SHS-GC-MS技術(shù)結(jié)合ROAV分析翅果油揮發(fā)性成分

陳品品 莊衛(wèi)東 馬曉娟 劉靚 湯紅玲 尤桂春 蘇建春

收稿日期：2023-11-23

基金項目：泉州市科技計劃項目（2020N019）；泉州豐澤區(qū)科技特派員補助項目（2022FZ21）

作者簡介：陳品品（1983-），女，助理研究員，碩士，主要從事芳香植物精油成分分析與利用研究工作，E-mail：chenpinpin2004@

163.com

摘要：【目的】研究翅果油揮發(fā)性成分并評價其關(guān)鍵香氣成分。【方法】采用靜態(tài)頂空（SHS）采集翅果油的揮發(fā)物，利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）技術(shù)結(jié)合相對氣味活度值（ROAV）法對揮發(fā)性成分進行評價分析?！窘Y(jié)果】從翅果油中初步鑒定出52種揮發(fā)性成分，主要有正壬酸（13.19%）、正丁基環(huán)戊烷（11.12%）、己酸（8.52%）和3-甲基環(huán)戊醇（7.22%）等，以烷烴類、醇類、脂肪酸類和醛類為主。經(jīng)ROAV評價，翅果油的關(guān)鍵風(fēng)味化合物有11種，香味貢獻最大的化合物是2，4-壬二烯醛，其次是反式-2-庚烯醛和γ-辛內(nèi)酯。這些化合物共同作用、相互影響形成翅果油的獨特氣味?！窘Y(jié)論】研究確定了翅果油的揮發(fā)性成分和關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)，可為翅果油產(chǎn)品研發(fā)提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：翅果油；靜態(tài)頂空；揮發(fā)性成分；相對氣味活度值

中圖分類號：S565.9? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2095-5774（2024）01-0045-08

Analysis of Volatile Components in Elaeagnus mollis Diels by SHS-GC-MS

Combined with ROAV

Chen Pinpin1，Zhuang Weidong1，Ma Xiaojuan1，Liu Liang1，Tang Hongling1，You Guichun1，Su Jianchun2

（1Quanzhou Institute of Agricultural Sciences，Quanzhou，F(xiàn)ujian 362212，China;

2 Samara Oil （Fujian） Agricultural Technology Co.，Ltd，Quanzhou，F(xiàn)ujian 362000，China）

Abstract：【Objective】The aim of this paper is to study volatile components of Elaeagnus mollis and evaluate its key aroma components. 【Method】Static headspace collection was used to collect volatile compounds from Elaeagnus mollis，and GC-MS technology combined with ROAV evaluation was used to evaluate the volatile components. 【Result】52 volatile components were preliminarily identified，mainly including nonanoic acid （13.19%），butyl-Cyclopentane （11.12%），hexanoic acid （8.52%），and 3-methyl-Cyclopentanol （7.22%），and were classified into alkanes，alcohols，fatty acids，and aldehydes. On the basis of ROAV evaluation，11 key flavor compounds were identified，the compound with the greatest contribution to aroma was 2，4- nonadienal，followed by （E）-2-Heptenal and γ-Octalactone. These compounds work together and influence each other to form the unique flavour of Elaeagnus mollis. 【Conclusion】In this study，the volatile components and the key flavor components in Elaeagnus mollis were identified. These findings could provide references for research and development of Elaeagnus mollis products.

Key words：Elaeagnus mollis；Static? headspace；Volatile components；ROAV

翅果油樹（Elaeagnus mollis Diels）又名車勾子、柴禾、澤綠、層壺子等，為胡頹子科（Elaeagnaceae）胡頹子屬（Elaeagnus L.）灌木或落葉喬木，是第四紀(jì)冰川作用后殘存下來的古生植物［1］，為我國特有物種，已被列為國家二級珍稀瀕危保護植物，主要分布于山西和陜西兩省［2］。翅果油樹是優(yōu)良的野生木本油料植物，翅果油是翅果油樹種仁油，富含不飽和脂肪酸（高達91.30%），亞油酸含量占50.38%，含多種蛋白質(zhì)、必需氨基酸、維生素，微量元素也較為豐富［3］；具有抗氧化、降低膽固醇及預(yù)防肥胖等功效［4-6］，有較高的營養(yǎng)價值和醫(yī)藥價值，開發(fā)利用前景樂觀。關(guān)于翅果油樹的研究主要集中于栽培繁育及種子萌發(fā)［7-10］，葉片揮發(fā)油提取和多糖、黃酮等內(nèi)含物測定［11-12］，翅果油非揮發(fā)物成分的分析［13］；未見針對揮發(fā)性成分分析相關(guān)研究。

靜態(tài)頂空-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（Static Headspace-GasChromatography-Mass Spectrometry，SHS-GC-MS）技術(shù)是將經(jīng)加壓受熱后翅果油揮發(fā)的氣體直接進行氣質(zhì)-色譜聯(lián)用分析，具有操作簡單、避開非揮發(fā)物成分的干擾、省去翅果油前處理工序等諸多優(yōu)勢［14］。相對氣味活度值法（Relative Odor Activity Values，ROAV）是一種評價不同感覺閾值化合物對整體香氣貢獻程度的方法，已被廣泛用于食品中關(guān)鍵風(fēng)味化合物的鑒別［15-16］。為揭示翅果油特征香氣的主要物質(zhì)基礎(chǔ)，本研究選用低溫壓榨工藝制備的翅果油，采用SHS-GC-MS技術(shù)結(jié)合ROAV評價，首次對翅果油揮發(fā)性成分進行分析，以明確翅果油的揮發(fā)性成分和關(guān)鍵香氣成分，為翅果油開發(fā)利用和產(chǎn)業(yè)的精深加工提供數(shù)據(jù)支持。

1? 材料和方法

1.1 試驗材料

試驗的翅果油由翅果油（福建）農(nóng)業(yè)科技有限公司提供。翅果油果實經(jīng)脫殼、剝?nèi)》N仁、粉碎、低溫壓榨、過濾除雜，得到呈淡黃色透明狀翅果油，于4℃冷藏備用。1 000 g翅果油出油率為32.5%～36.8%。

1.2 試驗方法

主要儀器：7697A-7890B-5977靜態(tài)頂空-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀、HP-5 MS色譜柱（30 m ×

0.25 mm × 0.25 μm），美國安捷倫公司。靜態(tài)頂空條件：取1.0 mL翅果油放入20 mL頂空鉗口瓶中，密封瓶口；加熱箱溫度180℃，傳輸線溫度220℃，翅果油平衡時間15min，進樣持續(xù)時間0.5 min。氣相色譜質(zhì)譜條件：進樣口溫度為230 ℃；載氣為高純氦氣（99.999%），恒定流量0.8 mL/min；分流比51；溶劑延遲時間0.5 min。升溫程序：從初始溫度為50℃，保持0.5 min，以2.5℃/min升至160 ℃，保持5 min，以20℃/min升至250 ℃，總時長54 min；四級桿溫度150℃，離子源為EI，離子源溫度250 ℃，電子能量70 eV，掃描范圍50～600 m/z；采集方式為SCAN掃描。數(shù)據(jù)處理：翅果油各成分經(jīng)過SHS-GC-MS分離，質(zhì)譜數(shù)據(jù)系統(tǒng)檢索及NIST 2014標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖數(shù)據(jù)庫比對，參照劉娜娜等［17］采用峰面積歸一化法進行定量分析，計算各成分的相對含量。

1.3 ROAV評價方法

采用ROAV評價翅果油各揮發(fā)性成分對總體香氣的貢獻，參考劉登勇等［15］的方法，定義對翅果油風(fēng)味貢獻最大成分的ROAVstan=100，其他揮發(fā)性成分的ROAV，按下式計算：

式中：Ci、Ti分別為揮發(fā)性成分的相對含量（%）和氣味閾值（μg/kg）；Cstan、Tstan分別為對翅果油整體風(fēng)味貢獻最大組分的相對含量和氣味閾值。氣味閾值通過查閱文獻獲得［18-20］，優(yōu)先使用最新年份的閾值數(shù)據(jù)。一般認(rèn)為1≤ROAV≤100的成分為關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)；0.1≤ROAV＜1的成分對總體風(fēng)味具有重要的修飾作用，可輔助和增強部分風(fēng)味物質(zhì)的呈味特性；ROAV＜0.1的成分對香氣貢獻很?。?7］。

2? 結(jié)果與分析

2.1 翅果油揮發(fā)性成分分析

對翅果油的揮發(fā)性成分進行SHS-GC-MS分析，得到其總離子圖（圖1）。翅果油中出峰個數(shù)為118個，經(jīng)扣除匹配度＜80%、無法確定化學(xué)結(jié)構(gòu)、色譜柱流失產(chǎn)生的化合物，共鑒定出52個揮發(fā)性成分（表1），總相對含量達98.45%；主要揮發(fā)性成分有正壬酸（13.19%）、正丁基環(huán)戊烷（11.12%）、己酸（8.52%）、3-甲基環(huán)戊醇（7.22%）、2-丙烯醛（5.54%）、1，2-環(huán)氧十二烷（5.52%）等。

由表1可知，翅果油揮發(fā)性成分以烷烴類化合物含量最高，共7個，占整體化合物含量的25.27%；醇類化合物種類最為豐富，16個，含量24.62%；脂肪酸，6個，占24.02%；醛類，12個，占15.69%；萜類（5個，3.14%）、酯類（2個，2.66%）、雜環(huán)類（2個，2.44%）和酮類（2個，0.61%）較少。

2.2 翅果油香氣成分分析

結(jié)合文獻資料［18-20］，獲得22種香氣化合物的氣味閾值，按1.3公式計算ROAV值，結(jié)果如表2所示。1≤ROAV≤100的成分有11種，由大到小依次為2，4-壬二烯醛、反式-2-庚烯醛、γ-辛內(nèi)酯、環(huán)己基甲醛、1-辛烯-3-醇、正壬醛、癸醛、2-辛烯醛、2-丙烯醛、反式-2-癸二烯醛、2-戊基呋喃，這些揮發(fā)性成分對翅果油的香氣具有重要貢獻，是關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)；0.1≤ROAV＜1的成分有7種，十一烯酸、己酸、正壬酸和2-壬烯醛等，這些成分對翅果油香氣具有一定的輔助和修飾作用。

翅果油中醛類化合物總含量高達15.69%，ROAV累積貢獻率達147.27，對翅果油的香味有較大貢獻；烷烴類化合物總含量最高（25.27%），但由于烷烴類化合物氣味閾值普遍較高［21］，ROAV貢獻率低，對翅果油整體香氣的影響有限。

3? 結(jié)論與討論

本研究采用靜態(tài)頂空-氣相質(zhì)譜-色譜聯(lián)用技術(shù)對翅果油揮發(fā)性成分進行分析，初步鑒定出52個成分，主要成分有正壬酸、正丁基環(huán)戊烷、己酸、3-甲基環(huán)戊醇、2-丙烯醛和1，2-環(huán)氧十二烷等。共有7個烷烴類、16個醇類、6個脂肪酸、12個醛類、5個萜類、2個酯類、2個雜環(huán)類和2個酮類化合物；其中烷烴類含量最高（25.27%），其次為醇類（24.62%）、脂肪酸（24.02%）和醛類（15.69%）。魯甲龍等［22］采用GC分析經(jīng)甲酯化處理后的翅果油，分離出5種脂肪酸，其中不飽和脂肪酸亞油酸49.60%、油酸36.86%；滕紅梅等［23］研究甲酯化處理的翅果油，不飽和脂肪酸占91.30%，亞油酸50.38%、油酸40.36%；而本研究檢測未經(jīng)甲酯化的翅果油，分離出6個脂肪酸，有8-壬烯酸、9-癸烯酸、十一烯酸和3個不飽和脂肪酸。

ROVA是目前用于評估香氣成分貢獻度的有效指標(biāo)之一，一般認(rèn)為1≤ROAV≤100的成分為關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)。翅果油的關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)有11種，分別為2，4-壬二烯醛、反式-2-庚烯醛、γ-辛內(nèi)酯、環(huán)己基甲醛、1-辛烯-3-醇、正壬醛、癸醛、2-辛烯醛、2-丙烯醛、反式-2-癸二烯醛、2-戊基呋喃。其中，2，4-壬二烯醛在嗅覺上具有強烈的花果香和油脂香［24］；反式-2-庚烯醛具有青草香［25］，γ-辛內(nèi)酯具有甜椰香、果香、油樣黑豆香［26］，環(huán)己基甲醛在嗅覺上具有類似茶籽油的刺激性氣味［27］，1-辛烯-3-醇具有薄荷味、土味、鮮味、蘑菇味［17］；正壬醛又名天竺葵酸，具有濃郁的玫瑰香；癸醛和反式-2-癸二烯貢獻濃郁的橘香等，這些化合物共同作用、相互影響形成翅果油獨特的花果香、油脂香、青草香、玫瑰香和甜椰香風(fēng)味。此外，翅果油有7種具修飾作用的香氣成分，十一烯酸、己酸、正壬酸和2-壬烯醛等。醛類化合物閾值普遍較低，主要呈現(xiàn)青草香、果香和油脂味，ROAV累積貢獻率達147.27，因此認(rèn)為醛類化合物對翅果油的香味貢獻最大，為翅果油關(guān)鍵風(fēng)味化合物，醛類化合物同時也是花生油和黃精的關(guān)鍵風(fēng)味化合物［28］。烷烴類化合物總含量最高，但由于烷烴類化合物氣味閾值普遍較高、香味無特色且不典型［21］，因此認(rèn)為烷烴類化合物對翅果油香氣影響有限。

翅果油揮發(fā)性主要成分正壬酸具有抑制腸道細菌感染的功效，Wang Jun等［29］研究表明正壬酸通過誘導(dǎo)組蛋白脫乙酰酶抑制細菌移位，達到腸道免受細菌感染的功能；己酸可作為食品用香料［30］，用以配制干酪、奶油、朗姆酒和奶油硬糖等香精，它同時也是合成止咳劑4-己基間苯二酚的原料之一［31］；2，4-壬二烯醛、γ-辛內(nèi)酯和反式-2-庚烯醛等，可做合成香料；環(huán)己基甲醛可用作有機合成和藥物合成重要的有機中間體［32］。綜上所述，認(rèn)為翅果油具有較高的開發(fā)利用價值。

參考文獻：

［1］徐振華，王學(xué)勇，高云昌，等. 河北省翅果油樹栽培現(xiàn)狀和發(fā)展對策［J］. 河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020，24（4）：105-108.

［2］張春旺，馮千鳳，張紅嫄，等. 河南胡頹子科新紀(jì)錄種—翅果油樹［J］. 河南林業(yè)科技，2023，43（1）：51-52.

［3］劉煥蓉，王虹，吳恩，等. 野生和種植翅果油樹果實中微量元素的分析比較［J］. 分析科學(xué)學(xué)報，2011，27（3）：403-405.

［4］張忠，王呈馨，范柳萍，等. 不同提取工藝翅果油抗氧化能力與活性成分的分析［J］. 中國油脂，2020，45（9）：23-29.

［5］杜杰. 翅果油聯(lián)合有氧運動對高脂飲食小鼠血脂代謝紊亂及肝臟脂質(zhì)積累的改善作用［J］. 食品工業(yè)科技，2018，39（14）：270-274，281.

［6］陳雨娜. 翅果油對小鼠抗氧化能力及脂質(zhì)代謝的影響［J］. 中國油脂，2017，42（6）：77-80.

［7］張春旺，張紅嫄，馮千鳳，等. 焦作太行山翅果油樹資源分布與保護［J］. 河南林業(yè)科技，2023，43（1）：31-32.

［8］Zhang JM ，Zhang F. Population structure and genetic variation of the endangered species Elaeagnus mollis Diels （Elaeagnaceae） ［J］. Genetics & Molecular Research，2015，14（2）：5950-7.

［9］Fen-Juan S ，Gui-Qin Y ，Zhi-Feng Z ，et al. Antioxidant activities of total alkaloids from the laminae of Elaeagnus mollis Diels［J］. Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica，2008（7）：1339-1342.

［10］丁鵬舉，牛淵，趙秋玲. 不同播種基質(zhì)對翅果油樹幼苗生長的影響［J］. 甘肅林業(yè)科技，2023，48（3）：19-22.

［11］李喬，于洋，李娟，等. 翅果油樹葉化學(xué)成分的分離與鑒定［J］. 中國藥物化學(xué)雜志，2020，30（1）：39-44.

［12］Jing-Hong Z，Jun-Ping L，Xiao-Chun S，et al. Purification of polysaccharide from the laminae of Elaeagnus mollis Diels with chitosan flocculation ［J］.Plant Science Journal，2012，30（6）：639-643.

［13］魯甲龍，張靜，趙紅紅，等. 野生和種植翅果油樹中脂肪酸的分布［J］. 山西大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2014，37（2）：285-288.

［14］馬軍，郝莉花. 靜態(tài)頂空-氣相色譜串接飛行時間質(zhì)譜法測定綠茶中5種禁用香精［J］. 食品與發(fā)酵工業(yè)，2022，48（21）：286-291.

［15］劉登勇，周光宏，徐幸蓮. 確定食品關(guān)鍵風(fēng)味化合物的一種新方法：“ROAV”法［J］. 食品科學(xué)，2008，29（7）：370-374.

［16］劉玉蘭，連四超，陳璐，等. 不同工藝制取油莎豆油中揮發(fā)性成分和特征風(fēng)味成分的分析研究［J］. 中國糧油學(xué)報，2023，38（7）：123-132.

［17］劉娜娜，程曉，潘珍珍，等. 伏牛山區(qū)六妹羊肚菌揮發(fā)性呈香物質(zhì)分析［J］. 食品研究與開發(fā)，2023，44（15）：161-167.

［18］里奧.范海默特.化合物嗅覺閾值匯編（第二版）［M］.北京：科學(xué)出版社，2015.

［19］張翔，王聰明，聶樅寧，等. 川紅和祁紅香氣特征分析及成分比較［J］. 熱帶作物學(xué)報，2020，41（7）：1440-1449.

［20］劉子豪，王笑園，傅嬈，等. SPME-GC-MS與SPME-GC-O協(xié)同鑒定菇娘果關(guān)鍵香氣成分［J］. 食品科學(xué)，2022，43（20）：296-303.

［21］杜勃峰，李達，肖仕蕓，等. 基于HS-SPME-GC-MS 及主成分分析綜合評價貴州典型辣椒品種香氣品質(zhì)［J］.食品研究與開發(fā)，2019，40（7）： 149-155.

［22］魯甲龍，張靜，趙紅紅，等. 野生和種植翅果油樹中脂肪酸的分布［J］. 山西大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2014，37（2）：285-288.

［23］滕紅梅，宋雙紅，王喆之.翅果油樹種子油的脂肪酸成分分析［J］.中國油脂，2007（3）：82-83.

［24］黃敬洲，黃歡. 十一烯酸及其衍生物的合成與生物醫(yī)藥上的應(yīng)用［J］. 大眾科技，2016，18（1）：35-37.

［25］廖鵬飛，王松，王哲，等. 同時蒸餾萃取結(jié)合GC-MS分析釀酒五糧原料蒸煮香氣成分［J］. 食品科學(xué)，2023，44（6）：235-243.

［26］徐麗麗，王佳童，朱蔭，等. 蜜桃烏龍復(fù)合茶中“桃香”關(guān)鍵揮發(fā)性成分分析［J］. 茶葉科學(xué)，2023，43（2）：237-249.

［27］Trost BM ，Mahapatra S ，Hansen M. Palladium-catalyzed C-H activation of N-allyl imines： regioselective allylic alkylations to deliver substituted Aza-1，3-dienes［J］.Angewandte Chemie International Edition，2015，54（20）：6032-6036.

［28］Hou JX，Liang L，Wang YX. Volatile composition changesin navel orange at different growth stages by HS-SPME-GC-MS ［J］. Food Research International，2020，136（5）： 109333.1-109333.8.

［29］Wang J，Huang N，Xiong J，et al. Caprylic acid and nonanoic acidupregulate endogenous host defense peptides to enhance intestinal epithelial immunological barrier function via histone deacetylase inhibition.［J］. International Immunopharmacology，2018，65：303-311.

［30］中華人民共和國國家衛(wèi)生和計劃生育委員會.GB2760-2014，食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)［S］. 2014.

［31］張?zhí)m，鄭永華.4-己基間苯二酚最新研究進展［J］.食品科技，2005（2）：36-38.

［32］尚煜棟，姜偉，高美麗，等.環(huán)己烯催化氫甲酰化制備環(huán)己基甲醛［J］.應(yīng)用化工，2018，47（10）：2178-2183.

（責(zé)任編輯：許? ?玲）