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      香橙果實揮發(fā)性物質(zhì)檢測及分析

      2021-04-19 07:01:26趙四清段文宜劉意隆
      中國南方果樹 2021年2期
      關鍵詞:香橙芳樟醇柑桔

      趙四清,段文宜,劉意隆,李 鮮,張 波

      (1 浙江省常山縣胡柚研究院,浙江衢州,324200;2 浙江大學果樹科學研究所,杭州,310058)

      香氣是能夠被嗅覺系統(tǒng)感知的揮發(fā)性芳香物質(zhì)[1],親脂性、低分子量、高蒸氣壓是其主要特點[2]。柑桔果實揮發(fā)性物質(zhì)的研究已有100多年歷史。Rouseff等[3]認為香氣品質(zhì)是人們消費柑桔果實的重要因素之一。柑桔的種質(zhì)資源豐富,我國主要栽培的柑桔包括寬皮柑桔、橙、柚、雜柑和枸櫞等,其中寬皮柑桔、橙、柚和雜柑占多數(shù)[4]。目前有關不同柑桔種類的揮發(fā)性物質(zhì)研究已有報道,研究發(fā)現(xiàn)柑桔果實中最豐富的芳香組分是檸檬烯,但特征揮發(fā)性物質(zhì)組分存在差異。Lota等[5]分析了41個不同品種的寬皮柑桔(C.reticulataBlanco)果實揮發(fā)性物質(zhì),發(fā)現(xiàn)檸檬烯(52.2%~96.2%)和γ-萜品烯(36.7%)是含量最高的組分。Xiao等[6]對椪柑果實進行分析,發(fā)現(xiàn)壬醛、己醛、芳樟醇和檸檬烯是其主要的揮發(fā)性物質(zhì)成分。通過對野生寬皮柑桔的揮發(fā)性物質(zhì)進行研究,發(fā)現(xiàn)單萜烯類是主要組分,其中含量最高的3種物質(zhì)分別是檸檬烯、β-月桂烯和β-蒎烯[7]。Yang等[8]發(fā)現(xiàn),在甜橙果實的揮發(fā)性物質(zhì)含量中單萜類物質(zhì)占97.3%,其中檸檬烯是主要物質(zhì),占總含量的74.6%。對酸橙果實而言,檸檬烯、月桂烯、丁酸甲酯和辛醛是其主要的揮發(fā)性物質(zhì)[9]。柚果實的揮發(fā)性物質(zhì)含量較高,具有濃郁的蕓香味。研究表明,檸檬烯、月桂烯、α-蒎烯、β-蒎烯、芳樟醇和諾卡酮是柚果實的主要揮發(fā)性物質(zhì)[10]。屬于枸櫞類的佛手,其果實中含有較高的芳樟醇和乙基芳樟醇,檸檬烯含量明顯低于其他柑桔類果實。

      香橙(CitrusjunosSieb. ex Tanaka)原產(chǎn)我國長江上游,是一個耐寒性強而容易種植的寬皮類柑桔,日本也稱之為“日本香柚”,韓國稱謂“yuja(黃金柚子)”。因其具有濃郁的香味,香橙精油、香橙皮粉等香橙加工初制品可以廣泛地用于食品、日用化工等領域。日本和韓國是香橙的主產(chǎn)國[11-12]。目前我國部分地區(qū)也開始種植發(fā)展,并對其加工利用產(chǎn)生濃厚興趣。有關香橙果實揮發(fā)性成分分析報道較少。筆者采用頂空固相微萃取(HS-SPME)結合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)技術對香橙果實揮發(fā)性成分進行分析,了解其香味形成物質(zhì)基礎,為其科學利用提供參考。

      1 材料與方法

      1.1 材料

      香橙果實于2016年11月12日采自浙江省常山縣胡柚研究院,采收當天運至浙江大學果樹研究所實驗室,挑選大小均勻、無病蟲害的果實,將其分為果皮、果肉兩個組織部位,液氮充分凍干后,于-80 ℃冰箱保存。設置3個生物學重復,每個重復包括3個果實。

      1.2 儀器

      GC-MS(GC:Agilent Technologies 7890A;MS:Agilent Technologies 5975C inert XL MSD with Triple-Axis Detector;進樣器:Agilent Technologies 7683B series injector)

      1.3 方法

      1.3.1 樣品處理 稱取一定量凍干組織(0.1 g果皮組織或5 g果肉組織),液氮磨成粉末后置于15 mL頂空瓶中,加入5 mL飽和NaCl,加50 μL內(nèi)標物質(zhì)(1-Hexanol, 1 000 mg/L)后渦旋混勻,備用。

      1.3.2 揮發(fā)性物質(zhì)的提取 香橙果皮、果肉中揮發(fā)性物質(zhì)提取參照Shen等[13]的方法。利用頂空固相微萃取(HS-SPME)技術進行吸附,恒溫平衡30 min后,使用50/30 μm二乙烯基苯/碳分子篩/聚二甲基硅氧烷(DVB/CAR/PDMS)萃取頭(Supelco Co.,Bellefonte,America)吸附30 min。

      1.3.3 揮發(fā)性物質(zhì)的檢測 參照Shen等[13]的柑桔香氣GC-MS檢測體系。揮發(fā)性物質(zhì)吸附到萃取頭后,在GC-MS(Agilent 7890A-5975C,America)進樣口解吸附5 min(250 ℃),通過30 m × 0.25 m × 0.25 μm HP-5毛細色譜柱(J & W Scientific,F(xiàn)olsom,CA)進行分離。溫度程序為:以3 ℃/min的速率升至70 ℃,然后再以1 ℃/min的速率升至130 ℃,最后以15 ℃/min的速率升溫至230 ℃。以1 mL/min氦氣為載氣。MS的離子源溫度230 ℃,采用電子轟擊電離的離子化方式,電子能量70 eV,質(zhì)譜掃描范圍為35~350 m/z。揮發(fā)性物質(zhì)通過質(zhì)譜庫NIST-8.0 (NIST/EPA/NIH,美國)和相關文獻資料匹配,其濃度根據(jù)面積歸一化的方法進行定量。

      2 結果與分析

      2.1 果皮揮發(fā)性成分

      香橙果皮揮發(fā)性成分的總離子流圖見圖1。分析發(fā)現(xiàn),香橙果皮中含有61種揮發(fā)性成分。其中,類黃酮類物質(zhì)8種,脂類物質(zhì)3種,醇類物質(zhì)8種,醛類物質(zhì)4種,萜烯類物質(zhì)33種,生物堿1種,其他物質(zhì)4種。含量最高的揮發(fā)性物質(zhì)是檸檬烯(14 275.39±1 627.08 ng/g FW),占總香氣物質(zhì)的68%;其次是γ-松油烯(2 096.32 ± 235.90 ng/g FW),占總香氣物質(zhì)的9.99%;第三是芳樟醇(965.64 ± 14.53 ng/g FW),占總香氣物質(zhì)的4.60%;其他相對含量較大的成分有雙環(huán)戊二烯(2.62%)、β-月桂烯(2.08%)、反式-β-金合歡烯(1.69%)、4-蒈烯(1.08%)、α-水芹烯(1.07%)、(Z)-3,7-二甲基-1,3,6-十八烷三烯(1.04%)、α-蒎烯(1.01%)等(見表1)。

      圖1 GC-MS分析香橙果皮揮發(fā)性成分的總離子圖

      2.2 果肉揮發(fā)性成分

      香橙果肉揮發(fā)性成分的總離子流圖見圖2。分析結果表明,香橙果肉中含有47種揮發(fā)性成分。其中,類黃酮類物質(zhì)7種,脂類物質(zhì)2種,醇類物質(zhì)7種,醛類物質(zhì)2種,萜烯類物質(zhì)27種,其他物質(zhì)2種。含量最高的揮發(fā)性物質(zhì)也是檸檬烯(46.50 ± 12.61 ng/g FW),占65.94%;其次是芳樟醇(6.33 ± 1.48 ng/g FW),占8.98%;第三是γ-松油烯(4.75 ± 1.27 ng/g FW),占6.74 %;其他相對含量較大的成分有β-月桂烯(1.69%)、(Z)-3,7-二甲基-1,3,6-十八烷三烯(2.48%)、(-)-4-萜品醇(1.03%)等(見表1)。

      圖2 GC-MS分析香橙果肉揮發(fā)性成分的總離子圖

      表1 香橙果皮和果肉中檢測到的揮發(fā)性物質(zhì)

      續(xù)表1

      3 討論

      香橙果皮、果肉中都含有豐富的揮發(fā)性成分,果皮中的含量明顯高于果肉,果肉中的總含量只有果皮中總含量的0.34%。造成這種芳香物質(zhì)含量差異的原因可能有二,其一是果肉中含有較多的水分,其二可能是果皮的油胞層中含有大量用于貯存精油的油腺[14-15]。果皮中共檢測出61種揮發(fā)性成分,果肉中共檢測出47種揮發(fā)性成分,果皮中揮發(fā)性成分更加豐富。果皮中相對含量排前三的揮發(fā)性成分從高到低分別為檸檬烯(68%)、γ-松油烯(9.99%)和芳樟醇(4.60%)。果肉中相對含量排前三的揮發(fā)性成分從高到低分別為檸檬烯(65.94%)、芳樟醇(8.98%)和γ-松油烯(6.74%)。本研究發(fā)現(xiàn),萜烯類物質(zhì)是香橙果實的主要芳香物質(zhì),其中檸檬烯在果皮和果肉中都是含量最高的芳香物質(zhì),這一結果和之前在寬皮柑桔、甜橙、葡萄柚等柑桔果實中的結果一致[9,16-17]。香橙的特征香氣成分為(+)-香橙烯、新異長春花堿等N種成分,是構成香橙具有特殊濃郁香氣的主要成分。(+)-香橙烯在果實的果皮和果肉中的含量分別為136.35和 0.31 μg/g FW,分別占香氣物質(zhì)總含量的0.65%和0.44%。目前已有報道,甜橙的特征性組分為瓦倫烯[18],金合歡醇在柚果實香氣中占有十分重要的地位[19],(E)-香葉醛和橙花醛是枸櫞的特征組分[20]。香橙的特征組分使其成為區(qū)別香橙和其他柑桔香氣的重要差異組分。香橙果皮和果肉的揮發(fā)性成分和含量區(qū)別較大,其中在果肉中檢測出的14中揮發(fā)性成分在果肉中未檢出,有4種成分在國內(nèi)文獻中未有記載。香橙為當前我國新興發(fā)展的柑桔加工品種,通過對其果實的揮發(fā)性成分檢測分析,可為柑桔食品加工產(chǎn)業(yè)科學利用提供參考。

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