4種新疆單花蜜揮發(fā)性成分的SPME-GC-MS分析

粟有志，謝麗瓊，王 強，阿不都拉·阿巴斯，李 冠,*

(1.新疆大學生命科學與技術(shù)學院，新疆 烏魯木齊 830046；2.新疆大學理化測試中心，新疆 烏魯木齊 830046)

4種新疆單花蜜揮發(fā)性成分的SPME-GC-MS分析

粟有志1，謝麗瓊1，王 強2，阿不都拉·阿巴斯1，李 冠1,*

(1.新疆大學生命科學與技術(shù)學院，新疆 烏魯木齊 830046；2.新疆大學理化測試中心，新疆 烏魯木齊 830046)

采用固相微萃取(SPME)氣質(zhì)聯(lián)用(GC-MS)分析新疆地區(qū)沙棗蜜、油菜蜜、葵花蜜以及棉花蜂蜜4種單花蜜的揮發(fā)性成分。結(jié)果表明：39份樣品共檢測出144種揮發(fā)性成分；芳樟醇、2-(1,1-二甲基)-環(huán)己醇和聯(lián)苯為沙棗蜜的特征性揮發(fā)組分；雪松醇為油菜蜜的特征性揮發(fā)物質(zhì)；4-萜品醇、9-(3,3-二甲基-環(huán)氧乙烷-2-烷基)-2,7-二甲基-九碳-2,6-二烯醇、2-莰烯、1-甲基-4-異丙烯基苯、桃金娘烯醇、α,α,4-三甲基-2,4-環(huán)己二烯-1-甲醇、α-萜品醇為葵花蜜的特征性揮發(fā)物質(zhì)，其中4-萜品醇是葵花蜜最顯著的特征性揮發(fā)物質(zhì)；3-苯基丙烯醛、3-苯基-2-丙烯醇為棉花蜜的特征性揮發(fā)組分。

固相微萃??；單花蜜；揮發(fā)性成分；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用

蜂蜜是蜜蜂采集植物的花蜜、分泌物或蜜露，與自身分泌物結(jié)合后，經(jīng)充分釀造而成的天然甜物質(zhì)[1]，其主要成分為糖類化合物，此外還含有氨基酸、維生素、微量元素和有機酸等?，F(xiàn)代醫(yī)學研究證明，蜂蜜具有消炎、殺菌和潤膚等多種醫(yī)療保健功能[2-6]。

單花種蜂蜜或單一植物蜂蜜是指蜜蜂主要采集一種蜜源植物的花蜜或分泌物釀造的蜂蜜[1]。國外蜂蜜市場銷售的以單花蜜為主，單花蜜已成為消費主流，其售價高于混合蜜。市場上以雜花蜜充當單花蜜，以低價單花蜜冒充高價單花蜜的混亂現(xiàn)象普遍存在，而當前缺乏鑒別單花蜜的統(tǒng)一標準。蜂蜜的揮發(fā)性物質(zhì)主要來自所采蜜源植物，不同單花蜜的揮發(fā)性物質(zhì)具有特殊性，因此可以通過研究蜂蜜的揮發(fā)性物質(zhì)來鑒別蜂蜜的植物來源性即單花來源性。國外對單花蜂蜜揮發(fā)性研究較早，已經(jīng)確定了幾十種單花蜂蜜的特征揮發(fā)性組分[7-10]，而國內(nèi)僅見李成斌等[7]對油菜蜜、苜蓿蜜、龍眼蜜等8種蜂蜜揮發(fā)性成分進行分析，但該研究并未指出各蜜種區(qū)別于其他蜜種的特征性組分。

固相微萃取(SPME)作為一項樣品處理新技術(shù)，無需溶劑，操作簡便，已廣泛應用于揮發(fā)性、半揮發(fā)性物質(zhì)的分析，國外學者已經(jīng)運用該技術(shù)鑒別單花蜂蜜的揮發(fā)性成分[11-15]，但國內(nèi)未見報道。新疆地域廣闊，蜜源植物豐富，其中沙棗、棉花、葵花和油菜是主要的蜜源植物。本研究對新疆沙棗蜜、油菜蜜、葵花蜜和棉花蜜4種單花蜂蜜的揮發(fā)性成分進行頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)分析，以期找出各種單花蜂蜜的特征性揮發(fā)組分，為鑒別單花蜂蜜種類提供理論依據(jù)、規(guī)范蜂蜜產(chǎn)品市場提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

蜂蜜采自新疆伊犁哈薩克自治州、喀什市等地，所有樣品都在開花季節(jié)直接從蜂農(nóng)手中獲得，樣品沒有經(jīng)過任何熱處理，置于4℃保存，直至分析。其中沙棗蜜9份(伊犁地區(qū)3份、巴州地區(qū)3份、喀什地區(qū)1份、阿克蘇地區(qū)2份)，油菜蜜7份(塔城地區(qū)2份、阿克蘇地區(qū)1份、哈密地區(qū)4份)、葵花蜜9份(巴州地區(qū)2份、喀什地區(qū)2份、昌吉地區(qū)2、烏魯木齊地區(qū)3份)、棉花14份(巴州地區(qū)4份、喀什地區(qū)2份、阿克蘇地區(qū)3份、昌吉地區(qū)2份、石河子地區(qū)3份)，共計39份樣品。

25mL頂空進樣瓶、PTFE/硅膠隔墊、鋁蓋均 安捷倫公司；手動SPME進樣器、2cm 50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取頭 美國Supelco公司；GCMS-QP2010氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 日本島津公司；85-2A型雙向恒溫磁力攪拌器。

1.2 方法

1.2.1 樣品前處理

稱取5g蜂蜜樣品，加入2mL 30g/100mL氯化鈉溶液，將萃取頭在氣相色譜進樣口老化2h，老化溫度為250℃，將老化好的萃取頭插入樣品瓶頂空部分，推出纖維頭，在80℃條件下恒溫磁力攪拌吸附60min。然后將萃取頭插入GC-MS進樣口，于250℃條件下解吸5min后進樣分析。

1.2.2 GC-MS 條件

色譜條件：色譜柱為RTX-5MS石英毛細管色譜柱(30m×0.32mm，1.0μm)，柱溫60℃(保留5min)，以5℃/min 升溫至220℃，保持10min；汽化室溫度250℃；載氣為高純He (99.999%)；載氣流量1.0mL/min；無分流進樣。

質(zhì)譜條件：電子轟擊(EI)離子源；電子能量70eV；傳輸線溫度250℃；離子源溫度為200℃；質(zhì)量掃描范圍m/z 30～500。

物質(zhì)的定性、定量：化合物定性分析是經(jīng)計算機自動檢索Wiley 7、NIST 147譜庫確認物質(zhì)的化學成分，化合物的定量是通過面積歸一法確定物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)。由于頂空固相微萃取法存在給圖譜帶來硅氧烷類的雜質(zhì)峰的缺陷，所以在對樣品進行質(zhì)譜檢索時扣除這些雜質(zhì)峰。

2 結(jié)果與分析

2.1 4種單花蜜的共有揮發(fā)性成分

圖1 4種單花蜜的典型性總離子流圖Fig.1 Representative total ion current chromatogram of volatile components in 4 kinds of monofloral honey

表1 蜂蜜樣品的揮發(fā)性成分的SPME-GC-MS結(jié)果Table 1 SPME-GC-MS analysis results of volatile compounds in honey samples

續(xù)表1

續(xù)表1

4種單花蜂蜜的典型性離子圖見圖1，通過檢索Wiley 7譜庫和NIST 147譜庫，39份樣品共鑒定出144種化合物，主要包括醇類、酮類、醛類、酸類、烷烴類、苯和呋喃的衍生物。如表1所示，乙醇、糠醛、安息香醛、苯乙醛、順式氧化芳香醇、反式氧化芳香醇、苯乙醇、辛酸、乙酸苯乙酯、壬酸、大馬酮、癸酸、十五烷、十二酸、十七烷、2,4,4,6-四甲基-2-庚烯、肉豆蔻酸、十八烷、異丙基豆蔻酸酯、鄰苯二甲酸二異丁酯、十九烷、棕櫚酸、棕櫚酸乙酯、二十一烷、二十四烷和苯甲醇在4種單花蜜中都被檢測出。

2.2 沙棗蜜的揮發(fā)性成分

9份沙棗蜜共檢測出69種化合物，辛酸、壬酸、癸酸在所有的沙棗蜜樣品都被檢測出；糠醛、順式氧化芳香醇、苯乙醇、2,6,10,14-四甲基十五烷在8份沙棗蜜中被檢測出；安息香醛、十五烷、十七烷和鄰苯二甲酸二異丁酯、鄰苯二甲酸二乙酯、二十一烷在7份沙棗中被檢測出；反式氧化芳香醇在6份沙棗蜜中被檢測出；芳樟醇、2-(1,1-二甲基)-環(huán)己醇、十六烷、麝香內(nèi)脂在5份沙棗蜜中被檢測出；苯丙醇、聯(lián)苯、大馬酮、十二醇和二十四烷在4份沙棗蜜中被檢測出來，以上23種化合物占沙棗蜜總峰面積的63.58%。Alissandrakis等[15]認為當某一化合物在所檢測的單花蜜中都存在，而在其他檢測的蜂蜜中不存在或存在但含量較少時，此化合物是該單花蜜的特征性揮發(fā)物質(zhì)。由于單花蜜揮發(fā)性物質(zhì)與蜜源植物的種屬差異以及生存環(huán)境有關，某些揮發(fā)性物質(zhì)可能在同種蜜源植物中存在或不存在。因此當某些揮發(fā)性物質(zhì)雖然在所檢測的單花蜜中不完全存在，但其出現(xiàn)次數(shù)較高，在其他蜂蜜中不存在或存在時含量較低，也應將它確定為單花蜜的特征揮發(fā)性物質(zhì)。芳樟醇、2-(1,1-二甲基)-環(huán)己醇和聯(lián)苯在9份沙棗蜜中分別出現(xiàn)5次、5次和4次，其中芳樟醇還在油菜蜜中出現(xiàn)一次，但含量較低，2-(1,1-二甲基)-環(huán)己醇和聯(lián)苯在其他蜂蜜中都沒有發(fā)現(xiàn)，故確定芳樟醇、2-(1,1-二甲基)-環(huán)己醇和聯(lián)苯是沙棗蜜的特征性揮發(fā)組分。

2.3 油菜蜜的揮發(fā)性成分

7份油菜蜜共檢測出61種揮發(fā)性物質(zhì)，辛酸、壬酸、雪松醇、異丙基豆蔻酸酯在所有的油菜蜜中都存在；糠醛在6份油菜蜜中被檢測出；順式氧化芳香醇、反式氧化芳香醇、苯乙醇在5份油菜蜜中存在；癸酸、癸醛、大馬酮、2,4,4,6-四甲基-2-庚烯、二十一烷和鄰苯二甲酸二異丁酯在4份油菜蜜中存在；苯甲醇、十七烷、十九烷在三份油菜蜜中存在，以上17種化合物占油菜蜜總峰面積的47.95%。Radovic等[16]用動態(tài)頂空的方法在油菜蜜中也檢測出糠醛、反式氧化芳香醇、苯乙醛、苯甲醇、苯乙醇、乙醇。林瑜等[10]通過同時蒸餾萃取方法檢測到油菜蜂蜜中存在順式氧化芳香醇、糠醛、鄰苯二甲酸二異丁酯、棕櫚酸、苯甲醇和苯乙醛，Kaskoniene等[12]用CAR/PDMS纖維頭頂空固相微萃取的方法在油菜蜜中也檢測出糠醛、安息香醛、苯甲酸、辛酸，由于這些物質(zhì)在其他單花蜜中也大量存在，故不能作為油菜蜜的特征性揮發(fā)物質(zhì)。雪松醇在所有的油菜蜜都被檢測出，并且在葵花蜜和沙棗蜜中都沒有發(fā)現(xiàn)，雖然在棉花蜜也有存在，但其含量較低，故雪松醇是油菜蜜的特征性揮發(fā)物質(zhì)。

2.4 葵花蜜的揮發(fā)性成分

9份葵花蜜共檢測出了69種化合物，異丙基豆蔻酸酯、壬酸和4-萜品醇在9份葵花蜜中都存在；9-(3,3-二甲基-環(huán)氧乙烷-2-烷基)-2,7-二甲基-九碳-2,6-二烯醇、2,4,4,6-四甲基-2-庚烯在8份葵花蜜中存在；2-莰烯、二十一烷和二十四烷在7份葵花蜜中存在；1-甲基-4-異丙烯基苯、α-萜品醇、桃金娘烯醇、癸酸、鄰苯二甲酸二異丁酯在6份葵花蜜中存在；α,α,4-三甲基-2,4-環(huán)己二烯-1-甲醇、辛酸、十七烷、麝香內(nèi)脂、乙醇、順式氧化芳香醇、苯乙醇、植烷在5份葵花蜜中存在，上述21種化合物占葵花蜜總峰面積的64.41%。Radovic等[16]采用動態(tài)頂空的方法在葵花蜜中也檢測出α-蒎烯、糠醛、順式氧化芳香醇、苯甲醇、苯乙醇、乙醇。4-萜品醇在所有檢測的葵花蜜中存在，在其他檢測的樣品中出現(xiàn)一次但其含量較低；9-(3,3-二甲基-環(huán)氧乙烷-2-烷基)-2,7-二甲基-九碳-2,6-二烯醇、2-莰烯、1-甲基-4-異丙烯基苯、桃金娘烯醇、α,α,4-三甲基-2,4-環(huán)己二烯-1-甲醇都僅在葵花蜜中存在而且出現(xiàn)次數(shù)較高；α-萜品醇在所檢測的葵花蜜中出現(xiàn)6次，在其他蜂蜜出現(xiàn)1 次而且含量較低，因此上述7種物質(zhì)是葵花蜜的特征性揮發(fā)性物質(zhì)。確定的特征性揮發(fā)物質(zhì)含量從高到底依次為4-萜品醇(5.15%)、α-萜品醇(2.33%)、1-甲基-4-異丙烯基苯(1.7%)、α,α,4-三甲基-2,4-環(huán)己二烯-1-甲醇(1.52%)、9-(3,3-二甲基-環(huán)氧乙烷-2-烷基)-2,7-二甲基-九碳-2,6-二烯醇(1.43%)、桃金娘烯醇(1.13%)、2-莰烯(1.06%)，其中4-萜品醇不僅含量最高，而且在所有檢測的葵花蜜中都存在，故4-萜品醇是葵花蜜中最顯著的特征性揮發(fā)物質(zhì)。

2.5 棉花蜜的揮發(fā)性成分

14份棉花蜜共檢測出88種化合物，苯乙醇、苯丙醇、3-苯基丙烯醛、3-苯基-2-丙烯醇在所有檢測的棉花蜜中都存在；壬酸在12份棉花蜜中存在，安息香醛、癸酸在11份棉花蜜中存在；順式氧化芳香醇、二十四烷、大馬酮在10份棉花蜜中存在；反式氧化芳香醇、苯甲醇、壬醛、辛酸、異丙基豆蔻酸酯在9份棉花蜜中存在；二十一烷在8份棉花蜜中存在；壬醇、乙酸苯乙酯、十二酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸在7份棉花蜜中存在，上述21個物質(zhì)占棉花總峰面積的73.51%。新疆是棉花種植大省，全疆各地都有棉花的種植，由于蜜蜂是流動采集蜂蜜，很可能收集的其他單花蜜中含有部分棉花蜜。3-苯基丙烯醛僅在所檢測的棉花蜜中存在，3-苯基-2-丙烯醇在所檢測的棉花蜜中都存在，在其他單花蜜中出現(xiàn)過2次但含量較低，因此3-苯基丙烯醛、3-苯基-2-丙烯醇是棉花蜜的特征性揮發(fā)組分。

3 結(jié) 論

對沙棗蜜、油菜蜜、葵花蜜、棉花蜜39種蜂蜜樣品的SPME-GC-MS分析，一共檢測出144種揮發(fā)性物質(zhì)，其中沙棗蜜中檢測出69種，油菜蜜中檢測出61種，葵花蜜中檢測出69種，棉花蜜中檢測出88種。確定了芳樟醇、2-(1,1-二甲基)-環(huán)己醇和聯(lián)苯為沙棗蜜的特征性揮發(fā)物質(zhì)；雪松醇為油菜蜜的特征性揮發(fā)物質(zhì)；4-萜品醇、9-(3,3-二甲基-環(huán)氧乙烷-2-烷基)-2,7-二甲基-九碳-2,6-二烯醇、2-莰烯、1-甲基-4-異丙烯基苯、桃金娘烯醇、α,α,4-三甲基-2,4-環(huán)己二烯-1-甲醇、α-萜品醇為葵花蜜的特征性揮發(fā)物質(zhì)，其中4-萜品醇是最顯著的特征性揮發(fā)物質(zhì)；3-苯基丙烯醛、3-苯基-2-丙烯醇為棉花蜜的特征性揮發(fā)組分。

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SPME-GC-MS Analysis of Volatile Compounds from Four XinJiang Monofloral Honey

SU You-zhi1，XIE Li-qiong1，WANG Qiang2，ABDULLA，LI Guan1,*
(1. College of Life Science and Technology, Xinjiang University,.. 830046, China；2. Physico-chemical Measurment Center, Xinjiang University,830046, China)

Volatile components in 4 kinds of monofloral hoeny from oleaster, sunflower, rape and cotton were analyzed by solid phase microextraction (SPME) followed by gas chromatography and mass spetrometry (GC-MS). A total of 144 volatile compounds were identified in 39 kinds of honey. Linalool, 2-(1,1-dimethylethyl)-cyclohexanol and diphene were the characteristic compounds in oleaster honey; cedrol was the characteristic compound in rape honey; 4-terpineol, 9-(3,3-dimethylepoxyethyl-2-alkyl)-2,7-dimethyl-nona-2,6-enol, 2-camphene, 1-methyl-4-isopropenyl benzene, myrtenol, α,α,4-trimethyl-2,4-cyclohexadiene-1-methanol and α-terpineol were the characteristic compounds in sunflower honey; 3-phenyl acrolein and 3-phenyl-2-allyl alcohol were the characteristic compounds in cotton honey.

solid-phase microextraction (SPME)；monofloral honey；volatile compounds；gas chromatography and mass spetrometry (GC-MS)

TS207.3

A

1002-6630(2010)24-0293-07

2010-02-23

新疆維吾爾自治區(qū)自然科學基金項目(200821102)

粟有志(1984—)，男，碩士研究生，研究方向為植物生物技術(shù)。E-mail：suyouzhi1110@163.com

李冠(1949—)，男，教授，碩士，研究方向為植物生理生化。E-mail：guanli@xju.edu.cn