頂空固相微萃取―氣質聯用技術分析3種柑橘果實香氣成分

　　香氣是評價柑橘果實及其加工產品內在品質的重要指標，香氣的好壞直接影響著消費者的選購。柑橘香氣物質的研究在國外開展得較為廣泛，已成為國際上研究柑橘的熱點之一，涉及了香氣提取方法、加工和貯藏過程中香氣成分變化，香氣物質的生物合成，特征香氣物質的鑒定、合成、結構分析以及香氣化合物閾值等方面的研究。國內主要集中在其皮油的提取及組成方面的研究。不同品種的柑橘果實的香氣物質之間的比較研究甚少，同時，柑橘汁的香氣研究還存在很大的欠缺。因此，對柑橘果實品種之間香氣物質的組成進行研究和比較有助于幫助我國遺傳育種工作者篩選更好的品種，為研究香氣基因的工作者提供參考，也有利于柑橘汁的加工和合理調配。提高柑橘汁的品質，增強我國柑橘產品的市場競爭力。 
　　大葉尾張溫州蜜柑主要用于鮮食和加丁橘子罐頭，色澤較紅，果汁可用于橙汁的調配。錦橙，是我國的特色甜橙品種，既適鮮食又宜加工橙汁。酸橙營養豐富，含有多種生物活性物質，果肉酸苦，鮮食甚少，在日本作為檸檬的替代品，用于去除海鮮的腥味，有著獨特的香氣，果汁可用于調配以滿足偏酸口味的消費者的需求。以大葉尾張溫州蜜柑、錦橙和酸橙為原料，采用頂空固相微萃取技術(HS-SPME)結合氣質聯用儀(GC-MS)對3種柑橘果實的香氣成分進行分析測定，為我國柑橘品種的選育和深加工以及柑橘汁的調配提供科學的依據。 
　　 
　　1 材料和方法 
　　 
　　1．1材料 
　　試驗在華中農業大學食品科技學院和湖北省出入境檢驗檢疫局完成。材料來源于湖北松滋望春花果汁有限公司柑橘園和水柑橘廠趙野橘園。大葉尾張溫州蜜柑(Citrus unshiu Marc．)、錦橙(C. sinensisOsbeck．)和酸橙(C. aurantium L)的采收時間分別為10月24日、11月23日、12月10日。選取樹勢健壯、大小均一、成熟度好的果實，可溶性固形物含量分別為9.5％、13％、8％。 
　　 
　　1．2方法 
　　將果實洗凈去皮，果肉在組織搗碎機中搗碎，稱取10 g果肉于20 mL螺口樣品瓶中，加入3.6 g NaCl，用聚四氟乙烯隔墊密封，于40℃磁力攪拌器上加熱平衡15 min后，使用DVB/CAR/PDMS 50/30 μm(美國SUPELCO公司)萃取頭，頂空吸附40 min后，將萃取頭插入GC進樣口，解析5 min。 
　　Agilent公司689～05973N氣質聯用儀，色譜條件：色譜柱為DB-5 MS，30 mx0.25 mm ID×0.25 μm，載氣：氦氣，柱流速：1 mL/min；進樣口溫度：250℃，無分流進樣，起始色譜柱溫度35℃保持5 min，以3℃/rain升至180℃保持2 min，再以5℃/min升至240℃，保持1 min。質譜條件：接口溫度280℃，離子源溫度230℃，四極桿溫度150℃，離子化方式：EI，電子能量70 eV，質量范圍35～350 AMU/s。 
　　 
　　2 結果與分析 
　　 
　　2．1主要香氣成分分析 
　　大葉尾張溫州蜜柑、錦橙和酸橙果實香氣成分的總離子流圖見圖1，運用計算機檢索并與圖譜庫(NIST05)的標準質譜圖對照，結合有關文獻，確認香氣物質的各個化學成分，采用峰面積歸一化法進行相對定量(表1)。結果表明，大葉尾張溫州蜜柑共檢測出73種香氣成分，占總峰面積的85.9％。烴類和醇類為主要香氣成分。含量較高的成分有D-檸檬烯(69.82％)，芳樟醇(3.35％)，α-松油醇(1.81％)，4-松油醇(1.Ol％)，乙醇(O+7％)，己醇(O.6l％)，1-辛醇(0.55％)等。 
　　 
　　錦橙共檢測出71種香氣成分，占總峰面積的85．12％。烴類、酯類、醇類、酮類和醛類化合物是主要香氣成分，含量較多的成分為D一檸檬烯(50.14％)，丁酸乙酯(7.60％)，巴倫西亞桔烯(4.53％)，4-松油醇(2.85％)，3-羥基己酸乙酯(2.45％)，己醇(1.73％)，β-月桂烯(1.39％)，芳樟醇(1.20％)，乙醇(1.07％)，反式一對一孟二烯-醇(0.78％)，香芹酮(O.71％)，順式-3-己烯-1-醇(O.69％)，α-松油醇(O.62％)，己酸乙酯(O.53％)，1-辛醇(O.51％)等。 
　　酸橙共檢測出66種香氣成分，占總峰面積的79．82％。烴類、醇類、醛類、酮類化合物是主要香氣成分，含量較多的成分為D-檸檬烯(45.25％)，芳樟醇(13.48％)，己醛(6.65％)，(α-松油醇(1.57％)，4-松油醇(1.33％)，β-月桂烯(1.01％)，庚醛(0.96％)，香芹酮(0.95％)。反式-2-辛烯醛(0.64％)等。 
　　3種果實中相同的香氣成分有31種：α-蒎烯，β-月桂烯，α-松油烯，D-檸檬烯，γ-松油烯，異松油烯，1-甲基-4-異丙烯基-苯，珂巴烯，β-石竹烯，α-石竹烯，α-芹子烯，巴侖西亞桔烯，δ-紫穗槐烯，乙酸乙酯，乙酸橙花酯，肉豆蔻酸異丙酯，乙醇，己醇，1-辛醇，芳樟醇，反式-對-孟二烯-醇，β-松油醇，1-壬醇，4-松油醇α-松油醇，順式一香芹醇。香茅醇，香葉醇，二氫香芹酮，香芹酮，反式-6，10-二甲基-5．9-十一碳二烯-2-酮。其中，檸檬烯是3種果實中含量最高的香氣物質，珂巴烯、α-芹子烯、巴侖西亞桔烯、己醇、反式-對-孟二烯-醇、1-壬醇和4-松油醇在錦橙中的含量要高于大葉尾張溫州蜜柑和酸橙，γ-松油烯、乙酸乙酯、乙酸橙花酯和香茅醇在大葉尾張溫州蜜柑中含量較高，酸橙中芳樟醇的含量遠高于其它2種果實。α-石竹烯、香葉醇和β-松油醇在3種果實中含量相當。大葉尾張溫州蜜柑另有β-環檸檬醛、橙花醛、α-紫羅蘭酮等15種特有香氣成分。錦橙另有異萜品油烯、 反式一橙花叔醇、己酸乙酯、努特卡酮、3-羥基己酸乙酯、辛酸乙酯等24種特有香氣成分。酸橙另有反式-3-己烯-1-醇、橙花醇、己醛、辛醛、β-大馬士酮等17種特有香氣成分。各種香氣物質以不同的比例構成了各果實特有的典型性香氣。 
　　 
　　2．2香氣成分分類分析 
　　從圖2中還可看出，在3種柑橘果實的香氣成分中，大葉尾張溫州蜜柑37種烴類物質相對總含量最高，為73.71％，酸橙最低有24種，相對總含量為48.33％。錦橙的14種酯類物質相對總含量為11.64％，約是大葉尾張溫州蜜柑和酸橙的11倍，而大葉尾張溫州蜜柑和酸橙都只有6種，相對總含量分別為1.04％和1.03％。酸橙的醇類和醛類物質的相對總含量分別為18.93％和9.74％，明顯高于其它2種果實，這些不同種類化合物含量的差異導致了3種果實的香氣差異。 
　　 
　　3 討論 
　　 
　　目前，已鑒定出的柑橘香氣物質超過200種，主要為萜烯、醇類、酯類、醛類和酮類。在這些香氣成分中，很多成分對柑橘的香氣沒有什么貢獻，有些成分是不受人歡迎的，會惡化柑橘的香氣，只有一部分香氣成分構成柑橘特有的、典型的香氣，這類化合物稱之為特征香氣化合物(Key aroma compunds)。Tonder等和Rega等通過GC-O(氣相色譜－嗅覺檢測法)分析指出檸檬烯、β-月桂烯、β-蒎烯、芳樟醇、丁酸乙酯和辛醛是甜橙汁的特征香氣化合物。另有研究指出溫州蜜柑的特征香氣成分為檸檬烯、γ-松油烯、傘花烴、β-月桂烯、α-蒎烯、β-蒎烯和異松油烯。關于酸橙特征香氣的研究還未見報道，Moufida等對酸橙的香氣成分進行了分析，本研究中檢測到了β-月桂烯、α-蒎烯、β-蒎烯、檸檬烯、羅勒烯、巴倫西亞桔烯、芳樟醇、1-壬醇、4-松油醇和α-松油醇這些相同的成分。 
　　上述特征香氣成分中傘花烴在3種果實中都未檢出，β-蒎烯在錦橙中未檢出，酸橙中未檢出丁酸乙酯，辛醛僅在酸橙中檢出，檸檬烯、β-月桂烯和芳樟醇這3種特征香氣成分在3種果實中的相對比例各有不同，正是這些香氣成分微妙的量比關系，修飾形成了3種果實各自獨特的香氣。 
　　大葉尾張溫州蜜柑中萜烯類物質的相對總含量最高，其次是檸檬烯和γ-松油烯，它們的含量高于錦橙和酸橙，Elmaci等對3種溫州蜜柑的研究表明β-桂烯的含量低于γ-油烯，而本試驗中γ-油烯(1.70％)的相對含量要高于β-桂烯(0.09％)，而錦橙和酸橙的β-桂烯的相對含量都高于γ-烯，這可能是由于柑橘品種不同而造成的，因此γ-油烯可作為大葉尾張溫州蜜柑的重要特征香氣。錦橙的酯類物質相對總含量很高(11.64％)，丁酸乙酯(7.60％)和3-基己酸乙酯(2.45％)是錦橙中含量較高的酯類，這些酯類化合物大都具有濃郁的水果香氣，因此可將丁酸乙酯和3-基己酸乙酯作為錦橙的重要香氣。酸橙的芳樟醇相對含量很高，達到13.48％，明顯高于其它2種果實，可作為酸橙的重要特征香氣。 
　　大葉尾張溫州蜜柑具有蜜柑特有的香氣(β-檸檬醛和α-紫羅蘭酮等)，香氣成分的種類和含量多于錦橙和酸橙，錦橙是適合榨汁的優良甜橙品種，具有果香的酯類香氣成分豐富，酸橙有著自己獨特的香氣成分(反-式3-己烯-橙花醇、己醛、辛醛、β-馬士酮等)，因此在柑橘的制汁過程中。應適當考慮可以按照一定的比例做適度的搭配以取長補短，使柑橘的香氣和口感更協調，生產出更優質的柑橘果汁。