王澤亮，張敏，邱道富，李潔芝，李龍，萬(wàn)敏惠，范智義，呂鵬軍，鄧維琴，李恒*

（1.四川省食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計(jì)院有限公司，四川成都 611130）

（2.成都圣恩生物科技股份有限公司，四川成都 611130）

肉桂是樟科植物肉桂的樹(shù)皮[1]，是我國(guó)傳統(tǒng)香辛料之一。肉桂氣味芳香且略帶辛烈，是鹵料的重要組成部分，對(duì)鹵制食品整體風(fēng)味形成起著重要的貢獻(xiàn)作用。鹵制食品是一類在水中加入鹵料、調(diào)料等一起煮制而成的食品，其風(fēng)味獨(dú)特、營(yíng)養(yǎng)豐富，廣受消費(fèi)者青睞。近年來(lái)，鹵制品行業(yè)飛速發(fā)展，已成為我國(guó)食品產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，標(biāo)準(zhǔn)化、個(gè)性化已成為了鹵制品行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，對(duì)于鹵料中香辛料的用量、種類及品質(zhì)也提出了更高的要求。

肉桂做為鹵料的主要原料之一，研究肉桂特征風(fēng)味、特征風(fēng)味化合物種類及其風(fēng)味貢獻(xiàn)程度對(duì)于實(shí)現(xiàn)鹵料定量化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展具有重要意義。目前，肉桂已得到較為廣泛的研究，李耀華等[2]研究發(fā)現(xiàn)肉桂葉主要揮發(fā)性成分為反式-肉桂醛；Guo等[3]建立了一種超臨界提取肉桂精油的工藝；王秋亞等[4]研究表明肉桂精油中揮發(fā)性成分主要以肉桂精油為主，不同產(chǎn)地、部位的差異將對(duì)肉桂精油中揮發(fā)性物質(zhì)種類及含量造成較大影響；段雪娟等[5]、Uma等[6]、Ya等[7]則對(duì)肉桂的抑菌、抗氧化進(jìn)行了相關(guān)研究，發(fā)現(xiàn)肉桂具有良好的抑菌和抗氧化效果。但上述研究多集中于肉桂、肉桂精油中揮發(fā)性成分分析及其相關(guān)活性功能研究方面，對(duì)不同產(chǎn)地肉桂間揮發(fā)性物質(zhì)的差異性研究還相對(duì)較少。

本研究基于SAFE-GC-MS、OAV進(jìn)行四個(gè)產(chǎn)地肉桂樣品中揮發(fā)性物質(zhì)差異性分析，以期為鹵制食品企業(yè)原料選擇及標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展提供一定數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

成都、漢源、云南、廣西產(chǎn)地肉桂均購(gòu)自當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)，各產(chǎn)地肉桂樣品均為3份，每份50 g；4-甲基-2-戊醇，標(biāo)準(zhǔn)品，購(gòu)自成都科龍化學(xué)品有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

DZKW-4恒溫水浴鍋，北京中興偉業(yè)儀器有限公司；FW-400A粉碎機(jī)，安捷倫科技有限公司；UPC-Ⅱ-20T超純水機(jī)，成都優(yōu)普凈化科技有限公司；TQ8040三重四級(jí)桿氣質(zhì)聯(lián)用儀，島津企業(yè)管理中國(guó)有限公司；SPME固相微萃取裝置，北京康林科技有限責(zé)任公司；色譜柱（60 m×0.25 μm×2.5 mm），北京華瑞博遠(yuǎn)科技發(fā)展有限公司；50/30 μm DVB/CAR /PDMS固相萃取纖維，上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 肉桂中揮發(fā)性成分的測(cè)定

肉桂樣品中揮發(fā)性成分的測(cè)定參考范智義等[8]、鄧維琴等[9]的方法略作修改，具體操作步驟如下：

揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)萃?。喝?.05 g粉碎的肉桂，裝入固相微萃取瓶中，加入2.9 mL超純水，再加入4 μL 4-甲基-2-戊醇（0.5 μg/mL）作為內(nèi)標(biāo)，混勻，95 ℃平衡35 min后，伸出纖維頭在40 ℃萃取15 min。

揮發(fā)性風(fēng)味測(cè)定：萃取完畢后，立刻將固相微萃取纖維針插入氣質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)樣口中，進(jìn)行揮發(fā)性風(fēng)味分析。

氣相色譜分析以高純氦氣為載氣，柱流量：1.02 mL/min，不分流，進(jìn)樣口溫度：250 ℃。柱箱初始溫度40 ℃，保持1 min，以10 ℃/min升溫至138 ℃，保持0.5 min，以0.25 ℃/min升溫至150 ℃，保持0.5 min，以5 ℃/min升溫至170 ℃，保持0.5 min，以10 ℃/min升溫至240 ℃。

質(zhì)譜離子源溫度：230 ℃，定性采用Q3 Scan掃描模式，核質(zhì)比掃描范圍為30～500m/z。電子轟擊能量70 eV，檢測(cè)電壓0.1 kV。

揮發(fā)性化物的鑒定利用NIST17譜庫(kù)檢索結(jié)果（相似度大于80%）和人工圖譜解析共同確定，相對(duì)含量按式1進(jìn)行計(jì)算。

相對(duì)含量計(jì)算公式：

式中：

RC——相對(duì)含量，μg/g；

A1——目的物質(zhì)的峰面積；

C——內(nèi)標(biāo)濃度，μg/mL；

L——內(nèi)標(biāo)添加的體積，μL；

A2——內(nèi)標(biāo)峰面積；

m——稱取樣品的質(zhì)量，g。

1.3.2 香氣活度值（OAV）的計(jì)算

氣活度值可以表示各揮發(fā)性成分對(duì)香辛料和復(fù)合鹵料的香味作用程度，當(dāng)該揮發(fā)性成分OAV值大于1時(shí)對(duì)主要風(fēng)味有著直接的重要作用[10]，OAV值的計(jì)算公式如式2所示：

式中：

Mi——化合物含量，mg/kg；

Ci——該化合物的水中嗅覺(jué)閾值濃度，mg/kg。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析后采用Origin和SIMCA作圖進(jìn)行分析。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 不同產(chǎn)地肉桂揮發(fā)性化合物測(cè)定結(jié)果

如圖1所示，不同產(chǎn)地肉桂中共檢測(cè)出揮發(fā)性成分66種，其中萜類物質(zhì)43種，醛酮類物質(zhì)11種，烷烴類物質(zhì)2種，醇類4種，酯類2種，吲哚類1種，其它類化合物3種。四個(gè)產(chǎn)地肉桂中共有化合物種類為30種（見(jiàn)圖1），成都產(chǎn)地肉桂中特有化合物種類最多，為15種，其次為廣西、漢源及云南肉桂，分別有7種、5種、5種特有化合物。肉桂中化合物種類因產(chǎn)地的不同而出現(xiàn)一定差異，與李錦華等[11]的研究結(jié)果一致。

對(duì)不同產(chǎn)地肉桂中化合物相對(duì)含量進(jìn)行分析可看出（見(jiàn)圖2），不同產(chǎn)地肉桂中化合物均以萜類物質(zhì)為主，與現(xiàn)有研究結(jié)果一致[12,13]。其中，成都肉桂萜類化合物相對(duì)含量最高，達(dá)33337.83 μg/kg；云南次之，為11070.68 μg/kg；廣西、漢源肉桂中萜類化合物相對(duì)含量較為接近，分別為2689.44 μg/kg和2706.76 μg/kg。不同產(chǎn)地肉桂間萜類化合物種類及相對(duì)含量存在較大差異。成都肉桂中主要為胡椒烯（9109.11 μg/kg）和δ-杜松烯（8165.87 μg/kg）；廣西肉桂中萜類化合物主要為胡椒烯（824.66 μg/kg）、α-依蘭油烯（887.65 μg/kg）；漢源肉桂則主要為胡椒烯（909.16 μg/kg）、杜松-1(6),4-二烯（736.56 μg/kg）；云南肉桂中胡椒烯、δ-杜松烯等含量相對(duì)較高，分別為3189.59 μg/kg和3263.56 μg/kg。

各產(chǎn)地肉桂中醛酮類化合物主要以反式-肉桂醛為主，其相對(duì)含量存在一定差異，成都、廣西、漢源、云南肉桂中反式-肉桂醛含量分別為2206.50、2576.75、451.00、1438.50 μg/kg。研究表明反式-肉桂醛具有辛辣味，是肉桂風(fēng)味的重要組成部分[14]，本研究中反式-肉桂醛相對(duì)含量存在較大差異可能會(huì)對(duì)不同產(chǎn)地肉桂樣品揮發(fā)性風(fēng)味造成一定影響。龍腦、肉桂酸酯為肉桂樣品中主要的醇類、酯類化合物，其分別具有松木香和辛辣味，可能對(duì)肉桂整體風(fēng)味形成起到一定貢獻(xiàn)作用。

本研究在肉桂樣品中檢測(cè)出了3-甲基吲哚，同陳建華等人所測(cè)得結(jié)果存在明顯差異[14]。3-甲基吲哚又名糞臭素，其香氣特征與濃度存在明顯關(guān)系，當(dāng)水中濃度超過(guò)65 μg/kg時(shí)具有明顯的“動(dòng)物糞便”的惡心氣味，濃度處于1.5～25 μg/kg時(shí)呈現(xiàn)出“成熟水果香氣”[15,16]。本研究測(cè)得漢源、云南產(chǎn)地肉桂中3-甲基吲哚含量較高，分別達(dá)到了3292.89 μg/kg和7827.95 μg/kg，可能對(duì)肉桂本身風(fēng)味造成一定影響。但按照肉桂在鹵水中稀釋倍數(shù)計(jì)算后，使用漢源、云南肉桂所制得的鹵水中3-甲基吲哚含量約為6.58 μg/kg和15.7 μg/kg，將賦予鹵水一定的成熟水果香氣，對(duì)鹵水整體風(fēng)味形成起到一定的積極作用。

2.2 樣品中關(guān)鍵香氣化合物分析

為進(jìn)一步研究不同種類化合物肉桂整體風(fēng)味形成的貢獻(xiàn)程度及其在肉桂樣品間的差異，通過(guò)查詢化合物水中閾值并計(jì)算其OAV值，選取OAV值＞1的關(guān)鍵香氣化合物進(jìn)行分析，結(jié)果如表1所示。由表1可知，不同產(chǎn)地肉桂樣品中的關(guān)鍵香氣化合物仍以萜類化合物為主（9種），醛酮類（4種）、醇類（1種）、吲哚類（1種）為輔。其中，γ-松油烯（OAV：1132.03～5721.45）、α-芹子烯（OAV：16.66～264.65）、（E）肉桂醛（18.04～103.07）、對(duì)傘花烴（OAV：31.00～43.39）為四個(gè)產(chǎn)地肉桂關(guān)鍵香氣化合物且OAV值相對(duì)較高，四種物質(zhì)的共同作用可能構(gòu)成了肉桂的主體風(fēng)味，而四種化合物OAV值間的差異可能對(duì)肉桂樣品間整體風(fēng)味的差異起著極為重要的貢獻(xiàn)作用。

表1 肉桂中揮發(fā)性化合物OAV值Table 1 OAV values of volatile compounds in cinnamon

不同產(chǎn)地肉桂中存在著其特有的關(guān)鍵香氣化合物，如廣西、漢源肉桂中α-松油醇的OAV值分別達(dá)到了12593.38和12856.04；漢源、云南肉桂中3-甲基吲哚的OAV值分別為25329.91和60215.00，上述物質(zhì)分別具有明顯的丁香花香和糞便臭味/成熟水果香，將對(duì)該產(chǎn)地肉桂整體風(fēng)味造成影響。此外，其余的萜類、醛酮類、醇類等非公有化合物，如草蒿腦（OAV：6.09～20.89）、2,4-癸二烯醛（OAV：47.68～555.26）、欖香醇（OAV：0.00～65.22）等分別具有青草香、柑橘香及花草香，將對(duì)肉桂整體風(fēng)味起著重要的修飾作用[17]，其相互之間的差異也將對(duì)肉桂樣品間的差異造成影響。因此，肉桂樣品整體風(fēng)味間的差異可能是主體關(guān)鍵香氣化合物、產(chǎn)地特有關(guān)鍵香氣化合及整體風(fēng)味修飾關(guān)鍵香氣化合物之間差異共同作用的結(jié)果。

2.3 主成分分析（PCA）和PLS-DA分析

采用化合物香氣活度值進(jìn)行主成分分析（見(jiàn)圖3）。由得分圖可看出，主成分1差異貢獻(xiàn)率為40.7%，主成分2差異貢獻(xiàn)率為29.6%。得分圖可較為直觀的反應(yīng)出樣品間的差異，樣品間差異越大，其在得分圖上距離越遠(yuǎn)。本研究中，不四個(gè)產(chǎn)地肉桂樣品間存在明顯差異，與郭勝男等[18]報(bào)道的不同產(chǎn)地肉桂樣品中揮發(fā)性成分存在較明顯差異結(jié)果一致。

結(jié)合載荷圖可看出，主成分1上，成都肉桂中石竹烯、α-芹子烯、檜烯、壬醛、辛醛、γ-松油烯等揮發(fā)性化合物相對(duì)突出；主成分2上，廣西肉桂樣品以反式肉桂醛、甲基庚烯酮等為特征性化合物，云南、漢源肉桂樣品則以3-甲基吲哚、黃樟素等為特征性化合物。

通過(guò)PLS-DA分析進(jìn)一步探明肉桂樣品間的具體差異。選取VIP值＞1的化合物為重要差異性化合物（見(jiàn)圖4），VIP值越大，表明該化合物在肉桂樣品間的差異程度越大，對(duì)肉桂樣品間差異的貢獻(xiàn)作用也越明顯[19]。實(shí)驗(yàn)共篩選出9種不同產(chǎn)地肉桂樣品中的重要差異性化合物，分別為2,4-癸二烯醛、3-甲基吲哚、對(duì)傘花烴、癸醛、(E)-肉桂醛、黃樟素、欖香醇、芳樟醇及α-松油醇。

PLS-DA為一種監(jiān)督性的分析方法[20]，不同產(chǎn)地肉桂樣品PLS-DA分析結(jié)果如圖5所示。PLS-DA得分圖樣品分布情況同前文中PCA分析結(jié)果較為一致。

結(jié)合VIP值和PLS-DA分析載荷圖可看出，廣西肉桂中(E)-肉桂醛、芳樟醇、欖香醇及α-松油醇四種化合物是導(dǎo)致廣西肉桂與其余三類肉桂樣品出現(xiàn)差異的重要差異性化合物，表明廣西肉桂中四種化合物OAV值與其余樣品存在較明顯差異，對(duì)廣西肉桂差異性風(fēng)味貢獻(xiàn)程度高于其余產(chǎn)地肉桂。同理可看出，漢源肉桂中黃樟素（OAV：1.43）、癸醛（OAV：4.56）、3-甲基吲哚（OAV：25329.91）等重要差異性化合物OAV值相對(duì)較高；云南肉桂中3-甲基吲哚（OAV：60215.00）、2,4-癸二烯醛OAV值（OAV：555.26）、對(duì)傘花烴（OAV：31.00）等化合物OAV值與其余三類樣品存在較明顯差異；成都肉桂中未發(fā)現(xiàn)與其余產(chǎn)地存在差異的重要差異性化合物，但其γ-松油烯（OAV：5721.45）、α-芹子烯（OAV：364.65）、辛醛（OAV：16.21）等化合物OAV值均顯著高于其余3類肉桂樣品。

根據(jù)表1化合物的氣味描述，對(duì)四類肉桂樣品進(jìn)行相對(duì)特征香氣描述，廣西肉桂中反式肉桂醛、芳樟醇、欖香醇、α-松油醇分別具有辛辣味、花木香、草木香及丁香花香，可描述為廣西肉桂具有相對(duì)較強(qiáng)的花木香及辛辣味；漢源肉桂中黃樟素、癸醛等甜香類化合物相對(duì)突出；云南肉桂中柑橘及甜香香氣（2,4-癸二烯醛）相對(duì)突出，辛辣味（對(duì)傘花烴）相對(duì)較弱，可描述為具有相對(duì)較強(qiáng)的水果香氣；成都肉桂中γ-松油烯、α-芹子烯、對(duì)傘花烴等化合物OAV值較高，可描述為成都肉桂具有較強(qiáng)烈的主體香氣但無(wú)突出的特征香氣。

漢源、云南肉桂中3-甲基吲哚含量相對(duì)較高，將對(duì)肉桂本身風(fēng)味造成一定不良影響；廣西肉桂中重要差異性化合物種類最多，可賦予肉桂更為豐富的特征香氣；成都肉桂中揮發(fā)性物質(zhì)種類及含量相對(duì)較高、主體風(fēng)味物質(zhì)（γ-松油烯、α-芹子烯、(E)-肉桂醛、對(duì)傘花烴）OAV值整體高于其余樣品，表明其具備較為強(qiáng)烈的主體風(fēng)味。陳建華、王秋亞等研究表明，不同產(chǎn)地肉桂精油均具備典型的甜辣、辛辣及芳香等氣息，說(shuō)明甜辣味和芳香味為肉桂的典型風(fēng)味之一[4,14]。本研究中廣西肉桂樣品具備較為突出的芳香及辛辣味，表明相比于其余樣品廣西肉桂更加具備肉桂的典型風(fēng)味特征。

3 結(jié)論

不同產(chǎn)地肉桂樣品中揮發(fā)性物質(zhì)主要以萜類物質(zhì)為主，γ-松油烯、α-芹子烯、(E)-肉桂醛、對(duì)傘花烴對(duì)肉桂主體風(fēng)味的形成起著重要的貢獻(xiàn)作用。不同產(chǎn)地肉桂樣品揮發(fā)性風(fēng)味存在明顯差異，成都肉桂未發(fā)現(xiàn)特征香氣但其主體香氣較為強(qiáng)烈；廣西肉桂辛辣味和花木香相對(duì)較強(qiáng)，且更加具備肉桂的典型香氣特征；漢源肉桂癸醛、黃樟素等具有甜香類化合物OAV值相對(duì)較高；云南肉桂中水果香氣相對(duì)突出?？梢?jiàn)，產(chǎn)地因素對(duì)肉桂樣品中揮發(fā)性物質(zhì)存在較大影響，但本研究對(duì)關(guān)鍵香氣化合物閾值主要來(lái)源于文獻(xiàn)查閱，未對(duì)肉桂中化合物進(jìn)行香氣強(qiáng)度的測(cè)定，后期還需結(jié)合GC-O、感官等方式進(jìn)行樣品中揮發(fā)性化合物香氣強(qiáng)度的測(cè)定以便于進(jìn)一步分析。