SPME—GC/MS聯合分析檳榔花香氣成分

2014-04-29 19:53:25張明等

熱帶作物學報 2014年6期

張明等

摘要采用SPME-GC/MS方法分析檳榔花雄花和花梗中的香氣成分。雄花中鑒定出47種香氣成分，主要為乙酸異戊酯、苯乙烯、2-甲基丁酸-3-甲基丁酯、丙酸異戊酯、3，7-二甲基-2，6-辛二烯-2-甲基丁酸酯、乙酸己酯，其相對含量分別為：36.24%、8.44%、7.41%、5.62%、4.11%和3.93%；花梗中則鑒定出24種香氣成分，主要為（Z）-3-己烯醇乙酸酯、（E）-3-己烯醇乙酸酯、乙酸己酯和乙酸異戊酯，其相對含量分別為：27.71%、26.51%、20.96%和11.97%。在檳榔花雄花和花梗中僅有6種共有香氣成分，其相對含量分別占49.24%和60.35%。檳榔花雄花和花梗的香氣均以酯類成分為主，但在其組成和含量上存在較大差異。

關鍵詞檳榔花；香氣成分；固相微萃取；氣相譜-質譜聯用儀

中圖分類號 R284.1 文獻標識碼 A

Analysis of Aromatic Components in Areca

Inflorescence by SPME Coupled with GC-MS

ZHANG Ming1，2， HUANG Yulin2*， SONG Fei2， CHEN Weijun2，

ZHAO Songlin2， DENG Fuming2

1 College of Food Science and Technology， Hainan University， Haikou，Hainan 570228，China

2 Coconut Research Institute， CATAS， Wenchang， Hainan 571339，China

Abstract The aromatic components in male flowers and stalks of areca inflorescence were determined and analyzed by SPME coupled with GC-MS. 47 kinds of aromatic components were identified in male flowers， mainly including 1-butanol， 3-methyl-， acetate， styrene， butanoic acid， 2-methyl-， 3-methylbutyl ester， 1-butanol， 3-methyl-， propanoate， butanoic acid， 2-methyl-， 3，7-dimethyl-2，6-octadineyl ester， and acetic acid， hexyl ester， of which relative contents was 36.24%， 8.44%， 7.41%， 5.62%， 4.11% and 3.93%， respectively； while 24 kinds of aromatic components were identified in stalks， mainly including 3-hexen-1-ol， acetate，（Z）， 3-hexen-1-ol， acetate，（E）， acetic acid， hexyl ester， and 1-butanol， 3-methyl-， acetate， of which relative contents was 27.71%， 26.51%， 20.96% and 11.97%， respectively. There were only 6 kinds of common aromatic components between male flowers and stalks of areca inflorescence， and they accountied for 49.24% and 60.35% together. Ester compounds were the main aromatic compounds in male flowers and stalks of areca inflorescence， but their composition and content were significantly different.

Key words Areca inflorescence；Aromatic components；SPME；GC-MS

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.06.034

檳榔（Areca catechu Linnaeus）屬棕櫚科檳榔屬常綠喬木，是常用的藥用植物，廣泛種植于東南亞、亞洲熱帶地區、東非及歐洲部分區域以及太平洋島嶼等國家和地區[1-3]。中國種植檳榔已有1 500多年的歷史，主要分布在海南、廣東、廣西、云南、福建和臺灣等省區；其中，海南省是中國最大的檳榔產地，其熱帶和亞熱帶氣候為檳榔提供了絕佳的生長環境，檳榔現已成為海南省除橡膠以外的第二大經濟作物[4-6]。檳榔花是檳榔的雄花蕾，花期為每年3-10月份，開花多，花期長，產量高[7]；據《中藥志》記載：檳榔花味淡、性良，具健胃、止渴、止咳、調節免疫系統、抗炎降脂、驅蟲、消除疲勞和抗衰老等作用，具有獨特的食療和保健功效，以“微型營養品”、“長壽食品”著稱[8-9]。

據國內外文獻報道，目前對檳榔花的研究主要集中在其特征活性成分檳榔堿和多酚的提取及其功效方面，如黃玉林等優化了沸水法提取檳榔花總酚的條件，并研究了不同干燥方法對檳榔花總酚含量的影響[10]；戰晴晴等采用正交實驗法，對檳榔花中檳榔堿的熱回流提取工藝進行了優化[11]；張春梅等研究表明，檳榔花提取物具有抗衰老作用[12]；以檳榔花為原料的加工產品主要是檳榔花茶和檳榔花口服液[13]，但目前未見有關國內外對檳榔花香氣成分的研究報道。固相微萃取（Solidp Phase Mieroextraetion，SPME）技術是20世紀80年代末發展起來的一種樣品前處理技術，該技術無需溶劑，集萃取、濃縮和進樣為一體，具有環保、快速、方便、可靠等優點，現已廣泛應用于食品香氣成分的分析[14-16]。本研究采用SPME-GC-MS聯用技術對檳榔花的香氣成分進行定性、定量分析，旨在為提高檳榔花茶的品質及開發檳榔花精油等高附加值產品提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

原料檳榔花于2013年7月采自中國熱帶農業科學院椰子研究所半島基地，經鑒定為海南本地品種。所選試驗原料為完全盛開檳榔花（雄花蕾）及花梗。

島津（Shimadzu）QP2010Plus型氣相色譜-質譜聯用儀（GC-MS）；自動SPME進樣器；5 μm PDMS-DVB萃取纖維頭。

1.2 方法

1.2.1 SPME提取選取適量的檳榔花雄花和花梗剪碎并研磨，迅速將其裝入樣品瓶內，上部留有約2 cm的空間，加蓋封口。將萃取頭插入樣品瓶頂空部分，萃取平衡20 min，萃取30 min，萃取溫度為35 ℃，然后將萃取頭抽出插入氣質聯用儀，于250 ℃解吸2 min，進行GC-MS檢測分析。

1.2.2 GC-MS分析條件[17] GC條件：升溫程序，柱初始溫度為40 ℃，保持3 min，以5 ℃/min的速度升至120 ℃，然后以10 ℃/min的速度升至230 ℃，并保持5 min；載氣為高純氮（99.9%），流速1 mL/min；進樣口溫度為250 ℃；不分流進樣。

MS條件：接口溫度為250 ℃，離子源溫度為200 ℃，質量數掃描范圍40～500 u。

2 結果與分析

2.1 檳榔花主要香氣物質組成

圖1和圖2為GC-MS方法對檳榔花雄花和花梗香氣成分的分析所得的總離子流圖，結合標準圖譜庫進行分析，用峰面積歸一化法計算出各成分的相對含量（見表1和表2）。

從表1中可以看出，檳榔花雄花中共鑒定出47種香氣成分，主要為乙酸異戊酯、苯乙烯、2-甲基丁酸-3-甲基丁酯、丙酸異戊酯、3，7-二甲基-2，6-辛二烯-2-甲基丁酸酯、乙酸己酯、丁酸異戊酯、5-甲基-2-（1-甲基乙烯基）-4-己烯-1-醇乙酸酯和異戊酸異戊酯，其相對含量分別為36.24%、8.44%、7.41%、5.62%、4.11%、3.93%、3.65%、3.60%和3.07%，共占總相對含量的76.07%。從表2中可以看出，檳榔花花梗中共鑒定出24種香氣成分，主要為（Z）-3-己烯醇乙酸酯、（E）-3-己烯醇乙酸酯、乙酸己酯和乙酸異戊酯，其相對含量分別為27.71%、26.51%、20.96%和11.97%，占總相對含量的87.15%。

2.2 香氣物質構成特征

由表1可知，在檳榔花雄花鑒定出來的47種香氣成分中，包含酯類30種，醇類8種，烷類4種，烯類3種，其他類2種，相對含量分別占已檢出香氣成分的82.56%、3.96%、3.58%、9.44%和0.46%，說明酯類在檳榔雄花香味中起主要作用，其次是烯類和醇類。由表2可知，在檳榔花花梗鑒定出來的24種香味成分中，包含酯類18種，醇類4種，其他類2種，相對含量分別占已檢出香氣成分的92.41%、6.64%和0.95%，說明檳榔花花梗的香氣成分以酯類為主，其次是醇類。檳榔花雄花與花梗中僅有6種共有成分，其相對含量分別占49.24%和60.35%。說明檳榔花雄花和花梗的香氣成分主要為酯類化合物，但在其組成及含量上存在較大差異，從總離子流圖上（圖1和圖2）也可看出這一結果。

3 討論與結論

本研究利用固相微萃取技術提取檳榔花香氣成分，操作簡單，靈敏度高，針對性強；并結合GC-MS技術直接對香氣成分進行定性、定量分析。結果表明檳榔花雄花中有47種香氣成分，花梗有24種，但二者均以酯類化合物為主。酯類大多具有花香、果香、酒香或蜜香香氣[18-19]，是許多果實和鮮花等的主要芳香物質，如中華獼猴桃中主要成分為丁酸甲酯、丁酸乙酯、己酸甲酯、苯甲酸甲酯、鄰苯二甲酸單丁酯和鄰苯二甲酸二丁酯[20]；構成草莓香氣的酯類以甲酯和乙酯為主[21]；百合的主要酯類香氣成分有苯甲酸甲酯和苯甲酸乙酯[22]。酯類香料占香料品種總數的20%，在配置化妝品香精、食品香精及煙酒香精中，都是不可缺少的。

酯類化合物易發生水解、氨解、醇解和還原反應[23]，在檳榔花加工過程中，甚至在常溫下，檳榔花的香氣成分極難保存。且檳榔果樹的產地、品種、成熟度和生長狀況等對檳榔花的香氣成分產生不同程度的影響。因此，針對檳榔花香氣成分的保存，以及不同產地、品種和成熟度對香氣成分的影響需要進一步研究。

檳榔花的香氣沁人心脾，令人產生較好的愉悅感。因此，有必要對其香氣成分的結構性質及其穩定性進行研究，為進一步開發檳榔花系列深加工產品提供理論依據。這不僅能夠提升檳榔的附加值，增加農民的收入，豐富檳榔旅游產品，還能促進檳榔產業的發展。

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