鄧福明　陳衛(wèi)軍　王揮　唐敏敏　易命

摘 要 采用頂空-固相微萃取氣質(zhì)聯(lián)用（HS-SPME-GC/MS）方法分析5種中國(guó)椰子品種‘本地高種、‘文椰2號(hào)、‘文椰3號(hào)、‘文椰4號(hào)、‘小黃椰的椰子水揮發(fā)性成分。在5種椰子水中共鑒定出24種揮發(fā)性成分，其中‘本地高種和‘文椰4號(hào)鑒定出15種、‘文椰2號(hào)和‘文椰3號(hào) 鑒定出14種、‘小黃椰鑒定出13種，主要為醇類(lèi)、醛類(lèi)、酸類(lèi)、酮類(lèi)、酯類(lèi)和酚類(lèi)，其相對(duì)含量分別是16.71%～40.64%、1.82%～19.29%、14.14%～56.30%、2.49%～3.46%、2.24%～9.11%和10.76%～20.28%。醇類(lèi)和酸類(lèi)分別在‘文椰4號(hào)和‘小黃椰中相對(duì)含量最高，醛類(lèi)在‘本地高種中相對(duì)含量最高，酯類(lèi)和酚類(lèi)在‘文椰2號(hào)相對(duì)含量最高。5種椰子水不僅在香氣物質(zhì)構(gòu)成上差異顯著，相同揮發(fā)性成分在不同品種中相對(duì)含量差異也顯著，這些差異的呈現(xiàn)可為今后矮種椰子的育種提供新的方法和手段。

關(guān)鍵詞 固相微萃??；氣質(zhì)聯(lián)用；椰子水；揮發(fā)性成分

中圖分類(lèi)號(hào) TS201.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

Abstract This study was conducted to characterize the volatile profile of immature coconut water from five Chinese coconut varieties Hainan Local Tall， Wenye No.2（Yellow Dwarf）， Wenye No.3（Red Dwarf）， Wenye No.4 （Aromatic Green Dwarf）and Xiaohuang Dwarf（Hybrid）. The aroma compounds were characterized by Headspace Solid Phase Microextraction Gas Chromatography-mass Spectrometry（HS-SPME-GC/MS）analysis. Twenty four kinds of aromatic components were identified in the coconut water， including fifteen kinds in Hainan Local Tall and Wenye No.4， fourteen kinds in Wenye No.2 and Wenye No.3， thirteen kinds in Xiaohuang Dwarf. The aromatic components mainly including alcohols， aldehydes， acids， ketones， lactone， phenols， of which relative contents was 16.71%-40.64%， 1.82%-19.29%， 14.14%-56.30%， 2.49%-3.46%， 2.24%-9.11% and 10.76%-20.28%， respectively. Alcohols and acids were mainly present in the Wenye No.4 and Xiaohuang Dwarf varieties， whereas aldehydes were most abundant in the Hainan Local Tall. Wenye No.2 was characterized by a high esters and phenols. Not only were the aroma compositions from five kinds of coconut water significantly different， but also the relative content of the same ingredients in different varieties were different. Volatile profile analysis could be a useful tool for the selection of Dwarf coconut varieties.

Key words SPME； GC/MS； coconut water； volatile profile

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2017.07.027

椰子是熱帶地區(qū)普遍種植的棕櫚科植物，其樹(shù)本身和果實(shí)可制作出上百種產(chǎn)品，被譽(yù)為熱帶地區(qū)的“生命之樹(shù)”[1-2]。椰子水是存在于椰子果實(shí)腔內(nèi)的一種天然果汁，是椰子果在發(fā)育成熟過(guò)程中形成果肉的物質(zhì)基礎(chǔ)，富含多種營(yíng)養(yǎng)素[2]。椰子水含有人體所需的17種氨基酸，必需氨基酸種類(lèi)齊全，營(yíng)養(yǎng)豐富，其中精氨酸、丙氨酸、胱氨酸和絲氨酸的含量比牛奶還高。椰子水還具有醫(yī)藥價(jià)值，可以治療胃功能紊亂、痢疾和兒童營(yíng)養(yǎng)不良，具有解毒、抗菌消炎、駐顏美容、促消化和利尿等功能，對(duì)腎結(jié)石和尿道結(jié)石有一定療效，有明目健胃醒酒和降壓止血的功效[3]，是一種營(yíng)養(yǎng)和保健價(jià)值很高的天然飲料。近年來(lái)，由于椰子水的獨(dú)特風(fēng)味和特征，由椰子水制成的椰子水飲料在巴西和歐美市場(chǎng)上十分流行。但是，對(duì)于影響椰子水風(fēng)味的香氣物質(zhì)構(gòu)成研究甚少。

固相微萃取技術(shù)是一種集采樣，萃取，濃縮和進(jìn)樣于一體的無(wú)溶劑樣品微萃取新技術(shù)[4]，在各種水果揮發(fā)性成分測(cè)定方面應(yīng)用相當(dāng)成功[5]，而在椰子水揮發(fā)性成分測(cè)定方面的研究較少。Jirovetz等[6]2003年報(bào)道了頂空固相微萃取結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)測(cè)定成熟的喀麥隆椰子水和椰子肉的揮發(fā)性成分。Da Fonseca等[7]2009年應(yīng)用水蒸氣蒸餾法和溶劑萃取法結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)測(cè)定了巴西未成熟椰子水的揮發(fā)性成分。Prades等[8]2012年利用頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)測(cè)定了來(lái)自非洲、馬拉西亞和泰國(guó)等5個(gè)未成熟椰子水的揮發(fā)性成分。然而，至今未見(jiàn)有關(guān)測(cè)定中國(guó)主栽椰子品種椰子水揮發(fā)性成分的研究報(bào)道。

本文擬采用固相微萃取技術(shù)結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)對(duì)生長(zhǎng)于我國(guó)海南同一種質(zhì)資源圃中5個(gè)椰子品種中的椰子水香氣物質(zhì)構(gòu)成進(jìn)行測(cè)定，分析不同椰子品種間椰子水揮發(fā)性成分的構(gòu)成和差異，為我國(guó)椰子資源在育種、加工和品種鑒別方面提供一定的理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗(yàn)材料 椰子水，采至中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院椰子研究所試驗(yàn)基地椰子果（6～8月齡）。椰子品種分別是：‘本地高種、‘文椰2號(hào)、‘文椰3號(hào)、‘文椰4號(hào)、‘小黃椰等5個(gè)品種，摘取后無(wú)菌條件下取水測(cè)定。

1.1.2 試驗(yàn)儀器 島津（Shimadzu）QP2010Plus型氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（島津GC-MS QP2010 plus）；自動(dòng)SPME進(jìn)樣器5 μm PDMS-DVB萃取纖維頭。

1.2 方法

1.2.1 頂空固相微萃取 將1 g樣品置于20 mL頂空瓶?jī)?nèi)，采用固相微萃取方法提取揮發(fā)性化合物，再通過(guò)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀對(duì)這些化合物進(jìn)行分離并分析。

1.2.2 固相微萃取條件 采用65 μm PDMS/DVB萃取頭，將樣品置于50 ℃條件下平衡40 min后，將萃取頭插入頂空瓶中萃取30 min，最后將萃取頭拔出并置于250 ℃的進(jìn)樣口中解吸2 min。

1.2.3 氣相色譜條件 色譜柱型號(hào)DB-WAX（30 m × 0.25 mm × 0.25 μm），柱溫箱初始溫度40 ℃，進(jìn)樣口溫度250 ℃，不分流進(jìn)樣，載氣為氦氣（純度≥99.999%），載氣流速1 mL/min，柱溫箱升溫程序?yàn)?0 ℃保持3 min，5 ℃/min升至120 ℃，10 ℃/min升至200 ℃，保持5 min。

1.2.4 質(zhì)譜條件 離子源溫度200 ℃，傳輸線溫度250 ℃，四極桿溫度150 ℃， 離子化方式：EI， 電子能量70 eV， 質(zhì)量范圍35～350 AMU/s。采用全掃描（Scan）模式采集信號(hào)，掃描范圍35～500 m/z。

結(jié)果處理：使用NIST11數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)未知揮發(fā)性化合物譜圖進(jìn)行比對(duì)，并采用面積歸一化法進(jìn)行定量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有試驗(yàn)重復(fù)3次，圖表中所有數(shù)據(jù)采用均值±SD值表示，數(shù)據(jù)涉及的統(tǒng)計(jì)分析采用SPASS17.0配對(duì)t檢驗(yàn)（p≤0.05）和最小顯著性差異（LSD）。

2 結(jié)果與分析

2.1 5種椰子水中香氣物質(zhì)組成

圖1～5分別為‘本地高種、‘文椰2號(hào)、‘文椰3號(hào)、‘文椰4號(hào)、‘小黃椰等5個(gè)品種椰子水揮發(fā)性成分分析所得的HS-SPME-GC-MS總離子流圖，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)圖譜庫(kù)進(jìn)行分析，用峰面積歸一化法計(jì)算出各成分的相對(duì)含量，具體試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。從表1可知，在5種椰子水中共鑒定出24種揮發(fā)性成分，其中‘本地高種和‘文椰4號(hào)鑒定出15種、‘文椰2號(hào)和‘文椰3號(hào)鑒定出14種、‘小黃椰鑒定出13種，主要為醇類(lèi)、醛類(lèi)、酸類(lèi)、酮類(lèi)、酯類(lèi)和酚類(lèi)，其相對(duì)含量分別是16.71%～40.64%、1.82%～19.29%、14.14%～56.30%、2.49%～3.46%、2.24%～9.11%和10.76%～20.28%。各椰子品種中椰子水的揮發(fā)性成分和含量具有顯著差異。

2.2 不同椰子水中香氣物質(zhì)構(gòu)成特征

通過(guò)表1分析可知，椰子水在香氣物質(zhì)構(gòu)成上，‘本地高種椰子水中的15種揮發(fā)性成分中，醇類(lèi)4種，醛類(lèi)4種，酸類(lèi)2種，烷類(lèi)2種，脂類(lèi)1種，其他2種，其相對(duì)含量分別占16.71%、19.29%、43.33%、2.19%、2.81%、15.67%。由此可知，構(gòu)成‘本地高種椰子的揮發(fā)性成分主要是醇、醛、酸三大類(lèi)，占據(jù)所有揮發(fā)性成分相對(duì)總量的79.33%，其中酸類(lèi)占43.33%，而乙酸的相對(duì)含量占37.84%。此外，相比其他椰子品種，十七烷，十三烯醛是‘本地高種的椰子水揮發(fā)性成分中的特征成分（圖1）。

‘文椰2號(hào)椰子水的14種揮發(fā)性成分中，醇類(lèi)5種，醛類(lèi)2種，酸類(lèi)2種，酚類(lèi)1種，脂類(lèi)2種，其他2種，其相對(duì)含量分別占38.66%、7.00%、14.14%、20.28%、9.11%、10.82%?？芍瑯?gòu)成‘文椰2號(hào)椰子水的揮發(fā)性成分主要是醇、醛、酚三大類(lèi)，占據(jù)所有揮發(fā)性成分相對(duì)總量的73.08%。相比其他品種椰子，‘文椰2號(hào)椰子水揮發(fā)性成分構(gòu)成與‘文椰4號(hào)相近，醇類(lèi)的相對(duì)含量偏高，酸類(lèi)尤其是乙酸的相對(duì)含量顯著偏低，不構(gòu)成其香氣的主要成分，取而代之的是酚類(lèi)。因此，偏低的乙酸相對(duì)含量，可作為鑒別‘文椰2號(hào)的特征指標(biāo)（圖2）。

‘文椰3號(hào)椰子水的14種揮發(fā)性成分中，醇類(lèi)6種，醛類(lèi)2種，酸類(lèi)2種，酚類(lèi)1種，脂類(lèi)2種，其他2種，其相對(duì)含量分別占18.65%、10.84%、51.23%、10.76%、2.24%、7.31%。由此可知，構(gòu)成‘文椰3號(hào)椰子水的揮發(fā)性成分主要是醇、醛、酸三大類(lèi)，占據(jù)所有揮發(fā)性成分相對(duì)總量的80.72%。相比其他品種椰子，‘文椰3號(hào)椰子水的酸類(lèi)顯著偏高，達(dá)51.23%，其中乙酸的相對(duì)含量占45.14%。3，5-二叔丁基酚是‘文椰3號(hào)椰子水特有成分（圖3）。

‘文椰4號(hào)椰子水的15種揮發(fā)性成分中，醇類(lèi)6種，醛類(lèi)1種，酸類(lèi)2種，脂類(lèi)1種，酮類(lèi)1種，肟類(lèi)1種，其他3種，其相對(duì)含量分別占40.64%、1.82%、34.95%、2.91%、3.46%、9.41%、6.85%。由此可知，構(gòu)成‘文椰4號(hào)椰子的揮發(fā)性成分主要是醇、酸、酮三大類(lèi)，占據(jù)所有揮發(fā)性成分總量的85.00%。相比其他椰子品種，‘文椰4號(hào)椰子水的揮發(fā)性成分種類(lèi)最多，酮類(lèi)取代醛類(lèi)成為相對(duì)含量前三的成分，醇類(lèi)的種類(lèi)最多，相對(duì)含量最高（40.64%）。甲基正庚基甲醇、正辛醇、甲氧基苯基肟、（Z）-4-癸烯-1-醇-甲基醚是‘文椰4號(hào)椰子水4種特有的揮發(fā)性成分（圖4）。

‘小黃椰椰子水的13種揮發(fā)性成分中，醇類(lèi)5種，醛類(lèi)2種，酸類(lèi)2種，脂類(lèi)2種，其他2種，其相對(duì)含量分別占26.24%、6.55%、56.30%、3.26%、7.68%?？芍瑯?gòu)成小黃椰子的揮發(fā)性成分主要是醇、醛、酸三大類(lèi)，占據(jù)所有揮發(fā)性成分總量的89.09%。在測(cè)定的5種椰子品種中，‘小黃椰椰子水的揮發(fā)性成分組成與‘文椰2號(hào)椰子水相似，但是揮發(fā)性成分的相對(duì)含量存在顯著差別，其中‘小黃椰椰子水的乙酸相對(duì)含量最高（50.39%），顯著高于‘文椰2號(hào)椰子水的相對(duì)含量7.96%（圖5）。

3 討論

本研究利用頂空固相微萃取技術(shù)提取椰子水揮發(fā)性成分，操作簡(jiǎn)單、靈敏度高、針對(duì)性強(qiáng)，并結(jié)合HS-SPME-GC/MS技術(shù)直接對(duì)揮發(fā)性成分進(jìn)行定性，定量分析。通過(guò)對(duì)測(cè)定的結(jié)果分析，發(fā)現(xiàn)5種椰子水揮發(fā)性成分不僅在香氣物質(zhì)構(gòu)成上有較大差異，相同揮發(fā)性成分在不同品種中相對(duì)含量差異顯著。

一般來(lái)說(shuō)，酯類(lèi)大多具有花香、果香、酒香或蜜香香氣[9]，是許多果實(shí)和鮮花等的主要芳香物質(zhì)。如構(gòu)成草莓香氣的酯類(lèi)以甲酯和乙酯為主[10]，百合的主要酯類(lèi)揮發(fā)性成分有苯甲酸甲酯和苯甲酸乙酯[11]。

椰子果也被稱為水果，但從試驗(yàn)結(jié)果中可以看出，椰子水的揮發(fā)性成分與普通水果有很大的差別，在水果中占主要成分的酯類(lèi)物質(zhì)，而在椰子水中酯類(lèi)最多不超過(guò)2種且含量不高于10%。不僅如此，試驗(yàn)結(jié)果測(cè)定的5個(gè)品種椰子水中揮發(fā)性成分種類(lèi)只有24種，相比Prades等[8]2012年測(cè)定的5種椰子水的36種揮發(fā)性成分顯著偏少，但與Da Fonseca等[7]2008年測(cè)定的2種椰子水（紅椰和黃椰）中的26種揮發(fā)性成分結(jié)果接近。然而，無(wú)論是國(guó)外還是國(guó)內(nèi)，椰子水的揮發(fā)性成分的物質(zhì)構(gòu)成總體類(lèi)似，醇、酸、醛、酯類(lèi)占主要部分，但其含量差異顯著。本試驗(yàn)5種椰子水中，除‘文椰2號(hào)椰子水外，酸類(lèi)的相對(duì)含量比例達(dá)34.95%～56.30%，尤其是乙酸的含量又占酸類(lèi)的80%以上，其次是醇類(lèi)和醛類(lèi)，與Prades等[8]2012年測(cè)定的酸類(lèi)相對(duì)含量（3.8%）差異十分顯著。醇類(lèi)在測(cè)定的5種椰子水中的種類(lèi)最多，含量也達(dá)到16.71%～40.64%。醛類(lèi)除了在“本地高種”椰子水中的含量達(dá)到19.29%外，其余4個(gè)品種椰子水中的醛類(lèi)含量較低（1.82%～10.82%），酯類(lèi)只有2.24%～9.11%。Jirovetz等[6]2003年的研究表明，成熟椰子水中的揮發(fā)性成分分別是壬醛（14.2%）、壬醇（11.2%）、庚醛 （8.2%）、辛酸乙酯（6.2%）、正庚醇（5.3%）和甲基正庚基甲醇（5.1%），而椰肉中的揮發(fā)性成分分別是 δ-辛內(nèi)酯（12.6%）、辛酸乙酯（9.6%）、壬醛 （8.4%）、壬酸（7.2%）、正癸醇（6.8%）、癸醛（6.2%）和壬醇（6.1%）?？梢钥闯觯琂irovetz測(cè)定的椰子水香氣物質(zhì)構(gòu)成與本研究類(lèi)似，但是含量具有明顯的差別。不僅如此，Da Fonseca等[7]2008年通過(guò)研究嫩椰子水的揮發(fā)性成分，發(fā)現(xiàn)短鏈的醇類(lèi)、酮類(lèi)、硫醇類(lèi)、羧酸類(lèi)、酚類(lèi)和酯類(lèi)構(gòu)成了通過(guò)蒸餾或溶劑萃取的椰子水精油的主要成分，在這些成分當(dāng)中，乙酸正丙酯 可能是椰子水賦予椰子水特有香味的主要物質(zhì)。此外，Prades等[8]2012年推測(cè)泰國(guó)香水椰子水中某些未知的酯類(lèi)分子，協(xié)同相對(duì)含量最高的辛酸乙酯和高比例的醇類(lèi)，尤其是2-和3-甲氧基丁醇以及正己醇，可能是構(gòu)成‘泰國(guó)香水椰子的香氣特征成分[8]。本研究中的‘文椰4號(hào)是‘泰國(guó)香水椰子的引種，以其獨(dú)特的香味著稱，是作為椰子水飲料的最佳原料[12]。然而，似乎“中國(guó)化”的香水椰子的椰子水揮發(fā)性成分沒(méi)有完全繼承原泰國(guó)香水椰子水的風(fēng)格，在香氣物質(zhì)構(gòu)成和含量上均有明顯的差異。本次研究也未能確定構(gòu)成‘文椰4號(hào)香水椰子獨(dú)特香氣的主要成分和形成機(jī)理；因此，對(duì)其進(jìn)一步深入研究也顯得十分必要。

4 結(jié)論

盡管不同的研究在椰子水中測(cè)定到相同的成分，但同時(shí)不同研究之間也存在顯著差異。這些差異的造成的原因主要有：（1）椰子水的成熟度不同[13]； （2）椰子的品種不同[14]；（3）生長(zhǎng)的環(huán)境和地域不同[15]。

不同品種中椰子水的揮發(fā)性成分差異可作為椰子水飲料原料選擇的一個(gè)重要指標(biāo)，同時(shí)這些性質(zhì)也可為椰子育種方面提供參考，尤其是主要作為飲料飲用的矮種椰子。未來(lái)，有必要對(duì)椰子水的揮發(fā)性成分的結(jié)構(gòu)性質(zhì)及其穩(wěn)定性進(jìn)行研究，為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)椰子水系列深加工產(chǎn)品提供理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 樊偉偉， 余 銳， 黃惠華， 等. 海南椰奶清補(bǔ)涼飲料的生產(chǎn)工

藝研究[J]. 現(xiàn)代食品科技， 2011， 27（6）： 691-694.

[2] Prade A， Dornier M， Diop N， et al. Coconut water preservation and processing： a review[J]. Fruits， 2012， 67： 157-171.

[3] Prades A， Dornier M， Diop N， et al. Coconut water uses， composition and properties： a review[J]. Fruits， 2012， 67： 87-107.

[4] Zhang Z Y， Pawliszyn J. Headspace solid-phase microextraction[J]. Analytical Chemistry， 1993， 65： 1 843-1 852.

[5] Miyazaki T， Plotto A， Goodner K， et al. Distribution of aroma volatile compounds in tangerine hybrids and proposed inheritance[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture， 2011， 91： 449-460.

[6] Jirovetz L， Buchbauer G， Ngassoum M B. Solid-phase microextraction-headspace aroma compounds of coconut（Cocos nucifera L.） milk and meat from Cameroon[J]. Erna¨hrung/Nutrition， 2003， 27： 300-303.

[7] Aluísio M da Fonseca， Ayla M C BizerraI， Joa～o Sammy N de Souza， et al. Constituents and antioxidant activity of two varieties of coconut water（Cocos nucifera L.）[J]. Rev Bras Farmacogn， 2009， 19： 193-198.

[8] Prades A， Assa R R A， Dornier M， et al. Characterisation of the volatile profile of coconut water from five varieties using an optimised HS-SPME-GC analysis[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture， 2012； 92： 2 471-2 478.

[9] 姜文廣， 李記明， 徐 巖， 等. 4種釀酒紅葡萄果實(shí)的揮發(fā)性揮發(fā)性成分分析[J]. 食品科學(xué)， 2011， 32（6）： 225-229.

[10] 張運(yùn)濤， 王桂霞， 董 靜， 等. 草莓5個(gè)品種的果實(shí)香味成分分析[J]. 園藝學(xué)報(bào)， 2008， 35（3）： 433-437.

[11] 王 賢， 唐曉偉， 周 滌， 等. 固相微萃取氣質(zhì)聯(lián)用測(cè)定百合（Lilium spp.）揮發(fā)性成分[J]. 現(xiàn)代儀器， 2011， 17（5）： 47-49.

[12] Bourdeix R， Konan J L， N Cho Y P. Coconut： a guide to traditional and improved varieties[M]. Diversiflora， Montpellier， 2005.

[13] Santoso U， Kubo K， Ota T， et al. Nutrient composition of kopyor coconuts（Cocos nucifera L.）[J]. Food Chemistry， 1996， 57： 299-304.

[14] Wang P， Liu L. Dong Z， et al. Characteristics and mineral elements of tender coconut water in different coconut（Cocos nucifera L.） cultivars[J]. Journal of Fruit Science， 2008， 25： 601-603.

[15] Da Silva D L V， Alves R E， de Figueiredo R W， et al. Características físicas， físico-químicas e sensoriais da água de frutos de coqueiro ana～o verde oriundo de produc，a～o convencional e organica， Ciênc[J]. Agrotecnol， 2009， 33： 1 079-1 084.