不同加工方式对石硖龙眼汁液中芳香成分的影响研究

梁俪恩，王延平

（增城华栋调味品有限公司，广东广州 511447）

龙眼（Dimocarpus longanLour.）是原产于我国南方的特产名果，主产于广东、广西、福建、台湾等省区，果实营养丰富，既宜鲜食，又能加工制作成果干、罐头等多种美味食品，具有很高的药用和食用价值[1]。其制成品龙眼肉干，性味甘平，主五脏邪气，安志厌食。一名益智，生山谷，始载于《神农本草经》[2]。石硖龙眼别名十叶、脆肉、石圆等，该品种8 月上中旬成熟，具有核小、肉厚、味道清甜且肉质爽脆的特征，是上等的龙眼品种，深受人们的喜爱。我国是龙眼的主产国，龙眼的种植面积与产量均居世界首位，随着我国经济的发展，人们的生活水平提高，对龙眼等优质果品及其加工品的需求量也逐渐增大。

香气是构成和影响鲜果及其加工品质量的主要因素。果蔬的风味是由其所含不同芳香物质决定的，芳香物具有较高的感官价值和一定的生理价值，对食欲及消化系统具有很大影响，甚至还影响人的精神状态，这也是目前研究的热点之一。研究果蔬芳香物质的目的是了解其组成及其中起作用的物质，为人工调配及开发应用提供依据，并为育种、栽培及贮藏加工提供科学信息[3-4]。芳香成分在不同物料中的分布状态不同，果实香气成分也往往会因为不同的加工处理方法而有所改变，这是新鲜龙眼与龙眼肉干香气不同的主要原因。目前关于龙眼香气成分的研究报道很少，尤其是采用不同加工方式对龙眼进行加工会改变龙眼中芳香成分的研究[5-9]。

龙眼汁液作为一种天然植物材料，其基质成分含量很高，如水分、糖类、植物中的黏液质等，而其特征香味成分却处于痕量水平，且水果中的特征香味成分不稳定，容易氧化变味，因此，在进行香味成分分析时，如何用最少的样品量得到准确的分析结果，选择分析方法尤为重要。近年来,随着分析仪器和样品前处理技术的发展,固相微萃取提取技术在芳香成分分析中的应用越来越广泛,这使天然植物和香精香料的分析水平得到很大的提高,为试验研究提供了极大的便利。固相微萃取（solid phase microextraction，SPME）是一种新型的样本采集技术,它通过吸附洗脱技术,富集了样本中的挥发和半挥发性成分,克服了一些传统样品处理技术的缺点[10-13]。本试验将固相微萃取技术应用于龙眼汁液芳香成分的提取中,并结合GC-MS 进行芳香成分的分析鉴定,简化了萃取过程，缩短了时间。本研究选取产地为广东番禺的石硖龙眼的成熟鲜果，分别采用微波加热、水蒸气蒸煮以及恒温烘箱烘烤三种不同的加工方式进行处理，然后对上述样品进行压榨等工艺获取龙眼汁液，再采用固相微萃取（SPME）/气相色谱-质谱法（GC-MS）分析方法分析样品中的芳香成分，根据分析数据探讨不同加工方式对石硖龙眼中芳香成分的影响，总结出共有的成分、含量较多的成分以及关键成分在加工过程中的变化，为龙眼加工品和龙眼类风味产品的开发提供技术参数。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

试验材料：龙眼，品种为石硖龙眼，采自广东番禺；采摘时间为2019 年7 月28 日；采摘后贮存于4 ℃条件下，3 d 内完成试验。

试剂：食用盐，NaCl，广东盐业公司生产；正构烷烃C7-C30，分析纯，安谱公司生产。

1.2 仪器与设备

7890B-5977B 气相色谱-质谱联用仪，美国安捷伦科技有限公司；电热鼓风干燥箱101-2AB 型，天津市泰斯特仪器有限公司；美的多功能电磁炉，C21-RT2125；格兰仕微波炉N9；手动SPME 进样手柄，美国Supelco 公司；纤维头50/30 μm DVB/CAR on PDMS；90-2 定时恒温磁力搅拌器，上海精科实业有限公司；KQ-100B 型超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司；HU600WN 原汁机，韩国惠人公司。

1.3 方法

1.3.1 样品的预处理

（1）新鲜龙眼汁液的制备

取新鲜龙眼，手工去壳、去核，得净果肉，称取25 g果肉，用原汁机制备果汁，取5 mL 置于20 mL 顶空瓶中，加入少量NaCl，备用，该样品为样品1。

（2）水蒸气加热龙眼汁液的制备

取新鲜龙眼，手工去壳、去核，得净果肉，称取25 g，水浴蒸煮1 min，取出并放至冷却，用原汁机制备果汁，取5 mL 置于20 mL 顶空瓶中，加入少量NaCl，备用，该样品为样品2。

（3）微波加热龙眼汁液的制备

取新鲜龙眼，手工去壳、去核，得净果肉，称取25 g，置于微波炉中使用中火加热1 min，取出并放至冷却，用原汁机制备果汁，取5 mL 置于20 mL 顶空瓶中，加入少量NaCl，备用，该样品为样品3。

（4）恒温烘箱烘烤龙眼干汁液的制备

取新鲜龙眼，手工去壳、去核，得净果肉，称取50 g，置于电热鼓风干燥箱中，100 ℃恒温烘烤2 h，制备龙眼肉干，取出后冷却，用剪刀剪碎，称取10 g,加水10 g，并加入少量NaCl 搅拌均匀，取5 mL 置于20 mL 顶空瓶中备用，该样品为样品4。

1.3.2 样品处理

将1.3.1 项中制备的样品1～4 超声提取5 min，重复3 次，置于定时恒温磁力搅拌器中，使用50/30 μm DVB/CAR/PDMS 萃取头（使用前270 ℃老化3 h）插入瓶中顶空部分，保持离样品表面1.5 cm，50 ℃加热搅拌20 min后，将萃取头插入GC 进样口，解析3 min。

1.3.3 色谱条件

气相色谱条件：色谱柱为HP-5MS（60 m×250 μm×0.25 μm）石英毛细管柱；升温程序，起始温度50 ℃，保持1 min，以3 ℃/min 上升至180 ℃，保持1 min，再以6 ℃/min 上升至280 ℃，保持10 min；载气为氦气；流速1 mL/min；进样方式为恒流（不分流进样）。

质谱条件：传输线温度280 ℃，EI 离子源，离子源温度230 ℃，四极杆温度150 ℃，电离能量70 eV，质量扫描范围28～450 amu。

数据图谱分析：对四个样品进行GC-MS 分析后，通过MSD 化学工作站与WILEY 9N 谱库、NIST11 谱库结合有关文献标准谱图核对分析，确定各种香气化合物的化学成分；根据气相色谱分析结果，并用TIC 峰面积归一法定量计算出各化学成分的相对含量。试验鉴定四组样品中的芳香成分均为相对百分含量，即各色谱峰占总峰面积的百分数。

1.3.4 保留指数的计算

本试验采用保留指数计算辅助质谱检索定性。保留指数是一种很有效的定性方法，对各色谱峰进行检索，将检索结果与样品分析香气成分的保留时间记录下来，计算其保留指数（RI）。程序升温条件下保留指数的计算见式（1）。

式中：n、N表示两种正构烷烃的碳原子数，N与n一般相差1，组分的保留时间为t，则tn＜t＜tN。

2 结果与分析

2.1 新鲜龙眼及其加工品的香气成分

2.1.1 不同加工方式龙眼汁液芳香成分的总离子流图

图1 为不同加工方式获得的石硖龙眼汁液中芳香成分的总离子流图，将总离子流图中各峰经MS 扫描后得到MS 图，将所得的色谱和质谱信息经数据处理系统与其内存谱库（WILEY 9N 谱库、NIST11 谱库）自动检索，结合人工谱图解析以及保留指数技术，对新鲜龙眼及其加工品的香气成分进行定性，4 个样品中共得到93 种成分（含异构体），其中样品1 中检测出31 种成分，样品2 中检测出57 种成分，样品3 中检测出44 种成分，样品4 中检测出48 种成分。

2.1.2 不同加工方式龙眼汁液芳香成分的固相微萃取

通过气相色谱数据处理系统，采用峰面积归一法测得各组分的相对百分含量，整理数据得到表1。

表1 不同加工方式石硖龙眼汁液中芳香成分的固相微萃取分析Table 1 SPME analysis of aromatic components in "Shixia" longan juice by different processing methods

续表1

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2.2 石硖龙眼不同处理方式香气成分的比较

通过固相微萃取技术和气相色谱-质谱联用技术分析四组龙眼汁液样品，共检出93 种芳香化合物（含异构体），其中醇类9 种，醛类6 种，酯类15 种，酮类2 种，酸类1 种，烯类52 种，呋喃类1 种，其他类7 种。所得分析数据采用面积归一化法进行计算，获得各芳香成分的相对百分含量，其中含量最大的是反式-乙位-罗勒烯或罗勒烯异构体混合物，在样品1 和样品3 中以罗勒烯异构体化合物含量最高，分别是68.889%和71.374%，在样品2 和样品4 中以反式-乙位-罗勒烯含量最高，分别是73.250%和71.742%。在4 个样品中反式-乙位-罗勒烯和罗勒烯异构体混合物，相加的量分别是70.780%、74.740%、72.851 和73.159%。高蓓[9]研究发现，在龙眼的整个芳香物质中，反式-罗勒烯的含量最高，一般约占芳香物质总量的60%以上，有些品种甚至达到了80%，这与本试验的结论相吻合。罗勒烯有草香、花香并伴有橙花油气息，多为顺反异构体化合物，遇空气易聚合或树脂化，不宜久留。此组数据显示该品种石硖龙眼的主要成分是罗勒烯及其顺反化合物，新鲜龙眼在进行热处理后，罗勒烯会发生异构变化。

四个龙眼汁液样品中共有的香气成分有14 种，分别是乙醇、甲氧基苯肟、乙位月桂烯、甲位蒎烯、1,5,8-对-孟三烯、1,3,7-辛三烯、反式-乙位-罗勒烯、罗勒烯（beta-Ocimene）（异构体化合物1）、甲位松油烯、别罗勒烯(Alloocimene)（异构体化合物2）、邻二甲苯、乙位罗勒烯、反，反-2,6-二甲基-1,3,4,5,7-辛四烯、别罗勒烯（Neoalloocimene）（异构体化合物3）、薄荷醇、反式石竹烯、反式-乙位金合欢烯。

2.3 保留指数

保留指数（Retention Index 或Kovats Index，RI或KI）的概念是由Kovats 在1958 年提出，是把组分的保留值用两个分别前后靠近它的正构烷烃来标定（这样会比仅用一个参比物质的相对保留值定向更精确）。对于天然植物中的芳香物质的质谱谱库检索，有时候即使匹配度很高，也无法判断检索的结果是否正确，特别对于异构体、同系物和结构特征相似的化合物，由于其质谱图非常相似，谱库检索结果匹配度，排列次序都很接近，检索给出的顺序也不一定正确，在这种情况下，在谱库检索的基础上，采用保留指数辅助确认结果是一种很重要的手段，常用以提高芳香成分检索的可信度。

本试验在与上述1.3.3 相同的色谱条件下，进正构烷烃的混合标准样品C7-C30，浓度0.1%，得到C7-C30 的正构烷烃的色谱图，见图2（见上页）。其中样品中各芳香成分的保留指数根据1.3.4 中保留指数计算公式，通过Excel 软件进行计算，具体数值见表1。

3 讨论

石硖龙眼中的汁液实际上是一种果汁，是一个复杂的体系，其中的糖、酸、果胶等物质对芳香成分具有一定的束缚作用[8]，在进行芳香成分分析的过程中对样品前处理一般采用溶剂萃取的方法，操作难度较大，导致芳香成分损失比较大，分析准确度比较低。固相微萃取技术以其方便、快捷、高效和无有机溶剂污染等优点受到国内外研究者的青睐。本试验采用固相微萃取技术和气相色谱-质谱联用技术相结合的分析手段，有效吸附及解析获得石硖龙眼汁液以及三种不同加工方法中石硖龙眼汁液的芳香成分。

本试验采用固相微萃取技术和气相色谱-质谱联用技术对鲜品、水蒸气加热样，微波加热样和恒温烘箱加热样四种加工方式处理的石硖龙眼汁液中的芳香成分进行了分析，结合GC-MS 和保留指数鉴定获得上述四组样品中的芳香成分共93 种（含异构体），其中反式-乙位-罗勒烯或罗勒烯异构体混合物为主要芳香成分，采用面积归一化法进行计算，在四组样品中的相对百分含量在70%以上，共有的芳香成分有14 种；其中芳香成分变化最明显的是水杨酸甲酯，水杨酸甲酯具有特殊的冬青样气味，在样品1 新鲜龙眼汁液中未检出，在样品2、3、4 中的相对百分含量分别是0.026%、1.857%、3.099%，表明水杨酸甲酯是在加热的过程中产生的，而且随着加热时间及加热温度的增加而增高，这也是龙眼肉干和仅经过水蒸气蒸煮和微波加热的龙眼肉感官风味不一样的重要来源。不同加工方式对石硖龙眼及汁液中的芳香成分组成及关键物质影响较大，这能为龙眼加工品和调配龙眼类风味产品提供技术参数。