‘花盖梨’ 果实香气成分的GC-MS 分析

李杰，韩继成，杨素苗，王雨

（1.河北省农林科学院昌黎果树研究所，河北 昌黎 066600；2.河北省农林科学院石家庄果树研究所，河北 石家庄 050061）

香气是果实品质的一个重要特征，近年来越来越受到人们的重视。随着科学技术的飞速发展，尤其是气相色谱-质谱联用等分析仪器的应用，香气研究在多个领域取得了一定的进展[1]。目前梨果实香气成分的研究主要集中在不同贮藏条件下和后熟过程中香气成分的变化[2～7]，而有关不同萃取头对香气成分提取效果的影响研究较少，与‘花盖梨’相关的研究报道更少。本研究以‘花盖梨’的成熟果实为试材，选用7种萃取头对果实挥发性物质进行萃取，并对不同萃取头萃取到的果实香气物质种类和数量进行比较，以期筛选出萃取效果最佳的萃取头，为‘花盖梨’品质评价和香气育种提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 ‘花盖梨’果实‘花盖梨’成熟果实采自河北省农林科学院昌黎果树研究所基地，选择大小均匀一致、无机械损伤的果实进行试验。果实去皮去核后取果肉样品约50 g，用液氮冷冻，加入D-葡萄糖酸内酯（抑止糖苷酶活性） 0.5 g 和PVPP （去除多酚，防止样品氧化） 1 g ，置于-80 ℃冰箱中保存，用于香气物质的测定。

1.1.2 萃取头 试验萃取头有7 种，其纤维涂层的化合物种类和厚度不尽相同[8]。其中，PDMS 萃取头有3种，涂层厚度分别为7、30、100 μm，涂层物质均为聚二甲基硅氧烷；PA 萃取头涂层物质为聚丙烯酸酯，厚度85 μm；PDMS/DVB 萃取头有蓝色和粉色2 种，其涂层物质均为聚二甲基硅氧烷/二乙烯苯，厚度均为65 μm；DVB/CAR/PDMS 萃取头涂层物质为二乙烯苯/CAR/聚二甲基硅氧烷，厚度50/30 μm。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 采用固相微萃取（solid phace microextraction，SPME），结合气相色谱-质谱联用（GCMS） 技术，对果实香气物质进行萃取；采用定性、定量方法，结合谱库检索和文献对比，对萃取到的香气物质进行确定。

1.2.2 香气成分萃取 将存放于-80 ℃冰箱中的果肉样品取出后迅速解冻，在4 ℃低温下以8 000 r/min 的转速离心10 min。吸取上清液4 mL 置于样品瓶中，加入内标4-甲基-2-戊醇（4M2P） 水溶液（1.038 8 g/L）10 μL，迅速用带有聚四氟乙烯隔垫的盖子拧紧，静置10 min。然后，将老化过的萃取头插入样品瓶的顶空部分，在磁力加热搅拌器上40 ℃萃取30 min，取下萃取头，立即在GC 进样口温度250℃条件下解析7 min。每个样品均重复萃取3 次。

气相色谱质谱联用仪为GCMS-QP2010。气相色谱条件：色谱柱HP-INNOWAX 柱（60 m×0.25 mm，0.25 μm）；进样口温度250 ℃；色谱柱升温程序为初始温度50 ℃保持1 min，以3 ℃/min 的速度升至120 ℃后保持1 min，再以6 ℃/min 的速度升至250 ℃后保持1 min。质谱条件：载气为He 气；柱流量1 mL/min；电离方式为EI；电子能量70 eV；质量扫描范围30～500 amu；不分流进样；离子源温度230 ℃。

1.2.3 香气成分确定

1.2.3.1 定性方法。 利用AMDIS （automatic mass spectral deconvolution and identification system） 系统解出质谱图，与标准品以及NIST11 谱库进行对比，计算每个挥发性组分的保留指数；然后与标样保留指数以及Wiley 谱库和文献收录的同样极性色谱柱条件下测得的保留指数进行比较，将定性结果依靠可信度强弱分类并详细记录，确定各组分的化学成分。

1.2.3.2 定量方法。采用峰面积归一法。

2 结果与分析

2.1 7 种萃取头萃取到的‘花盖梨’果实香气物质分析

利用7 种萃取头对‘花盖梨’成熟果实的香气物质进行萃取，经过检索分析与资料对比，共得到8 类31 种香气成分，其中，酯类物质7 种，醛类物质6种，醇类物质7 种，酮类物质2 种，烷烃类物质4 种，醚类物质2 种，酸类物质1 种，其他类物质2 种（表1）。

2.2 不同萃取头萃取到的’花盖梨’果实香气物质分析

对各萃取头萃取到的香气物质进行分析发现，不同萃取头萃取到的香气物质种类和相对含量均存在差异（表1）。表明不同萃取头对果实挥发性物质的吸收选择性不同。

2.2.1 果实香气物质种类 不同萃取头萃取到的果实香气种类差异较大。其中，DVB/CAR/PDMS、PDMS/DVB（蓝头） 和PDMS/DVB （粉头） 萃取头萃取到的物质较多，均为14 种；PA 萃取头萃取到5 种物质；涂层厚度7、30、100 μm 的PDMS 萃取头分别萃取到4 种、6 种和10 种物质。

2.2.2 果实香气物质相对含量 不同萃取头萃取到的果实总香气物质相对含量差异较大。其中，DVB/CAR/PDMS 萃取头萃取到的香气物质最多，总相对含量达到了92.55%；其次是PDMS/DVB 萃取头，蓝头、粉头萃取到的香气物质相对含量分别为83.02% 和79.71%；PA 萃取头以及涂层厚度7、30、100 μm 的PDMS 萃取头分别萃取到的物质相对含量分别为53.12%、51.49%、60.27%和64.77%。

7 种萃取头萃取到的香气物质中均以醛类物质相对含量最高，表明‘花盖梨’果实香气成分主要是醛类 物 质。 PDMS （7 μm）、 PDMS （30 μm）、 PDMS（100 μm）、PA、PDMS/DVB （粉头）、PDMS/DVB （蓝头） 和DVB/CAR/PDMS 萃取头萃取到的醛类物质总相对含量分别为40.16%、44.9%、38.39%、39.81%、45.3%、56.56%和60.03%，指标值存在显著差异，但7 种萃取头均萃取到了己醛，且均以己醛相对含量最高。

表1 不同萃取头萃取果实香气的种类及其相对含量Table 1 The aroma types and their relative contents extracted by different extraction fibers （%）

PDMS （7μm）、PDMS （30μm）、PDMS （100 μm）、PA、 PDMS/DVB （粉头）、 PDMS/DVB （蓝头） 和DVB/CAR/PDMS 萃取头萃取到的酯类物质相对含量普遍较高，醇类物质次之，其中，酯类物质相对含量分别 为11.33% 、 5.01% 、 8.82% 、 9.63% 、 10.87% 、11.41%和13.16%且均含有很低量的乙酸己酯，醇类物质相对含量分别为0、10.36%、6.06%、3.68%、6.84%、5.83%和5.25%。

3 结论与讨论

3.1 讨论

3.1.1 不同萃取头对果实香气种类的影响 固相微萃取技术利用有机物与溶剂之间 “相似相溶” 的性质，基于萃取头表面的固定相将组分从样品中萃取富集起来。不同固定相构成的萃取头对不同化合物的吸附能力不同， 因此，萃取头的选择是SPME 的核心。Robert 等[9]比较了3 种不同萃取头对咖啡挥发性物质的萃取效果，结果表明，涂层厚度65 μm 的PDMS/DVB萃取头对咖啡挥发性物质萃取效果最好。李杰等[8]发现DVB/CAR/PDMS 萃取头和PDMS/DVB （粉头） 萃取头对‘黄冠梨’果实挥发性物质的萃取效果最好。师守国等[10]研究表明，涂层厚度75 μm 的CAR/PDMS 萃取头对木香薷气体成分萃取效果最好。胡文舜等[11]发现DVB/CAR/PDMS （涂层厚度50/30 μm） 萃取头和CAR/PDMS （涂层厚度75 μm） 萃取头较适用于龙眼香气成分的萃取。朱虹等[12]研究结果显示，分析不同阶段香蕉香气时采用的适宜萃取头不同，其中对绿熟阶段香气分析时适宜采用DVB/CAR/PDMS 萃取头，对黄熟阶段香气分析时适宜采用PDMS 萃取头，对过熟阶段香气分析时适宜采用CW/DVB 萃取头。PDMS萃取头对非极性物质有较高的灵敏度，PA 萃取头对极性半挥发性物质酚类有较高的灵敏度，PDMS/DVB （蓝色，平头） 萃取头对极性化合物醇类的萃取效果较好，PDMS/DVB （粉色平头） 萃取头对胺类和硝基芳香类化合物的灵敏度较高，DVB/CAR/PDMS 萃取头对大范围的极性和非极性的C3-C20 有较好的吸收。本研究结果表明，DVB/CAR/PDMS （涂层厚度50/30 μm）、PDMS/DVB（粉头，涂层厚度65 μm） 和PDMS/DVB （蓝头，涂层厚度65 μm） 3 种萃取头均萃取到香气物质14 种，对‘花盖梨’成熟果实香气物质萃取效果较好。

3.1.2 不同萃取头对果实香气含量的影响 萃取头极性不同，表面吸附的化学物质也不一样。在7 种萃取头萃取到的香气物质中均含有醛类中的己醛和酯类中的乙酸己酯，但相对含量最高的是己醛，乙酸己酯的相对含量较低。前人研究表明，己醛、 （E） -2-己烯醛、丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、己酸乙酯和乙酸己酯是秋子梨品种‘小香水’和‘油红梨’果实后熟过程中重要的特征香气组分[13，14]；己醛和（E） -2-己烯醛对‘京白梨’香气的贡献值最大[2]，梨、杏、苹果（辽伏） 等果实中己醛相对含量最高[3，8，15～20]；乙酸己酯、乙酸2-甲基丙酯、乙酸丁酯、丁酸丁酯、乙酸戊酯、己酸乙酯等均具有浓郁的梨香[21]。本研究结果表明，利用DVB/CAR/PDMS （涂层厚度50/30 μm） 萃取头萃取到的‘花盖梨’成熟果实香气物质总相对含量最高，达到了92.55%，效果最好；蓝头和粉头的PDMS/DVB 萃取头萃取效果也较好，萃取到的香气物质总相对含量分别为83.02%和79.71%。

3.2 结论

对7 种萃取头萃取到的‘花盖梨’果实香气成分进行综合分析，结果显示，共萃取到香气物质8 类31种，其中，醇类物质7 种，酯类物质7 种，醛类物质6 种，烷烃类物质4 种，酮类物质2 种，酸类物质1 种，醚类物质2 种，其他类物质2 种。进一步对不同萃取头的萃取效果进行分析，结果显示，不同萃取头萃取到的香气种类和含量存在一定差异，其中，DVB/CAR/PDMS （涂层厚度50/30 μm）、PDMS/DVB（粉头，涂层厚度65 μm） 和PDMS/DVB （蓝头，涂层厚度65 μm） 3 种萃取头均萃取到香气物质14 种，但DVB/CAR/PDMS 萃取头萃取到的总香气物质相对含量明显高于PDMS/DVB （粉头） 和PDMS/DVB （蓝头）；其他4 种萃取头萃取到的香气种类及相对含量均较少。因此，在‘花盖梨’品质评价和香气育种中，可选择DVB/CAR/PDMS （涂层厚度50/30 μm） 萃取头对果实香气物质进行萃取。