頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析草莓芳香成分

宋世志，李延菊，李公存，張序

（煙臺(tái)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，山東煙臺(tái) 265500）

頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析草莓芳香成分

宋世志，李延菊，李公存，張序*

（煙臺(tái)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，山東煙臺(tái) 265500）

本文采用固相微萃取技術(shù)提取“豐香”草莓的芳香成分，再利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)分析，共分離并確定出76種化學(xué)成分，占總峰面積的97.48%，相對(duì)含量較高的芳香成分依次為4-羥基-2-丁酮、己酸乙酯、丁酸乙酯、(E)-乙酸-2-己烯-1-酯、2-己烯醛、己酸甲酯、乙酸甲酯、(E)-乙酸-3-己烯-1-酯、乙酸、1-己醇等。

草莓；芳香成分；固相微萃取；氣相色譜/質(zhì)譜

芳香成分是構(gòu)成和影響果實(shí)鮮食品質(zhì)、加工質(zhì)量的主要因素[1，2]。草莓（Fragaria×ananassa Duch）具有濃郁的香味，成熟草莓果實(shí)香氣是由多種芳香成分共同作用而成的，這些芳香物質(zhì)只占草莓果實(shí)鮮重的0.001%～0.01%，但對(duì)果實(shí)風(fēng)味品質(zhì)起著重要的作用[3-5]。因此，研究草莓的芳香成分對(duì)其品質(zhì)影響較大。

從樣品中提取芳香成分，是進(jìn)行芳香物質(zhì)分析的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以往提取草莓芳香物質(zhì)多采用溶劑萃取法，但該方法需要大量有機(jī)溶劑，樣品處理工序復(fù)雜、耗時(shí)長(zhǎng)。固相微萃取技術(shù)（Solid Phase Microextraction，SPME）是一種新型無(wú)溶劑樣品預(yù)處理技術(shù)，它通過(guò)吸附/脫吸附技術(shù)，富集樣品中的揮發(fā)性和半揮發(fā)性成分，具有無(wú)需有機(jī)溶劑、所需樣品量少、靈敏度高、操作簡(jiǎn)單、方便快捷等特點(diǎn)；此外，固相微萃取技術(shù)還可方便地與GC-MS聯(lián)用，集采樣、萃取、濃縮、進(jìn)樣為一體，提高了分析速度和分析方法的靈敏度[6,7]。因此，本試驗(yàn)采用SPME-GC-MS技術(shù)對(duì)“豐香”草莓果實(shí)的芳香成分進(jìn)行分析，以期找到準(zhǔn)確的測(cè)定草莓芳香成分的方法。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

試驗(yàn)選用成熟的“豐香”草莓果實(shí)。樣品采自煙臺(tái)市福山區(qū)西埠莊，以感觀分析為基礎(chǔ)，輔以手持測(cè)糖儀測(cè)定，決定品種成熟時(shí)期。采后用保鮮盒盛裝常溫下24h內(nèi)運(yùn)至江南大學(xué)分析測(cè)試中心進(jìn)行測(cè)定分析。

萃取頭，PDMS，美國(guó)Supelco公司；Finnigantrace MS氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國(guó)Finnigan公司；磁力攪拌器。

1.2 方法

1.2.1 SPME取樣

取樣前先將固相微萃取頭在氣相色譜進(jìn)樣口老化2h，老化溫度250℃。選取成熟的草莓，用刀片切碎果肉，迅速將其裝入15mL樣品瓶?jī)?nèi)，上部留有2cm左右的空間，加蓋封口。將老化好的萃取頭插入樣品瓶頂空部分，在磁力攪拌器上萃取40min，萃取溫度為40℃，然后將萃取頭抽出插入氣質(zhì)聯(lián)用儀，于250℃解吸2.5min，進(jìn)行GC-MS檢測(cè)分析。

1.2.2 GC-MS分析

色譜條件：DB-5毛細(xì)管色譜柱，長(zhǎng)50m。內(nèi)徑0.32mm，液膜厚 1.0μm，載氣 He，不分流，恒流 1mL/min，進(jìn)樣口溫度250℃，柱溫起始溫度40℃保持1min，以5℃/min升溫至120℃，再以8℃/min升溫至200℃，最后以12℃/min升溫至250℃保持7min。

質(zhì)譜條件：離子源溫度200℃，電離方式EI，電子能量70eV。

2 結(jié)果與討論

2.1 萃取條件的優(yōu)化

SPME萃取條件（溫度和時(shí)間）對(duì)萃取效率影響很大，分別在 20、30、40、50、60℃條件下，頂空萃取同一草莓樣品50min，GC-MS結(jié)果表明，40℃可達(dá)到較好的萃取效果。在40℃萃取溫度下，萃取時(shí)間選用20、30、40、50min測(cè)得GCMS總的峰面積，表明經(jīng)40min萃取可達(dá)到平衡。

因此萃取條件確定為40℃和40min。

2.2 “豐香”草莓芳香成分的測(cè)定分析

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）檢測(cè)所得的“豐草”草莓芳香成分GC-MS總離子圖（見(jiàn)圖1），各組分質(zhì)譜經(jīng)計(jì)算機(jī)譜庫(kù)（NBS/WILEY）檢索及資料分析，檢出的芳香成份如表1所示。

圖1 “豐香”草莓芳香成分的總離子圖

從“豐香”草莓成熟果實(shí)中共檢測(cè)出76種化合物，占總峰面積的97.48%，其主要成分為酯類(lèi)化合物33種，占總峰面積的45.67%；酮類(lèi)化合物5種，占22.56%；酸類(lèi)化合物8種，占8.14%；醛類(lèi)化合物5種，占7.33%；醇類(lèi)化合物7種，占6.79%；烷烴類(lèi)化合物13種，占6.01%；其它類(lèi)化合物5種，占1.10%。其中，相對(duì)含量較高的成分依次為4-羥基-2-丁酮、己酸乙酯、丁酸乙酯、（E）-乙酸-2-己烯-1-酯、2-己烯醛、己酸甲酯、乙酸甲酯、（E）-乙酸-3-己烯-1-酯、乙酸、1-己醇等。

在所有的芳香成分中，各芳香物質(zhì)對(duì)果實(shí)香氣的貢獻(xiàn)是依據(jù)其香氣值[8]（相對(duì)含量/香氣閾值）來(lái)劃分的。其中，具有較高香氣值的成分，形成成熟草莓果實(shí)特征香氣，稱(chēng)為特征香氣成分，主要包括酯類(lèi)（丁酸和己酸的甲基或乙基酯）和呋喃酮類(lèi)等芳香物質(zhì)，特征香氣成分含量越高，果實(shí)的風(fēng)味越濃。本試驗(yàn)從草莓中檢測(cè)到酯類(lèi)化合物有33種，相對(duì)含量達(dá)45.67%，其中，4-甲氧基-2,5-二甲基-3（2H）-呋喃酮等草莓特征芳香成分，與文獻(xiàn)報(bào)道[9,10]結(jié)果一致。

3 結(jié)論

綜上所述，SPME技術(shù)結(jié)合GC-MS可以避免使用大量的有機(jī)溶劑，簡(jiǎn)化樣品前處理時(shí)間，是一種測(cè)定芳香成分準(zhǔn)確、快捷、有效的方法，同時(shí)通過(guò)對(duì)“豐香”草莓果實(shí)芳香成分分析和評(píng)價(jià)，可以確定其含有的芳香成分尤其是體現(xiàn)草莓特有風(fēng)味的特征香氣成分的數(shù)量及種類(lèi)，為鮮食草莓品質(zhì)評(píng)價(jià)提供科學(xué)依據(jù)。

表1 “豐香”草莓芳香成分的GC－MS分析結(jié)果

續(xù)表

[1]Shamaila,Baumann,etc.Quality Attributes of Strawberry Cultivars Grown in British Columbia[J].Journal of Food Science,1992,57(3)∶696-699.

[2]隋靜,姜遠(yuǎn)茂,彭福田,等.草莓果實(shí)發(fā)育過(guò)程中芳香物質(zhì)含量和醇酰基轉(zhuǎn)移酶活性的變化 [J].園藝學(xué)報(bào),2007,(06)∶1411-1417.

[3]Charles Forney,Willy Kalt,Michael Jordan.The Composition of StrawberryAroma Is Influenced byCultivar,Maturity,and Storage[J].Hortscience,2000,35(6)∶1022-1026.

[4]張運(yùn)濤,董靜,王桂霞.草莓香味的形成和香味育種 [J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2004,(07)∶1039-1044.

[5]曾祥國(guó),韓永超,向發(fā)云,等.草莓新品種“晶玉”及其親本果實(shí)揮發(fā)性香氣成分分析[J].果樹(shù)學(xué)報(bào),2014,(01)∶72-77.

[6]付蕾,劉正生,孫鑫洋,等.4種纖維頭對(duì)草莓香氣成分的萃取效果[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,(21)∶4473-4481.

[7]張晉芬,龐維玨,冷平,等.基于SPME的樣品前處理對(duì)GC-MS檢測(cè)草莓香氣的影響[J].精細(xì)化工,2009,(04)∶382-385,411.

[8]Larsen,L.Poll.Odour Thresholds of Some Important Compounds in Strawberries[J].Zeitschrift fur Lebensmittel-Untersuchung and Forschung,1992,195∶120-123.

[9]Ioannis Zabetakis,Holden.Strawberry Flavour∶Analysis and Biosynthesis [J].Journal of the Science of Food and Agriculture,1997,74∶421-434.

[10]姜遠(yuǎn)茂,彭福田,劉松忠,等.栽培草莓品種果實(shí)香氣特性研究[J].分析測(cè)試學(xué)報(bào),2004,23(2)∶56-60.

Analysis of Aroma Components of Strawberry by Head-space Solid Phase Microextraction Coupled with GC-MS

SONG Shi-zhi,LI Yan-ju,LI Gong-cun,ZHANG Xu*
(Yantai Academy of Agricultural Science,Yantai 265500,China)

Aroma components of"Fengxiang"strawberrie were extracted by SPME,and then they were analyzedby GC/MS.Chemical components of 76 kinds were identified,these constituents represent 97.48%of the total peak areas.The aroma components with higher relative contents in the strawberry included 4-hydroxy-2-Butanone;Hexanoic acid,ethyl ester;Butanoic acid,ethyl ester;(E)-2-Hexen-1-ol,acetate;2-Hexenal;Hexanoic acid,methyl ester;Acetic acid,methyl ester;(E)-3-Hexen-1-ol,acetate;Acetic acid;1-Hexanol;etc.

Strawberry;aroma component;solid phase microextraction;GC/MS

O657.6

A

1008-1038(2017)11-0025-05

10.19590/j.cnki.1008-1038.2017.11.007

2017-08-09

宋世志（1964—），男，農(nóng)藝師，主要從事果樹(shù)育種與栽培技術(shù)工作

觹通訊作者：張序（1980—），男，高級(jí)農(nóng)藝師，主要從事果樹(shù)育種與栽培技術(shù)研究工作