基于HS-SPME-GC-MS的不同成熟度‘青皮’無花果揮發(fā)性成分分析

摘 要：為探討不同成熟度威海‘青皮’無花果揮發(fā)性成分差異，本研究采用固相微萃取（SPME）和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術（GC-MS）對鮮食無花果揮發(fā)性成分進行分析，并采用內(nèi)標法對風味物質(zhì)進行定量分析。結果顯示，在威海‘青皮’無花果中共檢測出73種揮發(fā)性成分，主要為酯類、醛類、醇類、烯類、烷烴類等，其中六成熟無花果檢出33種、八成熟檢出29種、十成熟檢出36種。不同成熟度無花果的揮發(fā)性組分、特征風味物質(zhì)種類和含量差異明顯。

關鍵詞：無花果；揮發(fā)性成分；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術；固相微萃取

中圖分類號：S663.3 文獻標志碼：A 文章編號：1008-1038（2024）04-0014-06

DOI：10.19590/j.cnki.1008-1038.2024.04.004

Analysis of Volatile Components of 'Qingpi' Fig with Different Maturity

Based on HS-SPME-GC-MS

LIU Xuemei， YAN Xinhuan， TAN Mengnan， GU Simeng， DU Wenyu， XU Min， SONG Ye*

（Jinan Fruit Research Institute， All China Federation of Supply＆Marketing Co-operatives， Jinan 250220， China）

Abstract： In order to explore the volatile components of Weihai 'Qingpi' fig at different maturity stages， the volatile components of fresh fig were analyzed by solid phase microextraction （SPME） and gas chromatography-mass spectrometry （GC-MS）， and the flavor components were quantitatively analyzed by internal standard method. The results showed that a total of 73 volatile components were detected， mainly esters， aldehydes， alcohols， olefins， alkanes， etc. Among them， 33 species were detected in six mature figs， 29 species were detected in eight mature figs， and 36 species were detected in ten mature figs. The volatile components， types and contents of characteristic flavor substances of fig with different maturity were significantly different with the increase of maturity.

Keywords： Fig; volatile components; gas chromatography-mass spectrometry; solid phase micro extraction

無花果是世界上最古老的栽培果樹之一[1]，原產(chǎn)于地中海沿岸[2]，漢代從波斯傳入中國，唐代由新疆傳入中原。無花果喜溫暖濕潤，耐貧瘠干燥，宜種植在土層深厚、疏松肥沃、排水良好的砂壤土中。品種繁多，常見的有‘布蘭瑞克’‘蓬萊柿’‘青皮’等[3]。無花果繁殖容易，結果早，病蟲害少，效益高[4]，口感鮮美，藥食兼用，鈣、硒元素含量較其他水果含量高[5]。無花果富含礦物質(zhì)、維生素、8種必需氨基酸、糖、有機酸、粗纖維、蛋白質(zhì)等物質(zhì)，還含有豐富的生物活性成分，如酚類化合物和植物甾醇等[6-7]，營養(yǎng)價值豐富，深受消費者喜愛，有較高的經(jīng)濟價值。

香氣是評價果實內(nèi)在品質(zhì)的重要指標，其優(yōu)劣由香氣物質(zhì)的組成及其含量決定。大量研究表明，果實的揮發(fā)性成分很大程度上受其成熟度的影響。李光英等[8]發(fā)現(xiàn)隨著‘唐古特’白刺果成熟度增加，異戊酸甲酯、乙酸-2-甲基丁酯峰體積呈上升趨勢，而（E）-2-己烯醛、異戊醛、乙偶姻呈下降趨勢。侯曉健等[9]發(fā)現(xiàn)隨著‘紅梅杏’成熟度的增加，3-羥基-2-丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯峰面積呈上升趨勢，而異戊醇、正己醇、丁醛、反式-2-己烯-1 醇呈相反趨勢。不同成熟度無花果的揮發(fā)性組分、特征風味物質(zhì)種類和含量有差異，從而影響耐貯性和抗病性[10]。頂空固相萃取（headspace-solid-phase microextraction，HS-SPME）常與氣相色譜-質(zhì)譜技術（gas chromatography

-mass spectrometry，GC-MS）聯(lián)用，具有靈敏度高、不需要溶劑、成本低等特點，被廣泛應用于揮發(fā)性物質(zhì)檢測方面，且在普通水果中的揮發(fā)性成分檢測方面已趨于成熟[11-13]，本研究采用SPME-GC-MS聯(lián)用方法，檢測不同成熟度無花果中揮發(fā)性成分，并分析其變化，為后續(xù)無花果及其加工制品的深入研究提供基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

威海‘青皮’無花果，成熟度分別為六、八、十成熟，采自威海摩天嶺無花果種植專業(yè)合作社。

1.1.2 試劑

氯化鈉，分析純，天津市科密歐化學試劑有限公司；2-辛醇，色譜純，德國Dr. Ehrensorfrt GmbH公司。

1.1.3 儀器與設備

PL2002型電子天平，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；20 mL頂空進樣瓶，HM- 2075G，浙江哈邁科技有限公司；50/30 μm萃取頭，DVB/CAR/PDMS，美國supelco公司；固相微萃取裝置、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，TRACE 1300- ISQ，美國Thermos公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 揮發(fā)性成分提取

稱取5.00 g無花果樣品于含有1.00 g氯化鈉的20 mL頂空瓶中，并加入20 μL、32.88 μg/mL的2-辛醇作為內(nèi)標。將頂空瓶加蓋密封后，放入三位一體自動進樣器上待測。

自動進樣器選擇SPME進樣模式，樣品孵化時間5 min，振搖速度為450 r/min，孵化溫度為40 ℃；50/30 μm DVB/CAR/PDMS纖維萃取頭萃取深度為18 mm，萃取時間35 min，萃取溫度40 ℃，萃取時振搖；進樣深度為35 mm，脫附時間300 s后，進行GC-MS分析。

1.2.2 揮發(fā)性成分分析

色譜條件：色譜柱為彈性石英毛細管柱TG-5MS（0.25 mm×30 m，0.25 μm）；采用程序升溫，升溫程序為初始溫度為40 ℃，保持時間為2 min，以6 ℃/min的速率升溫到200 ℃，保持4 min，再以10 ℃/min的升溫速率升溫到250 ℃，保持2 min。進樣口溫度為250 ℃。載氣（He）流速為1.6 mL/min，純度為99.99%，進樣方式為不分流。

質(zhì)譜條件：電子轟擊離子源（EI），EI電子能量70 eV；燈絲電流0.25 mA，離子源溫度250 ℃，離子傳輸管溫度250 ℃；掃描方式為全掃描，掃描范圍為50～650 u，延遲2 min。

（1）揮發(fā)性物質(zhì)定性分析

由正構烷烴C5～C20進行揮發(fā)性組分的線性保留指數(shù)（linear retention index，LRI），然后根據(jù)已經(jīng)發(fā)表的文獻中的LRI進行匹配，之后由GC/MS工作站軟件Xcalibur自帶NIST標準庫自動檢索各組分質(zhì)譜數(shù)據(jù)，結合質(zhì)譜裂解規(guī)律確定其化學成分，僅對能予以定性的物質(zhì)進行探討。

（2）揮發(fā)性物質(zhì)定量分析

定量分析使用內(nèi)標法定量，2-辛醇（32.88 μg/mL）為內(nèi)標，并根據(jù)加入內(nèi)標的含量從而計算樣品中每一個揮發(fā)性物質(zhì)的含量，具體見公式（1）。

Ci /（μg·kg-1）=■×1 000 （1）

式中，Ci為各揮發(fā)性物質(zhì)的濃度，μg/kg；Ai為各揮發(fā)性化合物峰面積；Cx為內(nèi)標物質(zhì)濃度，μg/mL；V為內(nèi)標物質(zhì)體積，mL；Fi為各揮發(fā)性化合物對內(nèi)標物質(zhì)的相對質(zhì)量校正因子，本研究中各待測物質(zhì)的相對校正因子均參考文獻[14-15]；Ax為內(nèi)標化合物峰面積；m為稱取無花果的樣品質(zhì)量，g。

1.3 數(shù)據(jù)分析

使用Excel 2021對數(shù)據(jù)進行分析。

2 結果與分析

2.1 不同成熟度無花果的揮發(fā)性物質(zhì)組成分析

經(jīng)GC-MS分析，在不同成熟度無花果中， 共鑒定出揮發(fā)性組分73種，主要包括酯類、醛類、醇類、烯類等，六、八、十成熟分別檢出33、29、36種（表1）。其中共有成分7種，主要為烯類。六成熟的無花果特有成分為17種、八成熟為17種、十成熟為21種（圖1）。因此，不同成熟度果實中揮發(fā)性成分各具特點，烯類和醛類是構成青皮無花果香氣的主要成分，莰烯和苯甲醛相對含量較高，是青皮無花果果實主要揮發(fā)性組分。

3種成熟度無花果揮發(fā)成分組成變化如圖2所示，隨著無花果的成熟，胺類、呋喃類消失；醛類減少，醛類組分先減少后略微增加，烯類先增加后減少，酮類組分增加，烷烴類先減少后增加，酯類呈增加趨勢。3個成熟度不同揮發(fā)成性組分，形成了不同成熟期無花果的特有香氣。

圖1 不同成熟度無花果香氣種類文氏圖

Fig.1 The venn diagram of fig aroma types at different maturity

2.2 不同成熟度無花果揮發(fā)性風味化合物的含量分析

由表1可知，3種不同成熟度無花果共有揮發(fā)性成分為苯甲醛、2-己烯醛、莰烯、α-姜黃烯、β-倍半水芹烯、仲辛酮、正己烷。苯甲醛呈現(xiàn)特殊的杏仁氣味，六成熟無花果苯甲醛含量最高為6.01%，八成熟無花果含量有所減少，十成熟無花果含量又有所增加。莰烯呈現(xiàn)淡淡的樟腦氣味，仲辛酮呈現(xiàn)似蘋果香氣，二者隨著無花果成熟度增高含量增大，莰烯在六、八、十成熟無花果中含量分別為13.01%、18.29%、23.39%，仲辛酮在六、八、十成熟無花果中含量分別為6.30%、13.31%、18.91%，在無花果揮發(fā)性成分中占比較大。正己烷呈現(xiàn)汽油味，在3個成熟期無花果中的占比均在2%以下。

圖2 不同成熟度無花果揮發(fā)性物質(zhì)含量的變化趨勢

Fig.2 The change trend of volatile substance contents in figs at different maturity

六成熟無花果特有的揮發(fā)性成分2-乙基乙醇呈現(xiàn)甜味和淡淡的花香，芳樟醇呈現(xiàn)甜嫩新鮮的花香，似鈴蘭香氣，共占比2.99%。六成熟無花果中還檢測出3-甲基呋喃。酯類是水果香氣的重要組成，六成熟無花果僅含有2種酯類丙位癸內(nèi)酯和2-丙烯酸十二烷基酯，含量較低，因此醇類是六成熟無花果香氣的主要揮發(fā)成分。八成熟無花果特有的γ-十二內(nèi)酯呈奶油和桃子、梨似水果香氣，含量為0.73%，另外含有三氯乙酸棕櫚基酯酯類1.41%。十成熟無花果特有的乙酸乙酯，呈現(xiàn)強烈的醚類氣味，清靈、微帶果香的酒香，含量為4.30%，酯類中，3，6-十八碳二炔酸甲酯、2-丙烯酸十二烷基酯共計4.95%。

α-蒎烯呈現(xiàn)松萜特有的氣味，在八成熟、十成熟無花果中含量為5.33%、6.96%；甲基-2-丁烯醛呈現(xiàn)穿透性的強烈青香和醚類氣味，有刺激的辛辣味，在六成熟、十成熟無花果中含量為1.09%、1.10%，2-己烯醛呈濃郁新鮮水果、綠葉清香氣，在六成熟、八成熟、十成熟無花果中含量為4.08%、1.36%、1.21%。2-己烯醛呈濃郁新鮮水果、綠葉清香氣，是葉片氣味的主要成分，能提高蔬菜的一些耐溫性，在無花果三個成熟度中均有該揮發(fā)性成分檢出，但八成熟無花果中2-己烯醛為反式異構體，可能在成熟過程中存在異構轉變，隨著無花果的成熟，2-己烯醛含量呈現(xiàn)降低趨勢，與水果成熟度越高貯藏性越低的規(guī)律相符[16]。

3 結論與討論

不同成熟度無花果中共鑒定出揮發(fā)性組分73種，主要包括酯類、醛類、 醇類、烯類等。不同成熟期無花果烯類和醛類揮發(fā)性物質(zhì)含量較高，是青皮無花果果實的明顯特征。3種不同成熟度的無花果共有揮發(fā)性成分共7種，為苯甲醛、2-己烯醛、莰烯、α-姜黃烯、β-倍半水芹烯、仲辛酮、正己烷。其中苯甲醛呈現(xiàn)特殊的杏仁氣味，苯甲醛及其衍生物的抗癌功效已被廣泛認可[17-18]。2-己烯醛呈濃郁新鮮水果、綠葉清香氣，是葉片氣味的主要成分，六成熟無花果特有的揮發(fā)性成分2-乙基乙醇呈現(xiàn)甜味和淡淡的花香，芳樟醇呈現(xiàn)甜嫩新鮮的花香，似鈴蘭香氣。八成熟無花果特有的γ-十二內(nèi)酯呈奶油和桃子、梨的水果香氣。十成熟無花果特有的乙酸乙酯呈現(xiàn)強烈的果香味，[1，1'-二環(huán)戊基]-1，1'-二醇呈現(xiàn)醇香。3個成熟度無花果在揮發(fā)性成分含量和種類上的差異，構成了不同成熟度無花果的特殊風味，為后續(xù)無花果及其加工制品的深入研究提供基礎。

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收稿日期：2024-01-06

基金項目：威海無花果商業(yè)化流通品質(zhì)保持技術研究（202305）

第一作者簡介：劉雪梅（1985—），女，副研究員，碩士，主要從事果蔬及制品品質(zhì)評價與質(zhì)量篩選工作

*通信作者簡介：宋燁（1980—），女，研究員，碩士，主要從事果蔬及制品品質(zhì)評價與標準化工作