怀枝荔枝中游离态和键合态风味物质的检测分析

李春美，郝菊芳，钟慧臻，徐玉娟

(1.华中农业大学食品科学技术学院，湖北 武汉 430070；2.广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所，广东省农产品加工公共实验室，广东 广州 510610)

怀枝荔枝中游离态和键合态风味物质的检测分析

李春美1，郝菊芳1，钟慧臻1，徐玉娟2

(1.华中农业大学食品科学技术学院，湖北 武汉 430070；2.广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所，广东省农产品加工公共实验室，广东 广州 510610)

以怀枝荔枝为研究对象，采用β-葡萄糖苷酶水解，结合Amberlite XAD-2树脂吸附和GC-MS分析技术研究其游离态和键合态香气组成。结果表明，怀枝荔枝中游离态和键合态香气成分在组成和含量上差异较大。怀枝荔枝中游离态香气成分有41种，含量较高的有苯甲酸、香叶醇、1,2-苯二羧酸二异辛酯、苯乙醇、棕榈酸甲酯、富马酸二甲酯、苯甲醇等；键合态香气成分有33种，含量较高的有苯甲酸、香叶醇、山梨酸、苯乙醇、苯甲醇、邻苯二甲酸二丁酯、金合欢醇、香茅醇等。其中有15种物质包括1-十一醇、1-己醇、2-庚醇、3-辛醇、β-月桂烯、苯甲醛等在游离态组分中并不存在，且荔枝中典型香气成分包括香叶醇、苯甲醇、苯乙醇、香茅醇等在含量上键合态都比游离态多。

怀枝；荔枝；游离态；键合态；β-葡萄糖苷酶；风味物质

果蔬中的风味物质有些是以游离态存在，另一些与糖类形成糖苷以键合态的形式存在。与糖类键合的这类物质本身不挥发，无香味，但若用酶水解，可产生浓郁的具有天然特征风味的物质[1]。Gunata等[2]研究表明葡萄汁中存在游离态与键合态形式的橙花醇与香叶醇，且葡萄皮比葡萄汁中含量高，在玫瑰香葡萄中，汁中有2/3的香气物质以键合态形式存在，皮中以键合态形式存在的香气物质占1/3，且键合态的萜类物质含量从绿熟期开始升高，至完熟期达到最高点。宛晓春等[3-4]对哈密瓜和山楂中的游离态和键合态风味化合物进行研究，发现哈密瓜和山楂中的键合态风味物质组分均比游离态组分多。

目前国内外有关荔枝风味的研究报道很少，对其键合态香气成分的研究更少，仅Chyau等[5]采用树脂吸附法分析了荔枝中游离态和键合态的香味化合物，表明荔枝中有相当大一部分香气化合物是以键合态形式存在的，但国内关于荔枝键合态香气成分的研究尚未见文献报道。

本实验采用Amberlite XAD-2树脂吸附，选择不同的溶剂洗脱，采用β-葡萄糖苷酶水解的方法对怀枝荔枝中游离态和键合态芳香组分进行定性和定量研究，对于阐述荔枝香味的组分及其生源等风味物质生成理论有一定意义，同时，为充分利用荔枝中潜在的风味物质前体，提高荔枝制品的天然风味寻找依据。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

怀枝荔枝由广东省农业科学院作物研究所茂名市荔枝种植示范基地提供，于6月下旬、采摘八成熟荔枝、选取新鲜、无病虫害的果实。

6890GC/5975MS型气相色谱-质谱联用仪(配7683自动进样器) Agilent公司。

1.2 方法

1.2.1 荔枝汁的制备

将怀枝荔枝果肉用组织捣碎机匀浆30s，用粗纱布过滤除去皮渣，再通过冷冻离心机在4℃条件下12000 r/min离心15min，所得清汁于-20℃冰箱贮存备用。

1.2.2Amberlite XAD-2树脂的处理

称取50g XAD-2树脂在索氏抽提器中分别用戊烷、乙酸乙酯和甲醇回流处理各10h，然后贮于甲醇中备用。使用时将洗净的XAD-2以甲醇为溶剂湿法装柱，以500mL蒸馏水以10mL/min流速洗柱后即可使用[2]。

1.2.3 样品中游离态和键合态香气成分的分离

将荔枝清汁以2mL/min的流速流经处理好的Amberlite XAD-2柱(50cm×1cm)，先用500mL去离子水洗柱以除去水溶性的糖、酸物质，然后用500mL乙醚:戊烷(体积比为1:1)洗柱得到游离态风味组分，再用500mL甲醇洗脱吸附在柱上的键合态风味组分，收集键合态洗液。将所得的游离态风味组分经无水Na2SO4干燥，减压浓缩至10mL，再用N2吹去剩余溶剂，最终浓缩至0.5mL供GC、GC-MS分析，样品制备，重复3次；键合态洗液在旋转蒸发器上减压浓缩(水浴温度35℃)至干，用100mL 0.1mol/L的柠檬酸-Na2HPO4缓冲液(pH5.0)溶解，再用100mL乙醚:戊烷(体积比为1:1)分3次萃取以除去可能存在的游离态芳香组分，水相备用。

刘婷婷，裴丽，王一群，等.基于光载波抑制调制的可调谐高倍频毫米波信号发生器[J].光子学报，2018，47(12)：1206003

1.2.4 键合态组分的酶法水解

在水相中加入β-葡萄糖苷酶45mg(7.21U/mg)，样品置于顶空瓶中压盖密封，于40℃水浴保温3d，用乙醚:戊烷(1:1)150mL分3次萃取酶解液，无水硫酸钠干燥，N2浓缩至0.5mL供GC-MS分析，样品制备，重复3次。

1.2.5GC-MS分析

色谱条件：HP-5石英毛细管柱(30m×250μm，0.25μm)；程序升温：40℃保持2min，以3℃/min升至90℃保持2min，然后以2℃/min升至105℃保持3min，再以2℃/min升至230℃保持5min；进样口温度270℃。

质谱条件：电离方式EI，电子能量70eV，灯丝发热电流0.25mA，电子倍增器电压1000V，离子源温度230℃，接口温度250℃，扫描范围40～400u。

1.2.6 谱图分析

定性：由GC-MS分析得到的质谱数据经计算机在NIST标准谱库的检索及参照已发表的质谱资料，鉴定了大部分峰[6-10]。

定量：采用内标法进行定量。内标选用环己酮，质量浓度为70.074μg/L。

2 结果与分析

图1 怀枝荔枝中游离态(a)和键合态(b)香气物质总离子流图Fig.1 Total ion chromatogram of free (a) and bound (b) aroma components in Huaizhi litchi

表1 怀枝荔枝中游离态和键合态香气组分Table 1 Content of free and bound aroma compounds in Huaizhi litchi

从图1可以看出，怀枝中游离态和键合态香气成分在组成和含量上差异较大。结合NIST98数据库经计算机检索，并按各峰的质谱裂片图与文献资料核对，从而确定了怀枝荔枝游离态和键合态香气化合物(表1)。

由表1可见，怀枝荔枝中游离态香气组分有 41种，含量较高的有苯甲酸、邻苯二甲酸二丁酯、1,2-苯二羧酸二(2-甲基丙基)酯、香叶醇、1,2-苯二羧酸二异辛酯、苯乙醇、棕榈酸甲酯、富马酸二甲酯、苯甲醇。从含量上看，苯甲酸、邻苯二甲酸二丁酯虽然含量很高，但其香气微弱，对怀枝荔枝汁的香气贡献不大。香叶醇具有玫瑰花香，苯乙醇具特有的甜香味，苯甲醇具有令人愉快的水果香气[11]，它们对构成荔枝特征香气起着重要作用，是怀枝荔枝游离态风味的主要组成成分。Chyau等[5]在荔枝游离态香气中检测到乙偶姻、香叶醇、3-甲基-2-丁烯-1-醇等物质，其中乙偶姻含量最高，该物质天然存在于谷物、酒中，具有令人愉快的奶油似的香气和风味，本实验未检测到该物质。同时，Chyau等[5]在荔枝中检测到的酸类物质中辛酸的含量较高，而本实验检测到怀枝荔枝中苯甲酸含量很高。此外，国外在荔枝游离态中只检测到乙酸松油酯1种酯类物质，本实验在怀枝荔枝中检测到富马酸二甲酯、苯甲酸甲酯、戊二酸二甲酯、丁二酸二丁酯等12种酯类物质。据分析，所选荔枝的品种和产地不同可能是导致结果差异的主要原因之一。

怀枝荔枝中键合态香气组分有33种。苯甲酸含量最高，其次是香叶醇、山梨酸、苯乙醇、苯甲醇、邻苯二甲酸二丁酯、金合欢醇、香茅醇。其中香叶醇和苯甲醇的含量比游离态高了10倍左右，苯乙醇含量高了2倍左右。此外，1-辛烯-3-醇、α-松油醇、反,反-2,6-二甲基-2,6-辛二烯-1,8-二醇、罗勒烯等物质的含量均比游离态要高，由此可见，怀枝荔枝中存在大量的键合态香气成分，通过酶解可以将其释放出来。国外研究发现荔枝中键合态香气成分主要是香叶醇和香叶醛[5]，本实验检测到怀枝键合态香气成分中香叶醇含量很高，但未检测到香叶醛。此外，Chyau等[5]在荔枝中检测到键合态的苯甲醇、苯乙醇、月桂烯、芳樟醇等典型香气成分在本实验中都被检出，并且本实验还检测到1-十一醇、反,反-2,6-二甲基-2,6-辛二烯-1,8-二醇、2-庚醇、3-辛醇、己二酸二(2-甲基丙基)酯、1,2-苯二羧酸二(2-甲基丙基)酯等香气物质，这些在以往的研究中都未见报道。怀枝荔枝中键合态主要风味组分苯甲酸、香叶醇、苯乙醇等。它们的生物合成途径与莽草酸途径有关，莽草酸在ATP的帮助下，通过一系列反应形成了苯丙氨酸和酪氨酸，苯丙氨酸经从L-苯丙氨酸-氨-裂解酶作用生成肉桂酸，肉桂酸可作为食品中芳香族香味物的中间体[12]，并生成肉桂酸甲酯或乙酯，去掉一个乙酸酯的基团生成苯甲酸类，并还原生成各种苯甲醛类和苄醇类。怀枝荔枝中的键合态风味物质，芳香族化合物占有很大比重，很有可能来自这一生物合成途径。

怀枝荔枝汁中的糖苷部分被甲醇从XAD-2柱上洗脱下来，嗅不出任何香气，但当用葡萄糖苷酶水解时，可闻到明显的香味，只是没有游离态香气那样有刺激感，而是较为柔和，可见键合态的香气组分对荔枝香气起着重要作用，用β-葡萄糖苷酶水解有明显的增香作用。怀枝荔枝中有相当部分的萜醇是以键合态存在，酶解可使之释放出来以增强荔枝香气，充分发挥荔枝中潜在的芳香物质。在释放出来的34种键合态风味物质中，有15种物质在游离态组分中不存在，分别是1-十一醇、1-己醇、2-庚醇、3-辛醇、α-甲基-苯甲醇、芳樟醇、香茅醇、金合欢醇、丁二酸二(2-甲基丙基)酯、4-(3-羟基-1-丁烯基)-3,5,5-三甲基-2-环己烯酮、β-月桂烯、3-甲基-2-丁烯酸、3,4,5-三甲氧基-苯酚、苯甲醛、邻苯二甲酸酐。其中，1-己醇在橙汁里被检测到以键合态形式存在，其具有典型的水果香气及芬芳的风味；2-庚醇在猕猴桃中被检出，其具有柠檬样的香气[13]；宛晓春等[3]在哈密瓜中发现键合态的苯甲醛，其具有特殊的杏仁似的芳香味道；香茅醇具有玫瑰花香，曾发现该物质在柠檬汁中以键合态形式存在[14]；芳樟醇具有典型的花香香气，在茶叶[15]、橙汁[16]、哈密瓜[3]中都被检出。

许多香气化合物如1-辛烯-3-醇、苯甲醇、苯乙醇、香叶醇、α-松油醇、反,反-2,6-二甲基-2,6-辛二烯-1,8-二醇、苯甲酸甲酯、6-甲基-5-庚烯-2-酮、柠檬烯等在游离态和键合态中均存在。荔枝中典型香气成分包括香叶醇、苯甲醇、苯乙醇、香茅醇等在含量上键合态都比游离态多。其中香叶醇，在游离态和键合态中含量均较高，结合GC-O分析[17]，香叶醇具特有的玫瑰似的香气，对构成荔枝特征香气起着重要作用，这与Chyau等[5]的研究结果是一致的。

3 结 论

3.1 怀枝荔枝中游离态香气组分有41种，含量较高的有苯甲酸、邻苯二甲酸二丁酯、1,2-苯二羧酸二(2-甲基丙基)酯、香叶醇、1,2-苯二羧酸二异辛酯、苯乙醇、棕榈酸甲酯、富马酸二甲酯、苯甲醇。

3.2 怀枝荔枝中键合态香气组分有33种。苯甲酸含量最高，其次是香叶醇、山梨酸、苯乙醇、苯甲醇、邻苯二甲酸二丁酯、金合欢醇、香茅醇。其中香叶醇和苯甲醇的含量比游离态高10倍左右，苯乙醇含量高了2倍左右。

3.3 酶解可使荔枝中键合态香气释放出来，充分发挥荔枝中潜在的芳香物质，达到增香调控的作用。

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Free and Glycosidically Bound Volatile Flavor Compounds in Fruit of Litchi chinensis Huaizhi

LI Chun-mei1，HAO Ju-fang1，ZHONG Hui-zhen1，XU Yu-juan2
(1. College of Food Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China；2. Sericulture and Agri-food Research Institute, Guangdong Academy of Agricultural Sciences, Guangdong Open Access Laboratory of Agricultural Product Processing, Guangzhou 510610, China)

Free and glycosidically-bound volatile compounds were isolated and identified from Huaizhi litchi juice using an Amberlite XAD-2 column and GC-MS. The volatile compounds from the bound fraction were released by hydrolysis with almond β-glucosidase. The results indicated that the differences of aromatic constituents in composition and content between free and bound fraction were significant. Totally 41 and 33 compounds were identified in free and bound fraction, respectively. In the free fraction, the major volatile compounds found were benzenecarboxylic acid, geraniol, 1,2-benzenedicarboxylic acid diisooctyl ester, phenylethyl alcohol, hexadecanoic acid methyl ester, (E)-2-butenedioic acid dimethyl ester , benzyl alcohol, etc. However, in the bound fraction, the latent major volatile compounds found were benzenecarboxylic acid, geraniol, sorbic acid, phenylethyl alcohol, penzyl alcohol, dibutyl phthalate, farnesol, citronellol, etc. In addition, there were 15 compounds that just existed as glycosides, such as 1-undecanol, 1-hexanol, 2-heptanol, 3-octanol, beta-myrcene, benzaldehyde, etc. Especially the contents of typical aroma in litchi such as geraniol, benzyl alcohol, phenylethyl alcohol and citronellol were higher than those in free fraction.

Huaizhi；Litchi chinensis；free；glycosidically-bound；β- glucosidase；volatile compounds

TS207.3

A

1002-6630(2010)24-0268-04

2009-09-08

国家-广东省联合基金项目(u0731005)

李春美(1973—)，女，副教授，博士，主要从事天然产物化学研究。E-mail：lichmyl@126.com