HS-SPME-GC-MS分析刺梨种子挥发性香气成分

陈 青，高 健

（贵州大学化学与化工学院，贵州 贵阳 550025）

刺梨（R.roxburghii Tratt）又名送春归，是蔷薇科植物刺梨的果实，主要产于陕西、甘肃、江西、安徽等省，贵州省毕节、黔西、贵阳等地区均有野生或栽培[1-2]。刺梨味甘而酸涩，是一种强身健体的药用型水果，主要具有健胃、消食及滋补强壮的功效[3]。刺梨果实营养丰富，鲜果中富含各种维生素，特别是维生素C的含量居各类水果之冠，每100g果肉中含维生素C 2 054～2 725mg，比柑橘高100倍，比猕猴桃高9倍，被誉为水果中的“维C之王”[4-5]。此外，刺梨鲜果中还含有维生素P、维生素E、维生素B1、维生素B2、胡萝卜素及烟酰胺。除富含维生素外，刺梨鲜果中还含有十多种微量元素及氨基酸[6-7]。刺梨中超氧化物歧化酶（superoxide dis-mutase，SOD）的含量也比较高，以1 000g刺梨可食部分计算，总酶活力可达185 480U，刺梨中的SOD主要以Fe-SOD、Mn-SOD和CuZn-SOD的形式存在[8]。刺梨也具有较高的药用价值，经现代药理学研究表明，刺梨具有延缓衰老、解毒、抗肿瘤、抗动脉粥样硬化和调节机体免疫等功能[9-10]。自20世纪80年代以来，以刺梨果实为原料开发了一系列食品，如刺梨果酒、刺梨饮料等，遐迩闻名。在产生较大经济效应的同时，有大量刺梨渣作为废弃物丢掉，对环境造成污染，也对资源造成无形的浪费。因此对刺梨渣中的种子再加工利用，不仅能解决环境问题，而且是实现刺梨精细加工的有效途径。关于刺梨种子脂肪酸成分已有研究[11-12]，但种子的挥发性香气成分的研究尚未见报道。顶空固相微萃取法（headspace solid phase microextraction，HS-SPME）是通过装在注射器内的石英纤维表面上的特殊固相涂层，对样品组分进行萃取和富集的新型无溶剂样品预处理技术，具有效率高、操作简便、成本低、无溶剂及选择性强等优点[13-14]。采用HS-SPME法提取刺梨种子中的挥发性成分，然后利用气相色谱-质谱联用（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）技术对萃取物进行分析鉴定，可为更全面了解刺梨种子的化学组成，更有效地开发和利用刺梨资源提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

供试刺梨果实2011年10月采自贵州省贵阳市。

聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane，PDMS），色谱纯C6-C26正构烷烃：Alfa Aesar公司。

1.2 仪器与设备

lent5975C/6890 GC/MS气相色谱-质谱联用仪：美国安捷伦公司；手动固相微萃取装置：美国Supelco公司，萃取纤维头为70μm PDMS。

1.3 方法

1.3.1 样品处理方法

将刺梨种子粉碎，取约2.0g，置于15mL固相微萃取仪采样瓶中，插入装有70μm PDMS纤维头的手动进样器，在50℃左右顶空萃取保持20min取出，快速移出萃取头并立即插入气相色谱仪进样口（温度250℃）中，热解析3min进样。

1.3.2 GC-MS分析条件

色谱柱为Zebron ZB-5MSI弹性石英毛细管柱（30m×0.25mm×0.25μm），柱温40℃（保留2min），以4℃/min升温至200℃，气化室温度250℃；载气为高纯He（99.999%）；柱前压52.54 kPa，载气流量1.0mL/min；不分流进样，延迟时间为1min。

离子源为电子电离（electron ionization，EI）源；离子源温度230℃；四极杆温度150℃；电子能量70eV；发射电流34.6μA；倍增器电压1 052V；接口温度280℃；质量范围20～450u。

2 结果与讨论

按上述试验条件对植物样品进行GC-MS分析。刺梨种子经GC-MS分离分析的总离子流图见图1。通过检索Nist2005和Wiley275标准质谱图，鉴定化学成分结构。通过峰面积归一化法确定各成分的相对百分含量，结果见表1。

图1 刺梨种子挥发性成分总离子流图Fig.1 Ion flow chart of volatile components from Rosa roxburghii Tratt seeds

表1 刺梨子种子挥发性化学成分及含量Table 1 Volatile chemical composition of the Rosa roxburghii Tratt seeds

利用顶空固相微萃取技术富集，气质联用技术对刺梨种子的挥发性组分进行检测，共鉴定出8种化合物，其峰面积相对百分含量占总量的90.92%。含量较高的组分分别为苯（33.51%）、亚油酸甲酯（16.91%）、亚麻酸甲酯（14.95%）、棕榈酸甲酯甲酯（10.42%）、十六烷（4.85%）和十四烷（4.06%）等。刺梨种子的挥发性成分类型主要为脂肪酸酯类（3种，占总含量的42.28%）、烷烃类（2种，占总含量的8.91%）、芳烃类（2种，占总含量的36.75%）及醛类（1种，占总含量的2.98%）。与文献对比[11-12]，无论采用何种提取方法，刺梨种子脂肪酸成分基本一致，都主要含有亚油酸甲酯、亚麻酸甲酯及棕榈酸甲酯。此外，同样采用HS-SPME萃取方法萃取的刺梨果实和种子挥发性成分有很大差异[15]，种子除含有脂肪酸酯类，还含有较高比例的芳烃类、烷烃类和醛类化合物；果实的挥发性成分主要为烯烃及其酯类。因此刺梨在加工生产时，可根据果实及种子的化学成分不同，进行不同的食品品种开发，以产生更大的经济效应。

3 结论

应用顶空固相微萃取-气质联用方法对刺梨种子中的挥发性物质进行研究，共鉴定出8种挥发性化合物，脂肪酸酯类化合物占整个挥发性化合物的量最大，其次是芳烃类和烷烃类化合物。苯和亚油酸甲酯是刺梨种子中最主要的挥发性香气成分。对刺梨种子的挥发性香气成分的研究将对更好地开发和利用刺梨资源提供一定的参考价值。

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