宋詩清，童彥尊，馮 濤,*，朱建才，王一非，孫 敏，姚凌云，徐志民

金佛手香氣物質(zhì)的多維分析及其特征香氣物質(zhì)的確定

宋詩清1，童彥尊1，馮 濤1,*，朱建才1，王一非1，孫 敏1，姚凌云1，徐志民2

（1.上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)香料香精技術(shù)與工程學(xué)院，上海 201418；2.美國路易斯安那州立大學(xué)食品科學(xué)系，美國 路易斯安那 巴吞魯日 70802）

采用頂空固相微萃?。╤eadspace solid-phase microextraction，HS-SPME）和Tenax TA吸附劑吹掃捕集（purge and trap，P&T）提取金佛手肉和皮的香氣，通過氣相色譜-質(zhì)譜分別檢測出44 種和45 種香氣物質(zhì)，結(jié)果顯示采用HS-SPME和P&T萃取金佛手香氣物質(zhì)具有良好的互補(bǔ)性。采用HS-SPME萃取金佛手肉和金佛手皮，通過全二維氣相色譜-四極桿質(zhì)譜分別檢測出43 種和40 種相似度高的香氣物質(zhì)。此外有23 種物質(zhì)香氣活力值大于1，結(jié)合偏最小二乘回歸分析得出對金佛手香氣貢獻(xiàn)較大的物質(zhì)是檸檬烯、芳樟醇、α-蒎烯、β-蒎烯、月桂烯、γ-松油烯、異松油烯、辛酸乙酯、香葉醇、檸檬醛和葉醇等。

新鮮金佛手；香氣物質(zhì)；頂空固相微萃?。淮祾?捕集；偏最小二乘回歸法；全二維氣相色譜

佛手（Citrus medica L. var. sarcodactylis Swingle）是蕓香科柑橘屬植物香櫞的變種之一，是一種傳統(tǒng)的名貴藥材，其揮發(fā)油含量較高，不僅是一種名貴的香料油，且具有消炎、抗癌等藥用功效，可應(yīng)用于食品和化妝品中[1-2]。佛手油的主要成分以烯烴、醇類和酯類化合物為主，且與佛手品種、栽培地點(diǎn)和提取方法等關(guān)系密切[3-4]。

目前，對金佛手揮發(fā)性成分的研究主要對揮發(fā)油展開，Bakkali等[5]指出芳樟醇和乙酸芳樟酯是佛手揮發(fā)油的主要成分。Njoroge等[6]用冷榨法提取日本不同地區(qū)的佛手油，通過氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatographymass spectrometry，GC-MS）進(jìn)行分析得出每種油的單萜成分都超過90%。Deng Gang等[7]將真空蒸餾得到的金佛手精油和金佛手果汁混合，創(chuàng)造出一種精加工香櫞果汁。Shu等[8]用高效液相色譜鑒定了金佛手內(nèi)酯。GC-MS的應(yīng)用使香氣成分的研究有了巨大進(jìn)步，而提取技術(shù)在香氣物質(zhì)定性和定量分析中起重要作用，如同時蒸餾萃取、頂空-固相微萃?。╤eadspace-solidphase microextraction，HS-SPME）、攪拌棒萃取和吹掃&捕集（purge and trap，P&T）已被應(yīng)用到研究中[9]。HS-SPME可與GC-MS聯(lián)用儀或液相色譜儀聯(lián)用來提高效率，在香氣成分的研究中十分常見。P&T要結(jié)合吸附熱脫附使用，該技術(shù)基于動態(tài)頂空原理，揮發(fā)性組分會隨著惰性氣體的帶動一起被排出，隨后在熱脫附管中被吸附劑捕集，從而完成采集進(jìn)樣[10]。該技術(shù)在水果的揮發(fā)性物質(zhì)采集中的運(yùn)用較新穎，能與高分辨毛細(xì)管氣相色譜或GC-MS兼容，適用于高分子質(zhì)量的揮發(fā)性及半揮發(fā)性物質(zhì)的前處理[11]。二維氣相色譜（comprehensive twodimensional gas chromatography，GC×GC）也逐漸被運(yùn)用到香氣物質(zhì)的研究中，已被證明能提升植物樣品的分離程度和定性能力[12]，但目前主要用于石油和煙酒的質(zhì)檢中[13-15]。此外，有報(bào)道證明GC×GC能有效分離萜類物質(zhì)[16]，表明GC×GC或許適合用于萜類物質(zhì)含量較高的柑橘屬水果的香氣研究中，而金佛手精油中多次被檢測到有高含量的萜烯類物質(zhì)[17-18]。研究目的在于，通過比較2種不同的萃取方法對金佛手香氣物質(zhì)的提取效果，結(jié)合GC-MS檢測結(jié)果，以香氣活力值（odor activity value，OAV）為指標(biāo)，建立偏最小二乘回歸（partial least squares regression，PLSR）模型，最終確定金佛手中關(guān)鍵的香氣物質(zhì)。并使用全二維氣相色譜-四極桿質(zhì)譜（comprehensive two-dimensional gas chromatography combined with quadrupole-mass spectrometry，GC×GC-qMS）對金佛手香氣進(jìn)行研究，期望通過提升分離和定性的能力來檢測金佛手中的微量成分并驗(yàn)證GC-MS的檢測結(jié)果。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

金華佛手柑（栽培品種為南京種，采摘于2016年12月，可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.5%，總糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)8.7%，水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)86.9%） 浙江金手寶生物科技有限公司；4-甲基-2-戊酮、正構(gòu)烷烴（均為色譜純）德國Dr.Ehrenstorfer公司。

1.2 儀器與設(shè)備

7890A-5975C型GC-MS聯(lián)用儀 安捷倫科技（中國）有限公司；GCMS-QP2010 Ultra型GC×GC-qMS聯(lián)用儀 島津企業(yè)管理（中國）有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品預(yù)處理

金佛手肉：將新鮮的金佛手洗凈后削去表皮，將去皮的金佛手粉碎至細(xì)小顆粒狀，保存待用。金佛手皮：收集之前削下的表皮粉碎至細(xì)小片狀，保存待用。

1.3.2 HS-SPME法測定

準(zhǔn)確稱取1.0 g樣品，放入20 mL萃取瓶中，加40 μL內(nèi)標(biāo)物（748 mg/L 4-甲基-2-戊酮），在（40±1）℃條件下平衡30 min，用老化好的SPME裝置（50/30 μm纖維頭：DVB/CAR/PDMS）頂空萃取30 min，再將萃取裝置插入GC進(jìn)樣器，在250 ℃不分流模式下解吸3 min。

1.3.3 P&T-熱脫附法測定

準(zhǔn)確稱取10 g樣品和200 μL內(nèi)標(biāo)物到吹掃瓶中，接通流速為60 mL/min的氮?dú)?，持續(xù)吹掃1 h，將揮發(fā)物質(zhì)吹掃到熱脫附管（170 mm×6 mm，4 mm，填充物Tenax TX吸附劑）中，熱脫附管需提前在280 ℃條件下老化90 min，再將熱脫附管裝在熱脫附儀TDS3上解吸。

熱脫附條件：初始溫度40 ℃，延遲運(yùn)行1 min，以60 ℃/min升溫至250 ℃，保持0.1 min，傳輸線溫度250 ℃；用冷卻進(jìn)樣系統(tǒng)CIS4快速冷卻至預(yù)備溫度50 ℃。冷卻進(jìn)樣采用標(biāo)準(zhǔn)加熱模式，液氮冷卻，初始溫度-90℃，以12 ℃/s升溫至250 ℃，保持1 min。

1.3.4 GC-MS檢測條件

GC條件：HP-INNOWAX色譜柱（60 m×0.25 mm，0.25 μm）；載氣N2，流量為3 mL/min，不分流；進(jìn)樣口溫度250 ℃；升溫程序：40 ℃保留3 min，以3 ℃/min升溫至100 ℃，然后以5 ℃/min升溫至230 ℃，保留20 min。

MS條件：采用電子電離源；電離能量70 eV；離子源溫度230 ℃；接口溫度250 ℃；采用全掃描方式；質(zhì)量掃描范圍m/z 20～350。

1.3.5 GC×GC-qMS檢測條件

GC條件：柱1采用HP-INNOWAX（30 m×0.25 mm，0.25 μm），柱2采用BPX-5（2.5 m×0.1 mm，0.1 μm）。進(jìn)樣口溫度250 ℃，柱1和柱2均60 ℃保留3 min，以3 ℃/min的速率升溫至230 ℃，保留5 min。載氣N2，柱流速0.95 mL/min，分流比5∶1，采用線速度方式（線速率110.8 cm/s）控制載氣，壓力210.0 kPa，總流速8.7mL/min。

MS條件：電子電離源；電離能量70 eV；離子源溫度230 ℃；傳輸線溫度250 ℃；溶劑延遲時間3 min。采用全掃描方式；質(zhì)量掃描范圍m/z 31～325；掃描頻率20 000 Hz，調(diào)至周期8 s。

1.3.6 OAV測定

通過測定香氣物質(zhì)的OAV評定金佛手的關(guān)鍵香氣成分。OAV為特定化合物樣品氣味的重指標(biāo)，等于化合物的濃度與水中的嗅覺閾值之間的比值[19-20]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用NIST 08和Wiley譜庫對分離出的峰進(jìn)行檢索，通過正構(gòu)烷烴（C4～C30）在相同條件下的保留時間，按保留指數(shù)（retention index，RI）公式計(jì)算揮發(fā)性物質(zhì)的RI[21]。將算得的RI與Wiley 7n.l數(shù)據(jù)庫進(jìn)行匹配，定性得到的有效揮發(fā)性物質(zhì)通過內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行定量計(jì)算[22]。RI按公式（1）計(jì)算：

式中：tx為揮發(fā)性物質(zhì)的保留時間/min；tz為與揮發(fā)性物質(zhì)碳原子屬相同的正構(gòu)烷烴的保留時間/min；z為揮發(fā)性物質(zhì)的碳原子數(shù)。

揮發(fā)性物質(zhì)含量按公式（2）計(jì)算：

式中：wi為揮發(fā)性物質(zhì)含量/（μg/g）；ms為內(nèi)標(biāo)物質(zhì)量/μg；Ai為揮發(fā)性物質(zhì)峰面積；As為內(nèi)標(biāo)物的峰面積；m0為佛手樣品質(zhì)量/g。

進(jìn)行3 次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，香氣物質(zhì)含量數(shù)據(jù)為取3 次實(shí)驗(yàn)平均值，再采用SAS 8.2進(jìn)行方差分析，根據(jù)Duncan的多范圍測試結(jié)果具有顯著性（P＜0.05）。

分析OAV大于1的化合物與2 種萃取方法間的相關(guān)性，采用Unscrambler 9.7進(jìn)行PLSR分析，PLSR的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行中心化與標(biāo)準(zhǔn)化（1/Sdev）處理，模型采用Full Cross-Validation進(jìn)行校正。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同萃取方法測定結(jié)果比較

采用HS-SPME和P&T分別萃取金佛手肉和金佛手皮的香氣物質(zhì)，經(jīng)過GC-MS檢測，結(jié)果如表1所示，2 種方法分別從金佛手肉和金佛手皮中共檢測出44 種和45 種香氣物質(zhì)。從金佛手肉中檢測出24 種萜烯類物質(zhì)、5 種醛類物質(zhì)、8 種醇類物質(zhì)、2 種烷烴類物質(zhì)、3 種酯類物質(zhì)和2 種酮類物質(zhì)。其中被2 種萃取方法都檢測出的有22 種，包括14 種萜烯類物質(zhì)（檸檬烯、α-蒎烯、β-蒎烯、反式石竹烯、月桂烯、γ-松油烯、異松油烯、香檸檬烯、沒藥烯、側(cè)柏烯、大根香葉烯等），4 種醇類物質(zhì)（香茅醇、香葉醇、芳樟醇、橙花醇），2 種醛類物質(zhì)（檸檬醛、香茅醛）、2 種烷烴類物質(zhì)（對傘花烴、4-異丙烯基甲苯）。其中有研究表明檸檬烯、γ-松油烯、α-蒎烯、β-蒎烯、香檸檬烯和芳樟醇是佛手精油中的主要香氣物質(zhì)[23]。

通過HS-SPME從金佛手肉中檢測出32 種香氣物質(zhì)，其中萜烯類物質(zhì)21 種、醛類物質(zhì)3 種、醇類物質(zhì)5 種、烷烴類物質(zhì)2 種、酯類物質(zhì)1 種。通過P&T從金佛手肉中檢測到34 種香氣物質(zhì)，其中萜烯類物質(zhì)17 種、醛類物質(zhì)4 種、醇類物質(zhì)7 種、酯類物質(zhì)2 種，烷烴類物質(zhì)2 種、酮類物質(zhì)2 種。可見HS-SPME能吸附更多微量的萜烯類物質(zhì)，如α-紫穗槐烯、δ-杜松烯、檜烯和雙環(huán)大根香葉烯等，這類物質(zhì)含量低，在金佛手整體香氣中主要起到修飾圓和作用。而P&T從金佛手肉中單獨(dú)檢測到的香氣物質(zhì)有橙花醛、正己醛、反-2-己烯醇、葉醇、乙酸甲酯、乙酸乙酯、甲基庚烯酮和β-紫羅蘭酮等。這是因?yàn)镻&T屬于動態(tài)頂空法，與靜態(tài)頂空相比對不同種類的物質(zhì)有更好的萃取效果。因此對新鮮水果做香氣成分分析時，可將HS-SPME和P&T 2 種方法共同使用，2 種方法均不會破壞水果的香氣成分，還能達(dá)到互補(bǔ)效果。

從金佛手皮中檢測出24 種萜烯類物質(zhì)、5 種醛類物質(zhì)、8 種醇類物質(zhì)、2 種烷烴類物質(zhì)、4 種酯類物質(zhì)和2 種酮類物質(zhì)。2 種萃取方法都從金佛手皮中檢測出的香氣物質(zhì)有22 種，香氣物質(zhì)的種類與金佛手肉的檢測結(jié)果相同，這與Venturini等[23]的研究結(jié)果相符，表明金佛手的果肉與表皮的香氣相似。通過HS-SPME和P&T分別從金佛手皮中檢測出32 種和35 種香氣物質(zhì)。此外，金佛手肉和金佛手皮在2 種方法處理下測得萜烯類物質(zhì)的含量極高，均占總量的92%以上，其中采用HS-SPME處理達(dá)96%。其次是醇類物質(zhì)和醛類物質(zhì)，而烷烴類、酮類和酯類物質(zhì)占比均不到1%。其中占主要比例的物質(zhì)為檸檬烯（占比大于46%）、γ-松油烯（占比大于27%）、β-蒎烯（占比大于3%）、反式石竹烯（大于1%）、異松油烯（1%～4%），結(jié)果與Shiota[24]、D?ng[25]、Zhao Xingjie[26]、Peng[27]、Wu Zhen[28]和Yang Jun[18]等基本相符。比較2 種方法對金佛手肉和金佛手皮的檢測結(jié)果，香氣物質(zhì)的種類和含量都十分相似，表明2 種萃取方法對金佛手皮和肉的主體香氣成分提取十分有效。

檢測結(jié)果的不同之處主要體現(xiàn)在兩點(diǎn)。一方面，金佛手肉的主要香氣成分（檸檬烯、γ-松油烯、石竹烯、異松油烯、香檸檬烯、α-松油醇、橙花醇、香葉醇和葉醇）的含量低于金佛手皮，而通過HS-SPME檢出的香氣物質(zhì)含量普遍高于P&T。這體現(xiàn)了金佛手皮的香氣強(qiáng)度可能大于金佛手肉，且HS-SPME的整體萃取效果更好。另一方面，一些高分子物質(zhì)（白菖烯、γ-杜松烯、莰烯、律草烯、乙酸香葉酯）僅在單組實(shí)驗(yàn)中被檢測出，這些物質(zhì)含量低，對香氣的影響較小。

表1 2 種不同的萃取方法對金佛手香氣物質(zhì)的鑒定及含量Table 1 Identification and quantification of odorous compounds detected in JFC by two different extraction methods

初步鑒定新鮮金佛手的特征香氣物質(zhì)是以檸檬烯、γ-松油烯和蒎烯為主的，具有明顯檸檬柑橘香氣特征的萜烯類化合物。金佛手中還有如月桂烯、石竹烯、異松油烯、檸檬醛、香茅醇、橙花醇、芳樟醇等具有木青氣息和花香的化合物。還不乏如香檸檬烯、大根香葉烯、沒藥烯、側(cè)柏烯和對傘花烴這樣的具有香檸檬和樹脂特征香氣的物質(zhì)。而HS-SPME和P&T 2種萃取方法能形成互補(bǔ)，HS-SPME對金佛手中的萜烯類物質(zhì)萃取效果更好，P&T則可以更有效地萃取出醇類和醛類等其他種類的物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)證明2 種方法在檢測新鮮果蔬香氣的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)更多的被共同使用。

2.2 GC-MS和GC×GC-qMS測定結(jié)果比較

表2 HS-SPME萃取金佛手香氣物質(zhì)通過GC×GC-qMS的檢測結(jié)果Table 2 Identification of volatile compounds extracted by HS-SPME from JFC by GC ×GC-qMS

采用與GC-MS相同的HS-SPME條件對金佛手肉和金佛手皮提取香氣化合物，用GC×GC-qMS分離鑒定金佛手的香氣物質(zhì)，對二維點(diǎn)陣圖逐點(diǎn)定性每一個檢出物，如表2所示，從金佛手肉和金佛手皮中分別檢測到43 種和40 種正反相似度均大于750的物質(zhì)。從金佛手肉中檢測到25 種萜烯類物質(zhì)、4 種醛類物質(zhì)、8 種醇類物質(zhì)、1 種烷烴類物質(zhì)、1 種酸類物質(zhì)、2 種酮類物質(zhì)、2 種酚類物質(zhì)。與GC-MS的檢測結(jié)果相符，主要成分是萜烯類物質(zhì)，比GC-MS的檢測結(jié)果（使用HS-SPME萃?。┒?1 種物質(zhì)，還檢測到了GC-MS沒有檢測到的酚類和酸類物質(zhì)。此外還檢測到如對傘花烴和β-紫羅蘭酮通過P&T法提取到的物質(zhì)，這可能是因?yàn)镚C×GC-qMS的分離能力強(qiáng)，儀器的檢出限更低，靈敏度更高。

從金佛手皮中檢測到26 種萜烯類物質(zhì)、2 種醛類物質(zhì)、8 種醇類物質(zhì)、2 種酯類物質(zhì)、1 種烷烴類物質(zhì)、1 種酮類物質(zhì)。金佛手肉和金佛手皮中都檢測到的物質(zhì)有25 種（α-蒎烯、β-蒎烯、月桂烯、石竹烯、L-檸檬烯、D-檸檬烯、γ-松油烯、α-側(cè)柏烯、異松油烯、莰烯、別羅勒烯、香檸檬烯、大根香葉烯、檸檬醛、香茅醛、芳樟醇、香茅醇、香葉醇、β-沒藥烯、樅油烯、4-松油烯醇、檸檬烯二醇和對傘花烴等）。與GC-MS結(jié)果比較發(fā)現(xiàn)共有19 種物質(zhì)被反復(fù)多次檢測出來，如表3所示。這些物質(zhì)在所有實(shí)驗(yàn)中均被檢測到，在GC-MS檢測結(jié)果中含量高達(dá)（96±3）%，在GC×GC-qMS檢測結(jié)果中正反相似度超過800。

表3 GC-MS和GC×GC-qMS共同檢測到的物質(zhì)Table 3 Volatile compounds detected by both GC-MS and GC ×GC-qMS

由上可知，相同預(yù)處理?xiàng)l件下，GC×GC-qMS至少能比GC-MS多檢測鑒定出7 種有效物質(zhì)，2 種色譜柱能共同檢測出的物質(zhì)有19 種（檸檬烯、α-蒎烯、β-蒎烯、月桂烯、檸檬醛、香茅醛、芳樟醇和香葉醇等）。利用GC×GC-qMS強(qiáng)大的定性能力對GC-MS的分析結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證核實(shí)，能準(zhǔn)確檢測出金佛手中的香氣物質(zhì)，排除因一維峰的拖尾現(xiàn)象導(dǎo)致的誤差，提高分析研究的準(zhǔn)確性。因此GC×GC-qMS應(yīng)被更普遍地運(yùn)用到香氣分析中，與GC-MS組合應(yīng)用能減少檢測誤差。

2.3 關(guān)鍵揮發(fā)性香氣物質(zhì)的鑒定

僅通過香氣物質(zhì)的含量無法準(zhǔn)確反映其對于金佛手香氣的貢獻(xiàn)程度，因此引入OAV探究金佛手中關(guān)鍵的揮發(fā)性香氣物質(zhì)。OAV大于1的物質(zhì)對香氣貢獻(xiàn)明顯，且OAV越大對香氣貢獻(xiàn)程度越高，但OAV小于1的物質(zhì)并非對香氣不起作用，這些物質(zhì)往往起協(xié)香作用[30]。

表4 金佛手中揮發(fā)性物質(zhì)的OAV（OAV＞1）Table 4 OAVs of volatile compounds identified in the pulp and skin of finger citron fruits

對GC-MS的檢測結(jié)果計(jì)算OAV，如表4所示，共有23 種物質(zhì)OAV大于1，被認(rèn)為是金佛手香氣的關(guān)鍵組分，其中有18 種物質(zhì)OAV大于10，有10 種物質(zhì)OAV大于100，而檸檬烯、異松油烯、芳樟醇的OAV超過1000。這些物質(zhì)可被認(rèn)為是金佛手中必不可少的香氣物質(zhì)。這些物質(zhì)的香氣特征可分為2 大類，一類是以檸檬烯、檸檬醛、橙花醛和甲基庚烯酮為代表的具有明顯檸檬特征的果香和青香；另一類是以α-蒎烯、β-蒎烯、γ-松油烯、異松油烯、芳樟醇、香茅醛為代表的具有強(qiáng)烈萜類物資特征的木青氣息、花香和藥草香氣?？芍鸱鹗值闹黧w香韻為柑橘氣息、木青氣息、藥草香和果香。

圖1 2 種萃取方法（A）及果皮、果肉（B）與23 種香氣物質(zhì)（OAV＞1）之間的相關(guān)性Fig. 1 An overview of the variation found in the mean data of 23 aroma compounds with odor activity values (OAVs) greater than 1 from the partial least squares regression (PLSR) correlation loading plots for two extraction methods (A) and the flesh and peel of finger citron fruits (B)

為進(jìn)一步明確2 種萃取方法對金佛手香氣物質(zhì)的萃取效果，以及金佛手肉和金佛手皮間香氣組分的差異，采用PLSR模型對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行相關(guān)性分析。

以HS-SPME和P&T檢測到的23 種OAV大于1的香氣物質(zhì)作為X變量，以2 種萃取方法作為Y變量，生成PLSR的相關(guān)性載荷圖如圖1A所示。2 個橢圓分別表示50%（?。┖?00%（大）的方差貢獻(xiàn)率，位于2 個橢圓之間的物質(zhì)均與2 種萃取方法具有良好的相關(guān)性。由圖1A可知，X變量的貢獻(xiàn)率為98%，Y變量的貢獻(xiàn)率為99%，表明該P(yáng)LSR模型能較好地解釋樣本提供的信息。圖1的右上角在“P&T”周圍的物質(zhì)有正己醛（C13）、橙花醛（C12）、葉醇（C16）、正辛醇（C17）、甲基庚烯酮（C23）、檸檬醛（C11），表明采用P&T法能有效提取出此類低沸點(diǎn)化合物。而在左下角“HS-SPME”周圍的物質(zhì)有β-蒎烯（C4）、檸檬烯（C5）、β-水芹烯（C7）、α-蒎烯（C1）、辛酸乙酯（C22）、月桂烯（C3）、α-松油醇（C18）、γ-松油烯（C6），表明HSSPME能更有效地提取出金佛手中的萜烯類物質(zhì)。

以金佛手肉和金佛手皮中檢測到的23 種OAV大于1的物質(zhì)作為X變量，以金佛手肉和金佛手皮作為Y變量，生成PLSR的相關(guān)性載荷圖如圖1B所示。2 個橢圓分別表示50%（?。┖?00%（大）的方差貢獻(xiàn)率，位于2 個橢圓之間的風(fēng)味物質(zhì)均與金佛手肉和金佛手皮具有良好的相關(guān)性。由圖1B可知，X變量的貢獻(xiàn)率為98%和Y變量的貢獻(xiàn)率為71%，表明該P(yáng)LSR模型能較好的解釋樣本提供的信息。香氣物質(zhì)全都分散在“金佛手皮”一側(cè)可能說明金佛手皮的香氣強(qiáng)度更大，此外帶有明顯木青氣息的異松油烯（C8）、石竹烯（C2）和具有玫瑰特征花香的香茅醇（C15）與金佛手皮相關(guān)性最高，表明這些物質(zhì)是區(qū)別金佛手皮與肉的香氣特征的關(guān)鍵。

綜上所述，通過引用OAV確定對于金佛手香氣貢獻(xiàn)最大的揮發(fā)性化合物有23 種，依次為α-蒎烯、β-蒎烯、檸檬烯、反式石竹烯、異松油烯、γ-松油烯、β-水芹烯、月桂烯、香茅醛、檸檬醛、正己醛、橙花醛、乙醛、芳樟醇、香茅醇、香葉醇、葉醇、α-松油醇、橙花醇、正己醇、對傘花烴、辛酸乙酯和甲基庚烯酮。主要是萜烯類物質(zhì)、醛類物質(zhì)和醇類物質(zhì)，其中檸檬烯、異松油烯和芳樟醇的OAV超過1000。通過建立PLSR模型得到：HS-SPME可更有效地萃取出金佛手中的萜烯類物質(zhì)而P&T能夠萃取到金佛手中低沸點(diǎn)的醇類和醛類物質(zhì)。其次金佛手肉的香氣強(qiáng)度大于金佛手皮，且區(qū)別于金佛手肉的關(guān)鍵香氣組分是異松油烯、香茅醇、石竹烯。確定了金佛手的香氣特征為具有較強(qiáng)烈木青氣息和藥草香的似檸檬的氣息。

3 結(jié) 論

HS-SPME和P&T 2 種提取方法能互相彌補(bǔ)，HSSPME能更有效地萃取出金佛手中的萜烯類物質(zhì)，P&T則可以更有效地檢測到金佛手中的醇類和醛類等低沸點(diǎn)物質(zhì)，2 種方法應(yīng)被共同使用到新鮮果蔬香氣的研究中。此外相同預(yù)處理?xiàng)l件下用GC×GC-qMS至少比GC-MS多檢測鑒定出7 種有效物質(zhì)，2 種色譜柱能夠共同檢測出的物質(zhì)有19 種。利用GC×GC-qMS強(qiáng)大的分離能力可排除一些因一維峰的拖尾現(xiàn)象導(dǎo)致的誤差來提高分析研究的準(zhǔn)確性，GC×GC-qMS與GC-MS組合應(yīng)用能有效減少檢測誤差。通過引用OAV并建立PLSR模型明確了對于金佛手香氣貢獻(xiàn)較大的香氣物質(zhì)為α-蒎烯、β-蒎烯、檸檬烯、石竹烯、異松油烯、γ-松油烯、β-水芹烯、月桂烯、香茅醛、檸檬醛、己醛、橙花醛、乙醛、芳樟醇、香茅醇、香葉醇、葉醇、α-松油醇、橙花醇、己醇、對傘花烴、辛酸乙酯和甲基庚烯酮，并確定金佛手的香氣特征為具有較強(qiáng)烈木青氣息和藥草香的似檸檬的柑橘氣息，其中OAV大于1000的檸檬烯、異松油烯和芳樟醇是重中之重。其次金佛手皮的香氣強(qiáng)度高于金佛手肉，且金佛手皮中區(qū)別于金佛手肉的關(guān)鍵香氣組分是異松油烯、香茅醇、石竹烯。

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Multidimensional Analysis of Odorous Compounds in Finger Citron Fruit (Citrus medica L. var. sarcodactylis Swingle) and Identification of Key Aroma Compounds

SONG Shiqing1, TONG Yanzun1, FENG Tao1,*, ZHU Jiancai1, WANG Yifei1, SUN Min1, YAO Lingyun1, XU Zhimin2
(1. School of Perfume and Aroma Technology, Shanghai Institute of Technology, Shanghai 201418, China;2. Department of Food Science, Louisiana State University, Baton Rouge 70802, USA)

Odorous compounds in the pulp and skin of finger citron fruits were analyzed by headspace solid-phase microextraction (HS-SPME) and purge and trap (P&T) with Tenax TA absorbent. A total of 44 and 45 odorous compounds were detected from the flesh (A) and peel (B) of Jinghua-grown finger citron (JFC) by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS), respectively. The results showed that HS-SPME and P&T method could be used complementarily in the identification of odorous compounds in finger citron fruits. Furthermore, 43 and 40 odorous compounds with high similarity were extracted by HS-SPME from A and B and detected by comprehensive two-dimensional gas chromatography combined with quadrupole-mass spectrometry (GC × GC-qMS), respectively. Additionally, there are 23 odorous compounds with odor activity value (OAV) ＞ 1. The major contributors to JFC aroma were identified as limonene, linalool, terpinolene,α-pinene, β-pinene, myrcene, γ-terpinene, ethyl octanoate, geraniol, citral, leaf alcohol, etc. by partial least squares regression(PLSR).

fresh finger citron; odorous compounds; headspace solid-phase microextraction (HS-SPME); purge and trap(P&T); partial least squares regression (PLSR); comprehensive two-dimensional gas chromatography (GC × GC)

DOI∶10.7506/spkx1002-6630-201724015

TS255.1

A

1002-6630（2017）24-0094-07

宋詩清, 童彥尊, 馮濤, 等. 金佛手香氣物質(zhì)的多維分析及其特征香氣物質(zhì)的確定[J]. 食品科學(xué), 2017, 38(24): 94-100.

10.7506/spkx1002-6630-201724015. http://www.spkx.net.cn

SONG Shiqing, TONG Yanzun, FENG Tao, et al. Multidimensional analysis of odorous compounds in finger citron fruit(Citrus medica L. var. sarcodactylis Swingle) and identification of key aroma compounds[J]. Food Science, 2017, 38(24)∶94-100. (in Chinese with English abstract) DOI∶10.7506/spkx1002-6630-201724015. http∶//www.spkx.net.cn

2017-03-12

國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（31371736）

宋詩清（1982—），女，副教授，博士，研究方向?yàn)槭称凤L(fēng)味化學(xué)。E-mail：sshiqingg@163.com

*通信作者：馮濤（1978—），男，教授，博士，研究方向?yàn)槭称凤L(fēng)味化學(xué)。E-mail：fengtao@sit.edu.cn