‘花蓋梨’ 果實香氣成分的GC-MS 分析

李杰，韓繼成，楊素苗，王雨

（1.河北省農林科學院昌黎果樹研究所，河北 昌黎 066600；2.河北省農林科學院石家莊果樹研究所，河北 石家莊 050061）

香氣是果實品質的一個重要特征，近年來越來越受到人們的重視。隨著科學技術的飛速發展，尤其是氣相色譜-質譜聯用等分析儀器的應用，香氣研究在多個領域取得了一定的進展[1]。目前梨果實香氣成分的研究主要集中在不同貯藏條件下和后熟過程中香氣成分的變化[2～7]，而有關不同萃取頭對香氣成分提取效果的影響研究較少，與‘花蓋梨’相關的研究報道更少。本研究以‘花蓋梨’的成熟果實為試材，選用7種萃取頭對果實揮發性物質進行萃取，并對不同萃取頭萃取到的果實香氣物質種類和數量進行比較，以期篩選出萃取效果最佳的萃取頭，為‘花蓋梨’品質評價和香氣育種提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 ‘花蓋梨’果實‘花蓋梨’成熟果實采自河北省農林科學院昌黎果樹研究所基地，選擇大小均勻一致、無機械損傷的果實進行試驗。果實去皮去核后取果肉樣品約50 g，用液氮冷凍，加入D-葡萄糖酸內酯（抑止糖苷酶活性） 0.5 g 和PVPP （去除多酚，防止樣品氧化） 1 g ，置于-80 ℃冰箱中保存，用于香氣物質的測定。

1.1.2 萃取頭 試驗萃取頭有7 種，其纖維涂層的化合物種類和厚度不盡相同[8]。其中，PDMS 萃取頭有3種，涂層厚度分別為7、30、100 μm，涂層物質均為聚二甲基硅氧烷；PA 萃取頭涂層物質為聚丙烯酸酯，厚度85 μm；PDMS/DVB 萃取頭有藍色和粉色2 種，其涂層物質均為聚二甲基硅氧烷/二乙烯苯，厚度均為65 μm；DVB/CAR/PDMS 萃取頭涂層物質為二乙烯苯/CAR/聚二甲基硅氧烷，厚度50/30 μm。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 采用固相微萃取（solid phace microextraction，SPME），結合氣相色譜-質譜聯用（GCMS） 技術，對果實香氣物質進行萃取；采用定性、定量方法，結合譜庫檢索和文獻對比，對萃取到的香氣物質進行確定。

1.2.2 香氣成分萃取 將存放于-80 ℃冰箱中的果肉樣品取出后迅速解凍，在4 ℃低溫下以8 000 r/min 的轉速離心10 min。吸取上清液4 mL 置于樣品瓶中，加入內標4-甲基-2-戊醇（4M2P） 水溶液（1.038 8 g/L）10 μL，迅速用帶有聚四氟乙烯隔墊的蓋子擰緊，靜置10 min。然后，將老化過的萃取頭插入樣品瓶的頂空部分，在磁力加熱攪拌器上40 ℃萃取30 min，取下萃取頭，立即在GC 進樣口溫度250℃條件下解析7 min。每個樣品均重復萃取3 次。

氣相色譜質譜聯用儀為GCMS-QP2010。氣相色譜條件：色譜柱HP-INNOWAX 柱（60 m×0.25 mm，0.25 μm）；進樣口溫度250 ℃；色譜柱升溫程序為初始溫度50 ℃保持1 min，以3 ℃/min 的速度升至120 ℃后保持1 min，再以6 ℃/min 的速度升至250 ℃后保持1 min。質譜條件：載氣為He 氣；柱流量1 mL/min；電離方式為EI；電子能量70 eV；質量掃描范圍30～500 amu；不分流進樣；離子源溫度230 ℃。

1.2.3 香氣成分確定

1.2.3.1 定性方法。 利用AMDIS （automatic mass spectral deconvolution and identification system） 系統解出質譜圖，與標準品以及NIST11 譜庫進行對比，計算每個揮發性組分的保留指數；然后與標樣保留指數以及Wiley 譜庫和文獻收錄的同樣極性色譜柱條件下測得的保留指數進行比較，將定性結果依靠可信度強弱分類并詳細記錄，確定各組分的化學成分。

1.2.3.2 定量方法。采用峰面積歸一法。

2 結果與分析

2.1 7 種萃取頭萃取到的‘花蓋梨’果實香氣物質分析

利用7 種萃取頭對‘花蓋梨’成熟果實的香氣物質進行萃取，經過檢索分析與資料對比，共得到8 類31 種香氣成分，其中，酯類物質7 種，醛類物質6種，醇類物質7 種，酮類物質2 種，烷烴類物質4 種，醚類物質2 種，酸類物質1 種，其他類物質2 種（表1）。

2.2 不同萃取頭萃取到的’花蓋梨’果實香氣物質分析

對各萃取頭萃取到的香氣物質進行分析發現，不同萃取頭萃取到的香氣物質種類和相對含量均存在差異（表1）。表明不同萃取頭對果實揮發性物質的吸收選擇性不同。

2.2.1 果實香氣物質種類 不同萃取頭萃取到的果實香氣種類差異較大。其中，DVB/CAR/PDMS、PDMS/DVB（藍頭） 和PDMS/DVB （粉頭） 萃取頭萃取到的物質較多，均為14 種；PA 萃取頭萃取到5 種物質；涂層厚度7、30、100 μm 的PDMS 萃取頭分別萃取到4 種、6 種和10 種物質。

2.2.2 果實香氣物質相對含量 不同萃取頭萃取到的果實總香氣物質相對含量差異較大。其中，DVB/CAR/PDMS 萃取頭萃取到的香氣物質最多，總相對含量達到了92.55%；其次是PDMS/DVB 萃取頭，藍頭、粉頭萃取到的香氣物質相對含量分別為83.02% 和79.71%；PA 萃取頭以及涂層厚度7、30、100 μm 的PDMS 萃取頭分別萃取到的物質相對含量分別為53.12%、51.49%、60.27%和64.77%。

7 種萃取頭萃取到的香氣物質中均以醛類物質相對含量最高，表明‘花蓋梨’果實香氣成分主要是醛類 物 質。 PDMS （7 μm）、 PDMS （30 μm）、 PDMS（100 μm）、PA、PDMS/DVB （粉頭）、PDMS/DVB （藍頭） 和DVB/CAR/PDMS 萃取頭萃取到的醛類物質總相對含量分別為40.16%、44.9%、38.39%、39.81%、45.3%、56.56%和60.03%，指標值存在顯著差異，但7 種萃取頭均萃取到了己醛，且均以己醛相對含量最高。

表1 不同萃取頭萃取果實香氣的種類及其相對含量Table 1 The aroma types and their relative contents extracted by different extraction fibers （%）

PDMS （7μm）、PDMS （30μm）、PDMS （100 μm）、PA、 PDMS/DVB （粉頭）、 PDMS/DVB （藍頭） 和DVB/CAR/PDMS 萃取頭萃取到的酯類物質相對含量普遍較高，醇類物質次之，其中，酯類物質相對含量分別 為11.33% 、 5.01% 、 8.82% 、 9.63% 、 10.87% 、11.41%和13.16%且均含有很低量的乙酸己酯，醇類物質相對含量分別為0、10.36%、6.06%、3.68%、6.84%、5.83%和5.25%。

3 結論與討論

3.1 討論

3.1.1 不同萃取頭對果實香氣種類的影響 固相微萃取技術利用有機物與溶劑之間 “相似相溶” 的性質，基于萃取頭表面的固定相將組分從樣品中萃取富集起來。不同固定相構成的萃取頭對不同化合物的吸附能力不同， 因此，萃取頭的選擇是SPME 的核心。Robert 等[9]比較了3 種不同萃取頭對咖啡揮發性物質的萃取效果，結果表明，涂層厚度65 μm 的PDMS/DVB萃取頭對咖啡揮發性物質萃取效果最好。李杰等[8]發現DVB/CAR/PDMS 萃取頭和PDMS/DVB （粉頭） 萃取頭對‘黃冠梨’果實揮發性物質的萃取效果最好。師守國等[10]研究表明，涂層厚度75 μm 的CAR/PDMS 萃取頭對木香薷氣體成分萃取效果最好。胡文舜等[11]發現DVB/CAR/PDMS （涂層厚度50/30 μm） 萃取頭和CAR/PDMS （涂層厚度75 μm） 萃取頭較適用于龍眼香氣成分的萃取。朱虹等[12]研究結果顯示，分析不同階段香蕉香氣時采用的適宜萃取頭不同，其中對綠熟階段香氣分析時適宜采用DVB/CAR/PDMS 萃取頭，對黃熟階段香氣分析時適宜采用PDMS 萃取頭，對過熟階段香氣分析時適宜采用CW/DVB 萃取頭。PDMS萃取頭對非極性物質有較高的靈敏度，PA 萃取頭對極性半揮發性物質酚類有較高的靈敏度，PDMS/DVB （藍色，平頭） 萃取頭對極性化合物醇類的萃取效果較好，PDMS/DVB （粉色平頭） 萃取頭對胺類和硝基芳香類化合物的靈敏度較高，DVB/CAR/PDMS 萃取頭對大范圍的極性和非極性的C3-C20 有較好的吸收。本研究結果表明，DVB/CAR/PDMS （涂層厚度50/30 μm）、PDMS/DVB（粉頭，涂層厚度65 μm） 和PDMS/DVB （藍頭，涂層厚度65 μm） 3 種萃取頭均萃取到香氣物質14 種，對‘花蓋梨’成熟果實香氣物質萃取效果較好。

3.1.2 不同萃取頭對果實香氣含量的影響 萃取頭極性不同，表面吸附的化學物質也不一樣。在7 種萃取頭萃取到的香氣物質中均含有醛類中的己醛和酯類中的乙酸己酯，但相對含量最高的是己醛，乙酸己酯的相對含量較低。前人研究表明，己醛、 （E） -2-己烯醛、丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、己酸乙酯和乙酸己酯是秋子梨品種‘小香水’和‘油紅梨’果實后熟過程中重要的特征香氣組分[13，14]；己醛和（E） -2-己烯醛對‘京白梨’香氣的貢獻值最大[2]，梨、杏、蘋果（遼伏） 等果實中己醛相對含量最高[3，8，15～20]；乙酸己酯、乙酸2-甲基丙酯、乙酸丁酯、丁酸丁酯、乙酸戊酯、己酸乙酯等均具有濃郁的梨香[21]。本研究結果表明，利用DVB/CAR/PDMS （涂層厚度50/30 μm） 萃取頭萃取到的‘花蓋梨’成熟果實香氣物質總相對含量最高，達到了92.55%，效果最好；藍頭和粉頭的PDMS/DVB 萃取頭萃取效果也較好，萃取到的香氣物質總相對含量分別為83.02%和79.71%。

3.2 結論

對7 種萃取頭萃取到的‘花蓋梨’果實香氣成分進行綜合分析，結果顯示，共萃取到香氣物質8 類31種，其中，醇類物質7 種，酯類物質7 種，醛類物質6 種，烷烴類物質4 種，酮類物質2 種，酸類物質1 種，醚類物質2 種，其他類物質2 種。進一步對不同萃取頭的萃取效果進行分析，結果顯示，不同萃取頭萃取到的香氣種類和含量存在一定差異，其中，DVB/CAR/PDMS （涂層厚度50/30 μm）、PDMS/DVB（粉頭，涂層厚度65 μm） 和PDMS/DVB （藍頭，涂層厚度65 μm） 3 種萃取頭均萃取到香氣物質14 種，但DVB/CAR/PDMS 萃取頭萃取到的總香氣物質相對含量明顯高于PDMS/DVB （粉頭） 和PDMS/DVB （藍頭）；其他4 種萃取頭萃取到的香氣種類及相對含量均較少。因此，在‘花蓋梨’品質評價和香氣育種中，可選擇DVB/CAR/PDMS （涂層厚度50/30 μm） 萃取頭對果實香氣物質進行萃取。