紫胶涂膜常温贮藏对椪柑挥发性成分的影响

郑 华，甘 瑾，张 弘,*，马李一，张雯雯，李 凯,2

(1.中国林业科学研究院资源昆虫研究所，国家林业局资源昆虫培育与利用重点实验室，云南 昆明 650224；2.昆明理工大学化学工程学院，云南 昆明 650224)

紫胶涂膜常温贮藏对椪柑挥发性成分的影响

郑 华1，甘 瑾1，张 弘1,*，马李一1，张雯雯1，李 凯1,2

(1.中国林业科学研究院资源昆虫研究所，国家林业局资源昆虫培育与利用重点实验室，云南 昆明 650224；2.昆明理工大学化学工程学院，云南 昆明 650224)

研究漂白紫胶涂膜处理对水果常温保鲜贮藏过程中香气成分的影响。用动态顶空密闭循环式吸附捕集法分别采集涂膜椪柑完整果实在贮藏期(涂膜后10～40d)的挥发物，并进行热脱附-气相色谱/质谱(TCT-GC/MS)分析。结果表明，其完整果实挥发物中的香气组分均为萜烯类化合物及其衍生物，主要成分柠檬烯在对照样品挥发物中相对含量始终较低(可能挥发高峰在观测开始之前已出现过)，均为(10±3)%，而经6%和12%漂白紫胶涂膜处理后在常温贮藏过程中挥发程度减缓(挥发高峰出现在观测阶段的早期)，在挥发物中相对含量分别由10d时的34.67%和40.83%降至40d时的14.64%和11.69%，有利于保持柑橘类水果的特征香气状况；涂膜对挥发物的缓释作用可通过提高漂白紫胶浓度(即相应增加涂层厚度或致密度)加以强化；涂层厚度或致密度均匀性的改善可选择在较高浓度涂膜剂中添加纳米SiOx材料，使缓释效果更加显著(挥发高峰出现在观测阶段的后期)，柠檬烯在挥发物中相对含量从10～20d期间均较低(分别为12.41%和10.30%)，至30d时才增至19.29%，而至40d时达到35.16%。

椪柑；紫胶；涂膜保鲜；挥发物；热脱附-气相色谱/质谱

紫胶是源于昆虫的天然树脂[1]，具有安全、无毒及成膜性好等优良特性[2]，其多种制品(含蜡或脱蜡紫胶、脱色紫胶片、漂白紫胶等)均可用做食品添加剂[3]。近年来，漂白紫胶涂膜保鲜技术已逐渐发展应用于多种水果的常温贮藏中，取得较好效果，前期研究已在漂白紫胶涂膜保鲜剂配方及其处理前后的水果硬度、失水率、腐烂率、VC含量等理化指标方面进行了较系统的探讨[4-9]。柑橘作为世界产量最大的水果和第三大国际贸易农产品，在我国种植广泛，栽培面积和产量分别居世界第一和第三位[10]，其中，椪柑(Citrus reticulata Blanco cv. Ponkan，别名芦柑，名为柑实为橘)原产于我国华南地区，有“橘中之王”或“亚洲宽皮柑橘之王”等美誉[11-13]，其保鲜贮藏技术[14-16]和加工开发利用[17-18]已得到一定研究，但尚无其完整果实(以下简称整果)香气的报道。香气是果品的重要感官和理化指标，对决定风味质量具有特殊意义。本研究对漂白紫胶涂膜处理的椪柑果实进行动态顶空热脱附(thermal cryotrapping，TCT)-气相色谱/质谱联用(TCT-GC/MS)分析，探讨其常温贮藏过程中的香气成分变化情况，以期为漂白紫胶涂膜保鲜技术的优化提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

椪柑：宾川椪柑(成熟果实)，产自云南省宾川县，属中熟品种。上市时间11月中旬，果实高桩扁圆形，果面橙黄色，单果质量125～200g，以“一果两剪”法采黄留青，分批采收，避免损伤，轻装轻运，及时预冷、贮藏处理，并分为4组，一组作为对照(无漂白紫胶涂膜处理)，其余3组分别用质量分数6%和12%的漂白紫胶涂膜剂以及(质量分数12%漂白紫胶涂膜剂+纳米SiOx)进行处理[19]，每组选择4个成熟度、大小一致的椪柑整果，以备多次挥发物采集。

吸附剂：Tenax-GR，进口分装，填充于美国Varian公司6×160mm玻璃热脱附管中(每管均匀填充20mg)，管两端带有聚四氟乙烯密封套；采集袋：406mm× 444mm惰性微波专用采集袋，美国Reynolds公司。

1.2 仪器与设备

1.3 方法

1.3.1 挥发物捕集

采用动态顶空密闭循环式吸附捕集法[20-27]，分别捕集4组待测椪柑整果常温贮藏10、20、30、40d后的挥发物样品，每样品采集时间30min，并控制各采集袋内密闭气体体积、气体流量(100mL/min)、热脱附管内吸附剂填充量等条件相一致。每次采集前均将已填充吸附剂的待用热脱附管在热解吸仪活化定标器上以100mL/min流量氮气、270℃处理3h。

1.3.2 热脱附进样

载气压力：20kPa；进样口温度：250℃；冷阱温度：-120℃；热脱附温度：250℃，保持10min；进样时冷阱温度260℃，保持1min；柱流速：2mL/min。

1.3.3 色谱分离条件

升温程序：40℃保持3min，以6℃/min升至250℃，保持3min；载气压力：20kPa；无分流方式。

1.3.4 质谱检测条件

电子轰击(EI)离子源；电子能量70eV；GC/MS接口温度250℃；离子源温度200℃；灯丝电流150μA；溶剂延迟时间1min；扫描速度0.4s/scan；质量扫描范围m/z 29～350。

群众文化事业作为我国精神文明建设的重要组成部分，伴随着社会经济的发展，在构建和谐社会，丰富人民群众精神文化生活等方面发挥着越来越重要的作用。音乐是群众文化活动中的重要艺术形式，深受人民群众喜爱。

1.3.5 谱图检索及成分鉴定

由TCT-GC/MS操作得到各样品质谱相对丰度图及总离子流(TIC)图。将TIC图中各峰代表的化学信息利用专用软件Xcalibur(版本1.4)和标准谱库NIST 02，结合经典气相色谱保留时间数据和相关化学经验，进行椪柑不同涂膜处理及其在常温贮藏过程中挥发性成分的鉴定。

2 结果与分析

在相同检测条件下，易挥发组分通常相对于难挥发组分先出峰(保留时间短)，而根据其在谱图中主要特征离子碎片的质荷比，结合保留时间数据并参照标准谱库，可依次确定主要峰对应的化合物。

图1 椪柑整果挥发物的总离子流TIC示意图Fig.1 TIC of volatile components in the intact Ponkan fruits

不同涂膜处理椪柑整果在贮藏过程中的挥发性成分检测结果列于表1，表中仅列出正反匹配度(最大值分别为1000)均大于800的化合物。挥发物TCT-GC/MS检测的TIC示意图见图1(因篇幅所限，仅列示16张谱图中的一张)。

由表1可见，椪柑整果挥发性成分中绝大多数为萜烯类成分，其次为萜类衍生物(萜醇和萜烯氧化物)，其他化合物成分仅在单个样品中检测到相对含量很低的癸醛。所有椪柑样品中均能检出的挥发性化合物成分为6种萜烯，即3-崖柏烯、α-蒎烯、β-水芹烯、月桂烯、柠檬烯和萜品烯。

2.1 椪柑(整果)挥发物中柠檬烯在涂膜保鲜后贮藏过程中的变化

根据表1数据，在严格按照1.3.1节控制挥发物捕集条件一致的前提下，将各样品挥发物中柠檬烯相对百分含量(归一化含量)进行对比，如图2所示。

表1 不同涂膜处理椪柑整果在贮藏过程中挥发性成分的相对含量比较Table 1 Comparison on relative contents of volatile components in the intact Ponkan fruits with different coating methods during the storage period

图2 不同涂膜处理椪柑挥发物在贮藏过程中柠檬烯相对含量的比较Fig.2 Comparison on relative contents of terpenes in volatile components among different coated intact Ponkan fruits during the storage period

图2 显示，漂白紫胶涂膜保鲜处理总体上对椪柑整果挥发物中的柠檬烯具有保持、缓释作用：1)对照样品由于无漂白紫胶涂膜处理，作为椪柑挥发物中的优势成分——柠檬烯在贮藏期间释放量相对比较稳定，一般为(10±3)%；2)用6%漂白紫胶涂膜剂处理后，椪柑表面的紫胶膜涂层对挥发物释放起到一定程度的抑制作用，柠檬烯在贮藏实验起始阶段未大量逸散，至常温贮藏10d时才检出有较明显挥发(在挥发物中相对含量约35%)，其后从贮藏20～40d期间仍有较低量的释放；3)用12%漂白紫胶涂膜剂处理后，椪柑表面的紫胶膜涂层厚度增加、致密性提高，总体上使涂层对挥发物释放的抑制效果强化，柠檬烯在贮藏实验起始阶段未大量逸散，至常温贮藏10d时才检出有较明显挥发(在挥发物中相对含量约40%)，至常温贮藏20d时缓释出更多的柠檬烯(在挥发物中相对含量约75%)，其后从贮藏30～40d期间仍有较低量的释放，但仅增加涂膜剂浓度易导致紫胶膜在椪柑表面厚度或致密度分布不均，有时对挥发物逸散的抑制作用并不比较低浓度涂膜剂用量条件下更好，如在常温贮藏10d时，用12%漂白紫胶涂膜剂处理的样品挥发出的柠檬烯相对含量就略高于用6%漂白紫胶涂膜剂处理的样品；4)为涂膜剂质量分数增加引起涂层厚薄不均的问题，在12%漂白紫胶涂膜剂中添加适当的纳米SiOx材料，椪柑表面紫胶膜涂层的均一性得以显著改善，可见挥发物中柠檬烯在贮藏过程中的缓释效应更加明显，从贮藏10～20d期间释放量均较低，至贮藏30d时挥发出的柠檬烯相对含量才增至20%左右，而至贮藏40d时又检出更明显挥发(在挥发物中相对含量约35%)。

2.2 椪柑(整果)挥发物中其他成分在涂膜保鲜后贮藏过程中的变化

表1显示，经漂白紫胶涂膜保鲜处理后10～40d常温贮藏期间，椪柑整果挥发物中的月桂烯和萜品烯相对含量无稳定的变化规律，其原因有待进一步探讨。

在椪柑(整果)挥发物中检出的其他萜烯成分还有3-崖柏烯、α-蒎烯、β-水芹烯等，种数多于周林等[28]的报道而少于贾德翠等[29]的报道。

芳樟醇是广泛存在的天然香料，有百合花和柑橘类香气[3]，从表1可见，漂白紫胶涂膜总体上能使芳樟醇挥发缓释，多数样品在常温贮藏10～20d期间未检出芳樟醇释放，而在30～40d期间则所有样品均可检出挥发物中有芳樟醇。研究检出少数样品挥发物中有顺式氧化柠檬烯，多数样品挥发物中有反式氧化柠檬烯，但二者相对含量都较低；根据表1，在检出氧化柠檬烯挥发的样品中，从贮藏10～40d期间，总体上同样是前期释放量较少而后期增多，涂膜使氧化柠檬烯缓释的效应也较明显。

3 讨 论

柠檬烯是柑橘类果皮精油中含量最高的特征成分，在不同研究者用不同方法对椪柑材料进行提取的报道中，柠檬烯含量悬殊较大，如周林等[28]报道为77.20%，贾德翠等[29]测定为60.4%，Sawamura等[30]检出含量更高达80.3%，而Chutia等[31]分析出仅有46.7%。因此，椪柑的果品状况和贮藏条件差异可能会导致柠檬烯挥发程度不同。

α-蒎烯、月桂烯等成分在国内有关椪柑果皮精油的研究中也有报道[28-29]，但周林等[28]检出的月桂烯是α-月桂烯而贾德翠等[29]检出的是β-月桂烯，两篇报道均未提及β-水芹烯。由于精油是采用蒸馏法、溶剂萃取法或两者相结合的方法提取制得，与本研究通过吸附-热脱附法来捕集-解吸并检测挥发物成分在技术原理上不同，因此，精油与挥发物反映的是不同角度的椪柑化学组成，二者不能相互替代。此外，月桂烯和萜品烯均存在不同异构体，本研究采用的检索条件不能确定挥发物中的月桂烯是α-月桂烯还是β-月桂烯，查阅其他文献也无足够证据支持周林等[28]或贾德翠等[29]的结果，因此本实验将该成分统一归为月桂烯，这同Sawamura等[30]关于椪柑冷榨油以及Chutia等[31]关于椪柑精油的分析结果相一致；关于萜品烯，周林等[28]报道认为椪柑皮精油中含有α-萜品烯，而Sawamura等[30]则在椪柑冷榨油成分分析中检测出γ-萜品烯，本研究查阅文献[3]关于α-萜品烯和γ-萜品烯的制法，认为椪柑整果挥发物中的萜品烯是α-萜品烯的可能性更大，但仍需进一步研究予以确证。

本研究未检出周林等[28]报道的桧烯、α-异松油烯，对其报道的蒈烯则分别在本研究中检出了2-蒈烯和4-蒈烯；贾德翠等[29]报道椪柑果皮精油中有21个萜烯类化合物成分，但其成分序号22和30均为γ-榄香烯(不知何故)，本研究检出的α-蒎烯、β-蒎烯、月桂烯、柠檬烯、4-蒈烯等同该报道有相似或相同之处。

本研究中检出的顺、反式氧化柠檬烯含量较低，但有相对含量数据；而Chutia等[31]在椪柑精油的分析中仅提到这2种柠檬烯氧化物的含量均为痕量(trace)，未测出具体数据。

4 结 论

4.1 椪柑完整果实经漂白紫胶涂膜保鲜处理后10～40d常温贮藏，其挥发物中的主要香气组分均为萜烯类化合物及其衍生物，除特征成分柠檬烯外，3-崖柏烯、α-蒎烯、β-水芹烯、月桂烯、柠檬烯和萜品烯等也在各贮藏阶段的所有样品中均有检出。

4.2 椪柑完整果实经漂白紫胶涂膜处理，有利于在常温贮藏过程中减缓柠檬烯的挥发，保持柑橘类水果的特征香气成分，且提高涂膜剂浓度可强化对柠檬烯释放的抑制作用，但其仅通过增加涂层厚度或致密度达到的效果可能因涂层均匀性难以控制而降低，改善的方法可选择在较高浓度涂膜剂中添加纳米SiOx材料。

4.3 漂白紫胶涂膜保鲜处理后10～40d常温贮藏过程中，萜烯醇和萜烯氧化物的挥发也呈缓释状况，挥发物中检出的氧化柠檬烯多数为反式。

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Effect of Shellac Coating Treatment on Volatile Components of Ponkan during the Storage at Room Temperature

ZHENG Hua1，GAN Jin1，ZHANG Hong1,*，MA Li-yi1，ZHANG Wen-wen1，LI Kai1,2
(1. Key Laboratory of Cultivation and Utilization of Resource Insects, State Forestry Administration, Research Institute of Resources Insects, Chinese Academy of Forestry, Kunming 650224, China；2. Faculty of Chemical Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650224, China)

In order to investigate the effect of shellac coating treatment on volatile components in fruits stored at room temperature, the volatile components was harvested by dynamic head-space absorption trapping method from the intact fruits of Citrus reticulata Blanco (Ponkan) with shellac coating during the storage period of 10-40 days, and analyzed by thermal cryo-trappinggas chromatography/mass spectrometry (TCT-GC/MS). Results indicated that terpenes and their derivatives were the predominantly typical compounds among all volatile samples. Limonene, as the major component, was determined at low content of (10 ± 3)% in the control samples, which was probably due to a pre-experimental releasing peak during the storage period; however, the fruits with treatment of 6% and 12% bleached shellac coating exhibited a decrease in limonene content from 34.67% to 14.64% at the 10thday or from 40.83% to 11.69% at the 40thday. Therefore, shellac coating treatment was beneficial to the maintenance of characteristic aroma in citrus fruits. The slow-releasing effect of aroma components could be strengthened by increasing concentration of coating agent, and the membrane uniform could also be improved by adding auxiliaries such as nano-SiOx. On the other hand, there was a late peak of for the release of limonene, which demonstrated that the content of limonene was increased from 12.41% to 19.29% at the 10thday and from 10.30% to 35.16% at the 40thday.

Citrus reticulata Blanco (Ponkan)；lac；coating preservation；volatile；thermal cryo-trapping-gas chromatography/mass spectrometry (TCT-GC/MS)

TS255.2；S379.2；S666.1

A

1002-6630(2010)24-0440-05

2010-09-06

中国林业科学研究院资源昆虫研究所中央级公益性科研院所基本科研业务费专项 (riricaf200903Z)；国家林业科技成果推广项目([2010]11)；科技部农业科技成果转化资金项目(2010GB24320619)

郑华(1971—)，男，副研究员，博士后，主要从事天然生物资源化学加工及可持续综合开发利用研究。E-mail：hua-zheng@sohu.com

*通信作者：张弘(1963—)，男，研究员，学士，主要从事林业生物资源化学与利用研究。E-mail：kmzhhong@163.com