(yī)藥中間體，d-檸檬烯有抗癌作用，檸檬烯具有良好的鎮(zhèn)咳、祛痰、抑菌作用，反式-2-己烯醛和(-)-α-蓽澄茄油烯具有抗菌作用，表示“冰荔”可能有藥用價(jià)值。