高婷婷，孫潔雯，楊克玉，劉玉平，孫寶國(guó)

（北京工商大學(xué)食品學(xué)院/北京市食品風(fēng)味化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100048）

SDE-GC-MS分析鮮山楂果肉中的揮發(fā)性成分

高婷婷，孫潔雯，楊克玉，劉玉平*，孫寶國(guó)

（北京工商大學(xué)食品學(xué)院/北京市食品風(fēng)味化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100048）

采用同時(shí)蒸餾萃取結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)鮮山楂果肉中的揮發(fā)性成分進(jìn)行提取、分離及鑒定，通過(guò)質(zhì)譜、保留指數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)品定性，共鑒定出61種揮發(fā)性成分，包括烴類(lèi)16種、醇類(lèi)16種、醛類(lèi)10種、酯類(lèi)9種、酚類(lèi)4種、醚類(lèi)3種、酮類(lèi)2種以及酸類(lèi)1種；其中含量較高（相對(duì)峰面積大于2%）的化合物主要是乙酸葉醇酯（16.08%）、糠醛（10.97%）、α-松油醇（7.02%）、1，4-丁二醇（5.92%）、乙酸己酯（3.55%）、丁香酚（3.55%）以及1-甲基-4-（2-丙烯基）（2.53%）。分析鑒定出的揮發(fā)性成分的香氣特征可知，對(duì)新鮮山楂果肉香氣貢獻(xiàn)較大的是酯類(lèi)、醇類(lèi)和醛類(lèi)。

鮮山楂；揮發(fā)性成分；同時(shí)蒸餾萃??；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用

山楂（Crataegus pinnatifida Bunge）為被子植物門(mén)（Angiospermae）木蘭綱（Magnoliopsida）薔薇科（Rosaceae）蘋(píng)果亞科（SubFam.Maloideae）山楂屬（Crataegus）植物的成熟果實(shí)，又稱(chēng)山里紅、紅果、映山紅果、胭脂果，主要種植在北方地區(qū)，是我國(guó)特有的果樹(shù)，栽培歷史已經(jīng)有3 000多年，其食用和藥用歷史悠久［1］。在我國(guó)，山楂一直被當(dāng)作為“藥食同源”的上等佳品。山楂具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，富含豐富的維生素、黃酮類(lèi)物質(zhì)、有機(jī)酸類(lèi)以及多種微量元素；其果實(shí)酸甜可口，能生津止渴，還具有消食化積、活血散瘀的功效［2-3］。此外，國(guó)內(nèi)外大量研究表明，山楂還具有很好的改善心肌功能、調(diào)節(jié)血壓、降低血脂、抵抗心律失常，以及抗癌、鎮(zhèn)靜、抗氧化等功效［4-6］。

目前對(duì)于將山楂果加工成食品和藥品、其功能成分的提取、藥理作用（特別是臨床和藥劑的制備方面）的研究較為集中［7-9］，但是對(duì)山楂揮發(fā)性成分的提取與鑒定已報(bào)道的文獻(xiàn)還很有限。謝筆鈞等［10］用蒸餾萃取法在成熟山楂果實(shí)中共鑒定出32種沸點(diǎn)較低的揮發(fā)性化合物，認(rèn)為乙酸順-3-己醇酯是山楂清香味的代表化合物。張峻松等［11］采用同時(shí)蒸餾萃?。╯imultaneous distillation extraction，SDE）法對(duì)生物技術(shù)制備的山楂香料和傳統(tǒng)山楂香料的揮發(fā)性香味成分進(jìn)行了提取，鑒定出31種香味成分；得出利用生物技術(shù)加工制備的山楂香料不僅具有山楂的基本香韻，還兼有優(yōu)美的果香和釀甜香韻。

SDE法對(duì)中等至高沸點(diǎn)的揮發(fā)性成分回收率高，且在連續(xù)萃取過(guò)程中，可以把物料中痕量揮發(fā)性成分提取出來(lái)［12-13］。由此本實(shí)驗(yàn)將采用SDE法結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)鮮山楂果肉的揮發(fā)性成分進(jìn)行提取、分離及鑒定，希望能夠全面了解山楂果肉的揮發(fā)性成分，為制備山楂香料、質(zhì)量評(píng)估、加工生產(chǎn)等提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮山楂，市售，產(chǎn)地河北。

C7～C30正構(gòu)烷烴混合物（色譜純，溶劑為正己烷），美國(guó)Supelco公司；無(wú)水硫酸鈉和二氯甲烷，均為分析純，北京化工廠；標(biāo)準(zhǔn)品，百靈威科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

7890 N/5975C型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國(guó)安捷倫公司；DB-WAX（30 m×250 μm×0.25 μm）型色譜柱，美國(guó)安捷倫公司；SDE裝置，肯堡博美（北京）實(shí)驗(yàn)器皿有限公司；DF-lO1S型集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，河南鞏義市予華儀器責(zé)任有限公司；韋氏（Vigreux）分餾柱，肯堡博美（北京）實(shí)驗(yàn)器皿有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 SDE提取鮮山楂中的揮發(fā)性成分

將二氯甲烷進(jìn)行重蒸處理，取中間餾分待用。

將鮮山楂果肉切塊，取50 g放入盛有200 mL去離子水和適量沸石的500 mL的圓底燒瓶中，置于同時(shí)蒸餾裝置的輕相端，油浴加熱，溫度控制在（120 ±1）℃。另取50 mL重蒸的二氯甲烷置于100 mL圓底燒瓶中，加入適量沸石，置于同時(shí)蒸餾裝置的重相端，恒溫水浴加熱，溫度控制在（52±1）℃，連續(xù)蒸餾萃取4 h。萃取結(jié)束后，將萃取液用無(wú)水硫酸鈉干燥，置于冰箱中冷凍脫水、過(guò)濾，濾液在50℃水浴條件下用Vigreux柱濃縮至約1.5 mL。

1.3.2 色譜條件

色譜柱為DB-WAX，起始溫度40℃，保持2 min，以3℃/min的速率升至120℃，保持5 min，以9℃/min的速率升至230℃，保持1 min；載氣He，載氣流速1.0 mL/min；分流比為5∶1，進(jìn)樣量1 μL。

1.3.3 質(zhì)譜條件

電子轟擊（EI）離子源；電子能量70 eV；離子源溫度230℃；四級(jí)桿溫度150℃；掃描質(zhì)量范圍m/z 50～550 u；掃描模式為Scan；溶劑延遲5.0 min。

1.3.4 正構(gòu)烷烴保留時(shí)間的確定

取0.2 μL C7～C30正構(gòu)烷烴混合物在上述所示的GC-MS條件下進(jìn)行分析，得到C7～C30正構(gòu)烷烴的保留時(shí)間，用于保留指數(shù)的計(jì)算。

1.4 定性定量分析方法

1.4.1 定性分析

揮發(fā)性成分的鑒定［12］以質(zhì)譜（MS）、保留指數(shù)（RI）、標(biāo)準(zhǔn)品定性（S）為主，同時(shí)結(jié)合人工解析質(zhì)譜圖進(jìn)行確定。本實(shí)驗(yàn)是采用質(zhì)譜、保留指數(shù)以及標(biāo)準(zhǔn)品定性的三種方法對(duì)揮發(fā)性成分進(jìn)行定性分析。其中質(zhì)譜定性是使用計(jì)算機(jī)檢索標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜庫(kù)NIST11進(jìn)行匹配對(duì)照，取匹配度為70%以上的匹配度數(shù)據(jù)。當(dāng)有多個(gè)高于70%匹配度時(shí)選擇匹配度最高值對(duì)應(yīng)的物質(zhì)。保留指數(shù)定性是將化合物計(jì)算得到的RI值，與文獻(xiàn)值RI值進(jìn)行比對(duì)，二者越接近準(zhǔn)確度就越高。標(biāo)準(zhǔn)品定性是取已有的32種標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行稀釋?zhuān)c樣品在同樣條件下進(jìn)行GC-MS分析，分別記錄其保留時(shí)間，然后與未知峰進(jìn)行對(duì)照，保留時(shí)間相同則為同一種物質(zhì)。

1.4.2 定量分析

采用峰面積歸一化法進(jìn)行簡(jiǎn)單定量，得出各揮發(fā)性成分的相對(duì)含量。

2 結(jié)果與討論

利用SDE法對(duì)鮮山楂果肉中的揮發(fā)性成分進(jìn)行提取，得到的二氯甲烷提取物經(jīng)GC-MS分析，得到的總離子流圖見(jiàn)圖1，鑒定出的揮發(fā)性成分見(jiàn)表1。

圖1 鮮山楂果肉SDE提取物的揮發(fā)性成分總離子流圖Fig.1 Total ion chromatogram of volatile components extracted by SDE from fresh hawthorn

由表1可知，通過(guò)SDE法得到的鮮山楂果肉萃取物經(jīng)GC-MS分析，通過(guò)質(zhì)譜、保留指數(shù)以及標(biāo)準(zhǔn)品定性共鑒定出61種物質(zhì)，包括烴類(lèi)16種、醇類(lèi)16種、醛類(lèi)10種、酯類(lèi)9種、酚類(lèi)4種、醚類(lèi)3種、酮類(lèi)2種以及酸類(lèi)1種，占色譜流出組分的83.70%，其中醇類(lèi)（23.99%）、酯類(lèi)（23.51%）、醛類(lèi)（17.18%）和烴類(lèi)（12.48%）含量相對(duì)較高，其次是酚類(lèi)（4.27%）、酮類(lèi)（0.95%）、雜環(huán)類(lèi)化合物（0.96%）以及酸類(lèi)（0.36%）。

從鑒定出的揮發(fā)性成分的香氣特征來(lái)看［15-17］，烴類(lèi)化合物中的烷烴一般閾值較高，對(duì)香氣貢獻(xiàn)

不大；而鑒定出的烯烴類(lèi)，尤其是萜烯類(lèi)化合物對(duì)山楂的香氣具有一定貢獻(xiàn)，如萜品油烯有檸檬氣味，D-檸檬烯有新鮮橙子香氣及檸檬樣香氣，α-萜品烯具有柑橘和檸檬似香氣，γ-萜品烯具有柑橘、檸檬、熱帶水果的香氣，這些烯烴類(lèi)化合物賦予了山楂一定的果香。

表1 鮮山楂果肉的揮發(fā)性成分及相對(duì)含量Tab.1 Volatile components and their relative contents in fresh hawthorn determined by SDE-GC-MS

續(xù)表1

鑒定出的醇類(lèi)中的2-甲基-3-丁烯-2-醇有藥草、油脂以及泥土氣息，順-3-己烯醇具有青香、甜瓜香氣，α-松油醇具有木香、青香及丁香香氣，己醇具有脂肪、水果、青香香氣，芳樟醇具有甜的、花香、辛香和木香香氣，β-松油醇具有丁香香氣，紫蘇醇有溫暖的草香、稍有木香和花香，3-甲基-2-丁烯-1-醇具有甜香、濃郁的果香，2-甲基-1-丁醇具有烤香、果香。這些醇類(lèi)賦予了山楂青香和果香香氣，并且使得山楂的香氣醇厚。

酯類(lèi)中乙酸葉醇酯具有強(qiáng)烈的青香氣息、濃郁的水果氣息，推測(cè)是山楂的特征香味物質(zhì)，與文獻(xiàn)報(bào)道是一致的［18-20］；乙酸己酯具有甜香、青香、蘋(píng)果、梨的香氣，乙酸丁酯具有愉快水果香味，己酸甲酯具有水果、菠蘿香氣，當(dāng)歸內(nèi)酯具有甜的、椰子、堅(jiān)果以及藥草香氣，2-甲基丁酸己酯具有強(qiáng)烈的水果青香、蠟香、辛香、木香以及熱帶水果香氣。這些酯類(lèi)賦予了山楂特征的果香。

醛類(lèi)中的2-甲基-2-丁烯醛具有青香、堅(jiān)果香，并帶有水果的味道；反-2-己烯醛具有青香、醛香、果香、辛香、脂肪香，己醛有強(qiáng)烈的青香、木香、草香及水果香氣，壬醛具有脂肪、花香、蠟香及柑橘香氣，檸檬醛呈濃郁檸檬香味，糠醛有烤香、木香、谷香及辛香香氣，5-甲基糠醛有谷類(lèi)、肉、辛香香氣。這些醛類(lèi)物質(zhì)除了能夠賦予山楂青香和果香外，由于它們閾值較低，可以使得山楂的香氣透發(fā)。

酚類(lèi)化合物丁香酚有強(qiáng)烈的丁香香氣和溫和的辛香香氣，4-乙烯基愈瘡木酚呈強(qiáng)烈香辛料、丁香和發(fā)酵似香氣，有炒花生氣息；其中丁香酚、2，4-二叔丁基苯酚均具有防腐、殺菌作用，常用作抗氧劑及抑菌劑，它們對(duì)延長(zhǎng)山楂的保質(zhì)期具有一定作用。

另外，實(shí)驗(yàn)中僅鑒定出一種有機(jī)酸2-甲基丁酸，有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道［21］已從山楂中鑒定出多種酸，如枸櫞酸、蘋(píng)果酸、熊果酸及齊墩果酸等，主要原因是因?yàn)檫@些有機(jī)酸沸點(diǎn)較高，實(shí)驗(yàn)所用溫度沒(méi)有達(dá)到它們氣化的溫度，而文獻(xiàn)采用的是高效液相色譜儀進(jìn)行分析。

與采用固相微萃?。╯olid phase micro extraction，SPME）結(jié)合GC-MS［20］來(lái)提取與分析鮮山楂果肉中的揮發(fā)性成分所得結(jié)果相比可以發(fā)現(xiàn)：1）采用SDE方法鑒定出的酯類(lèi)物質(zhì)的種類(lèi)和含量都遠(yuǎn)低于利用SPME得出的，而醇類(lèi)物質(zhì)的種類(lèi)和含量都比SPME方法的多；其中利用SPME分析鑒定出酯類(lèi)23種和醇類(lèi)5種，分別占色譜餾出組分的78.41% 和0.62%；而SDE則鑒定出9種酯類(lèi)和16種醇類(lèi)，含量均在20%以上。這可能是由于SDE的加熱溫度較高（大于100℃）且萃取時(shí)間長(zhǎng)（約4 h），酯類(lèi)物質(zhì)在連續(xù)萃取過(guò)程中分解。利用SPME方法鑒定出的酯類(lèi)化合物中多數(shù)是含有六個(gè)碳的己醇和葉醇的酯（如乙酸己酯、甲酸葉醇酯、乙酸葉醇酯、異戊酸葉醇酯、異丁酸葉醇酯、丁酸己酯、2-甲基丁酸己酯等），但采用SPME方法沒(méi)有鑒定出來(lái)己醇和順-3-己烯醇；然而采用SDE方法恰好鑒定出己醇和葉醇，它們應(yīng)該是由己醇和葉醇的酯受熱分解產(chǎn)生的。2）采用SDE方法鑒定出的醛類(lèi)物質(zhì)有10種，高于SPME方法鑒定出的數(shù)量，其中的主要原因有兩點(diǎn)，一是SDE方法溫度高，可以使一些沸點(diǎn)較高的醛，如糠醛、5-甲基糠醛等被萃取出來(lái)；二是采用SDE方法萃取時(shí)沒(méi)有采用惰性氣體保護(hù)，使得一些醇類(lèi)物質(zhì)被氧化，生成了醛類(lèi)物質(zhì)。3）兩種方法中雖然均鑒定出了酚類(lèi)物質(zhì)，但是含量差距極大，SPME中僅有0.28%，而SDE中有4.39%，這是由于有的酚類(lèi)（如4-乙烯基愈瘡木酚）被認(rèn)為是木質(zhì)素分解產(chǎn)生的，SDE方法萃取溫度高，有利于酚類(lèi)物質(zhì)的產(chǎn)生.

通過(guò)對(duì)比兩種方法的鑒定結(jié)果可知，在提取一些鮮花和新鮮的水果中的揮發(fā)性成分時(shí)，SPME的方法更好，鑒定出的揮發(fā)性成分與實(shí)際樣品中的揮發(fā)性成分更接近；而萃取一些經(jīng)過(guò)加熱處理后的食品中的揮發(fā)性成分時(shí)，SDE的方法更好，采用該方法可以把一些沸點(diǎn)較高，不易揮發(fā)的成分提取出來(lái)。

3 結(jié)論

采用SDE法提取了鮮山楂果肉中的揮發(fā)性成分，經(jīng)GC-MS分析共鑒定出61種揮發(fā)性化合物，其中烯烴類(lèi)16種、醇類(lèi)16種、醛類(lèi)10種、酯類(lèi)9種、酚類(lèi)4種、醚類(lèi)3種、酮類(lèi)2種以及酸類(lèi)1種，其中含量較高（相對(duì)峰面積大于1%）的化合物主要是乙酸葉醇酯（16.08%）、糠醛（10.97%）、α-松油醇（7.02%）、1，4-丁二醇（5.92%）、乙酸己酯（3.55%）、丁香酚（3.55%）、1-甲基-4-（2-丙烯基）苯（2.53%）、2-甲基-3-丁烯-2-醇（1.96%）、檸檬醛（1.71%）、壬醛（1.59%）、紫蘇醇（1.48%）、順-3-己烯醇（1.37%）、萜品油烯（1.21%）和D-檸檬烯（1.04%）等。

在鮮山楂果肉中醇類(lèi)、酯類(lèi)和醛類(lèi)化合物種類(lèi)和含量較多，其中乙酸葉醇酯是山楂的特征香氣。

［1］曹會(huì)凱.山楂中黃酮類(lèi)化合物的提取及成分分析［D］.秦皇島：河北科技師范學(xué)院，2013.

［2］晏仁義，魏潔麟，楊濱.山楂化學(xué)成分研究［J］.時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥，2013，24（5）：1066-1068.

［3］支國(guó).山楂中主要成分HPLC測(cè)定方法的研究［D］.秦皇島：河北科技師范學(xué)院，2013.

［4］柴軍紅，任榮，柴小軍，等.山楂的應(yīng)用研究進(jìn)展［J］.中國(guó)林副特產(chǎn)，2010，2：98-101.

［5］Jurikova T，Sochor J，Rop O，et al.Polyphenolic profile and biological activity of Chinese hawthorn（Crataegus pinnatifida BUNGE）fruits［J］.Molecules，2012，17（12）：14490-14509.

［6］Tassell M C，Kingston R，Gilroy D，et al.Hawthorn（Crataegus spp.）in the treatment of cardiovascular dis-ease［J］.Pharmacognosy Reviews，2010，4（7）：32.

［7］寇云云.山楂中三萜類(lèi)化合物提取與成分分析［D］.秦皇島：河北科技師范學(xué)院，2012.

［8］Shi Y J，Wu P J，Wei P.Optimization on preparation of hawthorn fruit total flavonoids-phospholipid using complex Plackett-Burman design，central composite design and response surface methodology［J］.Journal of Chinese Medicinal Materials，2010，33（3）：437-441.

［9］Luo Y，Xiao Z，Wang Q，et al.Antioxidant activities and inhibitory effects of Auricularia Auricular and its functional formula diet against vascular smooth muscle cell in vitro［J］.Food and Nutrition Sciences，2011（4）：265-271.

［10］謝筆鈞，陳凌云.山楂揮發(fā)性化合物的研究［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，1997，23（2）：42-46.

［11］張峻松，張文葉，劉程毅，等.生物技術(shù)制備的天然山楂香料的化學(xué)成分分析［J］.精細(xì)化工，2006，23（10）：977-979.

［12］謝建春.現(xiàn)代香味分析技術(shù)及應(yīng)用［M］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008：71.

［13］劉笑生，劉建斌，劉夢(mèng)雅，等.SAFE與SDE法對(duì)金華火腿皮下脂肪氣味活性物質(zhì)研究［J］.食品科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào)，2014，32（1）：40-46.

［14］NIST.NIST Chemisty webBook：NIST Standard Reference Detebase Number 69［DB/OL］.［2014-08-29］http://webbook.nist.gov/chemistry.

［15］孫寶國(guó).食用調(diào)香術(shù)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003：66-127.

［16］孫寶國(guó)，何堅(jiān).香精概論［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006：50-145.

［17］鄧紅，王小宏，賀小化，等.榨前分離蘋(píng)果清汁中香氣成分分析［J］.食品科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào)，2013，31（5）：18-23.

［18］丁德生，李步祥.山楂果香味成分的研究［J］.香料香精化妝品，1999，19（2）：4-5.

［19］朱曉蘭，呂春偉，高蕓.山楂酊劑揮發(fā)性化合物氣相色譜-質(zhì)譜分析［J］.衛(wèi)生研究，2004，33（1）：108-110.

［20］高婷婷，韓帥，劉玉平，等.固相微萃取結(jié)合GC-MS分析鮮山楂果肉中的揮發(fā)性成分［J］.食品科學(xué)，2013，34（20）：144-147.

［21］楊濱，李化，趙宇新，等.山楂炮制前后有機(jī)酸含量變化［J］.中國(guó)中藥雜志，2004，29（11）：1057-1060.

Analysis of Volatile Components in Fresh Hawthorn by SDE-GC-MS

GAO Tingting，SUN Jiewen，YANG Keyu，LIU Yuping*，SUN Baoguo
（School of Food and Chemical Engineering/Beijing Key Laboratory of Flavor Chemistry，Beijing Technology and Business University，Beijing 100048，China）

The organic volatile components in fresh hawthorn were studied using simultaneous distillation extraction and gas chromatography-mass spectrometry（SDE-GC-MS）.A total of sixty-one volatile components were identified，including 16 hydrocarbons，16 alcohols，10 aldehydes，9 esters，4 phenols，3 ethers，2 ketones，and 1 acid.These components were determined by MS and conformed by comparison of the retention times of the separated constituents with those of authentic samples and by comparison of retention indexes of separated constituents with the RIs reported in the literature.The predominant volatile component（over 2%）in fresh hawthorn was cis-3-hexenyl acetate（16.08%），followed by furfural（10.97%），α-terpineol（7.02%），1，4-butanediol（5.92%），hexyl acetate（3.55%），eugenol（3.55%），and 1-methyl-4-（1-methylethenyl）-benzene（2.53%）.From the odor characteristics of identified components，it can be known that the ester compounds，alcohol compounds，and aldehyde compounds were the characteristic volatile components of fresh hawthorn.

fresh hawthorn；volatile components；simultaneous distillation extraction；gas chromatography-mass spectrometry

李 寧）

TS255.2

A

10.3969/j.issn.2095-6002.2015.03.005

2095-6002（2015）03-0022-06

高婷婷，孫潔雯，楊克玉，等.SDE-GC-MS分析鮮山楂果肉中的揮發(fā)性成分［J］.食品科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào)，2015，33（3）：22-27.

GAO Tingting，SUN Jiewen，YANG Keyu，et al.Analysis of volatile components in fresh hawthorn by SDE-GC-MS［J］.Journal of Food Science and Technology，2015，33（3）：22-27.

2014-08-29

國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2011BAD23B01）。

高婷婷，女，碩士研究生，研究方向?yàn)橄懔匣瘜W(xué)；

*劉玉平，男，教授，博士，主要從事香料化學(xué)方面的研究。

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