會東塊菌香氣成分的GC-MS分析

張世奇，闞建全,*

(1.西南大學食品科學學院，重慶 400715；2.重慶市農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏重點實驗室，重慶 400715)

會東塊菌香氣成分的GC-MS分析

張世奇1,2，闞建全1,2,*

(1.西南大學食品科學學院，重慶 400715；2.重慶市農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏重點實驗室，重慶 400715)

采用超聲溶劑萃取、同時蒸餾萃取、固相微萃取3種方法對會東塊菌香氣進行提取后，用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)法結(jié)合計算機檢索對其進行成分分析和鑒定。結(jié)果表明：采用超聲溶劑萃取法的萃取物中共分離出80個峰，鑒定出65種化合物，占總組分的93.59%；用同時蒸餾萃取法的萃取物中共分離出了91個峰，鑒定出了67種化合物，占總組分的90.45%；用固相微萃取法的萃取物中共分離出64個峰，鑒定出50種化合物，占總組分的75.15%；綜合比較，采用3種方法共分離鑒定出142種香氣物質(zhì)，其中主要香氣物質(zhì)23種，3種提取方法中同時蒸餾萃取法效果最優(yōu)。

會東塊菌；香氣成分；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)；萃取方法

塊菌(perigord truffle)又稱塊菇、松露、無娘果、豬拱菌、隔山撬等，拉丁名稱為Tuber huidongense，屬于子囊菌亞門、塊菌目、塊菌科、塊菌屬[1-3]，是地下生菌物中一個比較重要的子囊菌類群，子實體在土壤中生長，除個別種類在成熟時半露出土表外，大部分種類自始至終埋生于地下，是與樹木共生的外生菌根型藥食兩用真菌。塊菌的主要生理活性成分有α-雄烷醇(androstenol)、神經(jīng)酰胺(N-stearoylphytosphingosine)、塊菌多糖(polysaccharide of Tuber huidongense)等。其中α-雄烷醇是一種類固醇化合物，具有調(diào)節(jié)女性月經(jīng)周期、引起女性性興奮的功能，早在1951年就從女性的尿液和男性的腋下汗液中被檢測出來，被認為具有一定的催欲作用[4]。還研究發(fā)現(xiàn)未閹公豬的唾液中也含有該化合物，其能使母豬的情緒變得激動而引誘公豬與其交配，所以國外常利用母豬的嗅覺來尋找塊菌[5]。雖然，α-雄烷醇是否具有類似于性激素作用還不能完全確定，但法國人已把該化合物加到男性香水中，且價格十分昂貴。神經(jīng)酰胺具有保濕(可以作為皮膚屏障)、誘導細胞凋亡、抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)等功能[6-7]；塊菌多糖具有抗腫瘤并參與免疫調(diào)節(jié)等功能[8]。目前，國內(nèi)對塊菌香氣成分的研究報道較少。本研究擬對會東塊菌的香氣成分進行分析及鑒定，以期為進一步開發(fā)利用塊菌提供實驗數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

塊菌產(chǎn)自四川省會東縣，真空包裝后凍藏待用。無水乙醚、無水硫酸鈉等均為分析純。

1.2 儀器與設備

同時蒸餾-萃取裝置(simultaneous distillation extraction，SDE) 自制；KQ3200DB超聲萃取裝置 江蘇昆山市超聲儀器有限公司；手動固相微萃取(solid phase microextraction，SPME)裝置 美國 Supelco 公司；萃取頭為100μm PDMS；GC-MS2010氣質(zhì)聯(lián)用儀 日本島津分析儀器有限公司；RE52-98旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠；SX2-8-10G/T馬弗爐 河南中良科學儀器有限公司；BM254C打漿機 廣東美的精品電器制造有限公司。

1.3 方法

1.3.1 超聲溶劑萃取法(ultrasonic-assisted solbent extraction，USE)萃取會東塊菌的香氣物質(zhì)[9]

準確稱取20g塊菌樣品(新鮮塊菌樣品經(jīng)打漿機磨碎打均，其中鮮樣含水量為35%)，放入250mL錐形瓶中，加入50mL重蒸乙醚，于45℃條件下和在100%功率條件下超聲回流萃取30min，分離出萃取液，然后在同樣條件下將萃取過的塊菌樣品再萃取1次；然后合并兩次萃取液，再用經(jīng)過活化的無水硫酸鈉(活化條件：馬弗爐450℃加熱4h)干燥過夜后，使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮至1mL，置冰箱冷藏，待GC-MS分析。

1.3.2 同時蒸餾萃取法(SDE)萃取會東塊菌的香氣物質(zhì)[10-11]

準確稱取20g塊菌樣品(同1.3.1節(jié))，放入500mL圓底燒瓶中，加入300mL蒸餾水，接同時蒸餾萃取裝置的右端，用電熱套加熱至沸騰，同時蒸餾左端接100mL圓底燒瓶，內(nèi)裝50mL重蒸乙醚，于45℃條件下恒溫提取3h后，再向萃取溶劑中加入經(jīng)活化的無水硫酸鈉(活化條件同1.3.1節(jié))適量，放入冰箱內(nèi)干燥過夜后，再用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮至1mL，置冰箱中冷藏，待GC-MS分析。

1.3.3 固相微萃取法(SPME)萃取會東塊菌的香氣物質(zhì)[12-13]

準確稱取10g塊菌樣品(同1.3.1節(jié))，置于15mL專用采樣瓶中，然后將SPME 注射頭(使用前其石英纖維頭先在250℃氦氣中預熱0.5h)插入樣品瓶中，在樣品上方(每次吸附均須保證石英纖維頭都位于樣品上方的同一位置) 頂空吸附30min后(萃取環(huán)境溫度為45℃，水浴加熱)， GC-MS進樣，脫附5min后分析檢測。

1.4 GC-MS分析條件

色譜柱：HP5-MS石英彈性毛細管柱(30m×0.25mm，0.25μm)；升溫程序：色譜柱初始溫度45℃，保持5min，以8℃/min升溫至170℃，保持5min；以8℃/min升溫至230℃，保持10min；進樣口溫度250℃，載氣(He)流速1mL/min，壓力2.4kPa，進樣量0.5μL；分流比：同時蒸餾萃取和超聲溶劑萃取為1:2，固相微萃取為不分流進樣。

質(zhì)譜條件：電子轟擊(EI)離子源；檢測器電壓830eV；離子源溫度250℃；接口溫度250℃；溶劑延遲時間3.5min；ACQ方式：Scan；掃描速度：5600u/s；質(zhì)量掃描范圍：m/z 40～400。

NIST 05s.LIB和NIST 05.LIB譜庫。

2 結(jié)果與分析

2.1 會東塊菌香氣成分的GC-MS分析鑒定

會東塊菌采用超聲溶劑萃取法、同時蒸餾萃取法和固相微萃取法提取的萃取物的總離子流圖分別見圖1～3。經(jīng)儀器所配置的NBS譜庫進行檢索(匹配度均在90%以上)，組分的相對含量經(jīng)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)按峰面積歸一化法計算得出，其分析結(jié)果見表1。

圖1 會東塊菌USE提取物的氣相色譜-質(zhì)譜總粒子流圖Fig.1 Total ion current chromatogram of aroma compounds extracted by USE from T.huidongense

圖2 會東塊菌SDE提取物的氣相色譜-質(zhì)譜總粒子流圖Fig.2 Total ion current chromatogram of aroma compounds extracted by SDE from T.huidongense

圖3 會東塊菌SPME提取物的氣相色譜-質(zhì)譜總粒子流圖Fig.3 Total ion current chromatogram of aroma compounds extracted by SPME from T.huidongense

表1 會東塊菌的香氣組分及相對含量Table 1 Volatile compounds and their relative contents in USE-, SDE-and SPME-derived extracts from T. huidongense

續(xù)表1

續(xù)表1

由圖1和表1可以看出，采用超聲溶劑萃取法的萃取物中共分離出了80個峰，鑒定出65種化合物，占總組分的93.59%。其中醇類含量最多，有12種，占總組分的20.29%；其次為酯類14種，占總組分的19.92%；再次為酸類和酚類物質(zhì)；烷烴類和醛類物質(zhì)檢出量較少。同時，檢出成分中含量最多的為十五酸，為12.20%；其次為環(huán)己醇，含量為10.96%。

由圖2和表1可以看出，用同時蒸餾萃取法的萃取物中共分離出了91個峰，鑒定出67種化合物，占總組分的90.45%。其中檢出烯類物質(zhì)有11種，占總組分的26.26%；醇類物質(zhì)16種，占總組分的17.7%；其他酸、酯、醛、烷烴類物質(zhì)檢出量較少。同時，檢出量最多的為辛烯醇，占總組分的20.43%。

由圖3和表1可以看出，用固相微萃取法的萃取物中共分離出了64個峰，鑒定出50種化合物，占總組分的75.15%。其中檢出醇類物質(zhì)8種，占總組分的23.83%；烯類物質(zhì)8種，占總組分的17.12%；酯類物質(zhì)11種，占總組分的12.17%；其他酸、醛、酮等化合物檢出含量比較少。同時，檢出含量最高的物質(zhì)為戊基乙烯基甲醇，占總組分的13.70%，其次為檸檬烯，占總組分的9.20%。

2.2 會東塊菌香氣成分3種提取方法的比較

表2 會東塊菌主要香氣成分的相對含量Table 2 Relative contents of the major aroma compounds in T.huidongense

綜合3種方法，在精油得率方面：同時蒸餾萃取法的精油得率最大且純度較高，色澤淡黃色透明清晰，香味濃郁，經(jīng)GC-MS分析，此方法所含有效香氣成分種類為67種，有效香氣成分含量所占比重最大；溶劑萃取法的精油得率偏低且色澤透明度不高，精油香味略帶萃取溶劑的氣味。經(jīng)GC-MS分析，所含有效香氣成分65種；固相微萃取法對于以上兩種方法比較快捷簡便，但GC-MS分析效果不好，僅檢出有效香氣成分50種。所以從得率、香氣成分種類檢出、含量和感官評定結(jié)果方面來說，同時蒸餾萃取法是提取會東塊菌香氣成分的最優(yōu)方法，但如果再以固相微萃取法和溶劑萃取法加以輔助和補充，就會使分析結(jié)果更為全面和完善。

經(jīng)檢測分析，會東塊菌的主要香氣成分是烯醇類、烯類、酯類、酸類和酚類物質(zhì)(表2)。這二十幾種物質(zhì)大多在3種方法中均有檢出，都屬于具有賦予香氣功能的揮發(fā)性物質(zhì)。其中辛烯醇與塊菌中所含的活性物質(zhì)α-雄烷醇結(jié)構(gòu)非常相似，同屬于烯醇類物質(zhì)，在3種方法中均有檢出且含量頗高，有濃郁的鮮菇味，且烯醇類物質(zhì)又能與脂肪酸進一步反應形成酯[14]，是對會東塊菌香氣作出最大貢獻的物質(zhì)之一。芳樟醇、β-松油醇和n-杜松醇均屬于具有特殊香味的揮發(fā)性物質(zhì)，也就賦予了會東塊菌那種獨特的香氣。此外，例如3-辛醇具有類似的魚肝油味，2-辛烯醛有甜、酚味等。上述風味物質(zhì)與研究報道的食用菌的特征性風味物質(zhì)基本相同，但具有香辛料香氣的β-水芹烯，具有森林木香氣的香檜烯，香茅油似木香氣的松油烯，麝香內(nèi)酯等是會東塊菌所特有的特殊風味物質(zhì)[15]。

3 討 論

由實驗結(jié)果可知，會東塊菌主要香氣成分中醇類物質(zhì)含量最多，低濃度的醇令人有陶醉感，心態(tài)比較平靜，正是由于它們的含量很高，而且多是不飽和的烯醇類物質(zhì)。在眾多的論述塊菌特殊的香氣時，都描述到了其特殊的濃郁香氣，那種聞起來讓人似醉欲醉的味道，可見烯醇類物質(zhì)對會東塊菌的香氣的主要貢獻。對于烯類化合物來說，其中檸檬烯、水芹烯、松油烯含量最多，尤以檸檬烯的含量最高。其化學性質(zhì)非?；顫姡诠庹障驴梢宰詣友趸梢幌盗械难趸瘑苇h(huán)單萜，如檸檬烯-1,2-氧化物、香芹酮、檸檬烯-2-氫過氧化物等。這類氧化物不穩(wěn)定，繼續(xù)暴露在光和空氣又可進一步轉(zhuǎn)化為香芹酮等[16-17]。松油烯是一種呈香茅油似木香氣，微帶甜柑橘味，而且它可以有α-蒎烯通過催化劑合成，也可以是松油醇在酸的作用下脫水而得[18]。在烯類當中還含有丁香烯、月桂烯、水芹烯、香檜烯等這些呈味物質(zhì)，它們相互作用，也就造成了塊菌這種獨特的風味。對于酯類物質(zhì)來說，大多數(shù)的酯類具有花、果香氣，會使塊菌形成愉快的風味。從3種萃取方法來看：酯類在塊菌中含量較多，僅次于醇類和烯類。其中含量較多的為麝香內(nèi)酯、(Z,Z)-9,12-十八碳二烯酸甲酯、亞油酸乙酯、(E,E)-9,12-十八碳二烯酸乙酯等。其中麝香內(nèi)酯是一種香精香料，具有一種細致的麝香香氣，輕微的果香伴有木香底韻，可用于個人的護理和香水中，這已經(jīng)在工業(yè)上化妝品中應用。其中的亞油酸乙酯、油酸乙酯、十八碳二烯酸乙酯、棕櫚酸甲酯、棕櫚酸乙酯等大部分都是香精原料，特別如亞油酸乙酯還是合成前列腺素的原料，能直接影響著動物的生長和繁殖的能力，而且還具有降低血清膽固醇和低密度蛋白膽固醇的作用[19-20]。有文獻表明，塊菌這種特殊的香氣可以引發(fā)性沖動，調(diào)節(jié)生殖系統(tǒng)的功能，這些功能和α-雄烷醇有很大的相關性，但和亞油酸乙酯這種物質(zhì)也不無相關。

4 結(jié) 論

由精油提取效果及GC-MS分析得出，3種萃取方法中同時蒸餾萃取法最優(yōu)；從3種萃取方法的萃取物中，共分離鑒定出142種香氣物質(zhì)，其中主要香氣物質(zhì)23種，由烯醇類、烯類、酯類、酸類和酚類物質(zhì)構(gòu)成。

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Aroma Compound Analysis of Tuber huidongense by GC-MS

ZHANG Shi-qi1,2，KAN Jian-quan1,2,*
(1. College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China；2. Chongqing Key Laboratory of Produce Processing and Storage, Chongqing 400715, China)

Three different sample pretreatment methods, namely ultrasonic-assisted solvent extraction (UASE), simultaneous distillation and extraction (SDE), solid-phase micro-extraction (SPME) were used to analyze the composition of aroma compounds of Tuber huidongense by GC-MS. USAE extraction resulted in 80 separated peaks, of which 67 were identified, accounting for 93.59% of the total extract. The number of separated peaks in SDE-derived extract was 97, including 67 identified compounds,representing 90.45% of the total extract. A total of 64 peaks were separated in the chromatogram of SPME-derived extract and 50 of them were identified, accounting for 75.15% of the total extract. The total number of aroma compounds extracted by the three methods was 142, including 23 major aroma compounds. Overall, SDE was the best method among them.

Tuber huidongense；aroma compounds；gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)；extraction methods

TS202

A

1002-6630(2011)08-0281-05

2010-07-09

張世奇(1983—)，男，碩士研究生，研究方向為食品質(zhì)量與安全控制。E-mail：qiqiqi249@163.com

*通信作者：闞建全(1965—)，男，教授，博士，研究方向為食品化學與營養(yǎng)學、食品生物技術。E-mail：ganjq1965@163.com