王亞蕓,楊麗娜,王 雁,任建武,*
(1.北京林業(yè)大學(xué)生物學(xué)院,北京100083;2.中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所,北京100083)
不同保藏條件下大馬士革玫瑰顏色和香氣變化研究
王亞蕓1,楊麗娜1,王雁2,任建武1,*
(1.北京林業(yè)大學(xué)生物學(xué)院,北京100083;2.中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所,北京100083)
針對產(chǎn)精油玫瑰花期集中、不利于周年加工的難題,本文以大馬士革玫瑰作為材料,采用熱脫附-氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀研究不同溫度不同時間保存條件下玫瑰花瓣的色澤、香氣種類及其含量的變化。結(jié)果表明:花瓣的色澤在-80℃下能夠保藏70d之后顏色如同剛采摘的花瓣,花瓣的香氣成分則是在-20℃下保藏70d左右的花瓣香氣成分損失較少。通過本文研究得到了大馬士革玫瑰花瓣的最佳保藏條件為-20℃。
大馬士革玫瑰,保藏,顏色,熱脫附/氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用,香氣成分
在香水行業(yè)中,大馬士革玫瑰(Rosa damascena)是用于生產(chǎn)玫瑰水、玫瑰油、玫瑰精油最重要的品種[1-6]。玫瑰花瓣散發(fā)出的揮發(fā)物質(zhì)主要包括香茅醇、香葉醇、橙花醇、苯乙醇、芳樟醇、金合歡醇、丁子香酚、丁子香酚甲基的化合物乙醚,另外還有275種其他成分。玫瑰花瓣中的揮發(fā)物質(zhì)的含量及種類很大程度上受到玫瑰花生產(chǎn)階段、氣候條件、花瓣收割的時間及其他因素的影響[7-8]。在常溫下(20℃左右)貯存時,極易發(fā)生色、香、味的劣變和營養(yǎng)價值的降低。沈逢源等[9]研究了鮮切花的保鮮技術(shù),包括三類:低溫冷藏法、化學(xué)劑保鮮和氣調(diào)保鮮法。鮮花還可以用聚乙烯薄膜包裹或?qū)鈮航档偷綐藴蚀髿鈮阂韵逻M行保鮮[10]。2003年張睿等通過GC/MS分析了保加利亞大馬士革玫瑰精油、摩洛哥百葉玫瑰和中國苦水玫瑰精油3種精油的成分[11]。2006年國內(nèi)外學(xué)者對新疆本地種植的玫瑰提取的精油與市售的保加利亞玫瑰精油化學(xué)成分及香氣進行比較研究,通過GS/MS方法定性定量地分析了兩種玫瑰精油中的化學(xué)成分[12]。2008年左安連等[13]同樣比較了山東平陰、甘肅苦水和河北大馬士革玫瑰精油,所含成分與其他文獻報道的精油主要成分相似,但由于含量和組分的差異,使香氣產(chǎn)生了微妙的變化,平明玫瑰精油的甜香氣息較重,苦水玫瑰精油的玫瑰香氣較平和,而大馬士革玫瑰精油則有純甜的玫瑰香氣。本文采用低溫冷藏法對玫瑰花瓣進行儲藏,然后通過熱脫附/氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(TCT-GC/MS)檢測花瓣揮發(fā)物成分的種類及含量[14-16],判斷儲藏的最適溫度及時間。
1.1材料與儀器
保加利亞引進的大馬士革玫瑰(Rose damascena)品種four season,由中國林業(yè)科學(xué)研究院實驗基地提供;微波爐專用袋攜帶方便,無氣體雜質(zhì),很容易可以將袋中原有空氣排出干凈;過濾空氣的吸附劑活性炭(60~80目);苯乙烯和二乙烯基苯的共聚物(Polydivinylbenzene porous beads-101,GDX-101)購于天津化學(xué)試劑廠;聚2,6-二苯基對苯醚吸附劑(型號Tenax-GR) 北京譜朋科技有限公司,其對低沸點的化合物吸附效果較好。
QC-1型大氣采樣儀購于成都鑫眾通科技有限公司,氣體體積流速為0.1~1.5L/min,自動定時范圍為0~60min;clarus 600 GC/MS美國perkin elmer公司。
1.2實驗方法
1.2.1吸附材料的活化處理
1.2.1.1對活性炭、GDX-101的活化處理將活性炭平攤于烘箱中,120℃連續(xù)恒溫烘干10h,可將其原來吸附的物質(zhì)排除出去,待箱內(nèi)自然冷卻后,將活性炭取出裝入干燥塔中待用;將GDX-101裝入玻璃管(可加熱)中,外壁纏繞電熱絲,對其高溫加熱5h,同時在玻璃管一端通入N2,將吸附劑里面的雜質(zhì)帶出。放置室溫,待溫度冷卻至常溫后,將GDX-101密閉于玻璃管中待用。
1.2.1.2對Tenax-GR的活化處理將其放入吸附管老化裝置中,兩端通入N2,在250℃的高溫下保持30min,將吸附管里吸附的原有的物質(zhì)用吸耳球吹掃出來。
1.2.2活體玫瑰香氣成分采集采用活體植株動態(tài)頂空套袋-吸附采集法,吸附劑為Tenax-GR。于2011年6月玫瑰盛花期時采樣,之后分別對剛采摘的four seasons以及4、-20、-80℃下分別保藏10、45、70、80d后的four seasons玫瑰花揮發(fā)性成分進行采集。采集時間均為30min,重復(fù)三次。采集裝置用無味的硅膠管連接起來,采集過程大致分3步進行。
1.2.2.1抽氣先將微波爐專用袋套在待分析的玫瑰花植株上,袋子下端插入裝有GDX-101的過濾管,用繩子系緊袋口,為最大程度隔絕空氣,需在袋子內(nèi)襯棉花。用夾子將下端連通大氣的硅膠管夾緊,禁止空氣進入袋中。提前在袋子的右上角開一小口,插入與大氣采樣儀的進氣口相連的抽氣管,抽氣直至袋內(nèi)基本真空為止。
1.2.2.2充氣將上端的抽氣管用夾子夾緊,移去下端與GDX-101相連的硅膠管上的夾子(此硅膠管與裝有活性炭的干燥塔相連),然后接到大氣采樣儀的出氣口上,拔掉進氣口上與抽氣管相連的硅膠管,打開大氣采樣儀,使經(jīng)過過濾后的空氣被泵入采樣袋中,直至袋內(nèi)氣體體積達到采樣袋體積的3/4左右時停止[17]。為了最大可能的降低本底,將上述過程重復(fù)操作一次,然后等待30min,平衡袋內(nèi)氣體。
1.2.2.3循環(huán)采氣將采集氣體的吸附管(內(nèi)裝Tenax-GR)插入采樣袋上端的小口,用硅膠管使之與大氣采樣儀的進氣口相連,打開電源,開始循環(huán)采氣,同時調(diào)節(jié)流量計(大氣采樣儀),使氣體流量維持在1L/min。
1.2.3玫瑰香氣的分析鑒定
1.2.3.1玫瑰香氣的分析條件玫瑰揮發(fā)物的分析鑒定主要利用TCT-GC/MS,二級熱脫附技術(shù)來完成,其分析條件如下。
實驗采用的TCT裝置為Turbo Matrix650,其工作條件為二級熱脫附技術(shù);一級熱脫附溫度為260℃,保持10min;二級熱脫附技術(shù)溫度為300℃,保持5min。注入量為4.1%;氣質(zhì)聯(lián)用儀為clarus 600 GC-Ms(perkin elmer)。色譜柱為Elite-5MS(30m×0.32mm× 0.25μm);程序升溫:初始溫度40℃,保持2min,然后以6℃/min升至180℃,接著以15℃/min的速率升至270℃,保持3min;分流比:0.1∶1;載氣為N2;載氣流速為2mL/min。經(jīng)GC分離所得的各香氣組分先后進入四極質(zhì)譜進行鑒定。質(zhì)譜條件為:電離方式為電子電離源(EI);電子能量70eV;掃描質(zhì)核比范圍為290~500;接口溫度為260℃;離子源溫度為220℃;容積延遲1min。
1.2.3.2玫瑰香氣成分的鑒定與定量采集后的吸附管經(jīng)二級熱脫附直接將采集的揮發(fā)物導(dǎo)入GC/MS進行測定,通過GC/MS分析,可獲得GC/MS原始數(shù)據(jù)—總離子流圖(TIC),各峰代表的化學(xué)信息經(jīng)計算機檢索NIST98譜圖庫,并根據(jù)不同化合物的出峰順序和化學(xué)結(jié)構(gòu),進行確認及篩選。運用峰面積歸一化法,將各組分的峰面積與總峰面積比,求得各成分的相對含量。
1.2.4空白實驗將香氣采集過程中的載氣作為本底,即為對不套植株的袋子,采用相同的方法進行循環(huán)采氣,對采集到的氣體成分分析,作為空白樣。
1.3數(shù)據(jù)處理
采用SPASS19.0軟件進行數(shù)據(jù)分析。
通過對four seasons在剛采摘和在不同條件下保藏70d后花瓣色澤外觀的觀察,可以明顯看到在4℃下保存70d后的玫瑰花瓣嚴重失水,葉片蜷縮,色澤變褐色;-20℃保存70d后的玫瑰花瓣的色澤保持比4℃下儲藏的樣品較好,色澤變褐色程度較淺;在-80℃下保存70d后,色澤保持的最好,外觀上看與剛采摘的玫瑰花瓣相似,新鮮飽滿。要保持玫瑰花瓣的色澤長久,應(yīng)盡量選擇在-80℃下保存,保存時間能夠長達70d。
在不同保藏條件下,即4、-20、-80℃,分別保存10、45、70、80d后采集玫瑰揮發(fā)物,通過氣質(zhì)聯(lián)用分析各條件下花瓣的揮發(fā)物各組分的相對含量,分析結(jié)果見表1。從表1得到,隨著保藏時間的增長,four seasons釋放的香氣組分越來越少,其主要香氣成分的相對含量呈直線下降趨勢。在70d時玫瑰的香氣成分損失極大,采集的4、-20、-80℃儲藏下樣品有效組分分別為13、17、15種,且產(chǎn)生了很多雜質(zhì)氣味;在儲藏80d的時候采集樣品,檢測到的成分極少,雜質(zhì)氣體遠大于主要釋香成分。故實驗確定保藏時間最多為70d左右。-80℃下雖然花瓣的色澤保存的較好,但是花瓣中的香氣成分的含量比-20℃下保存時少,所以要想保存花瓣中的香氣成分,存儲溫度盡量選擇-20℃。
表1 不同保藏條件下玫瑰花朵香氣成分及百分含量Table 1 Comparison of aroma ingredients and their contents in rose at different preservation conditions
對表1中的四個因變量揮發(fā)物化合物種類、萜烯類相對含量、醛類相對含量和烷烴類相對含量分別進行方差分析,分析結(jié)果如表2、表3所示。表2中P-value的值都小于0.01可以得出,儲存時間變化對揮發(fā)物化合物種類、萜烯類相對含量、醛類相對含量和烷烴類相對含量具有極顯著(p<0.01)的影響。表3中P-value的值比表2中偏大,但是都小于0.05,儲存溫度對揮發(fā)物化合物種類、醛類相對含量影響極顯著(p<0.01),對萜烯類相對含量、烷烴類相對含量的影響顯著(p<0.05)。
表2 隨時間變化方差分析表Table 2 Time-varying analysis of variance table
采用熱脫附/氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析技術(shù)分析剛采摘以及不同保藏條件下的揮發(fā)成分的種類和含量,從而確定了大馬士革玫瑰最佳的保藏方式:不同溫度下,玫瑰的揮發(fā)性物質(zhì)損失程度不同,雖然在-80℃色澤保持最好,但其主要芳香成分損失較多,而在-20℃下,損失較少,在保藏了45d時,仍然檢測到37種揮發(fā)物成分。綜合節(jié)能考慮,最佳的保藏條件為-20℃下保藏70d。
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Color and aroma change research of Rosa damascena in different preservation conditions
WANG Ya-yun1,YANG Li-na1,WANG Yan2,REN Jian-wu1,*
(1.College of Biological Sciences and Biotechnology,Beijing Forestry University,Beijing 100083,China;2.The Forestry Research Institute,Chinese forestry science institute,Beijing 100083,China)
With a short florescence period,the oil bearing Rosa damascena often bloom once a year,which limits the rose oil processing.Aiming at tackling the problem,this paper took Rosa damascena as materials and used the thermaldesorption cold trap gas chromatography/mass spectrometer technique(TCT/GC-MS)to study the changes of rose petal color,aroma type and content under different temperatures and length.The results showed that:petal color could be stored at-80℃ after petal color as just picking 70d,relative less of aroma components lost from petals after 70 days of storage under-20℃.Through this research,the best preservation conditions of Rosa damascena petals were found.
Rosa damascena;preservation;colour;TCT-GC/MS;aroma components
TS201.1
A
1002-0306(2015)12-0311-03
10.13386/j.issn1002-0306.2015.12.057
2014-10-28
王亞蕓(1990-),女,碩士研究生,研究方向:農(nóng)產(chǎn)品加工與儲藏。
任建武(1966-),男,博士,副教授,研究方向:農(nóng)產(chǎn)品加工與儲藏。