頂空-固相微萃取-氣質聯用法分析腌制麻竹筍揮發性成分

鄭 炯，宋家芯，陳光靜，林 茂，闞建全,*

(1.西南大學食品科學學院，重慶 400715；2.農業部農產品貯藏保鮮質量安全風險評估實驗室(重慶)，重慶 400715)

頂空-固相微萃取-氣質聯用法分析腌制麻竹筍揮發性成分

鄭 炯1,2，宋家芯1，陳光靜1，林 茂1，闞建全1,2,*

(1.西南大學食品科學學院，重慶 400715；2.農業部農產品貯藏保鮮質量安全風險評估實驗室(重慶)，重慶 400715)

采用頂空-固相微萃取-氣質聯用法對腌制麻竹筍的揮發性成分進行分析，并比較了50/30μm DVB/CAR/ PDMS萃取頭和75μm CAR/PDMS萃取頭對腌制麻竹筍的揮發性成分的萃取差異。結果表明：從腌制麻竹筍中共鑒定出57種揮發性物質，主要包括20種醛類、5種酮類、11種醇類、3種酸類、4種酯類、2種酚類、6種芳香烴類、6種其他類，其中主要的揮發性成分有4-甲基-苯酚、苯酚、苯甲醛、己醛、壬醛、2-庚烯醛、2,3-丁二醇、1-辛烯-3-醇、芳樟醇、乙酸、檸檬烯、環庚烷腈等。50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取頭比75μm CAR/PDMS萃取頭多鑒定出12種揮發性成分，包括醛類2種、酮類1種、酸類2種、酯類3種、芳香烴類4種。

腌制麻竹筍；頂空-固相微萃取；氣相色譜-質譜聯用；揮發性成分

竹筍(bamboo shoot)，別名筍或閩筍，是禾本科(Poaceae)竹亞科(Bambusoideae)植物的新生芽。現代營養學研究表明，竹筍中富含蛋白質、18種氨基酸、多種維生素及鐵、磷、鎂等無機鹽。竹筍中脂肪、淀粉含量少，膳食纖維含量豐富，膳食纖維在腸內可以減少人體對脂肪的吸收，增加腸蠕動，促進糞便排出，減少與高血脂有關疾病的發病率[1]。此外，還有研究表明竹筍具有抗菌[2]、抗氧化以及降血壓[3]等生物活性功能。近年來，竹筍作為一種低脂肪、低糖、低熱量的天然保健食品，在日本及歐美等一些發達國家的需求量與日俱增。

竹筍常見的加工方法有腌制、干制、罐裝等[4]，其中腌制是竹筍一種重要的加工方式，腌制不僅是一種保藏新鮮竹筍的方法，也是一種改善竹筍制品風味的方式。蔬菜通過腌制將形成多種風味化合物，從而具有特殊的風味和營養價值。因此，國內外許多學者對腌制蔬菜的揮發性風味物質進行了研究[5-10]。雖然關于腌制蔬菜中風味物質的研究較多，但是目前關于腌制竹筍中風味物質的研究還鮮有報道。因此，本實驗擬以頂空-固相微萃取(headspace-solid phase microextraction，HS-SPME)結合氣相色譜-質譜聯用(gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS)技術對腌制麻竹筍的揮發性成分進行分析，并對兩種在蔬菜揮發性成分研究中的常用萃取頭(50/30μm DVB/CAR/PDMS和75μm CAR/PDMS)的鑒定結果進行比較，旨在進一步了解腌制麻竹筍的揮發性成分，并為腌制麻竹筍風味成分的研究和評價提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大葉麻竹筍采自重慶市北碚區施家梁鎮大葉麻竹筍種植基地；葵酸乙酯標準品(純度≥98%) 美國Sigma公司。

1.2 儀器與設備

GC-MS 2010氣相色譜-質譜聯用儀(配有電子電離(electron ionization，EI)源及GC-MS solution 2.50工作站)日本島津公司；固相微萃取裝置(配有50/30μm DVB/CAR/ PDMS和75μm CAR/PDMS萃取頭) 美國Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1 麻竹筍的腌制工藝

鮮筍→切分(4cm×3cm×0.3cm)→沸水漂燙至煮透→瀝干→冷卻→采用干腌法分3次加鹽(鹽與筍質量比為1:5)→榨干→密封保存

1.3.2 頂空-固相微萃取

取5.0g粉碎樣品置于25mL SPME專用樣品瓶中，加入10μL葵酸乙酯(50μg/mL)作為內標物，用聚四氟乙烯隔墊密封，在60℃水浴中平衡5min，分別將50/30μm DVB/ CAR/PDMS和75μm CAR/PDMS萃取頭通過聚四氟乙烯隔墊插入樣品瓶中，頂空吸附30min，縮回纖維頭后從樣品瓶中拔出萃取頭，將萃取頭插入GC-MS進樣口，250℃解吸5min，同時啟動儀器采集數據。

1.3.3 GC-MS分析

色譜條件：D B-5 M S石英毛細色譜柱(30m×0.25mm，0.25?m)；升溫程序：50℃保持3min，以5℃/min升至120℃，以10℃/min升至230℃，保持5min；進樣口溫度：250℃；進樣方式：不分流進樣；載氣：高純He(99.999%)；流速：1.0mL/min。

質譜條件：電子電離源；檢測器電壓：830eV；離子源溫度：230℃；接口溫度：230℃；ACQ方式：Scan；掃描速率：769u/s；質量掃描范圍m/z：40～400。

1.3.4 揮發性成分的定性與定量分析

通過儀器所配置的NIST 08.LIB 和NIST 08s.LIB譜庫進行自動檢索，結合相似度并參考有關文獻色譜保留指數，進行定性，采用內標法半定量計算各揮發性成分的含量(相對峰面積表示)[11]。

式中：A1為各組分峰面積；A2為內標物質的峰面積。

2 結果與分析

2.1 腌制麻竹筍的揮發性成分分析

圖1 腌制麻竹筍揮發性成分的GC-MS色譜圖Fig.1 GC-MS chromatogram of volatile compounds in pickled Ma bamboo shoots

表1 腌制麻竹筍中揮發性成分的鑒定結果Table1 Identified volatile compounds in pickled Ma bamboo shoots

續表1

由表1可知，兩種樣品共鑒定出57種揮發性成分，其中50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取頭鑒定出51種，75μm CAR/PDMS鑒定出39種，這些成分主要包括20種醛類、5種酮類、11種醇類、3種酸類、4種酯類、2種酚類、6種芳香烴類、6種其他類。通過對腌制麻竹筍揮發性成分的綜合分析，其主要揮發性成分包括4-甲基-苯酚、苯酚、苯甲醛、己醛、壬醛、2-庚烯醛、2,3-丁二醇、1-辛烯-3-醇、芳樟醇、乙酸、檸檬烯、環庚烷腈等。

酚類是腌制麻竹筍的揮發性成分中檢測到的含量最高的一類物質，主要包括苯酚和4-甲基-苯酚。酚類物質常常會產生刺激性氣味和一些特殊異味，且閾值較低，所以可能對腌制麻竹筍的風味產生重要的影響。兩種不同萃取頭的檢測結果都是4-甲基-苯酚的含量最高，這與Fu等[12]的研究結果比較一致，他們對發酵毛竹筍中的活性風味成分進行研究，結果也檢測到較高含量的4-甲基-苯酚。4-甲基-苯酚具有一定的類似藥味和刺激性氣味，并且具有較低的閾值，以及在樣品中具有較高的含量，說明其可能為腌制麻竹筍的主要風味成分。Selmer等[13]報道4-甲基-苯酚是酪氨酸的發酵副產物，而酪氨酸是竹筍中的主要游離氨基酸[14]，表明麻竹筍中酪氨酸可能是產生4-甲基-苯酚的前體物質。

醛類是腌制麻竹筍中含量最豐富的揮發性物質，由于醛類物質的閾值較低，其對腌制麻竹筍的風味具有重要貢獻。在檢測出的醛類物質中，含量最高的為苯甲醛，其次分別是己醛、壬醛、2-庚烯醛。苯甲醛廣泛存在水果和蔬菜中[15]，主要以苷的形式存在于植物的莖皮、葉或種子中，具有苦杏仁味[16]，可能對腌制麻竹筍的風味也具有重要貢獻。己醛具有生的油脂、青草及蘋果香味，天然存在于許多水果和蔬菜中[17]，由于己醛具有較低的閾值，可能也是腌制麻竹筍的主要風味成分之一。

醇類物質的數量是腌制麻竹筍中僅次于醛類的揮發性物質，醇類具有令人愉快的香味和芬芳的氣味[18]，可能對腌制竹筍的風味也起著重要作用。2,3-丁二醇、1-辛烯-3-醇、芳樟醇是腌制麻竹筍中的主要醇類物質，其中，75μm CAR/PDMS萃取頭提取到的2,3-丁二醇的含量較高。2,3-丁二醇具有令人愉快的香氣，趙大云等[19]在雪里蕻腌菜中也檢測到較高含量的2,3-丁二醇，并分析其可能是腌制過程中乳酸菌代謝產生。1-辛烯-3-醇具有蘑菇風味，在發酵毛竹筍中也被檢測到[12]。Marsili等[20]在發酵黃瓜的揮發性成分中也鑒定出了β-芳樟醇。

在腌制麻竹筍中檢測到的酸類較少，只有乙酸、丁酸和己酸，這可能是因為采用的非發酵性腌制方式對麻竹筍進行的腌制，高鹽濃度抑制了微生物的發酵產酸。此外，在腌制麻竹筍中還檢測到一些烯烴類和腈類化合物，其中含量較高的有檸檬烯和環庚烷腈，這些化合物大多具有芳香味，存在于多種植物精油中，對腌制蔬菜的風味也有一定的影響。檸檬烯具有類似檸檬的味道，是許多水果(主要為柑橘類)、蔬菜及香料中存在的天然成分[21]。

2.2 不同萃取頭對腌制麻竹筍揮發性成分提取的比較

圖2 不同萃取頭提取的揮發性成分組成Fig.2 Compositions of volatile compounds extracted by the two different fibers

由圖2可知，50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取頭從腌制麻竹筍樣品中鑒定出51種揮發性成分，其中包括18種醛類、4種酮類、9種醇類、3種酸類、4種酯類、2種酚類、6種芳香烴類、5種其他類；而75μm CAR/PDMS萃取頭鑒定出39種揮發性成分，其中包括16種醛類、3種酮類、9種醇類、1種酸類、1種酯類、2種酚類、2種芳香烴類、5種其他類。50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取頭比70μm CAR/PDMS萃取頭多檢測出12種揮發性成分，包括醛類2種、酮類1種、酸類2種、酯類3種、芳香烴類4種。其主要區別在于75μm CAR/PDMS較適合萃取揮發性的小分子質量化合物(如醛類、醇類、烯烴類等)，而50/30μm DVB/CAR/PDMS除了可以萃取到一些揮發性的小分子質量化合物，對一些半揮發性的大分子質量化合物(如酸類、酯類、芳香烴類等)也有較好的萃取效果。所以，采用50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取頭能更加全面的萃取到腌制麻竹筍的揮發性成分。因此，對腌制麻竹筍的揮發性成分進行頂空-固相微萃取-氣質聯用分析時，更適合采用50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取頭。

3 結 論

通過頂空-固相微萃取-氣質聯用分析對腌制麻竹筍的主要揮發性成分進行分析，共鑒定出57種揮發性物質，主要包括20種醛類、5種酮類、11種醇類、3種酸類、4種酯類、2種酚類、6種芳香烴類、6種其他類，其中主要的揮發性成分有4-甲基-苯酚、苯酚、苯甲醛、己醛、壬醛、2-庚烯醛、2,3-丁二醇、1-辛烯-3-醇、芳樟醇、乙酸、檸檬烯、環庚烷腈等。

50/30μm DVB/CAR/PDMS和75μm CAR/PDMS兩種萃取頭對腌制麻竹筍揮發性成分的檢測結果存在較大差別，50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取頭比75μm CAR/ PDMS萃取頭多鑒定出12種揮發性成分，包括醛類2種、酮類1種、酸類2種、酯類3種、芳香烴類4種，對腌制麻竹筍揮發性成分進行頂空-固相微萃取-氣質聯用分析時，更適合采用50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取頭。

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Analysis of Volatile Compounds in Pickled Ma Bamboo Shoots (Dendrocalamus latiflorus) Using Headspace Solid Phase Microextraction Coupled with GC-MS

ZHENG Jiong1,2，SONG Jia-xin1，CHEN Guang-jing1，LIN Mao1，KAN Jian-quan1,2,*
(1. College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China；2. Laboratory of Quality and Safety Risk Assessment for Agro-products on Storage and Preservation (Chongqing), Ministry of Agriculture, Chongqing 400715, China)

The volatile compounds of pickled Ma bamboo shoots were analyzed by headspace solid phase micro-extraction (HS-SPME) coupled with GC-MS. The extraction efficiencies of 50/30 μm DVB/CAR/PDMS SPME fiber and 75 μm CAR/PDMS SPME fiber were compared for volatile compounds from pickled Ma bamboo shoots. Results indicated that 57 volatile compounds including 20 aldehydes, 5 ketones, 11 alcohols, 3 acids, 4 esters, 2 phenolic compounds, 6 aromatic hydrocarbons and 6 others were identified. The major volatile components in pickled Ma bamboo shoots were 4-methylphenol, phenol, benzaldehyde, hexanal, nonanal, 2-heptenal, 2,3-butanediol, 1-octen-3-ol, linalool, acetic acid, limonene and cycloheptyl cyanide. Twelve new volatile compounds were extracted by DVB/CAR/PDMS fiber when compared with CAR/ PDMS fiber, including 2 aldehydes, 1 ketones, 2 acids, 3 esters and 4 aromatic hydrocarbons.

pickled Ma bamboo shoots；headspace solid phase microextraction (HS-SPME)；gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)；volatile compounds

TS255.36

A

1002-6630(2013)18-0193-04

10.7506/spkx1002-6630-201318039

2012-07-30

中央高校基本科研業務費專項(XDJK2013C131)

鄭炯(1982—)，男，博士研究生，研究方向為食品化學與營養學。E-mail：zhengjiong248@163.com

*通信作者：闞建全(1965—)，男，教授，博士，研究方向為食品化學與營養學及食品生物技術。E-mail：ganjq1965@163.com