光皮木瓜果皮和果肉香氣成分分析及比較

廖恩慧,汪遠(yuǎn)斌,商國(guó)楚,夏恩艷,司 瑀,柳成航,汪 瓊

(1.江蘇省中國(guó)科學(xué)院植物研究所/江蘇省植物資源研究與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京 210014; 2.白河縣木瓜產(chǎn)業(yè)辦公室,陜西 白河 725800; 3. 南京中醫(yī)藥大學(xué),江蘇 南京 210046)

光皮木瓜[Chaenomeles sinensis (Thouin)Koehne]為薔薇科木瓜屬植物,在我國(guó)廣泛種植于陜西、甘肅、山東、江蘇、安徽等地。 富含粗纖維和維生素C[1],果味酸澀、性平,具有和胃舒筋,祛風(fēng)濕和消痰止渴的功效。 集食用、藥用和觀賞于一體,具有開(kāi)發(fā)價(jià)值的新型經(jīng)濟(jì)樹(shù)種之一[2]。

香氣成分是構(gòu)成和影響果品鮮食、加工質(zhì)量及典型性的主要因素,也對(duì)最終加工成品的品質(zhì)起著決定性作用。 光皮木瓜果實(shí)香味濃郁,果香久而不散,這種濃郁自然的芳香氣味無(wú)疑具有廣闊的開(kāi)發(fā)前景。 對(duì)光皮木瓜果實(shí)的進(jìn)一步綜合開(kāi)發(fā)利用離不開(kāi)對(duì)木瓜香氣成分的研究。 近年來(lái),對(duì)植物體揮發(fā)油成分的分析越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的重視,許多學(xué)者對(duì)薔薇科木瓜屬植物鮮果中的揮發(fā)油成分進(jìn)行了研究分析。 楊惠辛等采用靜態(tài)頂空進(jìn)樣技術(shù)采集光皮木瓜的香氣成分,并結(jié)合氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù),鑒定出35 種主要成分,證明醛類(lèi)、酮類(lèi)和烯烴類(lèi)是構(gòu)成光皮香氣成分的重要物質(zhì)[3];孟祥敏等采用同步蒸餾-萃取法(SDE)提取木瓜果實(shí)的香氣成分,利用GC-MS 分析得出:(E)-2-己烯醛、(E)-2-己烯-1-醇和(Z)-3-己烯-1-醇是木瓜產(chǎn)生水果清香的主要風(fēng)味成分[4];周廣芳等采用頂空固相微萃取與GC-MS 聯(lián)用方法分析檢測(cè)光皮木瓜果實(shí)中的香氣成分,認(rèn)為C6 化合物是構(gòu)成光皮木瓜果實(shí)清香味的主要成分[5];史亞歌等采用水蒸氣蒸餾法提取光皮木瓜鮮果揮發(fā)油,經(jīng)GC-MS 分離與分析,得出內(nèi)酯及酯類(lèi)為光皮木瓜揮發(fā)油的主要組成部分[6];此外還有學(xué)者對(duì)不同產(chǎn)地的光皮木瓜香氣以及存放時(shí)間對(duì)光皮木瓜香氣的影響進(jìn)行了研究[7～9]。

然而迄今為止對(duì)光皮木瓜果實(shí)不同部位的芳香成分的系統(tǒng)研究和比較仍鮮見(jiàn)報(bào)道。 本研究采用水蒸氣蒸餾法分別提取光皮木瓜果皮和果肉中的揮發(fā)性組分,并利用氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)對(duì)其揮發(fā)性組分進(jìn)行分析鑒定,以期為光皮木瓜食用香精以及光皮木瓜食品產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

采摘2022 年11 月成熟期陜西白河光皮木瓜,冷凍保存。

1.2 儀器與試劑

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀( Agilent 8860-5977B)。

正己烷為色譜純,無(wú)水硫酸鎂等其他試劑為分析純。

1.3 方法

1.3.1 揮發(fā)油提取

將光皮木瓜果實(shí)去籽,準(zhǔn)確分為果皮和果肉部分。 分別準(zhǔn)確稱(chēng)取光皮木瓜果皮和果肉樣品500 g,經(jīng)植物組織搗碎機(jī)搗碎后,置于5 L 圓底燒瓶中。 加入水2.5 L,按照《中國(guó)藥典》(2020 年版,四部)附錄揮發(fā)油測(cè)定法項(xiàng)下的甲法提取揮發(fā)油。 用3 ml 正己烷溶解,并用無(wú)水硫酸鎂干燥。 按照1.3.2 和1.3.3 中的條件使用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀及Agilent MassHunter 軟件分析其主要成分。

1.3.2 氣相色譜條件

HP-5MS 石英毛細(xì)管柱(30 m× 0. 25 mm×0.25 μm)。 進(jìn)樣口溫度280 ℃,初始溫度40 ℃,保持2 min。 以4 ℃/min 升至100 ℃,保持5 min。 以5 ℃/min 升至250 ℃,保持5 min。 載氣為He,流速1. 0 ml/min,進(jìn)樣量1 μl,分流比5 ∶1。

1.3.3 質(zhì)譜條件

EI 離子源;電離能量:70 eV;離子源溫度:230 ℃;全掃描模式;溶劑延遲時(shí)間:3 min。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用隨機(jī)工作站NIST2017 標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)自動(dòng)檢索各組分質(zhì)譜數(shù)據(jù)。 參考有關(guān)文獻(xiàn)資料對(duì)機(jī)檢結(jié)果進(jìn)行核對(duì)和確認(rèn)。 按面積歸一化法計(jì)算各組分的相對(duì)含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 光皮木瓜揮發(fā)油成分的GC-MS 檢測(cè)結(jié)果

通過(guò)GC-MS 檢測(cè),得到光皮木瓜果皮和果肉的揮發(fā)性組分總離子圖(圖1)。

圖1 光皮木瓜揮發(fā)油GC-MS 總離子流

通過(guò)GC-MS 分析和數(shù)據(jù)處理,從光皮木瓜果皮和果肉的揮發(fā)性組分中分別檢測(cè)出了118 和68 種成分,共計(jì)鑒定出了44 種主要成分(表1)。其中醛酮類(lèi)8 種,酯類(lèi)24 種,醇類(lèi)4 種。 鑒定出的組分總含量分別達(dá)到果皮和果肉揮發(fā)性成分總含量的57.2%和49.3%。

表1 光皮木瓜主要芳香成分的GC-MS 分析結(jié)果

2.2 光皮木瓜果皮和果肉揮發(fā)性成分分析

在光皮木瓜果皮的揮發(fā)性組分中,一共鑒別出了43 種成分。 其中含量大于1%的成分有17種,包括4-己烯酸乙酯(1. 56%),己酸乙酯(2.05%),乙酸-5-己烯醇酯(1. 61%),乙酸葉醇酯(3.00%),乙酸己酯(2.46%),(Z)-乙酸-2-己烯醇酯(1.95%),7-辛烯酸乙酯(5.23%),辛酸乙酯(4.55%),辛酸異丁酯(1. 02%),己酸-5-己烯酯(1.37%),己酸己酯(1. 01%),9-癸烯酸乙酯(3.08%),甲基丁香酚(2. 08%),二氫-β-紫羅蘭醇(1. 86%),β-紫羅蘭酮(1. 24%),金合歡烯(10.53%)以及二氫獼猴桃內(nèi)酯(1.36%)。 乙酸己酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、乙酸葉醇酯、己酸己酯、辛酸乙酯等酯類(lèi)化合物通常具有濃厚的果香味,在化工行業(yè)中常用于調(diào)制蘋(píng)果、菠蘿、香蕉等果香型食用香精,是光皮木瓜香氣成分中的重要組成部分。 乙酸-5-己烯醇酯、丁酸-5-己烯醇酯、乙酸-10-十一烯-1-醇酯以及9-癸烯酸乙酯等不飽和酯類(lèi)盡管含量不高,但其濃厚的甜香味賦予了光皮木瓜整體強(qiáng)烈而獨(dú)特的味道。 金合歡烯等萜類(lèi)化合物具有青草香及花香等濃郁的香氣,含量占比高達(dá)10%以上,是揮發(fā)性組分的重要組成成分。 具有果香和風(fēng)信子香味的苯乙醛,黃瓜味的(E)-2-辛烯醛和玫瑰柑橘香氣的壬醛等醛類(lèi)物質(zhì)也是光皮木瓜的主要風(fēng)味物質(zhì)。 此外,類(lèi)胡蘿卜素的代謝產(chǎn)物β-紫羅蘭酮,二氫-β-紫羅蘭酮以及具有紅茶香味的反-和順-茶螺烷由于具有很低的嗅覺(jué)閾值和獨(dú)特的芳香氣息,盡管其含量較低,但香氣值很高,因而對(duì)光皮木瓜的香氣也有重要貢獻(xiàn)。

在光皮木瓜果肉的揮發(fā)性組分中,一共鑒別出了30 種成分。 含量大于1%的成分有15 種。與果皮揮發(fā)物相比,酯類(lèi)組分的含量大大降低。己酸乙酯的含量從2.05%降低至0.88%,7-辛烯酸乙酯的含量從5.23%降低至2.36%,辛酸乙酯的含量從4.55%降低至2.37%。 而類(lèi)胡蘿卜素的代謝產(chǎn)物β-紫羅蘭酮,二氫-β-紫羅蘭酮、二氫-β-紫羅蘭醇以及反-和順-茶螺烷的含量大大增加,這賦予了果肉截然不同的香氣。

3 結(jié)論

3.1 通過(guò)GC-MS 分析和數(shù)據(jù)處理,從光皮木瓜果皮和果肉提取液中共鑒定出了44種主要成分。光皮木瓜果實(shí)香氣成分主要包括酯類(lèi)、醛類(lèi)、萜類(lèi)等。 這些組分共同構(gòu)成了光皮木瓜的特有風(fēng)味。

3.2 從光皮木瓜果皮的揮發(fā)性組分中檢測(cè)出了118種成分,鑒別出了43種。 光皮木瓜果肉的揮發(fā)性組分中檢測(cè)出了68 種成分,鑒別出了30 種。相比于果肉,果皮的揮發(fā)性組分和風(fēng)味更為復(fù)雜。

3.3 與果皮的揮發(fā)性組分相比,果肉的揮發(fā)性組分中酯類(lèi)組分的含量大大降低,而類(lèi)胡蘿卜素類(lèi)的代謝產(chǎn)物β-紫羅蘭酮,二氫-β-紫羅蘭酮、二氫-β-紫羅蘭醇以及反-和順-茶螺烷的含量大大增加,這賦予了果肉截然不同的香氣。