3种萃取头对粉枝莓果实香气成分萃取效果

袁 雷， 钟政昌， 刘 瑜， 解 博， 曹东星

（1.西藏农牧学院 生物技术中心，西藏 林芝 860000；2.西藏农牧学院，食品科学学院，西藏 林芝 860000）

果实香气成分是水果风味的重要物质，也决定着果实的品质，对其香气成分的研究有助于掌握其风味化学组成，对品种选育及果实深加工具有重要的意义。气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）是一种较为简便、快速和准确的果实香气成分测定方法，广泛用于果实香气成分的分析，目前，果实香气成分的前处理通常需要通过水蒸气蒸馏、同时蒸馏萃取、索氏提取等技术，但是这些技术存在着萃取率低、温度偏高或使用大量有机溶剂等缺陷，导致提取出的香气与原样品的香气特征存在较大差异，不能准确反映样品香气成分的组成情况[1-3]。固相微萃取（SPME）技术是一种无溶剂样品预处理技术，集萃取、浓缩和进样为一体，已广泛用于生物、医药、食品、环境等领域[4-5]。具有吸附功能的固相微萃取纤维头是萃取装置的核心部件，不同类型的纤维头具有不同的性能，对萃取效果有较大影响，所以香气成分分析成功的关键是选择合适的纤维头[6-7]。

粉枝莓（Rubus biflorus Buch）是蔷薇科悬钩子属植物中的一种落叶性野生果木，在西藏的分布主要集中于拉萨、林芝等地[8]。其果实味甜，聚合浆果，橘红色，营养成分含量丰富，有机酸及铁和锌等微量元素含量均高于普通水果，蛋白质和维生素含量也远高于普通水果，除用于生食外，也可以酿酒，制作果汁、果酱等，具有较高的开发利用价值[9]。然而，目前，关于粉枝莓果实香气成分的研究未见报道，同时对粉枝莓的开发利用率也极低，绝大部分粉枝莓果实被弃之山中，在野生状态下自生自灭[10]。本文采用HS-SPME结合气相色谱-质谱联用仪，选择西藏自治区林芝市八一镇粉枝莓为原料，研究100 μm聚二甲基硅氧烷（PDMS）、7 μm PDMS、85 μm 聚丙烯酸酯 （PA）3种纤维头对粉枝莓果实香气成分的萃取效果及其香气成分的分析方法，以期为粉枝莓果实后期研究奠定基础。

1 材料与方法

气相色谱-质谱联用仪 （QP2010 plus GC-MS，日本 Shimadzu 公司）；100 μm PDMS 纤维头、7 μm PDMS纤维头、85 μm PA纤维头 （美国Supelco公司）；成熟粉枝莓果实（采自西藏林芝八一镇）。

1.2 色谱-质谱条件

参照文献 [11-15]方法，略作修改。色谱柱：RTX-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）弹性石英毛细管柱；进样口温度：240℃；载气：氦气，纯度≥99.999%，柱流速0.9 mL/min，不分流；程序升温：初始温度60℃，保持1 min，以6℃/min升至180℃，保持1 min，再以20℃/min升至200℃，保持5 min。离子源温度220℃；传输线温度250℃；离子化方式：EI；电子能量：70 eV；扫描方式：全扫描；扫描质量范围：35～500 m/z。

1.3 香气成分的定性与定量分析

各组分通过NIST05和NIST05s质谱数据库检索，根据质谱的匹配度和文献已报道物质进行核对，同时采用峰面积归一化法计算粉枝莓果实香气成分的相对含量[16]。

1.4 顶空固相微萃取方法

称取5.0 g粉枝莓匀浆，装入15 mL带有聚四氟乙烯密封的顶空瓶中，密封。分别将老化（250℃，30 min）的 PDMS（7 μm）、PDMS（100 μm）和 PA（85 μm）萃取纤维头的固相萃取针穿过样品瓶的硅橡胶瓶垫，推出萃取头，60℃水浴萃取30 min，然后将纤维头迅速插入气相色谱-质谱联用仪进样口，230℃解析3 min，同时进行GC-MS检测。

2结果与分析

采用3种纤维头萃取粉枝莓果实香气成分后，经GC-MS检测分析（图1），共鉴定出27种香气成分（表1），其中醇类11种、醛类8种、羧酸类5种、酮类2种、烯类1种，分别占已检出香气成分总数的40.7%、29.6%、18.5%、7.4%、3.7%。

1.1 仪器与材料

图1 粉枝莓果实香气成分的总离子流程图Fig.1 Total ion chromatogram of aroma compounds from Rubus biflorus Buch

表1表明，85 μm PA纤维头检出的物质最多（24 种），然后是 100 μm PDMS（19 种），7 μm PDMS只检测到6种成分，说明85 μm PA对粉枝莓果实香气成分的萃取能力最强。3种纤维头均检出了橙花醇、橙花醛、香叶醇、香叶醛、香叶酸和月桂醇6种香气成分，其中橙花醇、橙花醛、香叶醇、香叶醛和香叶酸的含量相对较高（表2），是粉枝莓果实的特征香气成分。

表1HS-SPME/GC-MS鉴定的粉枝莓果实香气成分Table 1 Aroma compounds in Rubus biflorus Buch identified by HS-SPME/GC-MS

表2 不同纤维头对粉枝莓果实特征香气成分的萃取Table2 CharacteristicaromacompoundsofRubus biflorus Buch extracted by different fibers

3 结语

萃取头涂层的性质决定了该方法的应用范围和分析中能检测到的浓度范围。因此合适特性的涂层和涂层厚度对分析灵敏度至关重要[17-18]。付蕾等[15]研究了4种萃取头对草莓香气成分的萃取效果，结果表明50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取头对酮类、萜烯类、醇类和醛类物质的萃取效果明显高于其他萃取头。张红艳等[19]在研究固相微萃取分析厚皮甜瓜果汁时发现CarboxenTM/PDMS萃取头较其他2种萃取头灵敏度高，检出的物质种类多。本研究显示，85 μm PA纤维头对粉枝莓果实香气成分的选择性好、萃取容量大，萃取效果最好，适用于粉枝莓果实香气成分的萃取。

本研究使用85 μm PA纤维头对粉枝莓果实香气成分进行了HS-SPME/GC-MS分析，共检测出24种香气成分，包括醇类、醛类、羧酸类、酮类、烯类等，共同构成了粉枝莓果实的香气。其中醇类、醛类、酸类相对含量较高，初步确定橙花醇、橙花醛、香叶醇、香叶醛和香叶酸是粉枝莓果实的特征香气成分。该研究为了解粉枝莓果实的风味化学组成、指导粉枝莓的品种选育、开展粉枝莓果实的深加工及产品质量控制奠定基础。