HS-SPME-GC-MS分析刺梨種子揮發性香氣成分

陳 青，高 健

（貴州大學化學與化工學院，貴州 貴陽 550025）

刺梨（R.roxburghii Tratt）又名送春歸，是薔薇科植物刺梨的果實，主要產于陜西、甘肅、江西、安徽等省，貴州省畢節、黔西、貴陽等地區均有野生或栽培[1-2]。刺梨味甘而酸澀，是一種強身健體的藥用型水果，主要具有健胃、消食及滋補強壯的功效[3]。刺梨果實營養豐富，鮮果中富含各種維生素，特別是維生素C的含量居各類水果之冠，每100g果肉中含維生素C 2 054～2 725mg，比柑橘高100倍，比獼猴桃高9倍，被譽為水果中的“維C之王”[4-5]。此外，刺梨鮮果中還含有維生素P、維生素E、維生素B1、維生素B2、胡蘿卜素及煙酰胺。除富含維生素外，刺梨鮮果中還含有十多種微量元素及氨基酸[6-7]。刺梨中超氧化物歧化酶（superoxide dis-mutase，SOD）的含量也比較高，以1 000g刺梨可食部分計算，總酶活力可達185 480U，刺梨中的SOD主要以Fe-SOD、Mn-SOD和CuZn-SOD的形式存在[8]。刺梨也具有較高的藥用價值，經現代藥理學研究表明，刺梨具有延緩衰老、解毒、抗腫瘤、抗動脈粥樣硬化和調節機體免疫等功能[9-10]。自20世紀80年代以來，以刺梨果實為原料開發了一系列食品，如刺梨果酒、刺梨飲料等，遐邇聞名。在產生較大經濟效應的同時，有大量刺梨渣作為廢棄物丟掉，對環境造成污染，也對資源造成無形的浪費。因此對刺梨渣中的種子再加工利用，不僅能解決環境問題，而且是實現刺梨精細加工的有效途徑。關于刺梨種子脂肪酸成分已有研究[11-12]，但種子的揮發性香氣成分的研究尚未見報道。頂空固相微萃取法（headspace solid phase microextraction，HS-SPME）是通過裝在注射器內的石英纖維表面上的特殊固相涂層，對樣品組分進行萃取和富集的新型無溶劑樣品預處理技術，具有效率高、操作簡便、成本低、無溶劑及選擇性強等優點[13-14]。采用HS-SPME法提取刺梨種子中的揮發性成分，然后利用氣相色譜-質譜聯用（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）技術對萃取物進行分析鑒定，可為更全面了解刺梨種子的化學組成，更有效地開發和利用刺梨資源提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試刺梨果實2011年10月采自貴州省貴陽市。

聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane，PDMS），色譜純C6-C26正構烷烴：Alfa Aesar公司。

1.2 儀器與設備

lent5975C/6890 GC/MS氣相色譜-質譜聯用儀：美國安捷倫公司；手動固相微萃取裝置：美國Supelco公司，萃取纖維頭為70μm PDMS。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理方法

將刺梨種子粉碎，取約2.0g，置于15mL固相微萃取儀采樣瓶中，插入裝有70μm PDMS纖維頭的手動進樣器，在50℃左右頂空萃取保持20min取出，快速移出萃取頭并立即插入氣相色譜儀進樣口（溫度250℃）中，熱解析3min進樣。

1.3.2 GC-MS分析條件

色譜柱為Zebron ZB-5MSI彈性石英毛細管柱（30m×0.25mm×0.25μm），柱溫40℃（保留2min），以4℃/min升溫至200℃，氣化室溫度250℃；載氣為高純He（99.999%）；柱前壓52.54 kPa，載氣流量1.0mL/min；不分流進樣，延遲時間為1min。

離子源為電子電離（electron ionization，EI）源；離子源溫度230℃；四極桿溫度150℃；電子能量70eV；發射電流34.6μA；倍增器電壓1 052V；接口溫度280℃；質量范圍20～450u。

2 結果與討論

按上述試驗條件對植物樣品進行GC-MS分析。刺梨種子經GC-MS分離分析的總離子流圖見圖1。通過檢索Nist2005和Wiley275標準質譜圖，鑒定化學成分結構。通過峰面積歸一化法確定各成分的相對百分含量，結果見表1。

圖1 刺梨種子揮發性成分總離子流圖Fig.1 Ion flow chart of volatile components from Rosa roxburghii Tratt seeds

表1 刺梨子種子揮發性化學成分及含量Table 1 Volatile chemical composition of the Rosa roxburghii Tratt seeds

利用頂空固相微萃取技術富集，氣質聯用技術對刺梨種子的揮發性組分進行檢測，共鑒定出8種化合物，其峰面積相對百分含量占總量的90.92%。含量較高的組分分別為苯（33.51%）、亞油酸甲酯（16.91%）、亞麻酸甲酯（14.95%）、棕櫚酸甲酯甲酯（10.42%）、十六烷（4.85%）和十四烷（4.06%）等。刺梨種子的揮發性成分類型主要為脂肪酸酯類（3種，占總含量的42.28%）、烷烴類（2種，占總含量的8.91%）、芳烴類（2種，占總含量的36.75%）及醛類（1種，占總含量的2.98%）。與文獻對比[11-12]，無論采用何種提取方法，刺梨種子脂肪酸成分基本一致，都主要含有亞油酸甲酯、亞麻酸甲酯及棕櫚酸甲酯。此外，同樣采用HS-SPME萃取方法萃取的刺梨果實和種子揮發性成分有很大差異[15]，種子除含有脂肪酸酯類，還含有較高比例的芳烴類、烷烴類和醛類化合物；果實的揮發性成分主要為烯烴及其酯類。因此刺梨在加工生產時，可根據果實及種子的化學成分不同，進行不同的食品品種開發，以產生更大的經濟效應。

3 結論

應用頂空固相微萃取-氣質聯用方法對刺梨種子中的揮發性物質進行研究，共鑒定出8種揮發性化合物，脂肪酸酯類化合物占整個揮發性化合物的量最大，其次是芳烴類和烷烴類化合物。苯和亞油酸甲酯是刺梨種子中最主要的揮發性香氣成分。對刺梨種子的揮發性香氣成分的研究將對更好地開發和利用刺梨資源提供一定的參考價值。

[1]《貴州植物志》編輯委員會.貴州植物志，第七卷[M].成都：四川民族出版社，1989.

[2]楊衛平.中草藥圖譜及常用配方[M].貴陽：貴州科技出版社，2010.

[3]貴州省中醫研究所.貴州中草藥名錄[M].貴陽：貴州人民出版社，1988.

[4]方修貴，李嗣彪，鄭益清.刺梨的營養價值及其開發利用[J].食品工業科技，2004，25（1）：137-138.

[5]胡紅菊.我國野生刺梨資源開發利用現狀及前景[J].北方果樹，2006（3）：1-2.

[6]王 薇，夏炳南.刺梨的研究進展[J].中國藥學雜志，1996，31（11）：643-645.

[7]杜 薇，任永全.刺梨中微量元素和總黃酮的含量測定[J].中國醫院藥學雜志，2003，23（9）：530-532.

[8]柯世省，王客滿.刺梨汁SOD 及其同功酶活活力測定和定位染色[J].林業科技通訊，2000，9（1）：24-25.

[9]張春妮，周 毓，汪俊軍.刺梨藥理研究的新進展[J].醫學研究生學報，2005，18（11）：1049-1051.

[10]董李娜，潘蘇華.刺梨的研究進展[J].江蘇中醫藥，2007，39（8）：78-79.

[11]史亞男，王道平，馬 琳，等.刺梨籽油的脂肪酸組成和抗氧化活性研究[J].山地農業生物學報，2013，32（1）：24-28.

[12]張峻松，張文葉，姚二民，等.刺梨籽油中脂肪酸成分的GC-MS 分析[J].中國糧油學報，2007，22（3）：85-87.

[13]王 旭，馮曉翔.固相微萃取技術在色譜分析中的研究進展[J].天津化工，2010，24（2）：5-6.

[14]吳繼紅，胡小松，周 珊，等.固相微萃取和氣-質聯用技術在快速測定蘋果中揮發性成分中的應用[J].飲料工業，2003（3）：39-41.

[15]付慧曉，王道平，黃麗榮，等.刺梨和無籽刺梨揮發性香氣成分分析[J].精細化工，2012，29（9）：875-878.