（許昌學(xué)院食品與藥學(xué)院，河南省食品安全生物標(biāo)識(shí)快檢技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 許昌 461000）

香椿（Toona sinensis Roem），楝科香椿屬植物，主產(chǎn)于我國(guó)，樹(shù)皮可造紙，椿芽可食用，果和皮可入藥，具有清熱解毒、健胃理氣、潤(rùn)膚明目的作用。香椿中的香氣成分包括噻吩類、脂類、醛類、烴類等，這些成分的含量不同，香椿的香氣也有所不同[1]；香椿的特征性香氣成分主要為反-2-己烯醛（trans-2-hexenal）、2，5-二甲基噻吩（2，5-dimethylthiophene）和 3，4-二甲基噻吩（3，4-dimethylthiophene），關(guān)于香椿的特征性香氣成分的合成途徑、功效作用等已有研究[2-5]。目前，對(duì)香椿中特征香氣成分的分析方法主要采用的是峰面積歸一法：先經(jīng)過(guò)固相微萃?。╯olid phase micro-extraction，SPME）法對(duì)香氣成分進(jìn)行萃取，再通過(guò)儀器分析進(jìn)行定性定量分析[6-8]；然而，這種方法僅可實(shí)現(xiàn)香氣成分的半定量分析，并不能測(cè)得這些特征香氣成分的實(shí)際含量，致使其在加工過(guò)程中的量變情況無(wú)法被準(zhǔn)確分析。因此，建立香椿中特征香氣成分的定量分析方法有利于促進(jìn)香椿香氣品質(zhì)的過(guò)程監(jiān)控。

加工過(guò)程對(duì)食品原料中香氣成分有較大影響。靳巧麗[9]研究了干燥過(guò)程對(duì)烏龍茶粉中揮發(fā)性成分的影響，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)噴霧干燥以后，烏龍茶粉香味強(qiáng)度值明顯降低。張麗霞等[10]研究了微波干燥芝麻前后揮發(fā)性成分的變化，發(fā)現(xiàn)干燥溫度越高，所獲得芝麻產(chǎn)品中香氣成分的種類越少，烷烴類、萘類等成分的含量顯著降低。作為一種以香氣作為其核心品質(zhì)的果蔬類食物原料，香椿在加工過(guò)程中香氣的變化受到研究人員的重視。楊慧等[7]研究了燙漂對(duì)香椿香氣成分的影響，發(fā)現(xiàn)燙漂后香椿嫩芽揮發(fā)性成分種類增多，含硫類等呈刺激性氣味的化合物相對(duì)含量減少，烯類等呈柔和氣味有所增加。熱風(fēng)干燥工藝作為常見(jiàn)的果蔬加工方式，其對(duì)香椿香氣特征性品質(zhì)的影響規(guī)律尚未報(bào)道。因此，本研究建立了香椿中反-2-己烯醛、2，5-二甲基噻吩及3，4-二甲基噻吩3種特征香氣成分的氣質(zhì)聯(lián)用定量分析方法，并分析這些成分在熱風(fēng)干燥過(guò)程中的變化趨勢(shì)，從而了解熱風(fēng)干燥工藝過(guò)程對(duì)香椿香氣品質(zhì)的影響規(guī)律，為香椿應(yīng)用研究提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

香椿芽：河南九棵樹(shù)農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司；3，4-二甲基噻吩、2，5-二甲基噻吩標(biāo)準(zhǔn)品：百靈威科技有限公司；反-2-己烯醛標(biāo)準(zhǔn)品：TCI公司；石墨化炭（pesticarb，PC）、鍵合十八烷基硅膠（octadecysilyl，ODS）、N丙基乙二胺：美國(guó)安捷倫公司；乙醇、乙腈、乙酸乙酯、正己烷（色譜純）：西隴科學(xué)股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

氣相色譜儀（7890B）、質(zhì)譜分析儀（7000D/7010B）、JA-1701 毛細(xì)血管柱（30 m×250 μm×0.25 μm）：美國(guó)安捷倫公司；移液槍（20 μL～200 μL、100 μL～1 000 μL）：Finnpipette公司；離心機(jī)（H2050R）：湘儀集團(tuán)；冰箱（BCD-301DHN）：上海雙鹿集團(tuán)；熱風(fēng)干燥箱（DHG-9203A）：上海精宏公司。

1.3 香椿特征性香氣定量檢測(cè)方法

1.3.1 分析條件

1.3.1.1 氣相色譜條件（gas chromatography，GC）

載氣為He、進(jìn)樣口250℃、樣品體積1 μL。經(jīng)試驗(yàn)，通過(guò)比較峰形和響應(yīng)值確定最適升溫條件為：初溫50℃、恒溫2 min、4℃/min升至170℃、5℃/min升至210℃。最佳分流比5∶1。

1.3.1.2 質(zhì)譜條件（mass spectrum，MS）

電離方式為電子電離；掃描方式為全掃描，掃描范圍（m/z）：40～400。檢索圖：NIST14。

1.3.2 多反應(yīng)監(jiān)測(cè)方法 （multiple reaction monitoring，MRM）

在全掃描色譜圖中找到目標(biāo)物質(zhì)的特征離子。根據(jù)得到的特征離子，采用MRM模式進(jìn)行掃描，挑選最優(yōu)離子對(duì)，優(yōu)化產(chǎn)物離子的電壓，用最優(yōu)電壓進(jìn)行梯度濃度的MRM模式掃描，檢測(cè)離子對(duì)的準(zhǔn)確性，測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)曲線R2值。

1.3.3 分析前處理

1.3.3.1 分析前處理步驟

取4 g香椿芽進(jìn)行研磨，用萃取劑進(jìn)行萃取，振搖 20 min后，離心（6 000 r/min、4 min）；取上清液5 mL，放入冷凍室10 min，加入1 g氯化鈉和2 g硫酸鎂[11]，同時(shí)加入一定量的凈化劑進(jìn)行凈化，振搖5 min后，6 000 r/min，離心4 min，用有機(jī)相濾膜（0.22 μm）過(guò)濾后上機(jī)進(jìn)樣。

1.3.3.2 確定最佳萃取劑

取4個(gè)離心管，分別裝入4 g研磨后的香椿芽，分別用10 mL的乙醇、乙腈、乙酸乙酯、正己烷進(jìn)行萃取，凈化劑為PC，其余步驟同1.3.3.1。

1.3.3.3 確定最佳凈化劑

取3個(gè)離心管，分別裝入4 g研磨后的香椿芽，萃取劑為乙腈，分別用0.2 g的PC、ODS和PSA進(jìn)行凈化，其余步驟同1.3.3.1。

1.4 熱風(fēng)干燥過(guò)程中香椿芽香氣變化研究

1.4.1 熱風(fēng)干燥處理

分別稱量m0g預(yù)處理的香椿芽4份，平鋪，在一定溫度條件下進(jìn)行熱風(fēng)干燥，分別在熱風(fēng)干燥1、2、3 h和4 h后取出。

1.4.2 香氣成分分析

1）熱風(fēng)干燥1 h后，香椿芽的質(zhì)量為m1g，研磨備用。

3）根據(jù) 1.4.2 中 1）和 2）的操作，依次取干燥 2、3、4 h后的香椿芽進(jìn)行測(cè)定。

1.5 香椿芽感官評(píng)定

評(píng)定人員10名，評(píng)定過(guò)程獨(dú)立完成。共包括色澤、外觀和香氣3個(gè)指標(biāo)，各占比例為：30%、40%、30%，其中，色澤指標(biāo)以香椿芽的綠色呈現(xiàn)狀態(tài)為標(biāo)準(zhǔn)，外觀指標(biāo)以香椿芽表面狀態(tài)及干燥程度為標(biāo)準(zhǔn)，香氣指標(biāo)以香椿芽用沸水沖調(diào)時(shí)所散發(fā)的香味為標(biāo)準(zhǔn)，香椿芽感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。每個(gè)指標(biāo)均分為優(yōu)、良、中、差4個(gè)級(jí)別，結(jié)果取其平均值。

表1 香椿芽感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standard of Toona sinensis

1.6 數(shù)據(jù)處理

目標(biāo)物分析方法研究中儀器條件研究部分做兩次重復(fù)試驗(yàn)，在無(wú)明顯差異的前提下選擇其中一次試驗(yàn)數(shù)據(jù)；分析方法研究中前處理及回收率研究部分、目標(biāo)物在干燥過(guò)程中的變化均以3次重復(fù)試驗(yàn)的平均值進(jìn)行結(jié)果分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 特征香氣成分分析方法確定

2.1.1 儀器條件的確定

2.1.1.1 特征離子的確定

研究表明，香椿的特征性香氣成分主要為反-2-己烯醛、2，5-二甲基噻吩和3，4-二甲基噻吩[2-5]。根據(jù)全掃描結(jié)果，確定各個(gè)目標(biāo)物質(zhì)的保留時(shí)間和特征離子。設(shè)定電壓為20 eV，進(jìn)行MRM模式掃描，得到的各個(gè)目標(biāo)物質(zhì)的離子對(duì)見(jiàn)表2。

2.1.1.2 電壓的優(yōu)化

不同電壓下目標(biāo)物的響應(yīng)值見(jiàn)圖1。

由圖1可知，2，5-二甲基噻吩的離子對(duì)111＞67和111＞77的最優(yōu)電壓分別為20、15 eV；反-2-己烯醛的離子對(duì) 69＞41、69＞39 的最優(yōu)電壓分別為 25、5 eV；3，4-二甲基噻吩的離子對(duì) 111＞45和 111＞77的最優(yōu)電壓分別為25、25 eV。

表2 目標(biāo)物質(zhì)的保留時(shí)間和特征離子對(duì)Table 2 Retention time and characteristic ion pairs of target materials

圖1 不同電壓下目標(biāo)物的響應(yīng)值Fig.1 Response value of targets under different voltage

2.1.2 標(biāo)準(zhǔn)線形圖的繪制

取一定量的標(biāo)準(zhǔn)品配制混合標(biāo)準(zhǔn)品，結(jié)合各個(gè)物質(zhì)的定量限，設(shè)置2，5-二甲基噻吩濃度范圍為0.049 9 μg/mL～19.9420μg/mL，反-2-己烯醛濃度范圍為0.0851 μg/mL～34.022 0 μg/mL，3，4-二甲基噻吩濃度范圍為0.0498μg/mL～19.900 0 μg/mL。在最優(yōu)電壓下，用 MRM方法進(jìn)行掃描，以濃度為橫坐標(biāo)，峰面積為縱坐標(biāo)，得線性方程如表3所示。

表3 3種目標(biāo)物質(zhì)的線性方程Table 3 Linear equation of three targets

結(jié)果表明，在濃度為 0.049 9 μg/mL～19.942 0 μg/mL的線性范圍內(nèi)，2，5-二甲基噻吩的標(biāo)準(zhǔn)曲線R2值為0.999 0，線性良好；在濃度為0.085 1 μg/mL～34.0220μg/mL的線性范圍內(nèi)，反-2-己烯醛的標(biāo)準(zhǔn)曲線R2值為0.9979，線性基本良好；在濃度為0.0498μg/mL～19.900 0 μg/mL的線性范圍內(nèi)，3，4-二甲基噻吩的標(biāo)準(zhǔn)曲線R2值為0.999 8，線性良好。

2.1.3 前處理?xiàng)l件的確定

2.1.3.1 確定最佳萃取劑

4種萃取劑的萃取效果對(duì)比見(jiàn)圖2。

圖2 4種萃取劑的萃取效果對(duì)比Fig.2 Comparison of extraction effects of four extractants

由圖2可知，乙醇對(duì)2，5-二甲基噻吩的萃取能力最低，但對(duì)反-2-己烯醛和3，4-二甲基噻吩的萃取能力都高于正己烷；乙腈對(duì)3種目標(biāo)物質(zhì)的萃取效果都極佳；乙酸乙酯對(duì)反-2-己烯醛和3，4-二甲基噻吩的萃取能力較好，但是對(duì)2，5-二甲基噻吩的萃取能力較弱；正己烷只對(duì)2，5-二甲基噻吩的萃取效果較好。綜上所述，確定響應(yīng)值整體較高的乙腈為此次試驗(yàn)的最佳萃取劑。

2.1.3.2 確定最佳凈化劑

3種凈化劑的凈化效果對(duì)比見(jiàn)圖3。

由圖3可知，PC對(duì)2，5-二甲基噻吩的凈化效果略低于ODS，但對(duì)反-2-己烯醛和3，4-二甲基噻吩的凈化效果顯著；ODS對(duì)2，5-二甲基噻吩的凈化效果雖然略高于PC，但是對(duì)其它兩種香氣成分的凈化效果都比PC差；PSA對(duì)3種香氣成分的凈化效果都欠佳。綜上所述，確定整體效果較好的PC為此次試驗(yàn)的最佳凈化劑。

圖3 3種凈化劑的凈化效果對(duì)比Fig.3 Comparison of purification effect of three kinds of purifying agents

2.1.4 加標(biāo)回收率

按照上述確定的試驗(yàn)條件進(jìn)行測(cè)定，并根據(jù)計(jì)算公式計(jì)算樣品不同加標(biāo)濃度下的加標(biāo)回收率（2，5-二甲基噻吩、反-2-己烯醛以及3，4-二甲基噻吩的加標(biāo)濃 度 分 別 為 C1：0.396 6、0.341 2、0.413 2 μg/mL，C2：3.874 5、4.583 2、3.257 1 μg/mL，C3：20.579 4、36.874 6、35.594 8 μg/mL）。回收率結(jié)果見(jiàn)表 4。

表4 不同加標(biāo)濃度下的加標(biāo)回收率Table 4 Recovery of standards in different addition levels

由表4可知，3種物質(zhì)的3個(gè)水平的加標(biāo)回收率均在合格范圍以內(nèi)，說(shuō)明該方法可以被用于定量分析香椿的香氣成分。

2.2 熱風(fēng)干燥過(guò)程中特征香氣成分變化

2.2.1 不同干燥溫度下3，4-二甲基噻吩含量的變化規(guī)律

不同干燥溫度下3，4-二甲基噻吩的含量變化見(jiàn)圖4。

圖4 不同干燥溫度下3，4-二甲基噻吩的含量變化Fig.4 Change variation of 3，4-dimethylthiophene at different drying temperatures

由圖4可知，不同熱風(fēng)干燥溫度下香椿香氣成分的變化幅度不同。干燥溫度分別為50、60、70℃時(shí)，3，4-二甲基噻吩含量在4 h內(nèi)下降的最大幅度分別為10.33%、6.78%、15.08%。當(dāng)干燥溫度分別為50、60℃時(shí)，該目標(biāo)物質(zhì)的含量呈先下降后緩慢上升的趨勢(shì)，其中60℃時(shí)上升的幅度較為明顯；而當(dāng)熱風(fēng)干燥溫度為70℃時(shí)，該成分的含量值呈現(xiàn)先緩慢上升，3 h后快速下降的趨勢(shì)。通過(guò)上述試驗(yàn)現(xiàn)象可以得出，香椿中存在3，4-二甲基噻吩的前體成分，較高溫度可促進(jìn)向3，4-二甲基噻吩的轉(zhuǎn)化；其次，熱風(fēng)干燥對(duì)于3，4-二甲基噻吩的散失具有明顯影響，干燥時(shí)間越長(zhǎng)，散失程度越明顯。

2.2.2 不同干燥溫度下反-2-己烯醛含量的變化規(guī)律不同干燥溫度下反-2-己烯醛的含量變化見(jiàn)圖5。

圖5 不同干燥溫度下反-2-己烯醛的含量變化Fig.5 Change variation of trans-2-hexenal at different drying temperatures

由圖5可知，熱風(fēng)干燥對(duì)反-2-己烯醛的含量的影響較大，50、60℃和70℃下最大下降幅度分別達(dá)到為75.28%、67.87%、67.59%。在干燥溫度分別為50℃和60℃時(shí)，其含量呈先下降后上升再下降的趨勢(shì)，干燥時(shí)間為2 h時(shí)均達(dá)到極低值，3 h時(shí)達(dá)到極大值。而當(dāng)干燥溫度為70℃時(shí)，其含量變化呈先上升后下降趨勢(shì)，3 h后在較低含量水平下趨于平緩。從3種不同溫度下的變化趨勢(shì)可以看出，反-2-己烯醛隨熱風(fēng)干燥時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)明顯散失現(xiàn)象，且散失幅度較大，最高達(dá)到75.28%；而且，香椿中也可能存在反-2-己烯醛的前體物質(zhì)，較高溫度（高于70℃）轉(zhuǎn)化較快，而當(dāng)溫度較低時(shí)轉(zhuǎn)化較慢。

2.2.3 不同干燥溫度下2，5-二甲基噻吩含量的變化規(guī)律

不同干燥溫度下2，5-二甲基噻吩的含量變化見(jiàn)圖6。

圖6 不同干燥溫度下2，5-二甲基噻吩的含量變化Fig.6 Change variation of 2，5-dimethylthiophene at different drying temperatures

從圖6可知，熱風(fēng)干燥對(duì)香椿中2，5-二甲基噻吩的含量有明顯影響。當(dāng)干燥溫度為50℃時(shí)，香椿中2，5-二甲基噻吩的含量呈現(xiàn)明顯下降的趨勢(shì)，當(dāng)干燥時(shí)間大于3 h時(shí)下降幅度達(dá)到最大值89.75%，之后其含量在較低水平并略有回升。當(dāng)干燥溫度為60℃和70℃時(shí)，在4 h的干燥時(shí)間內(nèi)，香椿中2，5-二甲基噻吩含量呈現(xiàn)明顯的先下降后上升再下降趨勢(shì)，當(dāng)溫度為70℃時(shí)上升較快，幅度較大，熱風(fēng)干燥時(shí)間為2 h時(shí)，2，5-二甲基噻吩的含量達(dá)到極大值0.266 3 μg/mL。從以上結(jié)果可以看出，較高干燥溫度，較短的干燥時(shí)間有利于香椿特征香氣成分的保持。

2.3 感官評(píng)定

不同干燥溫度及時(shí)間對(duì)香椿感官評(píng)定的影響見(jiàn)圖7。

圖7 不同干燥溫度及時(shí)間對(duì)香椿感官評(píng)定的影響Fig.7 Effects of different drying temperature and time on sensory evaluation of Toona sinensis

由圖7可知，從香椿的色澤、外觀狀態(tài)和干燥程度3個(gè)方面來(lái)看，熱風(fēng)干燥溫度為50℃、熱風(fēng)干燥時(shí)間為2 h時(shí)，香椿的感官評(píng)定分值最高，為80分；而當(dāng)熱風(fēng)干燥時(shí)間為4 h、熱風(fēng)干燥溫度分別為50、60℃和70℃時(shí)，感官評(píng)定分值均最低，為50分。對(duì)香椿進(jìn)行干燥加工處理后，人們往往會(huì)關(guān)注香椿的色澤和干燥狀態(tài)，顏色鮮亮更會(huì)得到消費(fèi)者的青睞。因此，從香椿的感官評(píng)定結(jié)果來(lái)看，熱風(fēng)干燥溫度為50℃、熱風(fēng)干燥時(shí)間為2 h的香椿為最佳的處理?xiàng)l件。

3 結(jié)論

香椿中3種特征香氣成分的最佳檢測(cè)條件為：2，5-二甲基噻吩的離子對(duì) 111＞67 和 111＞77，最優(yōu)電壓分別為 20、15 eV；反-2-己烯醛的離子對(duì) 69＞41、69＞39，最優(yōu)電壓分別為 25、5 eV；3，4-二甲基噻吩的離子對(duì)111＞45和111＞77的最優(yōu)電壓分別為25、25 eV。最佳前處理?xiàng)l件為乙腈為萃取劑、PC為凈化劑，在此條件下，所獲標(biāo)準(zhǔn)曲線與加標(biāo)回收率均符合分析要求。

熱風(fēng)干燥過(guò)程中，3，4-二甲基噻吩、反-2-己烯醛和2，5-二甲基噻吩3種特征性香氣成分的含量總體均呈下降趨勢(shì)，但趨勢(shì)和幅度并不相同。3，4-二甲基噻吩含量下降幅度較小，為15.08%；2，5-二甲基噻吩的含量變化幅度較大，達(dá)到89.75%。從3種目標(biāo)物質(zhì)變化趨勢(shì)可以看出，香椿中存在其前體物質(zhì)，熱力作用會(huì)促進(jìn)這些前體物質(zhì)向目標(biāo)物質(zhì)的分解轉(zhuǎn)化，但干燥時(shí)間的延長(zhǎng)會(huì)促使目標(biāo)物質(zhì)持續(xù)散失。由感官評(píng)定試驗(yàn)可以看出，當(dāng)熱風(fēng)干燥溫度為50℃、熱風(fēng)干燥時(shí)間為2 h時(shí)，香椿干制品感官品質(zhì)較好。