陳愷嘉 陳金明 石燦煥

(廣州聯(lián)豐香料科技有限公司 廣東廣州510663)

仙人掌果（Opuntia ficus-indica）為仙人掌屬（Opuntia）植物的果實(shí)［1］，原產(chǎn)地為南美洲，在我國(guó)海南等沿海亞熱帶地區(qū)也有部分種植，其果皮毛刺多，果肉可食用，肉色多為紅色或紫色，酸甜可口［2］。據(jù)記載，仙人掌果可祛濕退熱、行氣活血，有清熱解毒、健胃止痛、鎮(zhèn)咳的功效［3］。研究表明，仙人掌果屬于高蛋白、低脂肪、低糖、高膳食纖維水果，含有豐富的維生素、礦物元素和黃酮類(lèi)化合物。仙人掌果還可改善血管脆性、有效降低血脂和膽固醇，可用于預(yù)防冠心病、心絞痛、支氣管哮喘等疾?。?］。目前對(duì)于仙人掌果的研究主要集中對(duì)其中多糖［5］、色素［6］、黃酮類(lèi)［7］等成分的提取研究上，也有對(duì)仙人掌果開(kāi)發(fā)產(chǎn)品應(yīng)用方面的報(bào)道研究，如利用鮮仙人掌果制作仙人掌果果醋［8］、單獨(dú)利用仙人掌果制作仙人掌果果酒［9］、功能性仙人掌果果汁乳飲料［10］或配合黑枸杞研制仙人掌果黑枸杞復(fù)合果酒飲料［11］等。而對(duì)于仙人掌果的香氣成分構(gòu)成，卻鮮見(jiàn)報(bào)道。

頂空-固相微萃取技術(shù)（head space-solid phase microextraction， HS-SPME），是近年來(lái)使用廣泛的一種前處理方法，具有用樣少、操作簡(jiǎn)便、成本低廉、無(wú)有機(jī)溶劑污染風(fēng)險(xiǎn)的特點(diǎn)，是一個(gè)集萃取、濃縮、進(jìn)樣于一身的樣品前處理技術(shù)［12］。HSSPME聯(lián)動(dòng)GC-MS檢測(cè)技術(shù)，是一個(gè)鑒定揮發(fā)性成分的有力工具，食品風(fēng)味組分分析的有效手段［13］。據(jù)報(bào)道，Pontes等［14］采用頂空固相微萃取—?dú)庀嗌V—四級(jí)質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)從西番蓮果中提取出71種風(fēng)味組分。趙峰等［15］用HS-SPME與GC-MS聯(lián)用在紅富士蘋(píng)果中檢測(cè)出55種芳香成分。韓素芳等［16］建立采用固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用測(cè)定楊梅香氣組分的實(shí)驗(yàn)方法。HS-SPME聯(lián)動(dòng)GC-MS逐漸成為分析食品風(fēng)味組分最有發(fā)展前景技術(shù)之一［17］。

本試驗(yàn)將采用HS-SPME聯(lián)動(dòng)GC-MS檢測(cè)方法對(duì)仙人掌果進(jìn)行香氣提取分析，為仙人掌果的深加工和利用提供基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試材

仙人掌果購(gòu)自海南三亞益優(yōu)果果園；氯化鈉：分析純，廣州化學(xué)試劑廠。

1.1.2 設(shè)備

手動(dòng)SPME進(jìn)樣器（Supelco，美國(guó)），75 μm CAR/PDMS萃取頭（Supelco，美國(guó)），15 mL SPME專(zhuān)用樣品采集瓶（Supelco，美國(guó)），安捷倫氣相色譜（7890A）-質(zhì)譜聯(lián)用儀（5975C）（Agilent，美國(guó)），恒溫磁力加熱攪拌器（上?？粕齔NCL-DLS，中國(guó)），電子天平（A&D公司，日本），移液槍?zhuān)‥ppendorf，德國(guó)）。

1.2 方法

1.2.1 萃取頭活化

將萃取頭插入進(jìn)樣溫度設(shè)定為250℃的氣質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)樣口中進(jìn)行活化，目的是對(duì)可能殘留在萃取頭中的物質(zhì)盡可能除去，避免干擾之后試驗(yàn)效果，活化時(shí)間為30 min。

1.2.2 樣品頂空吸附

取仙人掌果鮮果去皮取肉，切碎打漿，取8.0mL樣品和2 g氯化鈉置于15 mL采集瓶中，于30℃的恒溫磁力攪拌器內(nèi)水浴平衡15 min，將老化好的萃取頭通過(guò)帶孔隔墊插入采集瓶，推出纖維頭，30℃條件下頂空吸附45 min后取出，立即插入氣質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)樣口，于250℃下解吸3 min后進(jìn)行色譜分析。

1.2.3 儀器工作條件

（1）色譜條件：Agilent 19091S-433毛細(xì)管色譜柱（30 m×250 μm×0.25 μm）；進(jìn)樣口溫度250℃，載氣為高純氦氣（純度＞99.999%），流速為0.8 mL/min，恒壓31.1 kPa；升溫程序：初始溫度50℃，保持3 min，以3℃/min升溫至180℃，保持2 min，最后以5℃/min升溫至250℃，保持18 min。不分流進(jìn)樣［18］。

（2）質(zhì)譜條件：電離方式EI，采集模式為全掃描，質(zhì)量掃描范圍50.00～550 amu，溶劑延遲0.00 min，EMV模式為增益模式，增益系數(shù)1.00，MS離子源溫度230℃，四級(jí)桿溫度150℃［18］。

1.2.4 數(shù)據(jù)分析

將采集到的質(zhì)譜圖與NIST 08標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)對(duì)照，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)［19-20］進(jìn)行人工譜圖解析，對(duì)樣品進(jìn)行定性分析；采用峰面積歸一化法計(jì)算各化學(xué)成分的相對(duì)含量。

2 結(jié)果與分析

按照試驗(yàn)方法提取并分析樣品，確定了仙人掌果肉中24種揮發(fā)性化合物。表1為利用峰面積歸一法所測(cè)得的各化合物在總揮發(fā)性化合物成分中的相對(duì)含量：

通過(guò)SPME-GC-MS鑒定仙人掌果果肉中的揮發(fā)性化合物，得出仙人掌果果肉的揮發(fā)性化合物共24種，包括6種酯類(lèi)化合物，5種醇類(lèi)化合物，5種烯烴類(lèi)化合物，4種醛類(lèi)化合物，2種醚類(lèi)化合物，1種酮類(lèi)化合物和1種雜環(huán)類(lèi)化合物。其中酯類(lèi)化合物的相對(duì)含量為16.922%，醇類(lèi)化合物的相對(duì)含量為18.929%，烯烴類(lèi)化合物的相對(duì)含量為4.634%，醛類(lèi)化合物的相對(duì)含量為49.378%，醚類(lèi)化合物的相對(duì)含量為1.721%，酮類(lèi)化合物和雜環(huán)類(lèi)化合物的相對(duì)含量分別為7.280%和1.136%。由此看出，仙人掌果的揮發(fā)性香氣物質(zhì)主要類(lèi)別為醛類(lèi)、醇類(lèi)和酯類(lèi)化合物。

仙人掌果中相對(duì)含量高于5%的揮發(fā)性香氣化合物成分有6種，分別為正己醛（32.301%）、反-2-己烯醛（葉醛）（15.028%）、正辛醇（10.056%）、乙酸異戊酯（9.251%）、α-鳶尾酮（7.280%）、順-3-己烯醇（葉醇）（5.709%），共占揮發(fā)性香氣物質(zhì)總量的79.625%。占揮發(fā)性香氣物質(zhì)總量在1%～5%的香氣成分有10種，2-甲基丁基乙酸酯（2.281%）、乙酸葉醇酯（1.727%）、己酯（1.695%）、順-2-乙酸己酯（1.558%）、β-蒎 烯（1.541%）、 乙 酸 己 酯（1.528%）、 苯 甲 醛（1.198%）、 2-戊 基 呋 喃（1.136%）、二苯醚（1.037%）、苧烯（1.019%），共占揮發(fā)性香氣物質(zhì)總量的14.72%。

在鑒定出的醛類(lèi)揮發(fā)物里，正己醛在低濃度時(shí)有水果樣的特有香氣和味道；反-2-己烯醛，又稱(chēng)葉醛，具有靑香、醛香和果香；反-2-庚烯醛具有果香和油脂香，也帶青香氣息；苯甲醛具有特殊的氣味，類(lèi)似苦杏仁的芳香氣息。

酯類(lèi)則多以乙酸酯為主，乙酸異戊酯具有強(qiáng)烈的水果香氣，并帶有梨的酸甜味道；乙酸己酯同樣具有類(lèi)似梨的酸甜風(fēng)味；乙酸葉醇酯，具有令人愉快的水果氣味、新鮮葉子的靑香及蘋(píng)果香韻；乙酸芐酯，在稀釋到40 mg/kg時(shí)具有香甜水果氣息，是一種在食品和化妝品工業(yè)中被廣泛應(yīng)用的合成香料。

醇類(lèi)化合物中以辛醇占比的相對(duì)含量最高，辛醇具有甜且稍帶藥草味的香氣；正己醇則具有水果香氣及芬芳風(fēng)味；順-3-己烯醇，又稱(chēng)葉醇，具有青香、藥草香和綠葉香氣；芳樟醇是典型的花香香氣，且沒(méi)有萜烯和樟腦的氣味，加上工業(yè)合成出的芳樟醇比天然芳樟醇香氣更為純凈和清鮮，是香水、香精配方中使用頻率最高的香料。

除了3個(gè)相對(duì)含量占比大的類(lèi)別外，其余類(lèi)別中的揮發(fā)性香氣物質(zhì)亦有具特色的香氣物質(zhì)，如：β-蒎烯特有松節(jié)油香氣、干的木香或樹(shù)脂芳香；苧烯具有令人愉快的檸檬樣香氣、無(wú)樟腦和松脂類(lèi)氣味；對(duì)-傘花烴具強(qiáng)烈的、特有的、胡蘿卜樣氣味，當(dāng)其陳化后氣味則漸變模糊；二苯醚具有香葉、天竺葵樣香氣；2-戊基呋喃具有豆香、果香、泥土、青香及類(lèi)似蔬菜的香韻；α-鳶尾酮特有鳶尾樣和紫羅蘭樣香氣［20-24］。

香氣值是香氣組分含量與其香氣閾值的比值，樣品中香氣值大于1的香氣組分，我們視其為該樣品的特征香氣成分［25］。通過(guò)文獻(xiàn)［26］查找揮發(fā)性物質(zhì)的香氣閾值，結(jié)合表1計(jì)算得出對(duì)應(yīng)揮發(fā)性香氣物質(zhì)的香氣值，從而確定仙人掌果的特征香氣成分。將香氣值大于1的仙人掌果揮發(fā)性香氣物質(zhì)提取配以對(duì)應(yīng)的香氣描述歸納成表2。

從表2可獲悉，仙人掌果的特征香氣成分物質(zhì)有7種，其中帶有靑香、葉香成分有4種，帶果香的2種，還有一種香氣成分描述未能找出。其中帶靑香的4種香氣成分中，辛醇較為特殊，因?yàn)樗撵i香中帶有油潤(rùn)的感覺(jué)，是其余3種成分中所沒(méi)有的。特征香氣成分中呈靑香的香氣成分?jǐn)?shù)量上多于果香，意味著仙人掌果的香氣呈現(xiàn)是以靑香為主，果香為輔的香氣特征，這也與我們?cè)囼?yàn)前的感官香氣評(píng)估結(jié)論相一致。

表2 仙人掌果中部分揮發(fā)性香氣物質(zhì)的香氣值

3 討論與結(jié)論

本試驗(yàn)利用了HS-SPME-GC-MS檢測(cè)高效準(zhǔn)確的特點(diǎn)，對(duì)仙人掌果的揮發(fā)性香氣成分進(jìn)行檢測(cè)鑒定，共檢測(cè)出有效香氣成分24種，相對(duì)含量占比高于5%的揮發(fā)性香氣成分分別為正己醛（32.301%）、反-2-己烯醛（15.028%）、正辛醇（10.056%）、乙酸異戊酯（9.251%）、α-鳶尾酮（7.280%）、順-3-己烯醇（5.709%），共占揮發(fā)性香氣物質(zhì)總量的79.625%，主要為醛類(lèi)、醇類(lèi)和部分酮類(lèi)和萜烯類(lèi)化合物質(zhì)。通過(guò)成分可量化香氣值比較，確認(rèn)7種主要香氣貢獻(xiàn)成分，分別為己醛，乙酸異戊酯，反-2-已烯醛，2-戊基呋喃，2-甲基丁基乙酸酯，乙酸葉醇酯和辛醇，確認(rèn)仙人掌果以靑香為主，果香為輔的香氣特征，符合試驗(yàn)前仙人掌果的感官特征風(fēng)味。

在當(dāng)前仙人掌果研究報(bào)道主要集中對(duì)其功能物，如多糖、色素、黃酮類(lèi)的提?。簧倭繉?duì)仙人掌果果品的應(yīng)用開(kāi)發(fā)，如果酒、果汁乳飲料，而缺乏深入剖析仙人掌果自身香氣特性的研究背景下，本文利用HS-SPME-GC-MS針對(duì)性開(kāi)展對(duì)仙人掌果揮發(fā)性香氣成分的研究，為仙人掌的工業(yè)食品開(kāi)發(fā)和利用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。