郭鳳領(lǐng)，吳金平，矯振彪，陳磊夫，胡燕，邱正明

（1.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，武漢，430064；2.武漢古郡種植專業(yè)合作社）

●專家論壇●

頂空固相微萃取氣質(zhì)聯(lián)用檢測(cè)高山根韭菜揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)

郭鳳領(lǐng)1，吳金平1，矯振彪1，陳磊夫1，胡燕2，邱正明1

（1.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，武漢，430064；2.武漢古郡種植專業(yè)合作社）

采用頂空固相微萃取氣質(zhì)聯(lián)用（HS-SPME-GC-MS）分析檢測(cè)了根韭菜中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，共檢測(cè)到化合物匹配度≥80%的有31種，其中醚類為14種、烯類8種、烷類4種、醛類3種、醇類2種。研究表明，二烯丙基三硫醚和甲基烯丙基三硫醚是根韭中最主要的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)。

頂空固相微萃取氣質(zhì)聯(lián)用；揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)；根韭菜；硫醚

邱正明

男，研究員，湖北省農(nóng)科院經(jīng)濟(jì)作物研究所副所長(zhǎng)，博士，國(guó)務(wù)院特殊津貼專家，中國(guó)綠色食品發(fā)展中心專家咨詢委員會(huì)委員，國(guó)家大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系高山蔬菜崗位科學(xué)家，行業(yè)專項(xiàng)“長(zhǎng)江流域生態(tài)型高山蔬菜栽培及產(chǎn)業(yè)化示范”首席專家，科技部“國(guó)外園藝作物品種引進(jìn)與改良（南方）國(guó)際科技合作基地”技術(shù)負(fù)責(zé)人，多個(gè)省縣市蔬菜專家顧問。先后參與和主持省部級(jí)以上蔬菜課題項(xiàng)目30多項(xiàng)，其中主持國(guó)家級(jí)科技項(xiàng)目8項(xiàng)；培育審（認(rèn)）定瓜菜新品種16個(gè)，其中主持選育9個(gè)；發(fā)表文章、專著共40余篇（部），其中主編、主筆12篇（部）；制定國(guó)家及地方技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)17部；獲省級(jí)以上科技進(jìn)步獎(jiǎng)等8項(xiàng)，獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明專利3項(xiàng)。

蔥屬植物是多年生草本百合科植物，具有殺菌、降膽固醇、降血脂、調(diào)節(jié)血糖、減少血小板凝集、提高免疫力和抗癌等作用[1，2]。中國(guó)蔥屬（Allium）植物有110種，其中根韭菜因其獨(dú)特氣味，被稱為美食的 “辛味兒伴侶”[3]。根韭菜屬蔥屬粗根組（Sect. Bromatorrhiza Ekberg）寬葉韭、大葉韭種（Allium hookeriThwaites）[4]，又叫山韭菜、大韭菜、雞腳韭菜、苤菜，與普通韭菜相比，其主要供食部分為粗壯條形的線狀根，根長(zhǎng)15～20 cm，粗2～3 cm；其花薹、嫩葉及經(jīng)過軟化后的黃芽韭也是很好的蔬菜[5]。我國(guó)西南部的云、貴、川、藏部分地區(qū)和中印、中不（丹）、中緬交界的兩側(cè)地區(qū)都有分布，多生長(zhǎng)在濕潤(rùn)地區(qū)，山坡或林下，如西藏錯(cuò)那縣南部海拔 2 400～3 200 m的地區(qū)都可生長(zhǎng)，并為當(dāng)?shù)亻T巴族人民所栽培；云南保山地區(qū)廣為栽培，稱苤菜。

隨著人們生活品質(zhì)的提高，加之根韭菜病蟲害少、全身均可食用、無(wú)污染的優(yōu)質(zhì)特點(diǎn)，符合健康生態(tài)理念，因此具有廣闊的開發(fā)前景。但國(guó)內(nèi)關(guān)于根韭菜揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的研究較少，且國(guó)內(nèi)外關(guān)于蔥屬植物如香蔥、大蔥、洋蔥揮發(fā)性物質(zhì)的報(bào)道大多是采用水蒸氣蒸餾萃取 （Steam Distillation，SD）[6，7]和同時(shí)蒸餾萃?。⊿imultaneous Distillationextraction，SDE）[8～11]法，這些方法所需要的樣品前處理時(shí)間較長(zhǎng)，提取試劑用量大、步驟多。固相微萃?。⊿olid Phase Microextraction，SPME）是20世紀(jì)80年代末出現(xiàn)的綠色環(huán)保型樣品分析前處理技術(shù)。與其他常用的揮發(fā)性物質(zhì)測(cè)定技術(shù)相比，SPME具有敏感、快速、操作簡(jiǎn)便、樣品用量少、不使用有機(jī)溶劑、選擇性好且靈敏度高，集采樣、萃取、濃縮、進(jìn)樣于一體的優(yōu)點(diǎn)，大大加快了分析檢測(cè)速度[12]。本研究應(yīng)用頂空固相微萃取氣質(zhì)聯(lián)用 （Headspace solid-phase microextraction combined with gas chromatographymass spectrometry，HS-SPME-GC-MS）方法對(duì)根韭菜根風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行研究，旨在了解根韭菜根揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的組成，為利用根韭菜液體深層發(fā)酵技術(shù)來(lái)生產(chǎn)天然風(fēng)味化合物及食品添加劑原料提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

①儀器 7890N-5975型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國(guó) Agilent公司）；手持固相微萃取器，配50/30 μm CAR/DVB/PDMS、100 μm PDMS、65 μm PDMS/DVB萃取頭 （美國(guó)Supelco公司）；PC-420D恒溫?cái)?shù)顯磁力攪拌器（美國(guó)Corning公司）。

②試劑 正構(gòu)烷烴標(biāo)準(zhǔn)品 （C8～C32， 美國(guó)Supelco公司）；癸酸乙酯（98%，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）。

③試驗(yàn)材料 試驗(yàn)樣品采自云南保山市海拔1 200 m的山地，選取其肥嫩的肉質(zhì)根，烘干后粉碎過20目篩，密封保存，待測(cè)。

1.2 方法

①GC-MS分析條件 GC條件：進(jìn)樣口溫度為230℃；載氣為高純氦氣（純度99.999%）：柱流量為1.0 mL/min，不分流進(jìn)樣。程序溫度：首先以50℃保持5 min，3℃/min速率升溫至125℃，保持3 min，再以2℃/min速率升溫至180℃，保持3 min，再以15℃/min速率升溫至230℃，保持5 min。

MS條件：電子電離源（EI）；離子化電壓70 eV；離子源溫度為200℃；四級(jí)桿溫度為150℃；接口溫度為 280℃；質(zhì)譜掃描范圍為 35～ 450 amu。

②SPME操作方法 稱取1.0 g經(jīng)粉碎后的根韭樣品于15 mL的頂空瓶中，加入20 μL 10 mg/L癸酸乙酯標(biāo)準(zhǔn)溶液，再加入10 mL沸水，密封，60℃水浴下磁力攪拌萃取，再將已經(jīng)老化的CAR/DVB/ PDMS萃取頭穿透密封墊插入頂空瓶?jī)?nèi)根韭湯上方，固定好SPME手柄，小心推出纖維頭開始萃取并計(jì)時(shí)，60 min后取出，然后插入氣相色譜進(jìn)樣口，在230℃下熱解吸5 min。

③定性與定量分析方法 定性：各組分峰與NIST12.L譜庫(kù)中標(biāo)準(zhǔn)化合物的匹配度；化合物的保留指數(shù)；查閱香氣成分的相關(guān)文獻(xiàn)。定量：利用面積歸一法計(jì)算得到各組分的相對(duì)含量。

圖1 根韭?lián)]發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)總離子流圖

2 結(jié)果與分析

采用HS-SPME收集，GC-MS法對(duì)根韭菜根部揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，其揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的總離子流圖見圖1。由圖1可知，保留時(shí)間為19.686、27.299 min，是根韭菜揮發(fā)性物質(zhì)典型峰。

本研究利用HS-SPME-GC-MS技術(shù)，通過譜庫(kù)檢索鑒定出根韭75種揮發(fā)性風(fēng)味化合物，其中匹配度大于等于80%的化合物有31種 （表1），其中醚類為14種、烯類8種、烷類4種、醛類3種和醇類2種。1 g樣品中這31種揮發(fā)性物質(zhì)總相對(duì)含量為20.154 7 μg，醚類總相對(duì)含量為16.902 8 μg，烯類總相對(duì)含量為1.053 4 μg，烷類總相對(duì)含量為0.922 5 μg，醛類總相對(duì)含量為0.918 7 μg，醇類總相對(duì)含量為0.157 3 μg。在這31種揮發(fā)性物質(zhì)中，含量最高的單個(gè)物質(zhì)是二烯丙基三硫醚，總相對(duì)含量為4.686 4 μg，其次是甲基烯丙基三硫醚，總相對(duì)含量為4.612 9 μg。在醚類中，二硫醚的總相對(duì)含量為1.501 5 μg，三硫醚的總相對(duì)含量為14.270 1 μg，四硫醚的總相對(duì)含量為1.020 2 μg，噻吩的總相對(duì)含量為0.111 0 μg。

司民真等[13]報(bào)道了大蒜的主要揮發(fā)性物質(zhì)為二丙烯基二硫醚；大蔥主要揮發(fā)性物質(zhì)為1-丙硫醇和丙烯基甲基硫醚；韭的主要揮發(fā)性物質(zhì)為烯丙基甲基硫醚和二烯丙基二硫醚；多星韭的主要揮發(fā)性物物中含有1-丙硫醇成分；大花韭的揮發(fā)物中含有丙烯基甲基硫醚和二烯丙基二硫醚成分；木里韭?lián)]發(fā)物中含有二烯丙基二硫醚、1-丙硫醇、丙烯基甲基硫醚成分；藠頭、小根蒜主要揮發(fā)性物質(zhì)為丙烯基甲基硫醚和1-丙硫醇[13]。本研究結(jié)果表明，根韭?lián)]發(fā)性物質(zhì)中主要是二硫醚及三硫醚，與何洪巨等[14]利用氣相色譜-質(zhì)譜分析韭蔥中主要成分為二丙基三硫醚（30.75%）、二丙基二硫醚（14.28%）的結(jié)果一致。硫醚是抗血小板聚集作用的主要活性成分[15]，本研究表明硫醚是根韭菜的主要揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，因此，根韭對(duì)調(diào)整膳食結(jié)構(gòu)與保持身體健康有重要意義。

[1]SeoK I,Moon Y H,Choi Su,et al.Antibacterial activity of S-methyl methane thiosulfinate and S-methyl 2-propene-1-thiosulfinate from Chinese chive toward Escherichia coli O157:H7[J].Biosci Biotechnol Biochem,2001,65(4):966-968.

[2]Shun-JenT.Physiological effects of bioactivecom-ponents ofAlliumspecies[J].Food Sci Taiwan,1997,24(6):629-648.

[3]中國(guó)科學(xué)院.中國(guó)植物志：14卷[M].北京：科學(xué)出版社，1980：170-212.

[4]楊麗員.對(duì)云南根韭菜的生理分析與高效栽培管理技術(shù)[J].北京農(nóng)業(yè)，2013（36）：45-46.

[5]韓嘉義.根韭菜的種植與加工[J].致富天地，2005（3）：27.

[6]Bernhard R A.Thesulphur components ofAlliumspecies as flavoring matter[J].Qual Plant Mater Veg,1969,18:72-80.

[7]Iida H,Hashimoto S,Miyazawa M,et al.Volatile flavor components of NIR (Allium tuberosumRottl.)[J].J Food Sci,1983,48:663-666.

[8]何洪巨，王希麗，張建麗.GC-MS法測(cè)定大蔥、細(xì)香蔥、小蔥中的揮發(fā)性物質(zhì)[J].分析測(cè)試學(xué)報(bào)，2004（23）：98-101.

[9]黃雪松.大蔥揮發(fā)油含量與化學(xué)成分的分析[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2004（10）：114-117.

[10]Pino J A,Rosado A,FuentesV.Volatile flavor compounds fromAllium fistulosumL.J.Essent[J].Oil Res,2000,12 (5):553-555.

[11]Pino J A,Fuentes V.Volatile constituents of Chinese chive (Allium tuberosumRottl.ex Sprengel)and rakkyo (Allium chinenseG.Don)[J].Agric Food Chem,2001,49 (3):1 328-1 330.

[12]劉源，周光宏，徐幸蓮.固相微萃取及其在食品分析中的應(yīng)用[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2003，29（7）：83-87.

[13]司民真，張川云，李倫，等.蔥屬植物揮發(fā)性物質(zhì)研究[J].楚雄師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2014（3）：17-23.

[14]何洪巨，唐曉偉，宋曙輝，等.韭蔥揮發(fā)性物質(zhì)的氣相色譜-質(zhì)譜分析 [C]//中國(guó)質(zhì)譜學(xué)會(huì)第七屆會(huì)員代表大會(huì)暨學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)論文集.中國(guó)質(zhì)譜學(xué)會(huì)，2004：2.

[15]王鴻梅，馮靜.韭菜揮發(fā)油中化學(xué)成分的研究[J].天津醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2002（2）：191-192.

Detection onAllium hookeriThwaites Using HS-SPME-GC-MS

GUO Fengling1,WU Jinping1,JIAO Zhenbiao1,CHEN Leifu1,HU Yan2,QIU Zhengming1
(1.Institute of Economic Crops,Hubei Academy of Agricultural Sciences,Wuhan 430064; 2.Wuhan Gujun Plant Professional Cooperatives)

Headspace solid-phase microextraction combined with gas chromatography-mass spectrometry(HS-SPME-GCMS)was used to detect the volatile flavor compounds ofAllium hookeriThwaites.Thirty-one compounds with matching degree was greater than or equal to 80%were checked,which included fourteen kinds of ethers,eight kinds of aromatic hydrocarbons,four kinds of alkanes,three kinds of aldehydes and two kinds of alcohols.The results showed that the main volatile flavor compounds ofA.hookeriThwaites were diallyl trisulfide and allyl methyl trisulphide.

HS-SPME-GC-MS;Volatile flavor compounds;Allium hookeriThwaites

S633.3

：A

：1001-3547（2017）06-0025-04

10.3865/j.issn.1001-3547.2017.06.011

農(nóng)業(yè)部現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目 （nycytx-35-02-06）；湖北省重大科技創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目（2016ABA098）；湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院扶持性計(jì)劃項(xiàng)目（2015jzxjh04）

郭鳳領(lǐng)（1974-），女，研究員，主要從事特色蔬菜資源開發(fā)利用工作，E-mail：guofenglingok@163.com

邱正明（1966-），通訊作者，男，研究員，主要研究方向?yàn)槭卟擞N與高山蔬菜栽培技術(shù)研究

2016-12-20