徐飛 李俄艷 初眾 張彥軍

摘? 要? 為選擇適宜的香莢蘭浸膏萃取條件，采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，以固相微萃取樣品處理量、萃取溫度和萃取時(shí)間三個(gè)條件分析各萃取條件對(duì)香莢蘭浸膏風(fēng)味組分、面積及含量的影響。結(jié)果表明：在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)香莢蘭浸膏最佳萃取條件為萃取樣品添加量2.0 g、萃取溫度80 ℃、萃取時(shí)間25 min。最佳條件下香莢蘭浸膏鑒定出匹配度90以上的化合物45種，此條件下總化合物面積（×1011）及香蘭素面積（×1010）最高分別為1.04±0.09、6.99±0.46，匹配度90以上化合物占總化合物相對(duì)百分含量的90.24%;香莢蘭中主要化合物醛類百分含量占總化合物相對(duì)百分含量的72.03%。

關(guān)鍵詞? 頂空固相微萃取;氣相色譜-質(zhì)譜;香莢蘭浸膏;風(fēng)味組分

中圖分類號(hào)? TQ654.2? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? A

香莢蘭（Vanilla planifolia Andrews），又名香草蘭、香子蘭，典型的熱帶多年生攀緣藤本植物，素有“食品香料之王”的美譽(yù)[1]，是世界上使用最廣泛的調(diào)香原料之一[2]，其發(fā)酵后的豆莢形成的獨(dú)特香味是人工合成香料無法比擬的[3]。香莢蘭豆莢可直接使用，但其芳香成分無法較好的釋放到其他產(chǎn)品中[4]，所以經(jīng)常利用的是香莢蘭浸膏、酊劑等提取物。香莢蘭浸膏是經(jīng)有機(jī)溶劑浸提后，再次濃縮所得產(chǎn)物，既保留香莢蘭獨(dú)有風(fēng)味又不含有植物組織。因此，工業(yè)上一般采用溶劑浸提制備香莢蘭浸膏，將其應(yīng)用在高級(jí)食品、醫(yī)藥、化妝品、保健品等產(chǎn)品中[5]。

目前，浸膏提取主要采用水蒸氣[6-7]、溶劑提取[8-9]、超臨界萃取[10]、微波萃取[11]、超聲提取[12]等。國(guó)內(nèi)外對(duì)浸膏研究較多，主要集中在浸膏提取工藝優(yōu)化、浸膏揮發(fā)性成分分析、浸膏功能特性研究等方面。張玲等[13]以無水乙醇為浸提劑，采用Box-Behnken響應(yīng)面優(yōu)化浸提工藝，提取菠蘿蜜芳香浸膏并進(jìn)行風(fēng)味分析。孫銘憶等[14]選取化學(xué)指標(biāo)結(jié)合藥效學(xué)指標(biāo)，通過模糊層次分析法賦權(quán)，優(yōu)選出復(fù)方黃芪水浸膏的提取工藝路線。徐飛等[5]采用有機(jī)溶劑法對(duì)香莢蘭浸膏進(jìn)行精制，通過電子鼻、感官評(píng)定確定最佳溶劑，以主要化合物含量?jī)?yōu)化溶劑比例及萃取次數(shù)，利用氣相色譜-質(zhì)譜法檢測(cè)浸膏精制前后揮發(fā)性成分相對(duì)含量。關(guān)體青等[15]采用在線裂解-氣相色譜-質(zhì)譜（Py-GC- MS）聯(lián)用技術(shù)對(duì)天然香料秘魯浸膏的熱裂解行為及產(chǎn)物進(jìn)行研究，分別在300、600、900 ℃對(duì)秘魯浸膏進(jìn)行熱裂解，并對(duì)裂解產(chǎn)物進(jìn)行定量和定性分析。但目前關(guān)于頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用分析香莢蘭浸膏風(fēng)味組分的研究鮮見報(bào)道。

香莢蘭浸膏是香莢蘭豆莢經(jīng)過無水乙醇提取后濃縮產(chǎn)物，保留了香莢蘭豆莢的主要風(fēng)味組分，但其風(fēng)味組分及含量是否受到固相微萃取條件的影響仍尚未明確。為了明確香莢蘭浸膏中的主要風(fēng)味組分及含量，本研究以無水乙醇常溫浸提后減壓濃縮制備的香莢蘭浸膏為原料，采用頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)分析不同的萃取條件對(duì)香莢蘭浸膏的風(fēng)味組分及含量的影響，明確香莢蘭浸膏風(fēng)味組分及相對(duì)含量。

1? 材料與方法

1.1? 材料

香莢蘭浸膏，中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院香料飲料研究所自制。C7～C30 正構(gòu)烷烴標(biāo)準(zhǔn)品，上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司。

50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭，上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司;電子分析天平，美國(guó)Ohaus公司;7890A-5975C氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國(guó)安捷倫公司;DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，鞏義市予華儀器有限公司;手動(dòng)固相微萃取裝置，美國(guó)Supeleo公司。

1.2? 方法

1.2.1? 香莢蘭浸膏的制備? 準(zhǔn)確稱取450 g香莢蘭粉末（過20目篩）于多功能真空濃縮機(jī)中，加入10 L體積分?jǐn)?shù)80%的乙醇溶液室溫[（26±1） ℃]浸提40 d，減壓回收乙醇至乙醇不再蒸出為止，即得香莢蘭浸膏。

1.2.2? 香莢蘭浸膏處理?xiàng)l件? 以香莢蘭浸膏中香蘭素及總化合物面積為優(yōu)化條件，分別稱取不同質(zhì)量的香莢蘭浸膏（0.1、0.5、1.0、1.5、2.0 g）于15 mL固相微萃取瓶中，50 ℃平衡20 min，DVB/CAR/PDMS萃取頭振蕩萃取20 min后于250 ℃進(jìn)樣口解析附。優(yōu)化得到香莢蘭浸膏添加量后分別進(jìn)行溫度、時(shí)間條件處理，溫度梯度為（40、50、60、70、80 ℃）、時(shí)間梯度為（10、15、20、25、30 min），每組樣品3個(gè)平行。

1.2.3? 香莢蘭浸膏風(fēng)味組分分析? 色譜條件為：DB-5MS毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm，0.25 mm）;進(jìn)樣口溫度250 ℃，初始溫度40 ℃，以3 ℃/min的速率升溫至90 ℃，再以1.5 ℃/min的速率升溫至140 ℃，最后以4 ℃/min的速率升溫至220 ℃并保持0 min，最終溫度為250 ℃，后運(yùn)行時(shí)間2 min;載氣為氦氣，流速1 mL/min，不分流進(jìn)樣。

質(zhì)譜條件：電離方式EI; 電子能量70 eV;離子源溫度250 ℃;傳輸線溫度280 ℃;連接口溫度250 ℃;電子倍增電壓1200 V;掃描方式：全掃描;質(zhì)量掃描范圍m/z 30～300。

1.3? 數(shù)據(jù)處理

固相微萃取的樣品處理量、萃取溫度、萃取時(shí)間下風(fēng)味組分及相對(duì)含量數(shù)據(jù)處理通過NIST 14譜庫結(jié)合保留指數(shù)定性，選擇與譜庫中化合物相似度高于90（最大值100）的組分鑒定結(jié)果，結(jié)果以峰面積百分比表示風(fēng)味組分的相對(duì)含量。數(shù)據(jù)采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，使用SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差統(tǒng)計(jì)分析。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 固相微萃取的樣品處理量對(duì)香莢蘭浸膏風(fēng)味組分的影響

固相微萃取香莢蘭浸膏樣品各處理?xiàng)l件（0.1、0.5、1.0、1.5、2.0 g）下的風(fēng)味組分見表1。匹配度90以上的化合物共鑒定出37種，固相微萃取樣品不同處理量條件下鑒定出香莢蘭浸膏風(fēng)味組分含量分別為78.23%、77.02%、77.53%、77.02%、80.53%。香莢蘭浸膏中含有醛類化合物4種，種類不多，但百分含量較高，各處理量條件下醛類化合物峰面積百分比均為51.26%以上;酯類化合物25種，種類較多，占化合物種類的68%以上，其峰面積占總化合物峰面積的11.43%～18.81%;此結(jié)果與董智哲等[16]固相微萃取分析香莢蘭中的揮發(fā)性成分具有較大區(qū)別，董智哲等的研究表明香莢蘭豆莢中醛類化合物種類16種，酯類2種，而本研究的浸膏中匹配度90以上的醛類有4種，酯類達(dá)到25種，對(duì)應(yīng)的百分含量也有增加。這可能是由于萃取頭及樣品形態(tài)不同，以致結(jié)果存在一定差異。酯類是芳香物質(zhì)的主要載體，酯類物質(zhì)種類的增多也進(jìn)一步說明了提取后的香莢蘭浸膏香味更為濃郁、獨(dú)特。醇類化合物4種，醇類化合物占總化合物百分含量1.41%～1.64%;酚類化合物3種，酚類化合物占總化合物百分含量5.49%～6.80%;醚類化合物1種，醚類化合物占總化合物百分含量0.39%～ 0.47%。從固相微萃取的樣品處理量對(duì)香莢蘭浸膏風(fēng)味組分分析得到，匹配度90以上化合物百分含量占到77.02%以上，有效地反應(yīng)了香莢蘭浸膏中主要的風(fēng)味物質(zhì)組成。香莢蘭浸膏中醛類化合物種類不多，但百分含量較高，占據(jù)了總化合物百分含量的51.26%以上，與董智哲等[16]文獻(xiàn)中醛類化合物占總化合物百分含量結(jié)果一致。而酯類化合物種類較多，是香莢蘭浸膏中的主要化合物種類，酚類與醇類化合物百分含量不高，但對(duì)浸膏中香味也具有一定的貢獻(xiàn)。

由表1可知，鑒定出匹配度90以上的香莢蘭浸膏風(fēng)味種類隨萃取量的增加而增加（分別為27、29、29、31、31種）。表1顯示固相微萃取樣品不同處理量條件下香蘭素的相對(duì)含量均占總含量的42.79%以上，可見香蘭素是香莢蘭浸膏中的主要風(fēng)味組分。固相微萃取樣品不同處理量條件下化合物總面積、香蘭素總面積（×1010）最大分別為3.21±0.08、1.49±0.05，此時(shí)香莢蘭浸膏添加量為2.0 g。香蘭素百分含量表示香蘭素占所有化合物的百分比，而面積的大小表示化合物含量的多少，因此以香蘭素總面積及化合物總面積為標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化最佳萃取添加量。綜上分析，香莢蘭浸膏添加量為2.0 g時(shí)萃取得到化合物最多，總面積最高，香蘭素含量最高。在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)香莢蘭浸膏添加量為2.0 g時(shí)萃取效果最好。

2.2? 固相微萃取溫度對(duì)香莢蘭浸膏風(fēng)味組分的影響

在固相微萃取香莢蘭浸膏樣品處理量為2.0 g，萃取時(shí)間為20 min，固相微萃取不同溫度條件下（40、50、60、70、80 ℃）的香莢蘭浸膏風(fēng)味組分見表2。共鑒定出匹配度90以上的化合物60種，固相微萃取不同溫度條件下鑒定出的香莢蘭浸膏風(fēng)味組分含量分別為74.24%、80.25%、80.68%、86.08%、89.65%。不同溫度處理?xiàng)l件下香莢蘭浸膏風(fēng)味組分分析可見匹配度90以上化合物百分含量占74.24%以上，能有效地反應(yīng)出香莢蘭浸膏中的主要風(fēng)味組分。香莢蘭浸膏中含有醛類5種，固相微萃取不同處理溫度下醛類化合物峰面積占總化合物的45.50%～73.39%;酯類化合物40種，種類最多，占匹配度90以上化合物種類的67%，酯類化合物占總化合物百分含量10.75%～21.18%;醇類化合物4種，占總化合物百分含量0.49%～1.41%;酚類化合物4種，酚類化合物占總化合物百分含量2.21%～7.07%;醚類化合物1種，醚類化合物占總化合物百分含量0～0.85%;酸類化合物2種，酸類化合物占總化合物百分含量0～0.19%;酮類化合物1種，酮類化合物占總化合物百分含量0～0.09%;烯烴化合物1種，烯烴類化合物占總化合物百分含量0～0.03%;烷烴化合物2種，烷烴類化合物占總化合物百分含量0～0.06%。香莢蘭浸膏中醛類化合物占總化合物百分含量的45.50%以上。酯類化合物種類較多，其他化合物百分含量不高，但均參與了香莢蘭浸膏中香味貢獻(xiàn)。

由表2可見，固相微萃取溫度對(duì)香莢蘭浸膏風(fēng)味組分分析得到，萃取不同溫度處理?xiàng)l件下種類逐漸增加分別為（25、32、39、44、49種），說明溫度對(duì)香莢蘭浸膏風(fēng)味組分的影響比萃取樣品處理量的影響更為顯著。萃取溫度在60、70、80 ℃時(shí)，香蘭素的相對(duì)含量逐步增加，80 ℃香莢蘭浸膏相對(duì)百分含量最高為68.95%。此研究結(jié)果與董智哲[17]研究香莢蘭萃取溫度條件結(jié)果一致，但化合物差別較大，香莢蘭中芳香族化合物較多，而浸膏中酯類及醛類化合物較多。萃取不同溫度處理?xiàng)l件下總化合物面積、香蘭素面積（×1010）最高分別為9.24±0.48、6.38±0.46，此時(shí)萃取溫度為80 ℃。綜上所述，固相微萃取溫度為80 ℃時(shí)總化合物面積、香蘭素面積、百分含量及化合物種類均最高。因此，篩選得到最優(yōu)萃取溫度為80 ℃。

2.3? 固相微萃取時(shí)間對(duì)香莢蘭浸膏風(fēng)味組分含量的影響

在固相微萃取香莢蘭樣品處理量為2.0 g，萃取溫度為80 ℃條件下，萃取不同時(shí)間處理?xiàng)l件（10、15、20、25、30 min）的香莢蘭浸膏風(fēng)味組分見表3。共鑒定出匹配度90以上的化合物62種，固相微萃取不同時(shí)間處理?xiàng)l件下鑒定出的香莢蘭浸膏風(fēng)味組分含量分別為88.68%、87.17%、89.68%、90.24%、90.81%。萃取不同時(shí)間條件下香莢蘭浸膏風(fēng)味組分分析可見匹配度90以上化合物百分含量占86.68%以上，說明萃取時(shí)間對(duì)香莢蘭浸膏的風(fēng)味組分含量影響較大。

固相微萃取不同時(shí)間處理?xiàng)l件下香莢蘭浸膏中含有醛類6種，醛類化合物分別占總化合物含量為71.22%～73.39%;酯類化合物35種，種類較多，占匹配度90以上的化合物種類的56%;此研究結(jié)果與谷風(fēng)林[18]研究的香莢蘭風(fēng)味組分具有較大區(qū)別，香莢蘭中芳香族化合物較多，酯類化合物較少，而浸膏中酯類化合物最多，這可能是由于香莢蘭提取過程中醇跟羧酸或含氧無機(jī)酸生成酯，酯類物質(zhì)具有濃郁的果香，這與浸膏中香味比原豆莢濃郁具有較大關(guān)系。酯類化合物占總化合物含量12.23%～14.43%;醇類化合物5種，醇類化合物占總化合物含量0.47%～ 0.94%;酚類化合物4種，酚類化合物占總化合物含量1.95%～ 2.28%;醚類化合物1種，占總化合物含量0～ 0.79%;酸類化合物6種，酸類化合物占總化合物含量0.10%～0.38%;酮類化合物1種，酮類化合物占總化合物含量0.08%～0.13%;烯烴類化合物1種，烯烴類化合物占總化合物化合物含量0.03%;烷烴類化合物3種，烷烴類化合物占總化合物含量0～0.06%;香莢蘭浸膏中醛類化合物占總化合物含量的71.22%以上。

以上結(jié)果說明固相微萃取樣品處理量、萃取溫度，萃取時(shí)間對(duì)香莢蘭浸膏的風(fēng)味組分具有一定的影響，且香莢蘭浸膏中的主要化合物醛類達(dá)到了71.22%以上。說明此條件下已萃取出香莢蘭浸膏中的大部分主要風(fēng)味物質(zhì)。

由表3可見，隨著固相微萃取時(shí)間的增加化合物種類先增加后減少（分別為45、48、49、45、45種），固相微萃取不同時(shí)間條件下總化合物面積（×1011）、香蘭素面積（×1010）最高分別為1.04±0.09、6.99±0.46，此條件下萃取時(shí)間為25 min。雖然萃取浸膏20 min時(shí)化合物種類最多，但香莢蘭浸膏中主要化合物為香蘭素，其占總化合物含量為67%～69%，因此香蘭素的面積大小能直接反映香蘭素含量的多少，以香莢蘭浸膏中化合物總面積及香蘭素面積為判斷標(biāo)準(zhǔn)，香蘭素及總化合物面積均顯示25 min時(shí)面積最大，含量最多。綜上所述，在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)篩選優(yōu)化得到萃取時(shí)間在25 min為固相微萃取香莢蘭最佳萃取時(shí)間。

3? 討論

通過頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析不同萃取條件下香莢蘭浸膏的風(fēng)味組分及含量的影響。結(jié)果表明，固相微萃取時(shí)間、萃取溫度、萃取處理量均對(duì)香莢蘭浸膏的風(fēng)味組分及含量具有一定的影響，其中優(yōu)化三者條件下鑒定出的匹配度90以上的化合物種類分別為62、60、37種，含量分別為87.17%～90.81%、74.24%～ 89.65%、77.02%～80.53%;醛類化合物含量三者分別為71.22%～73.39%、45.50%～73.39%、51.26%～58.33%;酯類及醛類種類分別為35、6種，40、5種，25、4種;以上分析說明固相微萃取時(shí)間對(duì)風(fēng)味物質(zhì)的組分及含量影響最大，其次是萃取溫度和萃取量。以各萃取處理?xiàng)l件下總化合物、香蘭素峰面積為優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)，篩選得到香莢蘭浸膏萃取固相微樣品處理量為2.0 g，萃取溫度80 ℃，萃取時(shí)間25 min時(shí)，匹配度90以上的化合物種類相對(duì)較多（45種），此條件下萃取得到化合物面積（×1011）及香蘭素面積（×1010）最高（1.04±0.09、6.99±0.46）、香莢蘭中主要化合物醛類百分含量占總化合物相對(duì)百分含量的72.03%。綜上分析得到萃取香莢蘭浸膏的固相微最優(yōu)條件為樣品添加量2.0 g、萃取溫度80 ℃、萃取時(shí)間25 min。

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