白小鳴,王 華*,曾小峰談安群郭 莉全海慧,陳祖謀
(1.西南大學食品科學學院,重慶 400715;2.西南大學柑桔研究所,重慶 400712;3.重慶市蜜柚深加工企業(yè)工程技術研究中心,重慶 405200)
氣相色譜-質譜法結合保留指數對比花椒提取物初步分析梁平柚麻味物質的組成成分
白小鳴1,2,王 華2,*,曾小峰2,談安群2,郭 莉2,全海慧3,陳祖謀3
(1.西南大學食品科學學院,重慶 400715;2.西南大學柑桔研究所,重慶 400712;3.重慶市蜜柚深加工企業(yè)工程技術研究中心,重慶 405200)
采用超聲波輔助-乙醚提取法對梁平柚果肉(干燥和未干燥)、外果皮(干燥和未干燥)及花椒進行提取,利用氣相色譜-質譜分別測定了5 種樣品提取物的組分,結合Kovats保留指數對其主要成分進行定性分析。結果在花椒提取物中鑒定出6 種酰胺類化合物;在梁平柚的4 種樣品中,沒有檢測出酰胺類化合物;通過對鑒定出的化合物的定性分析及查閱相關文獻,確定梁平柚中的麻味物質并不是酰胺類化合物,與引起花椒麻味的物質并不相同。
梁平柚;花椒;氣相色譜-質譜法;保留指數
梁平柚(Citrus maxima (Burm.) Merr. cv. Liangpin Yu),蕓香科(Rutaceae)柑橘屬(Citrus)植物,是中國三大名柚之一[1]。主產于四川梁平縣。據西南大學檢測,可食部分占72.2%,果汁部分占40.7%。每100 mL果汁含糖9.8 g、酸0.21 g、VC 111.7 mg、可溶性固形物14.1%。以及具有祛除胃中浮風惡氣,消食平喘去痰,利尿生津,治療便秘等功效。梁平柚果實直接食用帶有麻味和苦味,引起苦味的主要物質為柚皮苷[2],但是引起梁平柚麻味的物質卻研究較少。麻味又稱辛麻味,指使皮肉感覺刺痛,轉指椒、姜食物對口腔舌頭的刺激。
花椒(Zanthoxylum L.)既是一種常用的食品調味品,被譽為“八大調味品”之一,又是一味傳統中藥,具有抑菌、麻醉和興奮等作用。其中不飽和脂肪酸酰胺是重要的活性成分,也是花椒呈麻味的主要成分[3]。Mizutani等[4]分別從花椒果皮中提取的6 種不飽和酰胺,研究發(fā)現,羥基-α-和羥基-γ-山椒素分子中含1 個順式和3 個或4 個反式雙鍵具有強烈的辛麻味。劉雄[5]在對比各種有機溶劑后發(fā)現,用無水乙醚對花椒中香氣成分和辛麻味成分能有效地提取,而且對花椒中的樹脂、多糖等物質的溶解度低,且脫溶溫度低。從而使花椒成分的損失少,雜質含量低,產品純度高。
氣相色譜-質譜(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)聯用技術作為一種常規(guī)分析手段已被廣泛用于植物揮發(fā)性成分的分析[6]。保留指數(retention indices,RI)又稱科瓦茨指數(Kovats index),是利用色譜方法進行色譜峰定性的最有力方法,每一化合物的RI基本不變,是化合物定性的依據[7]。采用RI與MS共同定性,可以使準確度大大提高[8-10]。
本實驗采用超聲波輔助乙醚萃取法提取梁平柚果肉和外果皮中的成分,并對比花椒提取物,GC-MS結合RI對其成分進行定性鑒別,確定引起梁平柚麻味的物質是否為花椒酰胺或者其類似物。
1.1材料與試劑
新鮮成熟青花椒 市購;成熟梁平柚 重慶市龍溪梁平柚開發(fā)有限公司;無水乙醚(分析純) 成都科龍化工試劑廠;C9~C36正構烷烴混標 美國Sigma-Aldrich公司。
1.2儀器與設備
GZX-9240 MBE數顯鼓風干燥箱 上海博訊實業(yè)有限公司;QP2010 GC-MS聯用儀 日本島津公司;FA2004B電子天平 賽多利斯科學儀器有限公司;6202小型碎粉機 北京燕山正德機械設備有限公司;Unicen MR臺式高速冷凍離心機 德國Herolab公司;DP-800超聲波清洗器 上海生析超聲儀器有限公司。
1.3方法
1.3.1樣品制備
將梁平柚整果分為外果皮、內果皮、囊衣、果肉、種子5 部分,連同新鮮青花椒置于鼓風干燥箱中,55 ℃烘干、粉碎、密封,置于4 ℃冰箱中備用。
分別取花椒、梁平柚果肉(已干燥)、梁平柚果肉(新鮮)、外果皮(已干燥)、外果皮(新鮮)40 g,無水乙醚[5]超聲波輔助提取(45 min、固液比1∶15(g/mL))。濾紙過濾,濾液經高速離心機離心(10 min,10 000 r/min),采用GC-MS分析其成分。
1.3.2GC-MS分析條件[11-12]
DB-5 MS毛細管柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm);載氣氦氣;升溫程序:初始溫度70 ℃,以5 ℃/min升至200 ℃,再以2 ℃/min升至230 ℃,最后以5 ℃/min升至250 ℃保持5 min;進樣口溫度250 ℃;接樣口溫度250 ℃;進樣量2 μL。電子能量70 eV;發(fā)射電流2 mA;倍增電壓1 963 eV。離子源溫度250 ℃;掃描速率0.82循環(huán)/s;質量掃描范圍m/z 35~650。標準譜庫NIST 05。
1.3.3正構烷烴混標使用
C9~C36正構烷烴混標純樣手動進樣,進樣量2 μL,采用分流進樣模式,分流比5.0∶1。
1.3.4定性分析
在與以上相同的程序升溫條件下,取C9~C36正構烷烴混標作為標準,記錄每個正構烷烴標準品出峰的保留時間,以其保留時間的不同計算樣品中檢測的化合物的RI[13-14]。經計算機檢索同時與系統自帶的數據庫(NIST 05和NIST 05S)相比,結合相關文獻共同定性,確定出相應的物質種類。
式中:tx為被分析組分流出峰的保留時間/min;tn為碳原子數為n的正構烷烴流出峰的保留時間/min;tn+1為碳原子數為n+1的正構烷烴流出峰的保留時間/min,且tn<tx<tn+1。
2.1樣品提取物的定性分析
對5 種樣品的乙醚提取物GC-MS總離子流圖進行計算機譜庫檢索,其總離子流圖如圖1所示。通過圖庫檢索及RI分析,結合相關文獻,得出5 種樣品乙醚提取物的成分,結果如表1所示。
圖1 樣品乙醚提取物的總離子流圖Fig.1 Total ion chromatograms of ether extract from Liangping pomelo and Zanthoxylum schinifolium
表1 梁平柚果肉、外果皮及花椒提取物中的部分成分Table 1 Chemical components of the fl esh and exocarp of Liangping pomelo and and Zanthoxylum schinifoliumlium fruits uits
續(xù)表1
2.2樣品提取物成分分析
2.2.1花椒中酰胺類物質
從花椒提取物的總離子流圖(圖1)中,采用相似度及RI共鑒定出193 種物質,為了對比分析梁平柚麻味物質,表1中僅列出了與梁平柚提取物相同的物質及花椒中的酰胺類化合物。本實驗中,從花椒提取物中共鑒定出6 種酰胺類化合物,分別為酰胺類化合物1、酰胺類化合物2、酰胺類化合物3、酰胺類化合物4、酰胺類化合物5及8-甲基-6-壬烯酰胺,結構式如圖2所示。
圖2 多烯酰胺結構式Fig.2 Structures of polyene amides
Galopin等[36]合成了一系列花椒酰胺及其衍生物,品嘗其麻味,提出了產生麻味感覺所需的最小結構,如圖3所示。根據其推斷出的麻味感覺所需的最小結構可知,本實驗中從花椒中提取出的6 種酰胺類物質應具有麻味。
圖3 引起麻味所需的結構Fig.3 Proposed structure responsible for numb taste
2.2.2梁平柚與花椒對比分析
由表1可知,果肉(干燥)與花椒中相同的物質僅有4 種,分別為檸檬酸三乙酯、諾卡酮、棕櫚酸和油酸。
果肉(未干燥)與花椒中相同的物質有13 種,其中烯類物質1 種為1-十六烯;醛類物質為2 種,分別為硬脂醛、十四醛三聚物;酸類物質為4 種,分別為肉豆蔻酸、棕櫚酸、油酸和硬脂酸;酮類有1 種,為諾卡酮;酯類有5 種,分別為檸檬酸三乙酯、棕櫚酸甲酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸單(2-乙基己基)酯、間苯二甲酸二辛酯。
外果皮(干燥)與花椒中相同的物質有16 種,其中醇類物質為3 種,分別為反-對-薄荷烷-2,8-二烯醇、4-萜烯醇、桉葉烷-7(11)-烯-4-醇;烯類2 種,分別為右旋大根香葉烯和bicyclo[10.1.0]tridec-1-ene;酯類4 種,分別為檸檬酸三乙酯、間苯二甲酸二辛酯、棕櫚酸甲酯及鄰苯二甲酸二丁酯;酮類1 種,為諾卡酮;酸類為4 種,分別為肉豆蔻酸、十五烷酸、棕櫚酸、油酸、硬脂酸;其他為石竹素。
外果皮(未干燥)與花椒中相同的物質相對較多,有30 種。其中醇類6 種,分別為反-對-薄荷烷-2,8-二烯醇、4-萜烯醇、對薄荷烷-1-烯-8-醇、S-(Z)-3,7,11-三甲基-1,6,10-十二烷三烯-3-醇、桉葉烷-7(11)-烯-4-醇、3,7,11,15-四甲基已烯-1-醇(葉綠醇);烯類8 種,分別為(+)-氧化檸檬烯、β-欖香烯、(-)-異丁香烯、γ-欖香烯、α-律草烯、右旋大根香葉烯、α-法呢烯、δ-蓽澄茄烯;醛類2 種,分別為葵醛和硬脂醛;萜類1 種,為蓽澄茄油萜;酮類2 種,分別為諾卡酮和(Z)-氧代環(huán)十七碳-8-烯-2-酮;酯類為6 種,為己二酸二辛酯、鄰苯二甲酸單(2-乙基己基)酯、檸檬酸三乙酯、鄰苯二甲酸二異壬酯、棕櫚酸甲酯、鄰苯二甲酸二丁酯;酸類5 種,為肉豆蔻酸、十五烷酸、棕櫚酸、油酸、硬脂酸。
由以上分析可知,同等處理條件下,在花椒中檢測出的6 種酰胺類物質并沒有在梁平柚中檢測出來,梁平柚中也未檢測出其他酰胺類化合物。花椒產生麻味是由于其含有的山椒素類化合物激活了體感神經細胞所產生。在本實驗中,梁平柚中并沒有檢測出山椒素類化合物,因此,梁平柚中的麻味物質可能與花椒麻味素并不是同一種物質。
同等處理條件下,花椒中檢測出的6 種酰胺類物質并沒有在梁平柚中檢測出來,梁平柚中也未檢測出其他酰胺類化合物。花椒產生麻味是由于其含有的山椒素類化合物激活了體感神經細胞所產生。在本實驗中,梁平柚中并沒有檢測出酰胺類化合物,因此,梁平柚中的麻味物質可能與花椒麻味素并不是同一種物質。因此,可以大致推斷出梁平柚中的麻味物質并不是酰胺類化合物,可能是其他物質所引起的?;ń范痉邮且环N呋喃香豆素,存在于多種中草藥及蕓香科植物中[37]。結構式如圖4所示。直接品嘗花椒毒酚時,會有刺痛感,稍后舌表面會有辛麻感。在未干燥的梁平柚外果皮中檢測出了花椒毒酚,梁平柚麻味可能與此有關,而并非是類似于花椒酰胺類物質等引起的。
圖4 花椒毒酚的結構式Fig.4 Structure of xanthotoxol
根據GC-MS及RI的定性,在花椒中檢測出6 種酰胺類物質酰胺類化合物1、酰胺類化合物2、酰胺類化合物3、酰胺類化合物4、酰胺類化合物5及8-甲基-6-壬烯酰胺及胡椒酮,均未在梁平柚果肉和外果皮中檢測出;梁平柚果肉和外果皮的成分在干燥前后有很大的差異,但未檢測出酰胺類物質。即在同等檢測條件下,梁平柚中并未檢測出花椒中含有的酰胺類物質,也并未檢測出其他酰胺類物質。因此,從本實驗的數據結果推斷出梁平柚中的麻味物質并不是酰胺類化合物,可能與其他物質有關。
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GC-MS Combined with Retention Indices for Identifi cation of Numb-Taste Components in Liangpin Pomelo (Citrus maxima (Burm.) Merr. cv. Liangpin Yu) in Comparison with Zanthoxylum schinifolium Fruits
BAI Xiaoming1,2, WANG Hua2,*, ZENG Xiaofeng2, TAN Anqun2, GUO Li2, QUAN Haihui3, CHEN Zumou3
(1. College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China;2. Citrus Research Institute, Southwest University, Chongqing 400712, China;3. Hoeny Pomelo Deep-Processing Enterprise Engineering and Technology Research Center of Chongqing, Chongqing 405200, China)
The components of the exocarp and flesh (in fresh and dried forms) of Liangping pomelo and Zanthoxylum schinifolium fruits were extracted using ultrasonic-assisted ether extraction method and analyzed by gas chromatographymass spectrometry (GC-MS) combined with the retention indices (RI). The results showed that there were 6 amide compounds detected in Zanthoxylum schinifolium. Amide compounds were identified in none of the four samples of Liangping pomelo Through qualitative analysis of the compounds and comparison with relevant literature data, the numb-taste components of Liangping pomelo were not the amide compounds and different from those of Zanthoxylum schinifolium.
Liangpin pomelo; Zanthoxylum schinifolium; gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS);retention indices
TS255.3
A
1002-6630(2015)18-0103-05
10.7506/spkx1002-6630-201518019
2014-12-29
公益性行業(yè)(農業(yè))科研專項(201503142);重慶市應用開發(fā)計劃項目(cstc2013yykfB00001)
白小鳴(1988—),女,碩士研究生,研究方向為食品安全與質量控制。E-mail:baixiaominggood@yahoo.cn
王華(1963—),男,研究員,碩士,研究方向為食品化學與營養(yǎng)學、現代食品加工理論與技術。
E-mail:wanghua@cric.cn