基于SPME-GC-MS分析不同干燥方式對龍牙百合揮發(fā)性風(fēng)味的影響

摘 要：為探究不同干燥方式對龍牙百合風(fēng)味的影響，利用固相微萃取及氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對真空冷凍干燥以及熱風(fēng)干燥后的龍牙百合的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行檢測。結(jié)果表明，兩種干燥方式下，龍牙百合揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)主要由酸類、醇類、酯類、烷類、烯烴類、醛類和酮類組成。真空冷凍干燥下龍牙百合檢測到30種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，且酯類物質(zhì)（5種，15.65%）較多，其中醋酸（0.52%）、己醛（6.35%）、辛醛（0.25%）、正壬醛（1.79%）、三甲基戊基酯（10.21%）含量較高，還保留了菲醇醋酸酯（0.25%）等活性成分，而熱風(fēng)干燥樣品揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)僅有16種。本研究為高品質(zhì)龍牙百合干燥技術(shù)的選擇及應(yīng)用提供了參考。

關(guān)鍵詞：龍牙百合；風(fēng)味物質(zhì)；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用；固相微萃取

Analysis of Effect of Different Drying Techniques on Volatile Flavor Substances of Lilium brownii var. viridulum Based on SPME-GC-MS

YIN Lebin， LI Minjuan， HUANG Qiuping， LONG Pan， TANG Yanzhou

（School of Food and Chemical Engineering， Shaoyang University， Shaoyang 422000， China）

Abstract： In order to explore the effect of different drying methods on the flavor of Lilium brownii var. viridulum （LBV）， solid phase microextraction and gas chromatography-mass spectrometry were used to detect the volatile flavor substances of LBV after vacuum freeze drying and hot air drying. The results showed that under the two drying methods， the volatile flavor substances of LBV were mainly composed of acids， alcohols， esters， alkanes， alkenes， aldehydes， and ketones. The 30 volatile flavors of LBV were detected under vacuum freeze-drying. Moreover， there are many ester substances （5 types， 15.65%）， including acetic acid （0.52%）， hexanal （6.35%）， octanal （0.25%）， n-nonenal （1.79%）， 3-hydroxy trimethylpentyl ester （10.21%）， and bioactive substances tetradecanoylphorbol acetate （0.25%） were retained. However， the 16 volatile flavors were detected under the hot air-drying. This study provides a reference for the selection and application of high-quality drying technology for LBV.

Keywords： Lilium brownii var. viridulum; flavor substance; gas chromatography-mass spectrometry; solid phase microextraction

百合通常指百合科百合屬（Lilium）植物的干燥肉質(zhì)鱗葉，是典型的藥食同源植物，以其入藥，可用于治療陰虛久咳、痰中帶血、虛煩驚悸等[1]。龍牙百合為百合的變種，因其肉質(zhì)鱗葉形似龍的爪子，得名“龍牙”。湖南省隆回縣特產(chǎn)龍牙百合聲名遠(yuǎn)播，因具有獨(dú)特的文化、藥用以及食用價(jià)值，2009年被評選為中國國家地理標(biāo)志產(chǎn)品，是國家認(rèn)證“綠色食品”和湖南省“湘九味”品牌中藥材[2]。龍牙百合的食用及藥用主要以鮮食為主，但其生育期長，收獲期在立秋左右且時(shí)間較短，難以長時(shí)間室溫儲存，因此通常需要干燥處理。干燥處理能夠去除新鮮龍牙百合的水分，使微生物及酶類失活，預(yù)防發(fā)生霉變、腐爛以及有效成分的散失、破壞，保證龍牙百合的食用品質(zhì)和藥用價(jià)值。目前，龍牙百合主要干燥處理方式有熱風(fēng)干燥、微波干燥、真空冷凍干燥以及傳統(tǒng)曬干等，但這些干燥方式對龍牙百合風(fēng)味品質(zhì)的影響鮮有報(bào)道。

研究表明，龍牙百合富含氨基酸、蛋白質(zhì)和果膠質(zhì)等多種營養(yǎng)成分，具有顯著的抗炎和抗氧化活性，其主要活性成分有木脂素、甾體皂苷、薯蕷皂苷元等[3]。此外，龍牙百合還含有酚酸甘油酯、多糖及生物堿等化學(xué)成分[4]。當(dāng)前，龍牙百合的相關(guān)研究主要集中于生物活性作用及其成分鑒定方面，關(guān)于其揮發(fā)性風(fēng)味成分的研究相對較少。然而，揮發(fā)性風(fēng)味成分變化是龍牙百合品質(zhì)變化的重要特征。因此，本研究采用固相微萃取（Solid Phase Microextraction，SPME）和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（Gas Chromatography-Mass Spectrometry，GC-MS）對不同干燥方式下（真空冷凍干燥、熱風(fēng)干燥）龍牙百合的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行鑒定，分析不同干燥方式對龍牙百合風(fēng)味品質(zhì)的影響。本研究為龍牙百合產(chǎn)地加工的風(fēng)味質(zhì)量穩(wěn)定提供理論支撐，也為龍牙百合成分研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

龍牙百合（采收自湖南邵陽隆回），百合成熟時(shí)選擇色白、個(gè)大、球形圓整、鱗片肥大、無松動散瓣、無棕色焦瓣的鱗莖，掘出百合鱗莖，剪須根，隨機(jī)選擇果實(shí)足量帶回實(shí)驗(yàn)室，洗凈，儲存；去離子水。

1.2 儀器與設(shè)備

JA2203N型電子天平；真空泵、SCIENTZ-10N冷凍干燥機(jī)，肯基科技發(fā)展（長沙）有限公司；75 μm CAR/PDM固相微萃取手動進(jìn)樣器，錦卓儀器設(shè)備有限公司（廣州）；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，安捷倫科技（中國）有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品制備

準(zhǔn)確稱取6份洗凈后的龍牙百合分瓣，每份100 g，置于沸水中，水量以掩蓋百合片為宜，翻燙6 min后，瀝干，儲存。

熱風(fēng)干燥：將新鮮龍牙百合放入恒溫烘箱，80 ℃干燥90 min，60 ℃干燥90 min，55 ℃干燥90 min，總計(jì)270 min，將干燥后的龍牙百合密封儲存。

真空冷凍干燥：將新鮮樣品放入-80 ℃冰箱預(yù)凍48 h，再放入真空冷凍干燥機(jī)對樣品進(jìn)行冷凍干燥，將干燥后的龍牙百合密封儲存。

1.3.2 SPME-GC-MS檢測

（1）固相微萃取。按照趙康宏等[5]的方法，并略做修改。精密稱取5.0 g干燥后的龍牙百合，放入固相微萃取儀采樣瓶中，插入配有75 μm CAR/PDM的手動采樣器，在60 ℃加熱板上預(yù)熱樣品20 min，萃取30 min后，取下萃取頭并立即插入氣相色譜儀進(jìn)樣口解吸3 min。

（2）色譜及質(zhì)譜條件。根據(jù)課題組此前的方法，并略做修改[6]。載氣為高純（99.999%）氦氣（He），流速為1.0 mL·min-1；色譜柱為DB-5MS彈性石英毛細(xì)管柱（30 m×250 μm，0.25 μm）；不分流進(jìn)樣，進(jìn)樣口溫度為250 ℃；升溫程序?yàn)槌跏?5 ℃，保持2 min，升溫至150 ℃，保持23 min，最后升溫至290 ℃，保持37.333 min；汽化室溫度為250 ℃。溶劑延遲時(shí)間為1 min；離子源為電子電離源；離子源溫度為230 ℃；電子能量為70 eV；發(fā)射電流為150 μA；質(zhì)量掃描范圍為m/z 45～500。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理

利用Nist 2014標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫對總離子色譜圖中的峰進(jìn)行識別和確認(rèn)，根據(jù)匹配度定性鑒定成分，利用峰面積歸一化法確定各成分的相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)，采用Excel、Origin及Chiplot軟件統(tǒng)計(jì)及分析結(jié)果[7]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同干燥方式下龍牙百合母離子流圖

SPME-GC-MS檢測真空冷凍干燥和熱風(fēng)干燥條件下龍牙百合中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，揮發(fā)性成分總離子流圖如圖1所示。結(jié)果表明，兩種干燥方式下龍牙百合的出峰情況有較大區(qū)別，真空冷凍干燥方式下龍牙百合出峰較多，且分離度較高，熱風(fēng)干燥下龍牙百合出峰少，說明不同干燥方式對龍牙百合揮發(fā)性成分影響較大。

2.2 不同干燥方式下龍牙百合揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)組成

百合主要揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)有醇類、萜烯類化合物和苯環(huán)類化合物等[8]。趙康宏等[5]發(fā)現(xiàn)，龍牙百合中主要揮發(fā)性成分為醛、酸、烷、醇、酯等5類化合物。本研究檢測了不同干燥方式下龍牙百合的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)。如表1所示，兩種干燥方式下，龍牙百合揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)主要由酸類、醇類、酯類、烷類、醛類、烯烴類和酮類組成。熱風(fēng)干燥的龍牙百合中主要揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)有16種，真空冷凍干燥的龍牙百合檢測到30種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，表明真空冷凍干燥方式較好地保留了龍牙百合的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)。在熱風(fēng)干燥工藝下[9]，溫度對龍牙百合干燥樣品的品質(zhì)影響較大，而熱風(fēng)干燥后龍牙百合揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)組成印證了這一結(jié)果。苯甲酸甲酯等酯類、酸類物質(zhì)是百合花香主要的組成成分[10-11]。與熱風(fēng)干燥相比，真空冷凍干燥的龍牙百合檢測出

5種酯類物質(zhì)，相對含量總值為15.65%，酸類物質(zhì)

2種（0.95%），而熱風(fēng)干燥下龍牙百合中酯類物質(zhì)僅檢測到3種，相對含量總值為2.54%，說明真空冷凍干燥下龍牙百合香氣組成更為豐富。此外，真空冷凍干燥方式下龍牙百合烷類含量最高，相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25.50%，烯烴類、酮類風(fēng)味物質(zhì)含量較少，烴類化合物對樣品的風(fēng)味的影響較小[12-13]。

2.3 不同干燥方式下龍牙百合的聚類分析

根據(jù)揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)聚類分析結(jié)果（圖2）可知，真空冷凍干燥下龍牙百合酸、醛、酯類物質(zhì)含量均較高，包括醋酸（0.52%）、己醛（6.35%）、辛醛（0.25%）、正壬醛（1.79%）、2，5-二羥基苯甲醛（0.30%）、三甲基戊基酯（10.21%）、菲醇醋酸酯（0.25%）。己醛通常有青草香味，辛醛在極度稀釋下具有類似玫瑰和橙皮的香氣[14]，而菲醇醋酸酯已被證實(shí)是髓細(xì)胞白血病患者的有效癌癥治療劑，并已被證明是一種潛在的結(jié)直腸癌治療劑[15]。相比之下，熱風(fēng)干燥后的龍牙百合丙酸2-甲基丁酯（1.80%）、八甲基環(huán)四硅氧烷（4.89%）、十甲基環(huán)五硅氧烷（4.85%）含量相對較高，其他烴類、醇類風(fēng)味物質(zhì)含量較少。這說明真空冷凍干燥方式不僅保留了龍牙百合較多的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，也保持了龍牙百合中活性物質(zhì)的穩(wěn)定。此外，兩種干燥方式下?lián)]發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)鑒定結(jié)果區(qū)別較大，原因不僅在于物理變化，還在于龍牙百合的部分成分在熱風(fēng)升溫過程中可能發(fā)生了氧化聚合反應(yīng)。

3 結(jié)論

為探究真空冷凍干燥、熱風(fēng)干燥兩種干燥方式對龍牙百合風(fēng)味成分的影響，本研究以SPME-GC-MS技術(shù)對龍牙百合干燥樣品的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行鑒定、比對，發(fā)現(xiàn)在這兩種干燥方式下，龍牙百合揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)主要由酸類、醇類、酯類、烷類、醛類、烯烴類和酮類組成。真空冷凍干燥下龍牙百合有30種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，而熱風(fēng)干燥僅檢測到

16種，并且真空冷凍干燥樣品鑒定到酯類物質(zhì)（5種，15.65%）較多。此外，真空冷凍干燥下的龍牙百合不僅具有揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)醋酸（0.52%）、己醛（6.35%）、辛醛（0.25%）、正壬醛（1.79%）、三甲基戊基酯（10.21%），還保留了活性成分菲醇醋酸酯（0.25%）。本研究為龍牙百合不同干燥工藝的開發(fā)提供了方向，也為龍牙百合相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了理論基礎(chǔ)。

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