基于GC-MS与GC-IMS技术对四种柚皮精油挥发性风味物质的检测

谭 艳，王国庆，吴锦铸，陈 赣，周爱梅,

（1.华南农业大学食品学院，广东省功能食品活性物重点实验室，广东广州 510642；2.吉安井冈农业生物科技有限公司，江西吉安 343016）

柚子属于芸香科柑橘属植物，在我国主要出产于广东、广西、江西、福建等地[1]。在柚子加工业中，常产生大量果皮和种子等副产品，占未加工水果的50%左右，这些副产品被认为是功能成分的重要来源[2]，尤其是柚子果皮中含有丰富的精油，具有抗菌消炎、抗氧化、抗肿瘤、化痰止咳等功能，在保健品开发、天然抑菌剂研制、新型药物制备等行业具有广阔的应用前景[3]。

柚子产地广泛，不同生长环境和地理位置的柚皮精油成分存在一定的差异。为了更好地综合评价柚子质量，合理开发利用柚皮精油，目前国内外学者主要采用气相色谱-质谱（GC-MS）对不同柚皮精油中的挥发性成分进行分析。如郭畅等[4]通过GCMS对梅州四种柚子果皮精油的挥发性成分进行了对比分析，而Ahmed等[5]则采用GC-MS 对8种葡萄柚精油的挥发性成分进行了对比分析。近年来，联合采用多种技术来表征食品中挥发性成分的研究手段开始受到关注。多种技术的联合使用可以更全面、更可靠和更科学地反映出食品的香气成分。例如，肖作兵等[6]利用GC-MS和气相色谱-嗅觉测量法（GC-O）鉴定出菊花精油样品的特征香气成分，马琦等[7]则利用电子鼻和GC-MS对杏鲍菇中挥发性风味成分进行研究。

气相色谱-离子迁移谱（GC-IMS）是近几年出现的一种相对较新的技术，它结合了气相色谱技术快速选择性和离子迁移谱的高灵敏度的特点，能够在固体和液体样品的顶部空间检测其挥发性成分，具有分辨率高、灵敏度高、操作简单、分析快捷等优点[8−9]。此外，样品无需复杂的前处理，通过顶空进样就能快速捕捉样品信息，且仪器配备的强大功能软件可给出样品的气相离子迁移谱图、挥发性成分的Gallery Plot图、主成分分析（Principal Components Analysis，PCA）图等，目前已被应用于食用油[10]、乳制品[11]、农药检测[12]、肉制品[13−14]、蛋制品[15]以及酒水[16]等多个领域，但在柚皮精油成分分析中未见报道，更未见联用GC-MS和GC-IMS来研究不同品种柚皮精油的相关研究报道。

基于此，本研究采用水蒸气蒸馏法制备梅州蜜柚、梅州沙田柚、井冈蜜柚、福鼎四季柚四种柚皮精油，使用GC-MS结合GC-IMS对四种柚皮精油的挥发性成分进行研究，并通过PCA及热图聚类分析探索四种柚皮精油的差异，更有利于探明不同品种柚皮精油的挥发性成分差异及功能成分差异，为柚皮精油的深加工开发利用进一步提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

梅州蜜柚、梅州沙田柚、福鼎四季柚 市售，采集于11月份；井冈蜜柚 吉安井冈农业生物科技有限公司提供，采集于11月份；正己烷 色谱纯，天津市科密欧化学试剂有限公司；无水硫酸钠 分析纯，天津市大茂化学试剂厂。

水蒸气蒸馏简易装置 河南豫华仪器有限公司；Trace 1300串联TSQ 8000气相色谱-质谱联用仪、Xcalibur软件 美国Thermo公司；Flavour-Spec®Laboratory Analytical Viewer食品风味分析与质量控制系统（配有CTC自动顶空进样器及Library Search定性软件的GC-IMS系统） 德国G.A.S公司。

1.2 实验方法

1.2.1 柚皮精油的制备及处理 采用水蒸气蒸馏法提取柚皮精油，参考文献[17]方法并加以改进。具体方法：分别选取成熟度一致的四种柚子，削皮，去果肉、白色内皮，取黄色带油胞部分的果皮80 g，粉碎后与蒸馏水以料液比1:10（g/mL）的比例混合，装入1 L圆底烧瓶中，在190 ℃下加热至沸腾，从沸腾起计时提取5 h（直到无精油流出）后用正己烷萃取精油，经无水硫酸钠干燥后，再用氮吹仪除去残余正己烷，过0.22 μm有机膜，得到柚皮精油，封装后置于−20 ℃备用，用于GC-IMS进样分析。参照Huang等[18]的方法并加以改进，称取40 mg柚皮精油溶于4 mL色谱级正己烷中，并稀释60倍，过0.22 μm有机膜，用于GC-MS进样分析。柚皮精油得率按以下公式计算:

式中：M1为精油的净质量，g；M2为柚皮的干重，g。

1.2.2 柚皮水分含量测定 提取精油前先测定四种柚皮的水分含量，具体按照GB 5009.3-2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》中第一法直接干燥法进行测定[19]。

1.2.3 GC-MS分析条件

1.2.3.1 色谱条件 TG-5MS色谱柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；分流比为10:1；载气：高纯氦气（纯度≥99.999%）；流速1.0 mL/min；进样量1.0 μL。升温程序：起始柱温50 ℃，保持2 min，8 ℃/min的速率升到138 ℃，0.5 ℃/min的速率升到142 ℃，2 ℃/min的速率升到190 ℃，5 ℃/min的速率升到220 ℃，10 ℃/min的速率升到260 ℃，保持5 min。

1.2.3.2 质谱条件 电子轰击离子源，电子能量70 eV，四级杆150 ℃，进样口250 ℃，离子源温度280 ℃，质量扫描范围50～500 m/z，溶剂延迟时间9 min。

1.2.3.3 挥发性物质定性和定量 应用GC-MS软件内置的NIST 2014谱库对检测到的挥发性成分进行鉴定；当SI（Similar Index）＞750则认定该组分存在于样品中；用峰面积归一化法确定各种成分的相对含量；同一精油样品的挥发性成分含量以三次结果的平均值±标准偏差（Mean values±SD）表示。

1.2.4 GC-IMS分析条件

1.2.4.1 顶空进样器检测条件 顶空炉孵化温度60 ℃，孵育时间5 min，样品进样体积100 μL，震动速度500 r/min，进样针温度65 ℃，填充速度200 μL/s，进样速度150 μL/s。

1.2.4.2 离子迁移谱检测条件 FS-SE-54石英毛细管柱（15 m×0.53 mm，1 μm）；色谱柱温度60 ℃；载气：高纯N2（纯度≥99.999%）；IMS温度：45 ℃；载气流速程序：初始2.0 mL/min，保持2 min，20 min内线性增至100 mL/min，30 min内线性增至150 mL/min，运行时间30 min。

1.2.4.3 挥发性物质定性和定量 利用GC-IMS设备自带仪器分析软件（Laboratory Analytical Viewer（LAV）和插件（Reporter、Gallery Plot），以及GC-IMS Library Search定性分析软件）对四种柚皮精油的挥发性成分进行采集和分析。

1.3 数据处理

使用SPSS 25.0、TB tools、Origin 2019、Laboratory Analytical Viewer和Dynamic PCA插件进行数据处理及绘图。所有实验重复三次。

2 结果与分析

2.1 四种柚皮精油得率比较

如图1所示，四种柚皮精油的得率（以干物质计算）存在显著差异（P＜0.05），其高低顺序为：梅州沙田柚（2.89%±0.22%）＞井岗蜜柚（2.58%±0.22%）＞福鼎四季柚（2.36%±0.07%）＞梅州蜜柚（0.75%±0.09%），这可能是由于不同柚皮中油胞含量不同所致。其中井岗蜜柚精油得率是梅州蜜柚精油得率的3.44倍，可能是由于种植的气候和环境不同而造成的差异。另外，梅州沙田柚精油得率远远高于梅州蜜柚精油得率，是后者3.85倍，这与郭畅等[4]的研究结果一致，可能是由于品种不同导致的。

图1 四种柚皮精油得率Fig.1 Yield of four pomelo peel essential oils

2.2 基于GC-MS分析四种柚皮精油的挥发性成分

2.2.1 四种柚皮精油挥发性成分含量及种类的差异分析 四种柚皮精油的挥发性成分总离子流图如图2A所示，共分离出56个主要色谱峰，其C链均在C10～C15以内，具体挥发性成分及含量见表1所示。从表1中可以看到，四种柚皮精油样品中共检测鉴别出56种挥发性成分，包括萜烯类（28种）、醇类（18种）、醛类（5种）、酯类（2种）、酮类（1种）及部分氧化物（2种），其中梅州蜜柚精油、梅州沙田柚精油、井岗蜜柚精油和福鼎四季柚精油中分别检测出28、13、24和39种挥发性成分，分别占总检出成分的99.28%、99.52%、99.51%和99.04%，四种柚皮精油中各类别挥发性成分数量如图2B。在四种柚皮精油样品中含量最高和种类最多的挥发性风味成分为萜烯类，共28种，相对含量变化范围为95.20%～99.18%，其中D-柠檬烯在四种精油样品中相对含量最高，为60.04%～94.71%，其次为β-月桂烯（2.59%～29.29%）、α-蒎烯（0.53%～0.88%）、3-亚甲基-6-（1-甲基乙基）环己烯（0.41%～0.61%）和桧烯（0.19%～0.97%）。这四种化合物也是柚皮精油中主要的香气贡献成分[20−21]。除萜烯类之外，醇类、醛类、酯类及酮类在四种柚皮精油中含量较少，与其它文献报道结果类似[1,22−23]。

图2 四种柚皮精油成分的总离子流图（A）、各类别挥发性成分数量（B）Fig.2 Total ion chromatograph（A）, number of volatile components（B）ofdifferent pomelo peelessential oils

四种精油样品中共鉴定出9种共有成分，分别为D-柠檬烯、β-月桂烯、α-蒎烯、3-亚甲基-6-（1-甲基乙基）环己烯、桧烯、芳樟醇、橙花醛、α-松油醇和β-石竹烯，其中萜烯类6种、醇类2种、醛类1种。进一步分析9种共有成分在不同精油中含量的差异，D-柠檬烯在梅州沙田柚精油中含量最高，具有新鲜橙子香气及柠檬香气，在柑橘类水果（尤其是其果皮）精油中含量较高。桧烯、β-月桂烯和β-石竹烯在福鼎四季柚精油中含量最高，其中桧烯具有胡椒、松节油以及木香香气；β-月桂烯具有清淡的香脂香气；β-石竹烯具有辛香、木香、柑橘香和温和的丁香香气。井岗蜜柚精油与其他三种精油相比醛类物质和2种醇类物质含量相对较高，橙花醛具有强烈的柠檬香气；芳樟醇带有似玫瑰木的气息，既有紫丁香、铃兰与玫瑰的花香，又有木香和果香气息；α-松油醇具有柑橘、紫丁香花香和木香；α-蒎烯具有新鲜樟脑和木香，是松节油的主要成分，具有松萜特有的气味，在梅州蜜柚精油中含量最高。柚皮精油中的D-柠檬烯、β-月桂烯、桧烯和α-蒎烯等不仅是其主要香气成分，也是重要的功能活性成分，具有抑菌效果[24−25]和酒精性肝损伤修复作用[26]等。此外，α-蒎烯还具有很好的抗炎效果[27]，β-月桂烯还具有抗氧化[28]作用等。因此，根据不同柚皮精油中主要香气和活性成分含量的差异，可以选择性地将其应用到不同行业中。

从表1还可以看出，梅州蜜柚精油特有的挥发性成分有6种，分别为（3E）-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯、Cabreuva oxide B、（1E,6E,8S）-1-甲基-5-亚甲基-8-（1-甲基乙基）-1,6-环癸二烯、（-）-β-花柏烯、反式-橙花叔醇和癸醛，其中葵醛具有类似柠檬油、甜橙油和玫瑰的气味[29]；反式-橙花叔醇具有柑橘、木兰香气，是对梅州蜜柚精油香气贡献较大的香气成分。井岗蜜柚精油特有的挥发性成分为5种，分别为3,6,6-三甲基-双环[3.1.1]庚-2-烯、（+）-双环大根香叶烯、（−）-4-萜品醇、2-（4-亚甲基环己基）-2-丙烯-1-醇和乙酸香叶酯，其中乙酸香叶酯具有鲜花所特有的强烈香气，属于玫瑰香型香气成分。梅州沙田柚精油特有的挥发性成分只有3-蒈烯1种，具有强烈的柠檬香气和松木样香气[30]。福鼎四季柚精油特有的挥发性成分种类和数量最多，共18种，其中萜烯类6种；醇类8种；醛类、酮类、酯类、其他各1种，分别是莰烯、α-水芹烯、2,6-二甲基-2-反式-6-辛二烯、紫苏烯、（+）-γ-古芸烯、α-人参烯、反式-对-薄荷-2,8-二烯醇、反式-1-甲基-4-（1-甲基乙烯基）环己-2-烯-1-醇、（−）-反式-松香芹醇、（−）-反式异胡椒醇、3-甲基-6-（1-甲基乙烯基）-（1R-顺式）-2-环己烯-1-醇、（1R,5S）-rel-香芹醇、（1R,5R）-香芹醇、桉油烯醇、（E）-柠檬烯氧化物、香茅醛、左旋香芹酮和己酸己酯，其中香茅醛具有花香和柑橘香气，己酸己酯具有青香、蜡香和药草香[31]，香芹酮具有香芹味以及黑面包香味[32]，福鼎四季柚精油中特有挥发性成分数量最多的为醇类，醇类化合物具有植物香气，是精油挥发性成分中的重要香气来源，通常阈值较高，而不饱和醇阈值偏低，并随着碳链的增长，香气也会随之增加。

表1 GC-MS鉴定不同柚皮精油的挥发性成分（%）Table 1 Volatile components in different pomelo peel essential oils identified by GC-MS（%）

GC-MS检测结果表明，四种柚皮精油的挥发性成分种类和含量差异明显，且均含有其特有挥发性成分，其中福鼎四季柚精油中特有挥发性成分数量最多，梅州沙田柚精油中特有挥发性成分数量最少，而梅州蜜柚和井岗蜜柚中特有挥发性成分数量相近，这可能是由于品种不同使其精油中挥发性成分数量存在差异。

2.2.2 四种柚皮精油挥发性成分的热图聚类分析热图（Heat map）可以在聚合大量数据的基础上，将实验结果直观地以一种渐进的色带展现出来，可以看出数据之间的疏密和频率高低程度。根据GC-MS检测出的56种挥发性成分的相对含量，使用TB tool软件进行热图聚类分析，得到四种柚皮精油的热图如图3所示。从图3可以看出，四种柚皮精油可聚为3类，第一类为福鼎四季柚精油，与其它样品差异较大，所含挥发性成分数量和类别显著高于其它精油样品，醇类和醛类数量较多，而萜烯类数量相对于其它样品较少，其中萜品油烯、α-水芹烯、2,6-二甲基-2-反式-6-辛二烯、紫苏烯、（+）-γ-古芸烯、α-人参烯、白菖烯、反式-对-薄荷-2,8-二烯醇等含量比其它精油样品高；第二类为井岗蜜柚精油，主要为萜烯类和醇类，醛类和酯类较少，β-侧柏烯、β-可巴烯、柠檬醛等化合物含量较高；第三类为梅州蜜柚精油和梅州沙田柚精油，主要为萜烯类、醇类以及醛类，而酮类未检出。该结果说明，GC-MS能很好区分四种精油样品。

图3 四种柚皮精油的挥发性成分含量变化的聚类分析热图Fig.3 Cluster analysis heat map of volatile compoundsin different pomelo peel essential oils

2.2.3 四种柚皮精油挥发性成分的PCA分析 PCA是一种简化数据集的技术，旨在利用降维的思想把多指标转化为少数几个综合指标，同时保持数据集对方差贡献最大的特征[36]。以四种柚皮精油样品中挥发性成分为研究对象，对其进行主成分分析，可使不同品种间的特征差异可视化。如图4所示，共提取出3个主成分，其中各主成分的方差贡献率分别为53.55%、26.53%和18.67%，总贡献率占比98.57%，能充分地代表原始数据信息。图4可见各精油样品点分别汇聚，相同样品之间的组距较近或重叠，说明GC-MS测定得到的数据稳定性较好，同一精油样品的重复性较好；而四个不同样品间集合间距差异明显，说明不同精油样品之间存在差异性，特征香气成分在四种柚皮精油中的分布具有特征性，可利用主成分进行放大。从PC1来看，福鼎四季柚精油主要聚集于PC1正半轴部分，而其它三种柚皮精油都聚集于PC1负半轴，说明福鼎四季柚精油与其它三种柚皮精油主要在PC1上差异较大；从PC2来看，梅州沙田柚和梅州蜜柚精油都聚集于PC2负半轴，说明梅州沙田柚和梅州蜜柚精油具有一定的相似性，可能与其产地相同，因而成熟的土壤、环境和气候相似有关，而福鼎四季柚精油和井岗蜜柚精油都聚集于PC2正半轴，且与梅州蜜柚精油组间距离相距较远，说明这两种精油在PC2上与梅州蜜柚精油差异较大；从PC3来看，梅州蜜柚和井岗蜜柚都聚集于PC3正半轴，而另外两种精油则偏向聚集于PC3负半轴，该结果也说明不同品种的柚皮精油之间存在差异，可根据品种的差异选取不同类型的柚皮精油加以利用。PCA结果显示四种柚皮精油样品可以很好地被区分开，且该结果与热图聚类分析结果具有一定相似性。

图4 四种柚皮精油的PCA 分析Fig.4 PCA analysis of different pomelo peel essential oils

续表 1

2.3 基于GC-IMS分析四种柚皮精油挥发性成分

2.3.1 四种柚皮精油GC-IMS谱图分析 柚皮精油中含有的挥发性成分经气相色谱分离后，以气态分子形式被离子源软电离后进入线性漂移电场，进行二次分离，根据不同离子到达检测电极的顺序差异，可通过峰高、峰面积以及相对迁移时间来实现不同样品中挥发性成分的定性和定量分析。图5A是柚皮精油的GC-IMS三维谱图（保留时间，迁移时间和离子峰强度），从图中可以直观看出，四种柚皮精油中的挥发性成分存在差异，为便于分析，采用俯视图进行差异对比，如图5B所示。图5B中，纵坐标代表气相色谱的保留时间（Retention Time，Rt），横坐标代表离子迁移时间（Drift Time，Dt），横坐标1.0处红色竖线为反应离子峰（Reactive ion peak，RIP峰），RIP峰两侧的每一个点代表一种挥发性成分。整个图背景为蓝色，颜色代表化合物的浓度，白色表示浓度较低，红色表示浓度较高，颜色越深表示浓度越大。由图5B可看出，四种柚皮精油挥发性成分可以通过GCIMS技术很好地分离，且可直观看出样品间的差异。在四种柚皮精油中，福鼎四季柚精油谱图上的淡蓝色信号峰和红色信号峰较多，说明其包含的挥发性成分数量较多，而梅州沙田柚精油谱图上的淡蓝色信号峰和红色信号峰较少，说明其包含的挥发性成分数量较少。图5B黑色框内A区域中的挥发性成分在梅州蜜柚精油和福鼎四季柚精油中的含量较高，而在井岗蜜柚精油中的含量明显较少，在梅州沙田柚精油中则几乎不存在；红色框内B区域中所含的挥发性成分在四种柚皮精油中的差异明显，福鼎四季柚精油中该区域内挥发性成分数量和含量都最高，而梅州蜜柚精油和井岗蜜柚精油中在该区域内的挥发性成分数量和含量相对较少，且两者之间相差不大，而梅州沙田柚精油在该区域中内的挥发性成分比其他精油样品显著减少，证明该区域内化合物可能是区分不同品种精油的特征性成分。

图5 四种柚皮精油的GC-IMS三维谱图（A）和二维谱图（B）Fig.5 Three-dimensional（A）and Two-dimensional（B）GC-IMS spectra of different pomelo peel essential oils

2.3.2 四种柚皮精油挥发性成分的定性分析 根据挥发性成分保留时间和离子迁移时间对四种柚皮精油挥发性成分进行定性分析，通过GC-IMS自带的Library Search软件进行组分分析，最终从四种柚皮精油样品中检测到挥发性成分58种单体及部分化合物的二聚体，如表2所示。图6为四种柚皮精油中挥发性成分特征峰位置点，图中数字编号与表2中化合物一一对应。由表2和图6可发现，58种挥发性成分的C链均在C2～C11以内，其中包括萜类10种，酸类1种，醇类17种，醛类12种，酚类2种，酯类7种，酮类5种，吡嗪类1种，呋喃类2种，噻唑类1种，具体结果详见表2。与GC-MS结果相比呈现一定差异性，醛类、酮类、酚类、吡嗪类、呋喃类和噻唑类检出数量增加，且大部分为小分子化合物，检出含量相对较低，原因是GC-IMS技术不需要对样品进行预处理，可以直接检测精油样品中的挥发性成分[37]，而GC-MS对精油样品进行检测之前，通常需要用溶剂进行一定程度的稀释，且IMS对高电负性或高质子亲和力官能团结构的物质具有高灵敏度，如含不饱和键结构的醛、酮等有机化合物，这就使得GC-IMS在四种精油样品中检出的醛、酮等小分子，阈值较低的化合物增加。目前对柚皮精油中挥发性成分大都采用GC-MS进行检测分析，检出成分大部分为萜烯类，且分子量偏大，很少有检测到酸类、酚类、呋喃类和噻唑类等，可能是由于这类化合物在柚皮精油中的阈值较低，难以用GC-MS检测出来。而本研究结果表明GC-IMS能够扩大样品中挥发性成分的检测范围，在挥发性成分的分析中具有较大的应用潜力。

表2 GC-IMS鉴定四种柚皮精油的挥发性成分Table 2 Volatile components in different pomelo peel essential oils identified by GC-IMS

续表 2

图6 四种柚皮精油中挥发性成分特征峰位置点Fig.6 Characteristic peak positions of four pomelo peelessential oils

2.3.3 四种柚皮精油挥发性成分的指纹图谱 为方便快速地对比四种柚皮精油样品间挥发性成分的差异，选取有明显差异及变化规律的离子峰生成指纹图谱（图7），横轴为挥发性成分，纵轴为四种柚皮精油样品。根据检测到的挥发性成分，所建指纹图谱清晰地反映了四种柚皮精油的挥发性成分之间的差异。由图7可以看出，四种柚皮精油的主要挥发性成分为萜烯类，除此以外主要为醇类、醛类、酯类，这与其它柚皮精油的研究结果一致[40−41]。图7中红色框内A区域内的萜品四醇、氧化芳樟醇、α-松油醇、葵醛、柠檬醛和肉桂酸乙酯在梅州沙田柚精油中含量明显少于其它三种精油样品中的含量，而在其它三种精油样品中的含量相差不大；红色框内B区域中的α-蒎烯、β-蒎烯、月桂烯、β-罗勒烯等萜烯类在四种精油样品中含量差异相对较少，为四种精油样品的共有成分。图7中绿色框内C区域中的苯甲醛、3-甲基丁醛、甲基丙醛、1-戊醇、3-甲基丁醇、2-甲基丙醇、乙酸异丁酯、乙酸丁酯在井岗蜜柚中的含量较高，可能为其特征性挥发性成分，而绿色框内D、E区域中的丙酸、乙酸异戊酯、甲基吡嗪、2-庚酮、1-己醇、丙酮、2,3-丁二醇、2,5-二甲基呋喃、羟基丙酮、1-丁醇、丁香酚、β-香茅醇、4-乙基苯酚在福鼎四季柚精油中的含量比较高，该结果与GC-MS中福鼎四季柚精油中特有挥发性成分一样，大部分为醇类。

图7 四种柚皮精油的挥发性成分指纹图谱Fig.7 Fingerprints of volatile components in GC-IMS spectrum of different pomelo peel essential oils

2.3.4 四种柚皮精油挥发性成分的PCA分析 根据精油中挥发性成分信号峰对其进行主成分分析，使不同样品间的特征差异可视化。通过FlavourSpec®食品风味分析仪内置的PCA分类模型，以所选取的特征峰对应的峰强度值为特征参数变量，得到第一、第二主成分图（图8），不同颜色的点代表不同精油样品中挥发性组分的归类情况。图8表明，主成分1和主成分2的方差贡献率分别为22%和59%，两个主成分总贡献率占比81%，能较充分地代表原始数据信息。从图8中还可以看出，不同样品之间数据点相对离散，而同种样品之间数据点相对聚集，说明GC-IMS测定得到的数据稳定性较好，同一精油样品的重复性较好，而不同精油样品之间挥发性成分存在一定差异。四种柚皮精油在PC1上相互都存在一定组间距离，说明四种精油之间挥发性成分之间均存在差异性，其中梅州沙田柚精油、梅州蜜柚精油和福鼎四季柚精油在PC1的组间距离区分明显，说明三种不同品种的柚皮精油主要差异在PC1，这主要是由于其品种不同而造成三种柚果的遗传基因不同，使其柚皮厚度、营养成分等各有差异；而福鼎四季柚精油和梅州蜜柚精油在PC2上的组间距离最远，说明它们的主要差异在PC2。GC-IMS结果表明，四种柚皮精油之间存在一定差异性，能被很好地区分开来。

图8 四种柚皮精油的PCA 分析Fig.8 PCA analysis of four pomelo peel essential oils

3 结论

首次结合GC-MS与GC-IMS对四种不同柚皮精油的挥发性成分进行了对比研究。GC-MS结果显示，四种柚皮精油中共检测出56种不同挥发性成分，其C链均在C10～C15以内，其中萜烯类28种、醇类18种、醛类5种、酯类2种、酮类1种、其它2种。GC-IMS结果表明，四种柚皮精油共检测出58种挥发性成分，其C链均在C2～C11以内，包括萜烯类10种、酸类1种、醇类17种、醛类12种、酚类2种、酯类7种、酮类5种、吡嗪类1种、呋喃类2种、噻唑类1种。两种技术的分析结果存在一定差异，GC-MS检测出的大多是大分子（C10～C15）高含量挥发性组分，GC-IMS检测出的主要是小分子（C2～C11）低含量挥发性成分，这主要是因为GCIMS的检测灵敏度相较于GC-MS更高，因此对于小分子物质的检测更精准，从检测结果来看，两种技术扩大了样品中挥发性成分的检测范围，更加全面地反映了各样品中挥发性组分的差异情况。

四种柚皮精油的主要挥发性成分均为D-柠檬烯、β-月桂烯等萜烯类成分，但不同精油在组成成分和含量上均具有一定的差异。PCA和热图聚类结果显示，四种柚皮精油中的挥发性成分存在特征性差异，可以被很好区分。其中梅州蜜柚精油与井岗蜜柚精油的挥发性成分之间的差异性说明不同产地的柚皮精油成分存在差异，而蜜柚、沙田柚和四季柚三种品种柚皮精油的挥发性成分差异说明品种不同对于柚皮精油中含有的挥发性成分和含量也具有一定影响。本研究为柚皮精油品质的鉴定和综合开发进一步提供了理论参考。