HS-SPME-GC-MS結合保留指數法分析百香果粉的風味成分

袁源，劉洋洋，林麗靜，李積華，*

（1.中國熱帶農業科學院農產品加工研究所，廣東湛江524001；2.廣東省級現代農業（熱帶農產品加工與檢測）產業技術研發中心，廣東湛江524001）

HS-SPME-GC-MS結合保留指數法分析百香果粉的風味成分

袁源1，2，劉洋洋1，2，林麗靜1，2，李積華1，2，*

（1.中國熱帶農業科學院農產品加工研究所，廣東湛江524001；2.廣東省級現代農業（熱帶農產品加工與檢測）產業技術研發中心，廣東湛江524001）

通過噴霧干燥技術制備百香果果粉，采用頂空固相微萃取-氣相色譜質譜聯用技術（Head Space-Solid Phase Micro Extraction-Gas Chromatography-Mass Spectrometry，HS-SPME-GC-MS），并結合保留指數法（Retention Index，RI）驗證輔助定性，以及峰面積歸一化法確定比較各組分的相對含量，分析瞬間熱干燥技術對百香果風味成分的影響。結果表明，噴霧干燥所制得果粉復溶果汁與原果汁對比分析后，兩者風味成分基本類似，比例有較大變化。經熱處理后的果粉仍具有主要風味成分，與原果汁風味相似。同時由于產生了新物質，帶來了更多的風味變化。噴霧干燥所得百香果果粉基本可以保證持有原有風味，并為后續深入研究貯藏過程中風味動態變化研究奠定基礎。

百香果；頂空固相微萃取-氣相色譜質譜法；保留指數；噴霧干燥；風味成分

百香果，學名西番蓮，為西番蓮科西番蓮屬紫果西番蓮（Passiflora edulia Sims），多年生木質藤本植物，是一種熱帶、亞熱帶水果。其果汁橙黃色，酸甜爽口，回味好，因具有濃郁、獨特而純正的香味，被譽為“飲料之王”[1-3]。由于其是世界上已知最芳香的水果之一，并且能同時呈多種水果香，幾乎涵蓋了熱帶、亞熱帶大部分水果的香型而被譽為百香果[4]。由于地處熱帶，如果不及時銷售，百香果鮮果在自然條件下極易脫水腐爛，失去經濟價值；因此為了延長貯藏期，降低貯藏、運輸、包裝費用，其常被制成果粉進入銷售渠道或作為后續精深加工的原料[5-6]。

噴霧干燥技術（Spray-drying，SD）可通過快速蒸發暴露在高溫環境中的小霧滴水分達到瞬間干燥，由于其良好的質量控制和連續化生產等特性，被廣泛用來生產粉狀產品[7]。噴霧干燥制得的果粉，既能擁有良好的外觀，還能較好的保持原有的碳水化合物、蛋白質、脂肪、氨基酸、維生素及礦物質等營養成分[8]。百香果噴霧果粉的開發是百香果產業深加工的一種新形式，不僅能達到長期保藏目的，減少因腐敗造成的損失；還具有使用方便及可調性強等特點；并且能滿足無百香果季節和無百香果地區的消費者需求。因此，百香果噴霧果粉系列產品擁有巨大的市場容量[9]。

風味成分即香氣是評價百香果果粉品質的重要依據之一。然而在制作成果粉過程中無可避免的熱干燥對其風味成分的影響目前尚無報道。

采用保留指數（Retention index，RI）與MS共同定性，可使準確度大大提高。國內關于百香果風味成分分析多采用MS直接定性，較少利用RI進行驗證[1-2，10-11]。為了更深入研究瞬間干燥技術對百香果風味成分的影響，本研究采用頂空固相微萃取-氣相色譜質譜技術（Head space-solid phase microextraction-gas chro

matography-mass spectrometry，HS-SPME-GC-MS）結合保留指數（Retention index，RI）法驗證，對噴霧干燥加工的百香果果粉揮發性成分進行定性，采用峰面積歸一化法進行相對定量分析與原果汁進行對比研究，以期為后續噴霧果粉品質控制及開發利用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮百香果：廣西浦北南國水果種植農民專業合作社，由中國熱帶農業科學院農產品加工研究所熱帶農業副產物綜合利用研究室林麗靜副研究員鑒定為紫果西番蓮（Passiflora edulia Sims）。同批次鮮果經實驗室處理加工得鮮果汁（Original juice，OJ）、噴霧干燥果粉復溶所得果汁（Spray-drying，SD）

正己烷（色譜純）：德國Sigma公司；正構烷烴標（C7～C30）標準品：美國Supelco公司。

1.2 儀器與設備

QP2010-Plus氣相色譜-質譜聯用儀（配有AOC-5000頂空，固相微萃取及液體注射器三合一自動進樣器)：日本島津公司；SPME萃取頭（Divinylbenzene/car boxen/polydimethylsiloxane，DVB/CAR/PDMS，50/30 μm）：美國Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1 固相微萃取條件

DVB/CAR/PDMS萃取頭在使用前，預老化1 h。分別稱取OJ、SD各2.0 g于20 mL頂空進樣瓶中。首先將進樣瓶放置在50℃溫度控制攪拌器中以250 r/min轉速動態平衡5 min；再在上述條件下將萃取頭插入進樣瓶動態萃取30 min；然后GC-MS進樣，解吸溫度250℃，解吸時間10 min。

1.3.2 色譜條件

色譜柱：J&W VF-Waxms毛細管色譜柱（30 m× 0.25 mm×0.25 μm）；升溫程序：50℃保持2min，以5℃/ min升至220℃，保持10 min，以20℃/min升至240℃，保持5 min；載氣（He）流速1.6 mL/min；壓力100.0 kPa；進樣量1 μL；不分流；進樣口溫度240℃。

1.3.3 質譜條件

電子轟擊離子源（EI）；電子能量70 eV；接口溫度250℃；離子源溫度200℃；檢測器增益電壓1.25 kV；質量掃描范圍m/z 40～450。

1.3.4 RI值的測定

取C7～C30正構烷烴標準品，以正己烷為溶劑配制濃度為0.1%的溶液，采取1.3.2-3相同的分析條件進行分離，測定各正烷烴的保留時間。各成分的RI值根據Kovats公式進行計算：

式中：RI為被分析組分的保留指數；tx為被分析組分流出峰的保留時間，min；tn為碳原子數為n的正構烷烴流出峰的保留時間，min；tn+1為碳原子數為n+1的正烷烴流出峰的保留時間，min，且tn＜tx＜tn+1。

2 結果與分析

用1.3條件所得各組分峰用NIST Chemical Structures（美國國家標準研究所，第八版）庫和Wiley Library（威廉圖譜庫，第九版）庫進行檢索；結合文獻RI值，以質譜匹配度和RI值匹配度最高的化學結構為最佳鑒定結果；各組分峰相對含量的確定采用相對峰面積法，并得到相應趨勢；各成分風味參考描述來源：www.flavornet.org/和 http：//www.thegoodscentscompany. com。

百香果粉與原果汁大部分揮發性成分類似，相對含量變化較大，經鑒定后選擇相似度高于80的23種主要揮發性化合物進行比較分析。所得結果見表1。

表1 噴霧干燥果粉與原果汁風味成分分析表Table 1 The analysis of flavor composition of powder spray driedand original juice of Passiflora edulia Sims

由表1可知，經過噴霧干燥瞬間干燥技術所制得果粉的復溶果汁（SD）較原果汁（OJ）的風味變化較明顯：（1）乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乙酸己酯、芳樟醇、4-辛烯酸乙酯、辛酸乙酯、1-甲基丁酸己酯、己酸葉醇酯、丁酸辛酯、己酸異丁酯、β-紫羅蘭酮、辛酸己酯等13種成分相對含量呈現下降趨勢。（2）3-羥基丁酸乙酯、β-月桂烯、苯乙醛、羅勒烯、丁酸異戊酯、3-羥基己酸乙酯、丁酸己酯、己酸己酯等8種成分相對含量呈現上升趨勢，其中變化趨勢最為明顯的3-羥基丁酸乙酯和3-羥基己酸乙酯兩種成分，在SD中呈現大幅度上升趨勢，而其對應母核丁酸乙酯和己酸乙酯這兩種成分在SD中呈現大幅度下降趨勢。可推測熱干燥氧化這兩種主要風味成分最后生產羥基化合物。（3）同時瞬間干燥技術溫度較高發生了美拉德反應，致使2種新成分糠醛、呋喃酮生成。

表2 百香果各主要成分的風味描述Table 2 The flavor description of main compositions of Passiflora edulia Sims

由表1可知，所鑒定的23種揮發性成分，主要由酯類成分（16種）、烯烴類成分（3種）、酮類成分（2種）和醛類成分（2種）組成。揮發性成分呈現的風味受主要成分及其含量的影響：主要成分種類變化導致呈現的香味產生區別，相對含量比例變化對整體香氣產生影響[2，12]。百香果原果汁中含有較高的丁酸乙酯（8.12），己酸乙酯（11.12），丁酸己酯（6.93），己酸己酯（10.45），己酸異丁酯（11.74），β-紫羅蘭酮（8.87）。

根據表2中風味描述可知，丁酸乙酯具有強烈的甜果香，菠蘿、香蕉、蘋果樣香氣；己酸乙酯具有酒香、葡萄、菠蘿樣香氣；丁酸己酯具有甜果香味；己酸己酯具有水果香味和嫩青刀豆樣香氣；己酸異丁酯具有蘋果和可可香氣，菠蘿蜜樣香氣；β-紫羅蘭酮具有類似松木香和紫羅蘭樣香氣，這幾種物質為百香果風味的主要來源[1-2，13-14]。原果汁整體呈現附有可可香、酒香、嫩青刀豆香、松木香、紫羅蘭香等特殊香的香蕉、蘋果、葡萄、菠蘿樣等濃郁混合甜果香氣。由于僅6種成分就已具有多種香型，也是百香之果名字的來源[15]。

經瞬間干燥技術處理后的果粉復溶得果汁中含有較高的糠醛（13.67），3-羥基丁酸乙酯（5.67），己酸乙酯（6.85），丁酸異戊酯（16.75），丁酸己酯（8.33），己酸己酯（11.07），根據上表中風味描述可知，果粉復溶所得果汁整體呈現附有杏仁味、嫩青刀豆香、酒香的香蕉、洋梨、葡萄、葡萄柚、菠蘿等水果混合果香，較原果汁增加了杏仁味和焦糖味，這兩種風味主要來自美拉德反應產物。

3 結論

本研究通過對產業化中的噴霧干燥工藝所制得果粉的復溶果汁與鮮果汁風味成分進行對比分析研究，可得到兩者風味成分基本類似，比例變化較大。

通過上述研究發現，熱處理后的果粉仍具有主要風味成分，因此雖然復溶后的果汁風味有一些變化，但與原果汁風味相似。而且由于新產生了糠醛、呋喃酮2種新物質，帶來了更多的風味變化。

噴霧干燥所得百香果果粉原有風味基本可以保證，但其風味在貯藏過程中的動態變化仍需要進一步深入研究，對于其他有可能引起風味變化的原因及條件需要進一步探討，最終達到盡可能延長其風味保存的目的。

[1]黃葦,黃瓊,羅汝南,等.西番蓮香味及主要糖酸物質含量的季節性變化規律研究[J].華南農業大學學報(自然科學版),2003,24(4)： 84-87

[2]孔永強,張弘,鄭華,等.云南產紫果西番蓮果實揮發物的熱脫附-氣相色譜/質譜聯用分析[J].廣東農業科學,2011,38(10)：94-96

[3]李莉萍.西番蓮綜合開發利用研究進展[J].安徽農業科學,2012,40 (28)：13840-13843

[4]周玉娟,談鋒,鄧君,等.西番蓮屬植物的研究進展[J].中國中藥雜志,2008,33(15)：1789-1793

[5]楊華,楊性民,孫金才.不同干燥方式對西蘭花蔬菜粉品質的影響[J].中國食品學報,2013,13(7)：22-26

[6]李國鵬,劉洋洋,胡小軍,等.不同酶解處理對火龍果果皮果粉功能性質的影響[J].廣東農業科學,2015,42(9)：105-109

[7]蘇東曉,張名位,侯方麗,等.速溶龍眼粉加工的酶解提取與噴霧干燥工藝優化[J].農業工程學報,2009,25(8)：268-274

[8]陳啟聰,黃惠華,王娟,等.香蕉粉噴霧干燥工藝優化[J].農業工程學報,2010,26(8)：331-337

[9]周龍飛.西番蓮噴霧粉加工過程的褐變原因解析[D].南寧：廣西大學,2014

[10]韓素芳,丁明,劉亞群,等.頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜測定百香果香氣條件的優化[J].中國食品學報,2010,10(4)：278-284

[11]袁源,周偉,付云飛,等.氣相色譜-質譜聯用法結合保留指數對高良姜揮發油成分的分析[J].分析測試學報,2016,35(6)：692-697

[12]常培培,梁燕,張靜,等.5種不同果色櫻桃番茄品種果實揮發性物質及品質特性分析[J].食品科學,2014,35(22)：215-221.

[13]靜瑋,蘇子鵬,林麗靜.澳洲堅果焙烤過程中揮發性成分的特征分析[J].熱帶作物學報,2016,37(6)：1224-1231

[14]霍丹群,蔣蘭,馬璐璐,等.百香果功能研究及其開發進展[J].食品工業科技,2012,33(19)：391-395

[15]孟昭宇,李美紅,陸舍銘,等.煙用香料西番蓮提取物的熱裂解產物[J].光譜實驗室,2012,29(5)：2944-2947

Analysis of the Flavor Composition of Powder of Passiflora edulia Sims by HS-SPME-GC-MS and Retention Index

YUAN Yuan1，2，LIU Yang-yang1，2，LIN Li-jing1，2，LI Ji-hua1，2，*
（1.Agricultural Product Processing Research Institute，Chinese Academy of Tropical Agriculture Science，Zhanjiang 524001，Guangdong，China；2.Guangdong Provincial Modern Agriculture（Tropical Agricultural Products Processing and Testing）Industrial Technology Research and Development Center，Zhanjiang 524001，Guangdong，China）

The research aimed to obtain the comparison and analysis of the original juice and the redissolution juice prepared by spray drying powder from Passiflora edulia Sims.The flavor compositions were identified by head space-solid phase micro extraction-gas chromatography-mass spectrometry（HS-SPME-GC-MS），combined with retention index（RI）aided qualitative analysis，and determined by area normalization method.The results showed that the constituents of two kinds of juice from Passiflora edulia Sims had proved broadly similar. The powder prepared by spray drying also had retained the main flavor components，which was similar to the original one.Moreover，there were more flavor components with the new substances created.The powder prepared by spray drying can be assured to retain the original flavor.It is established foundation for further studies on the dynamic changes of flavor during storage.

Passiflora edulis Sims；head space-solid phase micro extraction-gaschromatography-mass spectrometry（HS-SPME-GC-MS）；retention index（RI）；spray drying；flavor composition

2016-11-30

農業部公益性行業（農業）科研專項經費項目（201303077-4）；中國熱帶農業科學院基本科研業務費專項資金（1630122017T21）

袁源（1984—），女（漢），助理研究員，碩士，主要從事熱帶作物應用基礎與加工技術的研究。

*通信作者：李積華（1979—），男，研究員，博士，主要從事熱帶作物資源利用的研究。

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.16.029