陳愷嘉 陳金明 石燦煥

(廣州聯(lián)豐香料科技有限公司 廣東廣州510663)

仙人掌果（Opuntia ficus-indica）為仙人掌屬（Opuntia）植物的果實［1］，原產(chǎn)地為南美洲，在我國海南等沿海亞熱帶地區(qū)也有部分種植，其果皮毛刺多，果肉可食用，肉色多為紅色或紫色，酸甜可口［2］。據(jù)記載，仙人掌果可祛濕退熱、行氣活血，有清熱解毒、健胃止痛、鎮(zhèn)咳的功效［3］。研究表明，仙人掌果屬于高蛋白、低脂肪、低糖、高膳食纖維水果，含有豐富的維生素、礦物元素和黃酮類化合物。仙人掌果還可改善血管脆性、有效降低血脂和膽固醇，可用于預防冠心病、心絞痛、支氣管哮喘等疾?。?］。目前對于仙人掌果的研究主要集中對其中多糖［5］、色素［6］、黃酮類［7］等成分的提取研究上，也有對仙人掌果開發(fā)產(chǎn)品應用方面的報道研究，如利用鮮仙人掌果制作仙人掌果果醋［8］、單獨利用仙人掌果制作仙人掌果果酒［9］、功能性仙人掌果果汁乳飲料［10］或配合黑枸杞研制仙人掌果黑枸杞復合果酒飲料［11］等。而對于仙人掌果的香氣成分構成，卻鮮見報道。

頂空-固相微萃取技術（head space-solid phase microextraction， HS-SPME），是近年來使用廣泛的一種前處理方法，具有用樣少、操作簡便、成本低廉、無有機溶劑污染風險的特點，是一個集萃取、濃縮、進樣于一身的樣品前處理技術［12］。HSSPME聯(lián)動GC-MS檢測技術，是一個鑒定揮發(fā)性成分的有力工具，食品風味組分分析的有效手段［13］。據(jù)報道，Pontes等［14］采用頂空固相微萃取—氣相色譜—四級質(zhì)譜聯(lián)用技術從西番蓮果中提取出71種風味組分。趙峰等［15］用HS-SPME與GC-MS聯(lián)用在紅富士蘋果中檢測出55種芳香成分。韓素芳等［16］建立采用固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用測定楊梅香氣組分的實驗方法。HS-SPME聯(lián)動GC-MS逐漸成為分析食品風味組分最有發(fā)展前景技術之一［17］。

本試驗將采用HS-SPME聯(lián)動GC-MS檢測方法對仙人掌果進行香氣提取分析，為仙人掌果的深加工和利用提供基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試材

仙人掌果購自海南三亞益優(yōu)果果園；氯化鈉：分析純，廣州化學試劑廠。

1.1.2 設備

手動SPME進樣器（Supelco，美國），75 μm CAR/PDMS萃取頭（Supelco，美國），15 mL SPME專用樣品采集瓶（Supelco，美國），安捷倫氣相色譜（7890A）-質(zhì)譜聯(lián)用儀（5975C）（Agilent，美國），恒溫磁力加熱攪拌器（上海科升ZNCL-DLS，中國），電子天平（A&D公司，日本），移液槍（Eppendorf，德國）。

1.2 方法

1.2.1 萃取頭活化

將萃取頭插入進樣溫度設定為250℃的氣質(zhì)聯(lián)用儀進樣口中進行活化，目的是對可能殘留在萃取頭中的物質(zhì)盡可能除去，避免干擾之后試驗效果，活化時間為30 min。

1.2.2 樣品頂空吸附

取仙人掌果鮮果去皮取肉，切碎打漿，取8.0mL樣品和2 g氯化鈉置于15 mL采集瓶中，于30℃的恒溫磁力攪拌器內(nèi)水浴平衡15 min，將老化好的萃取頭通過帶孔隔墊插入采集瓶，推出纖維頭，30℃條件下頂空吸附45 min后取出，立即插入氣質(zhì)聯(lián)用儀進樣口，于250℃下解吸3 min后進行色譜分析。

1.2.3 儀器工作條件

（1）色譜條件：Agilent 19091S-433毛細管色譜柱（30 m×250 μm×0.25 μm）；進樣口溫度250℃，載氣為高純氦氣（純度＞99.999%），流速為0.8 mL/min，恒壓31.1 kPa；升溫程序：初始溫度50℃，保持3 min，以3℃/min升溫至180℃，保持2 min，最后以5℃/min升溫至250℃，保持18 min。不分流進樣［18］。

（2）質(zhì)譜條件：電離方式EI，采集模式為全掃描，質(zhì)量掃描范圍50.00～550 amu，溶劑延遲0.00 min，EMV模式為增益模式，增益系數(shù)1.00，MS離子源溫度230℃，四級桿溫度150℃［18］。

1.2.4 數(shù)據(jù)分析

將采集到的質(zhì)譜圖與NIST 08標準譜庫對照，結合相關文獻［19-20］進行人工譜圖解析，對樣品進行定性分析；采用峰面積歸一化法計算各化學成分的相對含量。

2 結果與分析

按照試驗方法提取并分析樣品，確定了仙人掌果肉中24種揮發(fā)性化合物。表1為利用峰面積歸一法所測得的各化合物在總揮發(fā)性化合物成分中的相對含量：

通過SPME-GC-MS鑒定仙人掌果果肉中的揮發(fā)性化合物，得出仙人掌果果肉的揮發(fā)性化合物共24種，包括6種酯類化合物，5種醇類化合物，5種烯烴類化合物，4種醛類化合物，2種醚類化合物，1種酮類化合物和1種雜環(huán)類化合物。其中酯類化合物的相對含量為16.922%，醇類化合物的相對含量為18.929%，烯烴類化合物的相對含量為4.634%，醛類化合物的相對含量為49.378%，醚類化合物的相對含量為1.721%，酮類化合物和雜環(huán)類化合物的相對含量分別為7.280%和1.136%。由此看出，仙人掌果的揮發(fā)性香氣物質(zhì)主要類別為醛類、醇類和酯類化合物。

仙人掌果中相對含量高于5%的揮發(fā)性香氣化合物成分有6種，分別為正己醛（32.301%）、反-2-己烯醛（葉醛）（15.028%）、正辛醇（10.056%）、乙酸異戊酯（9.251%）、α-鳶尾酮（7.280%）、順-3-己烯醇（葉醇）（5.709%），共占揮發(fā)性香氣物質(zhì)總量的79.625%。占揮發(fā)性香氣物質(zhì)總量在1%～5%的香氣成分有10種，2-甲基丁基乙酸酯（2.281%）、乙酸葉醇酯（1.727%）、己酯（1.695%）、順-2-乙酸己酯（1.558%）、β-蒎 烯（1.541%）、 乙 酸 己 酯（1.528%）、 苯 甲 醛（1.198%）、 2-戊 基 呋 喃（1.136%）、二苯醚（1.037%）、苧烯（1.019%），共占揮發(fā)性香氣物質(zhì)總量的14.72%。

在鑒定出的醛類揮發(fā)物里，正己醛在低濃度時有水果樣的特有香氣和味道；反-2-己烯醛，又稱葉醛，具有靑香、醛香和果香；反-2-庚烯醛具有果香和油脂香，也帶青香氣息；苯甲醛具有特殊的氣味，類似苦杏仁的芳香氣息。

酯類則多以乙酸酯為主，乙酸異戊酯具有強烈的水果香氣，并帶有梨的酸甜味道；乙酸己酯同樣具有類似梨的酸甜風味；乙酸葉醇酯，具有令人愉快的水果氣味、新鮮葉子的靑香及蘋果香韻；乙酸芐酯，在稀釋到40 mg/kg時具有香甜水果氣息，是一種在食品和化妝品工業(yè)中被廣泛應用的合成香料。

醇類化合物中以辛醇占比的相對含量最高，辛醇具有甜且稍帶藥草味的香氣；正己醇則具有水果香氣及芬芳風味；順-3-己烯醇，又稱葉醇，具有青香、藥草香和綠葉香氣；芳樟醇是典型的花香香氣，且沒有萜烯和樟腦的氣味，加上工業(yè)合成出的芳樟醇比天然芳樟醇香氣更為純凈和清鮮，是香水、香精配方中使用頻率最高的香料。

除了3個相對含量占比大的類別外，其余類別中的揮發(fā)性香氣物質(zhì)亦有具特色的香氣物質(zhì)，如：β-蒎烯特有松節(jié)油香氣、干的木香或樹脂芳香；苧烯具有令人愉快的檸檬樣香氣、無樟腦和松脂類氣味；對-傘花烴具強烈的、特有的、胡蘿卜樣氣味，當其陳化后氣味則漸變模糊；二苯醚具有香葉、天竺葵樣香氣；2-戊基呋喃具有豆香、果香、泥土、青香及類似蔬菜的香韻；α-鳶尾酮特有鳶尾樣和紫羅蘭樣香氣［20-24］。

香氣值是香氣組分含量與其香氣閾值的比值，樣品中香氣值大于1的香氣組分，我們視其為該樣品的特征香氣成分［25］。通過文獻［26］查找揮發(fā)性物質(zhì)的香氣閾值，結合表1計算得出對應揮發(fā)性香氣物質(zhì)的香氣值，從而確定仙人掌果的特征香氣成分。將香氣值大于1的仙人掌果揮發(fā)性香氣物質(zhì)提取配以對應的香氣描述歸納成表2。

從表2可獲悉，仙人掌果的特征香氣成分物質(zhì)有7種，其中帶有靑香、葉香成分有4種，帶果香的2種，還有一種香氣成分描述未能找出。其中帶靑香的4種香氣成分中，辛醇較為特殊，因為它的靑香中帶有油潤的感覺，是其余3種成分中所沒有的。特征香氣成分中呈靑香的香氣成分數(shù)量上多于果香，意味著仙人掌果的香氣呈現(xiàn)是以靑香為主，果香為輔的香氣特征，這也與我們試驗前的感官香氣評估結論相一致。

表2 仙人掌果中部分揮發(fā)性香氣物質(zhì)的香氣值

3 討論與結論

本試驗利用了HS-SPME-GC-MS檢測高效準確的特點，對仙人掌果的揮發(fā)性香氣成分進行檢測鑒定，共檢測出有效香氣成分24種，相對含量占比高于5%的揮發(fā)性香氣成分分別為正己醛（32.301%）、反-2-己烯醛（15.028%）、正辛醇（10.056%）、乙酸異戊酯（9.251%）、α-鳶尾酮（7.280%）、順-3-己烯醇（5.709%），共占揮發(fā)性香氣物質(zhì)總量的79.625%，主要為醛類、醇類和部分酮類和萜烯類化合物質(zhì)。通過成分可量化香氣值比較，確認7種主要香氣貢獻成分，分別為己醛，乙酸異戊酯，反-2-已烯醛，2-戊基呋喃，2-甲基丁基乙酸酯，乙酸葉醇酯和辛醇，確認仙人掌果以靑香為主，果香為輔的香氣特征，符合試驗前仙人掌果的感官特征風味。

在當前仙人掌果研究報道主要集中對其功能物，如多糖、色素、黃酮類的提取；少量對仙人掌果果品的應用開發(fā)，如果酒、果汁乳飲料，而缺乏深入剖析仙人掌果自身香氣特性的研究背景下，本文利用HS-SPME-GC-MS針對性開展對仙人掌果揮發(fā)性香氣成分的研究，為仙人掌的工業(yè)食品開發(fā)和利用提供基礎數(shù)據(jù)支撐。