張思頡

羅鳳蓮1,2

鄧 淼1

任書銳1

卿志星3

(1. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南 長沙 410128；2. 食品科學(xué)與生物技術(shù)湖南省重點實驗室，湖南 長沙 410128；3. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物醫(yī)學(xué)院，湖南 長沙 410128)

襄荷[Zingibermioga(Thunb.) Rosc.]，又稱野姜、猴姜、茗荷、陽藿等，屬于姜科姜屬草本植物。其根狀莖能入藥，具有降血壓、降血脂、改善心血管疾病、抗氧化、抑制炎癥等功效[1-4]；花苞、果實有健胃功效，全株還可以做盆景觀花賞葉，具有特殊的辛香味，可加工成營養(yǎng)品、飲料等高級保健食品，附加值高[5-6]。譚志偉等[7-9]研究表明，襄荷揮發(fā)油主要成分為萜烯類化合物如α-蒎烯、β-蒎烯、β-水芹烯等，其中β-水芹烯的相對含量最高，可抑菌殺蟲、加工合成高級香料等，且α-律草烯、β-欖香烯等具有生理活性和藥用價值。因其水分、糖類物質(zhì)含量較高，襄荷目前仍以鮮食為主。

頂空固相微萃取—氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用(HS-SPME-GC-MS)可同時測定多種化合物，定量精度較高，定性可靠，可真實反映植物的揮發(fā)性成分組成。試驗擬以新鮮襄荷為原料，采用HS-SPME-GC-MS分析襄荷花苞干燥及冷凍處理后揮發(fā)性成分的相對含量和種類，研究干燥及冷凍對其揮發(fā)性成分的影響，旨在為其綜合開發(fā)利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

襄荷花苞：成熟期時采摘，市售。

1.1.2 主要儀器設(shè)備

氣質(zhì)聯(lián)用儀：GC-MS-QP2010型，島津企業(yè)管理(中國)有限公司；

恒溫加熱器：DF-101S型，江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠；

萃取頭：50/30 μm DVB/CAR on PDMS，上海安譜科學(xué)儀器有限公司；

恒溫干燥箱：DHG-9240A型，上海飛越實驗儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 樣品處理 將新鮮襄荷花苞洗凈，晾干，取部分樣品于-20 ℃冷凍，另取部分樣品于105 ℃干燥4 h，粉碎過40目篩，4 ℃貯藏備用。

1.2.2 揮發(fā)性成分提取 稱取3.00 g樣品于20 mL頂空瓶中，墊片密封。將50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭于氣相色譜儀中，260 ℃老化1 h。將裝有樣品的頂空瓶于55 ℃水浴10 min，將老化的萃取纖維頭插入頂空瓶萃取50 min，然后迅速插進(jìn)氣相色譜進(jìn)樣口解析4 min，上機(jī)進(jìn)行GC-MS測定。

1.2.3 氣相色譜及質(zhì)譜條件

(1) 色譜條件：進(jìn)樣口溫度250 ℃；載氣為高純He；載氣流速1 mL/min；程序升溫：起始溫度40 ℃，保持3 min；以5 ℃/min升溫至280 ℃，保持10 min；分流比10∶1。

(2) 質(zhì)譜條件：離子源EI；離子源溫度230 ℃；電離能量70 eV；接口溫度250 ℃；四級桿溫度150 ℃；溶劑延遲時間3 min；質(zhì)量掃描范圍30～550 amu。

1.2.4 數(shù)據(jù)分析 揮發(fā)性成分經(jīng)GC-MS儀器分析鑒定后，通過檢索對比NIST11質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫，結(jié)合匹配度、保留時間等對比，選擇SI值≥90的化合物作為鑒定結(jié)果，利用色譜峰面積歸一化法計算各組分的相對含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 干燥及冷凍處理后襄荷花苞揮發(fā)性成分

由表1可知，新鮮、干燥和冷凍花苞中分別鑒定出108，84，55種揮發(fā)性成分。新鮮花苞經(jīng)干燥或冷凍處理后揮發(fā)性成分種類均明顯減少，雖然干燥和冷凍前后有25種相同的揮發(fā)性成分，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，但相對含量存在差異。

由表1可知，新鮮樣品相對含量最高的是β-水芹烯(34.67%)，其次是α-律草烯(10.42%)和β-欖香烯(8.55%)；干燥樣品中揮發(fā)性成分相對含量最高的依次是β-水芹烯(17.44%)、左旋-β-蒎烯(7.79%)、α-律草烯(7.18%)等；冷凍樣品中主要揮發(fā)性成分是左旋-β-蒎烯(23.14%)，其次是α-律草烯(12.60%)。松香芹醇、桃金娘烯醇、乙酸龍腦酯、石竹素等揮發(fā)性成分經(jīng)干燥處理后，相對含量顯著增加，可能是高溫干燥使襄荷花苞熱敏性揮發(fā)性成分發(fā)生特殊反應(yīng)生成的。經(jīng)冷凍后，左旋-β-蒎烯的相對含量由7.73%增加至23.14%，成為冷凍樣品中主要揮發(fā)性成分之一，相對含量增加的還有α-蒎烯、月桂烯、(E)-β-羅勒烯等。

表1 干燥及冷凍處理后襄荷花苞的揮發(fā)性成分?Table 1 Volatile components in flower buds of Zingiber mioga (Thunb.) Rosc. after drying and freezing

續(xù)表1

續(xù)表1

續(xù)表1

2.2 干燥及冷凍前后襄荷花苞的揮發(fā)性成分組成

由表2可知，冷凍后烯烴類、醇類、醛類、酮類和酯類數(shù)目均減少，干燥后除烯烴類揮發(fā)性成分相對含量減少外，其他類別揮發(fā)性成分相對含量增加，變化較大，與唐秋實等[10-11]的結(jié)果基本一致，烯烴類相對含量仍為最高，可能是高溫干燥使揮發(fā)性成分之間發(fā)生相互作用或者分解，其具體機(jī)理有待進(jìn)一步研究。

由表2可知，與新鮮樣品相比，干燥樣品中的烯烴類、醇類、醛類、酮類相對含量變化明顯高于冷凍樣品，干燥處理相較于冷凍處理對襄荷花苞的揮發(fā)性成分影響更大。新鮮和冷凍樣品中烯烴類相對含量高，干燥后烯烴類和醇類相對含量較高，如β-水芹烯、α-律草烯、左旋-β-蒎烯、β-欖香烯等烯烴類物質(zhì)。干燥及冷凍后襄荷花苞整體揮發(fā)性成分?jǐn)?shù)量均明顯減少，但有25種揮發(fā)性成分得以保留，同時相比于新鮮樣品出現(xiàn)了45種新的揮發(fā)性成分，共同賦予干燥和冷凍襄荷花苞獨特風(fēng)味。

表2 干燥及冷凍后襄荷花苞揮發(fā)性成分組成Table 2 Volatile component composition of flower buds of Zingiber mioga (Thunb.) Rosc.after drying and freezing

烯烴類物質(zhì)是新鮮、干燥和冷凍襄荷花苞揮發(fā)性成分中種類最多、相對含量最高的一類化合物，由于閾值較低，對襄荷花苞的風(fēng)味貢獻(xiàn)較大。冷凍處理后相對含量最高的左旋-β-蒎烯，主要用作香精、香料制造的中間體，α-蒎烯可用作合成松油醇、樟腦和香料等；羅勒烯在新鮮、冷凍和干燥樣品中均有檢出，一般用于香料香水的制作，此外還能提高植物的抗蟲特性[12]；β-石竹烯呈木香和辛香，具有藥理活性作用，如消除炎癥、抑菌等作用[13-15]；β-欖香烯帶有辛辣的茴香氣味，對多種癌癥有療效，且毒副作用小，被廣泛應(yīng)用于臨床[16]；α-律草烯和β-水芹烯具有防癌、抗菌、抗炎作用[17-18]，β-水芹烯僅在新鮮和干燥樣品中檢出，且所占比例較高，是一種具有生理活性的殺蟲劑。

醇類物質(zhì)在襄荷花苞揮發(fā)性成分中相對含量和種類僅次于烯烴類物質(zhì)，大多具有令人愉快的氣味[19]。干燥后損失部分揮發(fā)性成分的同時產(chǎn)生了9種新的醇類物質(zhì)，而冷凍后損失了19種醇類揮發(fā)性成分。干燥樣品中相對含量較高的桃金娘烯醇具有樟腦香、木香和薄荷香氣[20]；新鮮樣品中芳樟醇在醇類物質(zhì)中相對含量較高，具有鎮(zhèn)痛、抗腫瘤和抗菌作用[21]。相對含量較高的芳樟醇、桃金娘烯醇、反式-橙花叔醇和桉油烯醇等7種揮發(fā)性成分在3個樣品中均有檢出，這些醇類可使襄荷花苞的香氣更加協(xié)調(diào)。

醛、酮、酯類等物質(zhì)在襄荷花苞揮發(fā)性成分中所占比例較低，這些成分相互協(xié)同增效，賦予襄荷花苞濃郁的辛香特色。乙酸龍腦酯具有止瀉、鎮(zhèn)痛作用[22-23]，揮發(fā)性好，在冷凍及干燥處理后，相對含量顯著增加；己醛呈青草氣味，癸醛呈花香、甜香[24]。酮類物質(zhì)閾值較高[25]，對襄荷花苞的風(fēng)味貢獻(xiàn)較小，香葉基丙酮在3個樣品中均有檢出，帶有花香及甜香。其他類物質(zhì)包括酸類、烷烴類、芳香烴、呋喃類、氧化物等，其中石竹素具有促進(jìn)細(xì)胞再生和修復(fù)受損細(xì)胞的功效[26]。干燥樣品中存在較多的酸類，如丙酸、異丁酸等主要來源于高溫下的美拉德反應(yīng)，賦予干燥襄荷花苞特殊的風(fēng)味[27]。

3 結(jié)論

通過頂空固相微萃取—氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用從新鮮、干燥和冷凍襄荷花苞中共鑒定出152種揮發(fā)性成分，主要包括烯烴類、醇類、醛類、酮類和酯類等。烯烴類在新鮮和冷凍樣品總揮發(fā)性成分中均占86%以上，在干燥樣品中占54%以上，是襄荷花苞香氣特征的最主要揮發(fā)性成分。與新鮮樣品相比，冷凍和干燥樣品損失了一部分揮發(fā)性成分，如松油烯、芳樟醇等，但也增加了一部分藥用揮發(fā)性成分，如α-蒎烯、月桂烯、左旋龍腦等；襄荷花苞干燥后，如松香芹醇、桃金娘烯醇等活性物質(zhì)相對含量明顯增加。而干燥和冷凍貯藏過程中揮發(fā)性成分的動態(tài)變化以及機(jī)理還需進(jìn)一步研究。