頂空固相微萃取-氣質聯用分析蕎麥加工前后風味成分

陳霞，安巧，張明，先春，王道平

(1.畢節醫學高等專科學校，貴州 畢節 551700；2.貴州省中國科學院天然產物化學重點實驗室，貴州 貴陽 550002；3.貴州省產品質量監督檢驗院仁懷分院，貴州 仁懷 564500)

蕎麥屬于蓼科蕎麥屬，是重要的天然藥用植物[1]，具有預防高血壓、糖尿病、心血管硬化的藥理作用，同時有健胃消食、促進小孩生長及智力發育、增強免疫力的功效[2-3]。蕎麥中蛋白質含量一般在10%～12%之間，氨基酸種類含有18種，同時還富含10多種礦物質元素[4]。蕎麥是一種獨特的食藥兩用糧食作物，是開發生產功能性食品的良好原料，隨著人們對保健食品及其食療功效的重視，蕎麥具有廣闊的應用開發前景[5]。蕎酥是畢節地理標志產品，以蕎麥為主要原料，為全國獨家特產，蕎酥的營養價值與蕎麥的品質關系密不可分。近年來從蕎麥中分離出的化學成分主要是黃酮、甾體、酚類[6-7]，目前國內外對蕎麥的化學成分研究主要集中在黃酮、植物甾體、蛋白質、礦質元素等，對其揮發性成分的研究甚少。

本研究采用頂空固相微萃取技術采集蕎麥加工前后的風味成分，并用氣質聯用方法比較了蕎麥加工前后風味成分組成和含量的異同，并對此差異進行了分析，以期為進一步開發利用蕎麥及貴州畢節特產蕎酥的品質研究提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料 試驗蕎麥2018年采購于貴州畢節威寧五里崗工業園區，經貴州省中國科學院天然產物化學重點實驗室專家鑒定為蕎麥(FagopyrumesculentumMoench)。

1.2 儀器與設備 氣相色譜-質譜(GC/MS)聯用儀(HP6890/5975C，美國安捷倫公司)；固相微萃取手動進樣(萃取纖維頭為：2 cm-50/30 μm DVB/CAR/PDMS StableFlex，美國Supelco公司)。

1.3 樣品加工[8]取5 g蕎麥(帶殼)，篩選、清理、干燥、脫殼、磨成粉末備用。

1.4 風味成分提取 分別取1 g蕎麥樣品(帶殼)和1 g加工后的蕎麥樣品，置于10 mL采樣瓶中并迅速密封，插入裝有萃取纖維頭的手動進樣器，在60 ℃左右加熱平板上頂空萃取40 min后移出萃取頭，然后立即插入氣相色譜儀進樣口中，于250 ℃熱解析6 min后進樣。

1.5 GC/MS條件

1.5.1 氣相色譜條件 色譜柱為HP-5MS彈性石英毛細管柱(60 m×0.25 mm×0.25 μm)；柱溫38 ℃，保留2 min，然后以3 ℃·min-1的升溫速率升溫至176 ℃，以6 ℃·min-1的升溫速率升溫至200 ℃，運行時間：52 min；汽化室溫度：250 ℃；載氣：高純He(99.999%)；柱前壓15.74 psi，載氣流量1.0 mL·min-1；不分流進樣；溶劑延遲時間：3 min 。

1.5.2 質譜條件 離子源為EI源；離子源溫度230 ℃；四極桿溫度150 ℃；電子能量70 eV；發射電流34.6 μA；倍增器電壓1 847 V；接口溫度280 ℃；質量范圍29～500 amu。

1.6 試驗分析

1.6.1 試性分析 對樣品總離子流圖中的各峰經質譜計算機數據系統檢索及Nist2014和Wiley275標準質譜數據庫匹配，確定不同種類揮發性化學成分名稱及相關信息。

1.6.2 定量分析 用峰面積歸一化法計算得到各化學成分的相對含量。

2 結果與分析

按照GC/MS條件對蕎麥(帶殼)和加工后的蕎麥的風味成分進行測試，得到總離子流圖(見圖1)。經面積歸一法測定各組分的相對含量結果見表1。

2.1 蕎麥(帶殼)風味成分分析 由表1可知，在蕎麥(帶殼)風味物質中，共鑒定出52個成分，鑒定成分占總揮發物成分峰面積的92.68%，包括醛類11種(50.08%)、烷烴類17種(21.38%)、醇類11種(16.84%)、萜類2種(1.43%)、酮類6種(1.09%)、酯類2種(1.00%)、酸類3種(0.86%)。風味主要組成成分是醛類、烷烴類、醇類。在已鑒定的化合物中，含量超過10%的風味成分共4種，占總質量分數的58.17%，分別為己醛(18.73%)、癸醛(14.66%)、2，2，4，6，6-五甲基庚烷(14.06%)、壬醛(13.11%)。其他含量較高的主要風味成分為沉香醇(4.26%)、2-乙基己醇(4.23%)、壬醇(2.24%)、2-甲基丁醇(2.07%)。

表1 蕎麥(帶殼)和加工后的蕎麥的風味成分對比結果

注：“-”表示未檢測到該成分

2.2 加工后的蕎麥風味成分分析 由表1可知，在加工后的蕎麥風味物質中，共鑒定出 41個成分，鑒定成分占總揮發物成分峰面積的84.83% 。包括醛類11種(50.63%)、烷烴類16種(22.39%)、醇類8種(6.23%)、酮類2種(1.99%)、萜類3種(1.82%)、酯類1種(1.76%)。風味主要組成成分是醛類、烷烴類、醇類。含量超過10%的風味成分共4種，占總質量分數的62.9%，分別為己醛(19.32%)、壬醛(14.14%)、2，2，4，6，6-五甲基庚烷(13.844%)、癸醛(12.39%)。其他含量較高的主要風味成分為沉香醇(3.59%)、3-甲基十一烷(2.18%)。

2.3 蕎麥(帶殼)和加工后的蕎麥風味成分差異分析 由表1可知，蕎麥(帶殼)和加工后的蕎麥的風味成分種類和相對含量發生了不同程度的改變。二者共同檢出風味成分57種，其中蕎麥(帶殼)中共鑒定出52個成分，加工后的蕎麥中共鑒定出 41個成分，兩者共有的風味成分有36種。此外，蕎麥(帶殼)中有16種成分在加工后的蕎麥中未檢測到，在蕎麥加工過程中，由于去殼原因，這部分成分未檢測到，可初步推斷這16種成分是蕎殼中的揮發性成分，在其中含量較多的主要是2-乙基己醇(4.23%)、壬醇(2.24%)、正己醇(1.37%)3種，而其他13種成分含量均低于1%。加工后的蕎麥中有5種成分在蕎麥(帶殼)中未檢測到，且含量均較低，這有可能是磨粉后一些含量低且不易揮發的風味物質更易揮發出來的原因。同時，醇類物質在蕎麥(帶殼)中的含量明顯高于在加工后的蕎麥中的含量，對加工前后蕎麥風味造成主要差異的正是該類成分。

3 結論

首次采用頂空固相微萃取-氣質聯用技術對加工前后蕎麥的風味成分進行了定性與定量分析，從蕎麥(帶殼)的總離子流圖中共鑒定 52種化合物，占總峰面積的 92.68%，從加工后的蕎麥總離子流圖中共鑒定41 種化合物，占總峰面積的 84.83%。加工前后蕎麥的主要風味成分均為醛類、烷烴類、醇類，其中含量最高的風味化合物均為己醛、壬醛、癸醛、2,2,4,6,6-五甲基庚烷。醇類和醛類主要賦予果實清香和草香味，己醛等C6醛具有綠蘋果和青草樣香味[9]，壬醛和癸醛具有果香、花香和油脂氣味[10]。由于脂肪烴類化合物沒有特殊氣味[10]，可以認為該類物質對蕎麥的風味沒有貢獻。醇類物質是對加工前后蕎麥風味造成主要差異的成分。加工前蕎麥中含量較多的沉香醇有似鈴蘭或百合花樣香氣[10]；2-乙基己醇、壬醇除了具有清香、果香外，還具有油脂氣味[10]；2-甲基丁醇具有清快氣味[11]。這些成分是蕎麥風味特征的主要組成部分，而蕎麥作為蕎酥的原料來源，推測其風味品質與這些成分密切相關，本研究為進一步開發利用蕎麥及貴州畢節特產蕎酥的品質研究提供理論依據。