林史珍， 杜方敏， 林良靜， 黃子蘊， 石家琦， 高向陽，3

（1.華南農業(yè)大學醫(yī)院藥劑科，廣東廣州 510642；2.華南農業(yè)大學食品學院廣東省功能食品活性物重點實驗室，廣東廣州 510642；3.華農（潮州）食品研究院有限公司，廣東潮州 521000）

苦杏仁（Semen Armeniacae Amarum）是薔薇科（Rosaceae）植物山杏（Prunus armeniaca L.var.ansu Maxim）、西伯利亞杏（Prunus sibirica L.）、東北杏[Prunus mandshurica（Maxim.）Koehne]或杏（Prunus armeniaca L.）的干燥成熟種子，具有降氣止咳平喘、潤腸通便的功效，是一種傳統中藥[1]。目前判別苦杏仁變質與否的方法主要是傳統感官鑒別和理化測定法，兩者具有主觀性強和操作繁瑣等局限性。其氣味與物質基礎直接關聯，張麗美等[2]、回瑞華等[3]分析了苦杏仁的揮發(fā)油成分，共鑒定出18種化學成分；拱健婷[4]采用留樣和加速試驗結合感官、氣味的方法建立了加速破壞的模型。國內外學者雖對其化學成分和藥理作用以及苦杏仁中揮發(fā)性脂肪油成分進行過研究，但對苦杏仁在變質過程中揮發(fā)性成分變化的研究報道尚少。

近年來，氣相離子遷移譜（GC-IMS）技術整合了氣相色譜和離子色譜在分離和檢測方面的優(yōu)勢，形成高分離度、高靈敏度、分析高效和操作簡便等優(yōu)點的氣體快檢技術，逐漸應用于食品、化學領域。其中在植物油分類鑒偽[5，6]、飲料風味分析鑒別[7]方面都有較高的可行性。但尚未見其應用于中藥材質控方面。

本研究采用GC-IMS技術監(jiān)測高溫高濕加速破壞條件下苦杏仁中的揮發(fā)性物質的變化情況，探究貯存過程苦杏仁揮發(fā)性物質的變化規(guī)律，以期建立苦杏仁貯存過程中的質量評價新方法，現將研究結果報道如下。

1 材料與方法

1.1 實驗材料 苦杏仁樣品購買于康美藥業(yè)股份有限公司（批號為180601391）。

1.2 實驗儀器 1H1-00105 FlavourSpec?風味分析儀為德國海能儀器公司產品；FUSE 15A種子老化箱為浙江托普儀器有限公司產品；SMZ-T4連續(xù)變倍體視顯微鏡為重慶奧特光學儀器有限公司產品。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品前處理 將苦杏仁樣品在溫度35℃、濕度80%分別放置3、4 d，每個樣品做2個平行。每個平行樣品分別準確稱取2 g（精確到0.01 g），置于20 mL頂空進樣瓶中，80℃孵育15 min，進樣。

1.3.2 GC-IMS條件 系統條件：色譜柱FS-SE-54-CB-1 15 m ID：0.53 mm，柱溫60℃，載氣/漂移氣為氧氣，IMS溫度45℃，孵育時間15 min，孵育溫度80℃，進樣針溫度85℃，孵化轉速500 r/min，進樣量500 μL。氣相色譜條件：E1（漂移氣流速）150 mL/min，E2（氣象載氣流速）0～2 min 2 mL/min，15 min 20 mL/min，20 min 100 mL/min，25 min 120 mL/min。

1.4 數據處理 通過儀器自帶軟件Reporter插件、Gallery Plot插件、動態(tài)主成分分析PCA、GC×IMS Library Search等進行分析。

2 結果

2.1 主成分分析 選取未處理的和高溫高濕條件下放置3、4 d的苦杏仁樣品所有揮發(fā)性化合物的信號峰進行PCA分析，以檢測樣品間揮發(fā)性物質是否有顯著性差異，結果如圖1所示。

圖1 不同放置時間苦杏仁揮發(fā)性物質的PCA分析Figure 1 PCA analysis of volatile components from Semen Armeniacae Amarum at different storage time

從圖1的PCA分析中可看出平行樣品兩兩聚到一起，且不同樣品完全區(qū)分開，說明實驗平行效果良好。3個樣品在揮發(fā)性有機物組成上呈現出差異性，其中未處理和高溫高濕條件下放置3 d的苦杏仁樣品距離較為靠近，它們均與高溫高濕下放置4 d的苦杏仁樣品相距較遠，說明高溫高濕下放置4 d的苦杏仁樣品與未處理樣品、高溫高濕條件下放置3 d的樣品揮發(fā)性物質組成上差異較大。

2.2 不同處理條件下苦杏仁揮發(fā)性物質指紋圖譜 利用FlavourSpec?系統自帶的LAV軟件內置的Gallery Plot插件框選所有揮發(fā)性物質信號峰，形成各樣品指紋圖譜進行對比。如圖2所示（圖中每一行代表一個樣品中選取的全部信號峰圖，每一列代表同一揮發(fā)性物質在不同樣品中的信號峰）。

圖2 不同放置時間苦杏仁揮發(fā)性物質指紋圖譜比較Figure 2 Comparison of volatile components fingerprints of Semen Armeniacae Amarum at different storage time

指紋譜圖中從上到下依次是未處理樣品、高溫高濕條件下放置3、4 d的苦杏仁樣品，每個樣品2個平行，顏色越深說明該揮發(fā)性物質含量越高。由圖2可以明顯看出高溫高濕下放置4 d的苦杏仁樣品較未處理和處理3 d的苦杏仁樣品的揮發(fā)性物質顯著減少。不同放置時間的樣品都含有其特有的揮發(fā)性化合物，樣品組間呈現出差異性。根據各樣品的揮發(fā)性物質種類和濃度進行相似度分析，結果見表1。組內相似度都高于85%，高溫高濕下放置3 d與未處理的樣品相似度為67%，放置4 d與未處理的樣品相似度降為45%，由此可見高溫高濕下隨著放置時間的延長，樣品的揮發(fā)性物質差異逐漸增大。

表1 不同放置時間苦杏仁揮發(fā)性物質相似度分析Table 1 Analysis of similarity of volatile components inSemen Armeniacae Amarum at different storage time （p/%）

2.3 苦杏仁揮發(fā)性物質分類 根據上述對苦杏仁揮發(fā)性物質指紋圖譜及其相似度的分析，應用FlavourSpec?中GC-IMS Library Search軟件內置的NIST和IMS數據庫對苦杏仁的揮發(fā)性物質進行定性并對鑒定出的物質按類別進行歸類，結果見表2。

從表2可以看出，在高溫高濕條件下，隨著放置時間的延長，苦杏仁樣品中酯類物質中乳酸乙酯、戊酸乙酯、己酸甲酯、乙酸丁酯呈現先上升后下降趨勢，其他酯類物質含量，如具有水果香味的乙酸乙酯和乙酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸丁酯、γ-丁內酯均呈現下降趨勢，其中乙酸乙酯含量減少了78%，乙酸丙酯減少了98%，這也解釋了苦杏仁存放過程中出現的“走油”現象。醇類物質中2-甲基丙醇呈現微下降而后又上升的趨勢外，其他醇類物質如乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇等含量均呈現上升趨勢，其中2-甲基丙醇含量增加了5.9倍，異丁醇含量增加了2.8倍。醇類化合物一般來自碳水化合物、氨基酸和脂肪的代謝作用[8，9]，由此可見醇類物質含量上升與酯類物質含量下降存在一定相關性。酮類一般會產生醚味、焦香味[10，11]，從苦杏仁中檢出的2-丁酮、丙酮和3-辛酮三種酮類物質其含量均呈現明顯的增加趨勢，其中2-己酮含量增加了2.3倍，丙酮含量增加了7.2倍。丙酮和2-己酮對呼吸道黏膜有較強刺激性[12]。酸類中丁酸和正戊酸分別下降了71%、91%，揮發(fā)性酸的氣味閾值較高，對苦杏仁整體呈味影響不大。烴類物質如檸檬烯含量減少了12%，烴類物質一般被認為不具氣味活性[13]，對苦杏仁整體呈味影響不大。含氮類物質2，3，5-三甲基吡嗪含量整體呈現增加趨勢，其中高溫高濕下放置4 d的苦杏仁樣品中含量比未處理樣品增加了2倍。醛類物質是脂質氧化的降解產物[14，15]，整體變化沒有明顯的規(guī)律性，其中具有苦杏仁氣味的苯甲醛含量一直很高，己醛和具有腥味的庚醛[16]物質含量逐漸增加，其中庚醛含量增加了1.5倍，具有苦杏仁氣味的糠醛物質含量減少了91%。在第5天時樣品表面特征發(fā)生明顯變化，鏡檢出現白色菌絲，褐變加重，故不再跟蹤監(jiān)測。

表2 苦杏仁揮發(fā)性物質歸類Table 2 Classification of volatile components in Semen Armeniacae Amarum

3 討論

由上述研究結果可知，高溫高濕條件下，隨著放置時間的延長，苦杏仁樣品的揮發(fā)性物質發(fā)生明顯變化，其中醇類、酮類物質含量整體呈現逐漸升高的趨勢，而酸類、酯類、烴類物質含量呈現逐漸下降的趨勢。類似苦杏仁味道的糠醛含量減少了91%，水果香味的乙酸乙酯含量減少了78%，乙酸丙酯含量減少了98%，放置4 d的苦杏仁樣品中酮類物質丙酮、2-己酮含量較未處理的苦杏仁樣品分別增加了7.2倍和2.3倍。由此可見，苦杏仁在貯存過程中其類似苦杏仁的令人愉快的氣味會逐漸散去，甚至會產生一些不良及對人體有害的揮發(fā)性物質，影響其品質。從以上結果還可以看出，丙酮和2-己酮等物質含量迅速上升，即伴隨苦杏仁的褐變加重和霉變現象而上升，但其變化機理還需進一步探究。

本實驗所采用的氣相色譜—離子遷移譜聯用技術較傳統的感官鑒別和理化測定法具有快速高效且數據量化和操作簡便等優(yōu)點。本研究建立了GC-IMS技術對苦杏仁品質變化揮發(fā)性成分的分析測試方法，可有效探究高溫高濕條件下苦杏仁揮發(fā)性物質的變化規(guī)律，是一種苦杏仁品質評價快速高效的新方法。今后應進一步擴大樣本量，構建苦杏仁在貯存過程中的揮發(fā)性物質變化的數學模型，推進苦杏仁貯藏過程品質質量控制檢測技術的發(fā)展。