頂空-氣質聯用對芹菜葉粉貯藏過程中揮發性成分變化研究

程碧君，李天嬌

（吉林農業科技學院食品工程學院，吉林吉林132101）

芹菜（Apium graveolens L.），也稱為旱芹、藥芹菜等，傘形科芹屬，一般為一年生草本植物。芹菜甘苦、性涼，具有清熱、止血、平肝、祛風、利濕等功效，因此，民間載有“藥芹”美譽[1]。芹菜富含蛋白質、碳水化合物、膳食纖維、維生素、礦物質等營養元素[2]，還含有黃酮類、揮發油、不飽和脂肪酸、香豆素衍生物等多種活性成分[3]。現代研究發現，芹菜具有多種生理活性，如降血糖、抗氧化[4]、降血壓擴血管[5]、抗炎[6-7]、抗癌[8]，如鼻咽癌[9]、肺癌[10-12]、胰腺癌[13]、肝癌[14]、結腸癌[15-16]。另外，多數人只食用芹菜莖，丟棄芹菜葉。據相關文獻報道，芹菜葉營養價值同樣豐富[17]。目前，人們對芹菜中活性成分（芹菜素）已做了大量研究。但是，關于芹菜葉中揮發性成分的研究很少。據報道，芹菜揮發油具有增進食欲、降壓利尿和健胃等作用[18]。本課題以芹菜葉粉中揮發性成分為研究對象，分析芹菜葉粉貯藏期間揮發性成分的變化，為更好的開發與利用芹菜葉資源提供依據，為芹菜及其制品的品質評價提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

芹菜：超市購買；甲醇、三氯甲烷、正己烷等（均為分析純）：天津市致遠化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

AL204電子天平：梅特勒-托利公司；ST-02A多功能粉碎機：上海樹立儀器儀表有限公司；DHG-9240A電熱恒溫鼓風干燥箱：上海精宏實驗設備有限公司；Agilent 7697A自動頂空進樣器、7890B氣相色譜儀、7000D三重四極桿質譜儀：安捷倫公司。

1.3 方法

1.3.1 芹菜葉粉的制備

參考張倩茹[19]果蔬粉制備方法，摘下新鮮綠色的芹菜葉，清洗干凈，放入干燥箱中進行干燥，60℃，48 h。芹菜葉干燥后進行粉碎，100目過篩，即為對照芹菜葉粉。將芹菜葉粉放入塑料包裝袋中，常溫避光貯藏6個月，即為貯藏后芹菜葉粉。

1.3.2 頂空-氣相色譜質譜儀分析

頂空進樣條件：稱取對照和貯藏后的芹菜葉粉0.500 g，放入20 mL頂空樣品瓶中，封口。樣品瓶加熱溫度為100℃，定量環溫度120℃，傳輸線140℃，樣品平衡時間為40 min。樣品重復測定3次。

氣相色譜條件：色譜柱為HP-5毛細管型彈性色譜柱（30 m ×0.25 mm，0.25 μm），載氣為高純氦氣、高純氮氣，柱流速為0.65 mL/min，進樣口溫度260℃，分流進樣，分流比為10∶1，進樣量1 mL，溶劑延時3.5 min。采用程序升溫：初始40℃，保持1 min，以1℃/min升溫至70℃，保持3 min，以3℃/min升溫至220℃，保持3 min。

質譜條件：電離方式為EI，電子能量70 eV，離子源溫度230℃，傳輸線溫度250℃，四極桿溫度150℃，全掃描模式，掃描范圍：m/z 50～500；檢索庫為NIST17.L。

1.4 統計分析

1.5 感官評價

請10位評定人員，為對照和貯藏后芹菜葉粉的色澤、香味、口感、外觀4個指標進行評分，滿分為100分，感官評分標準如表1所示。

表1 感官評分標準Table 1 Sensory scoring standards

2 結果與分析

2.1 芹菜葉粉揮發性成分氣相色譜質譜聯用技術（gas chromatographymassspectrometry，GC-MS）分析鑒定結果

采用GC-MS對芹菜葉粉揮發性成分進行分析，總離子流圖如圖1和圖2。檢出的組分經NIST17.L數據庫檢索，并進行譜圖解析，利用面積歸一化法計算各組分的百分含量，結果見表2。

圖1 對照芹菜葉粉揮發性成分總離子流圖Fig.1 Total ion chromatogram of volatile components of celery leaves powder

圖2 貯藏后芹菜葉粉揮發性成分總離子流圖Fig.2 Total ion chromatogram of volatile components of celery leaves powder after storage

表2 芹菜葉粉揮發性成分質譜解析結果Table 2 MS analysis of volatile components of celery leaves powder

對照芹菜葉粉中檢測出6種揮發性成分，分別為檸檬烯、月桂烯、芹子烯、羅勒烯、環庚三烯、石竹烯，相對含量分別為 88.03%、4.09%、3.55%、3.4%、1.2%、0.92%。貯藏后芹菜葉粉中檢測出6種揮發性成分，分別為檸檬烯、對乙基苯乙酮、dl-樟腦醌、月桂烯、環庚三烯酮、2'-羥基-3-苯基苯丙酮，相對含量分別為79.13%、12.08%、6.55%、1.73%、1.21%、0.51%。試驗發現，貯藏6個月后，芹菜葉粉中檸檬烯和月桂烯含量發生顯著下降，芹子烯、羅勒烯、環庚三烯和石竹烯不再檢出。同時，應用GC-MS檢測到新成分，分別為對乙基苯乙酮、dl-樟腦醌、環庚三烯酮、2'-羥基-3-苯基苯丙酮。因此推測，在貯藏期間，芹菜葉粉中檸檬烯、月桂烯和羅勒烯發生氧化可能生成對乙基苯乙酮、dl-樟腦醌，芹子烯和石竹烯發生氧化可能生成2'-羥基-3-苯基苯丙酮，環庚三烯發生氧化可能生成環庚三烯酮。

采用頂空-固體進樣方式對芹菜葉粉揮發性成分進行分析發現，芹菜葉粉揮發性成分中檸檬烯和月桂烯含量分別為88.03%、4.09%。據報道，柑橘精油中檸檬烯和月桂烯含量最高[20]。洪鵬等[21]采用冷磨法制備柚皮精油，檸檬烯和月桂烯含量占柚皮精油的91.9%。Phi等[22]也發現，柚子精油中檸檬烯和月桂烯的含量約占精油的92%。郭莉等[23]對伏令夏橙汁主要香氣成分進行分析發現，檸檬烯含量為84.79%，月桂烯含量為5.44%。張妍等[24]檢測橙汁香氣成分，檸檬烯含量為82%。因此，檸檬烯和月桂烯不僅是柑橘屬精油中主要成分，也是芹菜葉粉揮發性成分中主要成分。

試驗還發現，貯藏后芹菜葉粉中檸檬烯和月桂烯含量發生顯著下降，芹子烯、羅勒烯、環庚三烯和石竹烯不再檢出，對乙基苯乙酮、dl-樟腦醌、環庚三烯酮、2'-羥基-3-苯基苯丙酮等新成分被檢出。Takehiro等[25]研究發現，檸檬精油在20℃下貯藏12個月后，檸檬烯、月桂烯和α-蒎烯等成分濃度顯著下降，p-傘花烴和萜烯醇成分增加，增加的成分主要來源于檸檬烯、月桂烯和α-蒎烯等成分的氧化。同時，Nguyen等[26]試驗表明，檸檬醛在氧氣存在的條件下，40℃保存4 h即發生異構化，而檸檬烯經氧化生成檸檬烯氧化物、香芹酮等成分。檸檬烯化學性質活潑，在空氣、光照等條件下易被氧化為過氧化物，過氧化物不穩定進一步氧化生成香芹酮、香芹醇等物質[27]。因此，推測貯藏期間芹菜葉粉中檸檬烯、月桂烯和羅勒烯發生氧化可能生成對乙基苯乙酮、dl-樟腦醌，芹子烯和石竹烯發生氧化可能生成2'-羥基-3-苯基苯丙酮，環庚三烯發生氧化可能生成環庚三烯酮，試驗結果符合相關研究報道。

2.2 芹菜葉粉感官評價結果

感官評價結果見表3。

表3 芹菜粉的感官評價Table 3 Sensory scoring of celery leaves powder

貯藏后芹菜葉粉顏色變淺，口感味道淡，香味減弱，得分為82分。對照芹菜葉粉顏色鮮綠，口感純正，香味濃郁，得分為95分。相關研究表明，檸檬烯有類似檸檬的香味，是柑橘屬主要香氣成分[28]。月桂烯具有令人愉快的、清淡的香脂氣味[29]。羅勒烯有草香、花香并伴有橙花油氣息[30]。石竹烯具有青草味，是水芹特征風味之一[31]。芹子烯存在于芹菜籽油及其他揮發油中[32]。芹菜葉粉的香味可能是由檸檬烯、月桂烯、羅勒烯、石竹烯和芹子烯協同產生。貯藏后芹菜葉粉香味明顯減弱，品質下降，可能是因為芹菜葉粉中揮發性成分發生了氧化等化學反應，使芹菜葉粉的香味發生改變，降低了芹菜葉粉的食用品質。

3 結論

本文采用頂空-氣相色譜質譜聯用技術分析芹菜葉粉中揮發性成分，發現芹菜葉粉中揮發性成分主要由檸檬烯（88.03%）和月桂烯（4.09%）組成。常溫避光貯藏6個月后，芹菜葉粉中檸檬烯、月桂烯和羅勒烯發生氧化可能生成對乙基苯乙酮、dl-樟腦醌，芹子烯和石竹烯發生氧化可能生成2'-羥基-3-苯基苯丙酮，環庚三烯發生氧化可能生成環庚三烯酮。

另外，芹菜葉粉的香味可能是由檸檬烯、月桂烯、羅勒烯、石竹烯和芹子烯協同產生。貯藏后芹菜葉粉的香味明顯減弱，品質下降，可能是因為芹菜葉粉中揮發性成分發生了氧化等化學反應，揮發性成分含量下降，使芹菜葉粉的香味發生改變。因此，采用頂空-氣相色譜質譜聯用技術分析芹菜葉粉中揮發性成分，具有便捷、靈敏的特點；芹菜葉粉中揮發性成分，如檸檬烯、月桂烯、芹子烯、羅勒烯、石竹烯可作為芹菜及其制品品質評價的參考指標。