椰子脆片揮發性成分分析

沈曉君，張玉鋒，王媛媛，宋菲，王揮，夏秋瑜*

1. 中國熱帶農業科學院椰子研究所（文昌 571339）；2. 海南省椰子深加工工程技術研究中心（文昌 571339）

椰子是熱帶地區典型的木本油料作物和食品能源作物，廣泛分布于世界上近100個地處熱帶的國家和地區。椰肉是椰子的主要產品，又稱固體胚乳，含有豐富的營養。成熟椰子果的新鮮椰肉，含約33%脂肪，約4%蛋白質，可以加工成椰子汁、椰子糖、椰奶、椰子油、椰子醬、糕點、椰子脆片等產品。椰子脆片是以新鮮椰肉為主原料，以白砂糖和食品添加劑為配料，經過切片、混合、配制、烘焙、包裝等傳統配方加工而成。椰肉中含有的大量的纖維物質，影響椰子脆片的口感和脆度，許多廠家通過改善加工工藝或者加入添加劑的形式來改善椰子脆片的品質。

采用熱脫附結合氣質聯用技術（TD-GC-MS）對冷榨法、超臨界法、亞臨界法和溶劑提取法所得椰子油中的揮發性成分組成與含量進行分析測定。結果表明：從4種椰子油中共鑒定出83種揮發性成分，主要包括醇類、酸類、酮類、酯類、醛類、烴類等化合物。Saittagaroon等[1]通過GC和GC-MS的方法發現新鮮椰蓉中有15種揮發性成分。在烘焙過程中發生了美拉德反應，生成了吡嗪、吡咯、呋喃等物質。用液液萃取的方法發現椰肉中主要的揮發性成分是δ-辛酸內酯、δ-脫醛內酯和辛醇，其他鑒定出的物質包括2-庚醇、己醇、2-九酮、2-辛醇、2-九醇、辛醇、2-丁烯酮、丁烯酸乙酯、2-丁烯醇、2-苯基乙醇、苯并噻唑、α-非丁烯酮和十二烯酸。固相微萃取-氣質聯用技術對取自喀麥隆的椰肉和椰子水揮發性成分進行分析，發現主要成分是丁醇、己醇、庚醇、2-庚醇、辛醇、壬醛、1-辛醇、2-戊醇、α-己內酯、戊醇、辛酸、辛酸乙酯、δ-辛酸、烯醇、九烯酸、1-丁醇等[2]。UHT灌裝椰漿中鑒定出醇、醛、酮、酸、酯、內酯等揮發性成分[3]。目前國內外尚沒有椰子脆片揮發性成分的研究報道。此次試驗對國內外市場上的21個不同品牌的椰子脆片的揮發性成分進行分析，以期為椰子脆片產業的發展提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

采購國內外市場上21種不同品牌的椰子脆片；二氯甲烷為分析純。

1.2 儀器與設備

HP 7890A-5975C氣相色譜-質譜儀（GC-MS）。

1.3 椰子脆片中揮發性物質測定

1.3.1 樣品制備

采用同時蒸餾萃取法。稱取200 g樣品放入同時蒸餾萃取器中，加入400 mL蒸餾水；同時蒸餾萃取器的另一邊加入30 mL二氯甲烷，提取3 h，提取液脫水后，濃縮至1.0 mL，用GC-MS分析。

1.3.2 GC-MS分析條件

GC條件：色譜柱為HP-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；載氣為氦氣（純度＞99.999%）；柱溫：保持50 ℃初始溫度3 min后，以4 ℃/rnin的速率升溫到250 ℃并保持5 min；分流比30︰1，進樣量1.0 mL。MS條件：離子源EI；氣質接口溫度280 ℃；離子源溫度230 ℃；四級桿溫度150 ℃；電子倍增器電壓1 894 V；電子能量70 eV。

1.3.3 揮發性物質相對含量的計算

將GC-MS得到的質譜數據經計算機在NIST11.L質譜數據庫中進行檢索，按其匹配度確認其化學成分。并采用峰面積歸一化法，以各揮發性成分的峰面積占總峰面積之比值表示組分相對含量。

2 結果與分析

2.1 21個不同品牌椰子脆片揮發性成分含量

由表2可知，椰子脆片中檢出的揮發性成分包括醇類、烴類、醛類、酯類和酚類。所有樣品揮發性物質的絕對含量在0.010 7%～0.060 5%之間，檢出物質種類有15～22種，相對含量在91.62%～99.17%之間。所有椰子脆片樣品中均檢出的揮發性物質有烴類（1.95%～6.96%）、酯類（12.49%～31.86%）和內酯類（54.09%～77.56%），只有6個品牌的樣品中檢測到醇類揮發性物質，21個樣品中各有3個樣品沒有檢測出醛類和酚類物質。共有成分有8種，分別為辛酸乙酯、δ-辛內酯、3-甲基十三烷、癸酸乙酯、丁位癸內酯、3-甲基十五烷、月桂酸乙酯和丁位十二內酯。

δ-辛內酯和丁位癸內酯是相對含量最多的兩種揮發性成分。δ-辛內酯相對含量在19.46%～37.67%之間。δ-辛內酯作為δ-烷基內酯系列化合物中的重要產品，具有溫暖的椰子樣氣息并含有豆香香韻和奶油樣脂肪氣息，既可用于調制食用香精，又可直接用于奶油、干酪等乳制品的香味添加劑。由于δ-辛內酯奶油風味并不突出，前人關于它的專門研究甚少，隨著人們對食品的口味要求變得日益豐富，香料市場對具有淡雅風味的δ-辛內酯的需求大幅增加[4]。所有檢測的樣品中丁位癸內酯含量在29.05%～45.57%之間。丁位癸內酯又稱δ-癸內酯或5-羥基癸酸內酯，具有強烈持久的奶油香特征，是調制牛奶和奶油香精的重要原料，同時也被廣泛用于調配椰子、草莓、桃等香料。丁位癸內酯在人造奶油、冰淇淋、軟飲料、糖果、焙烤食品及調味料中大量應用，市場需求量大[5]。所有樣品中均檢測到丁位十二內酯，相對含量在0.54%～6.45%之間。丁位十二內酯可用于各種果香、杏香、蜂蜜及奶酪、奶油巧克力、乳品中[6]。

食品中的內酯可通過微生物作用、深度的酯類氧化（環境引起或加熱引起的）或者加熱形成。加熱乳制品會形成內酯，這是由于酯類先天性代謝缺陷導致羥基酸合并，并進入牛的脂肪中，這些羥基酸相對來說不穩定，在熱水中容易從甘油三酯中水解出來，水解后發生環化即生成內酯。羥基酸與甘油三酯結合時是沒有風味的，而熱加工使這些酸游離下來并形成具有風味的內酯[7]。成熟椰子果的新鮮椰肉，含約33%脂肪，脂肪酸組成中富含中碳鏈脂肪酸，其中己酸至葵酸含量約為15%。椰子脆片是成熟椰子果的椰肉經過加熱烘焙等工藝生產的，研究結果表明生產過程中濃濃的椰香味主要是來自于δ-辛內酯、丁位癸內酯和丁位十二內酯等物質的形成。

所有椰子脆片樣品揮發性成分中檢出的酯類物質相對含量在12.49%～31.86%之間。所有的椰子脆片樣品中均鑒定出辛酸乙酯（1.92%～6.80%）、葵酸乙酯（1.99%～8.27%）和月桂酸乙酯（3.55%～12.42%）。辛酸乙酯具有白蘭地酒香味，微量的辛酸乙酯在濃香型白酒中具有比較明顯的水果香，其香氣強度居于清香型白酒香味物質之首[8]。葵酸乙酯有果香和酒香香氣，天然存在于白蘭地酒中。月桂酸乙酯是一種無色或者淺黃色的油狀液體，具有特殊的果香氣味，在很多領域均有廣泛應用，在食品領域和日用化學品領域被廣泛用作香精、香料使用，同時還可作為潤滑劑、增塑劑、柔軟劑和有機合成中間體使用[9]。

月桂酸甲酯（0.12%～0.21%）、肉豆蔻酸乙酯（0.12%～0.73%）和鄰苯二甲酸二異辛酯（3.61%～8.47%）只在部分樣品中鑒定出來。月桂酸甲酯只在7個樣品中檢測到，月桂酸甲酯是一種具有酒香和花香的無色液體，天然的月桂酸甲酯主要存在于鳶尾油中，其在合成食品乳化劑、日用化妝香精和藥物等領域有重要應用[10]。肉豆蔻酸乙酯在18個樣品中被鑒定出來，常用在日化香精配方中。其可用于配制椰子、蜂蜜、康乃克和紫羅蘭型等食用香料，還可用于調配酒用香精和煙用香精，為良好的定香劑，也可作有機合成中間體[11]。鄰苯二甲酸二異辛酯在18個樣品中被鑒定出來，是一種環境激素類物質，主要用作增塑劑生產聚氯乙烯薄膜、軟管、人造革、包裝材料和醫療用品，很容易從塑料中溶出和蒸發，從而轉入空氣、水體、底泥、生物等環境樣品中，且持久存在、不易分解。這類物質一旦進入人體，將干擾人體內分泌，損害人的生殖系統、免疫系統和神經系統，威脅人類的生存[12-13]。樣品中測出的鄰苯二甲酸二異辛酯可能來自于椰子脆片的包裝材料。

樣品揮發性成分中烴類相對含量為1.95%～6.96%，醇類為0～1.40%，這些物質可能來自于脂類氧化反應的中間產物。21個椰子脆片中只有3個樣品沒有檢測到正壬醛，其余18個樣品正壬醛相對含量在0.24%～1.77%之間。正壬醛常用于配制人造玫瑰油和玫瑰型香精等，具有強烈的油脂氣息，稀釋時則呈現出玫瑰和柑橘樣的香氣，在工業上作為香料具有極高的市場價值[14]。樣品中的正壬醛可能來自于美拉德反應過程中生成的中間體分子[15]。桂青等[15]對離心濃縮椰漿進行揮發性成分分析中也發現正壬醛，其相對含量為0.69%。

2, 6-二叔丁基對甲基苯酚（BHT）在3個樣品中沒有檢測到，其余18個樣品中相對含量在0.44%～4.59%之間。BHT是我國目前常用的人工合成酚類抗氧化劑，被用于油脂、油炸面制品、腌臘肉制品、方便米面制品、膨化食品、餅干等食品中，可以提高食品穩定性延長保質期[16]。但BHT對肺、肝等組織有直接損害作用，并有可能致癌，過量添加會對人體健康造成傷害，因此必需控制BHT的用量。

表1 21種椰子脆片揮發性成分相對含量 %

接表1

表2 21種椰子脆片揮發性成分種類及含量

2.2 椰子脆片揮發性成分的主成分分析

按照主成分分析理論，當前r個主成分的累計貢獻率達到85%的要求時，這r個主成分即可反映原指標中足夠多的信息。由表3可知，主成分1貢獻率為30.40%，主成分2貢獻率為16.32%，主成分3的貢獻率為12.84%，主成分4貢獻率為8.92%，主成分5貢獻率為7.71%，主成分6的貢獻率為6.06%，主成分7的貢獻率為4.84%，累積貢獻率為87.09%，說明此7個主成分已包含絕大多數樣本信息量。以21個樣品的第1主成分得分為橫坐標，第2主成分得分為縱坐標做散點圖，結果見圖1。圖1中每個點代表一個樣品，點之間的距離代表樣品之間的特征差異的大小，點越接近表明其香氣組成及含量的相似度越高[17]。21個椰子脆片樣本主成分得分圖分布在不同區域，表明不同樣本間揮發性成分存在差異。綜合第1和第2主成分得分情況，可以把21個樣品分為3類，14和16號樣品為一類，1，2，3，5，6，7，8，18和19號樣品為一類，4，9，10，11，12，13，15，17，20和21號樣品為一類。

表3 21種椰子脆片揮發性成分主成分的特征值、貢獻率以及累積貢獻率

圖1 21種椰子脆片樣品揮發性成分的主成分得分圖

2.3 椰子脆片揮發性成分的聚類分析

采用系統聚類法進行分析，將樣本劃為不同類群進行相似性評價，聚類結果如圖2所示。當歐氏距離為9時，可以將樣品分成3大類，第一類是14和16號，第二類是1，2，3，5，6，7，8，18和19號樣品，第三類是4，9，10，11，12，13，15，17，20和21號樣品。此結果與主成分分析結果一致。

圖2 21種椰子脆片樣品揮發性成分的聚類圖

3 結論

采用同時蒸餾萃取-氣相色譜質譜聯用法對國內外市場上的21個不同品牌的椰子脆片的揮發性成分進行分析，共鑒定出22種揮發性成分，主要包括酯類、內酯類烴類、醛類、酚類和醇類；共有成分8種，分別為辛酸乙酯、δ-辛內酯、3-甲基十三烷、癸酸乙酯、丁位癸內酯、3-甲基十五烷、月桂酸乙酯和丁位十二內酯。椰子脆片濃濃的椰香味主要是來自于δ-辛內酯、丁位癸內酯和丁位十二內酯等物質。主成分分析和聚類分析結果一致，根據揮發性成分組成均可以把樣品分為3類。此次研究結果對椰子脆片產業的發展提供參考。