油菜花粉油脂贮藏过程中挥发性成分变化研究

徐 响，董 捷，孙丽萍，李天骄，穆雪峰

（1.中国农业科学院蜜蜂研究所，北京100093；2.农业部国家蜂产品加工专业分中心，北京100093）

油菜花粉油脂贮藏过程中挥发性成分变化研究

徐 响1，2，董 捷1，2，孙丽萍1，2，李天骄1，穆雪峰1

（1.中国农业科学院蜜蜂研究所，北京100093；2.农业部国家蜂产品加工专业分中心，北京100093）

采用顶空固相微萃取与气相色谱质谱联用技术对油菜花粉油脂在贮藏前后挥发性成分进行了分析。结果表明，新鲜油菜花粉油脂特殊风味物质的主要成分为D-柠檬烯（13.66%）、3-蒈烯（7.95%）、二甲基富烯（5.72%）、β-水芹烯（4.58%）、苯甲醛（3.15%）、氧化石竹烯（2.27%）、苯乙醇（1.16%）和β-蒎烯（1.12%）等化合物。经过常温贮藏6个月后油脂的主要挥发性成分为醛类和酯类化合物。油菜花粉油脂中的高含量亚麻酸导致其易氧化酸败。经分析鉴定出油菜花粉油脂氧化产物含有丙醛、（E）-2-戊烯醛、正己醛、（E）-2-己烯醛、（E，E）-2，4-己二烯醛、（E）-2-辛烯醛、壬醛和（E，E）-2，6-壬二烯醛和2，4-庚二烯醛等。其中2，4-庚二烯醛的含量最高，可作为油菜花粉油脂产品质量优劣的指标。

油菜花粉油脂，挥发性成分，顶空固相微萃取

花粉富含蛋白质、不饱和脂肪酸、碳水化合物、酚类化合物、维生素、微量元素等营养物质和生物活性物质［1-2］，被誉为“完全营养品”，是一种可深度加工开发的理想原料。花粉中多不饱和脂肪酸具有重要生理活性作用，可降血脂、改善心血管、增强免疫力、保护前列腺等［3-5］。近年来，人们对花粉中脂类的研究和开发渐成热点［6］，已有相关保健产品如蜂花粉油软胶囊问世。油菜为我国大面积种植的农业经济作物，油菜花粉资源丰富，是主要开发和利用的花粉品种之一。从油菜花粉中分离出的油脂含有较高含量的不饱和脂肪酸，如亚油酸和亚麻酸［7］。不饱和脂肪酸在贮存过程受环境条件的影响较大，贮藏不当会导致其逐渐氧化变质酸败，生成特征的低分子化合物，降低产品品质，影响产品的质量与安全。目前关于油菜花粉油脂在贮藏过程中的品质变化未见报道。本文采用了顶空固相微萃取与气相色谱质谱联用技术（HS-SPME-GC-MS）对油菜花粉油脂在贮藏过程中的挥发性成分进行了分析，通过挥发性成分的变化研究了花粉油脂储存过程中脂肪氧化过程，为花粉资源加工、贮藏及品质控制提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

油菜花粉 产自甘肃天水，新鲜花粉水分含量冻干至3%，-20℃贮存备用。

超临界流体装置 萃取釜1L，江苏省海安华达石油仪器有限公司；7890/5975-GC/MS气相色谱-质谱联用仪 美国安捷伦公司；手动固相微萃取（SPME）装置 萃取纤维头为碳分子筛/聚二甲基硅氧烷（CAR/PDMS，75μm）萃取头，美国 Supelco公司。

1.2 实验方法

采用本实验室前期优化的超临界二氧化碳破壁萃取条件［8］，对油菜花粉进行破壁萃取，得到油菜花粉油脂。花粉油脂在常温贮藏6个月，称取0.600g贮藏前后样品置于15mL样品瓶中，封口，装入搅拌子进行磁力搅拌，在60℃下平衡10min。将萃取纤维头在气相色谱仪进样口270℃老化30min，然后将手动进样器插入样品瓶中，60℃下顶空吸附30min，取出后立即插入气相色谱仪进样口 270℃下解吸10min。样品重复分析三次。

1.3 气相色谱-质谱条件

气相色谱条件：毛细管柱：HP-5MS柱（30m× 0.25mm i.d.，膜厚 0.32μm）；升温程序：起始温度35℃，保持4min；以4℃/min升至80℃，保持2min；然后以 8℃/min升至 240℃；再以20℃/min升至300℃，保持 3min。进样口 270℃；载气 He，流速1.0mL/min；不分流进样。

质谱条件：电子轰击离子源（EI）；电子能量70eV；离子源温度230℃；接口温度280℃；扫描质量范围20～510amu。各组分经过NIST标准谱库检索相匹配，按面积归一化法计算含量。

2 结果与讨论

对油菜花粉油脂贮藏前后挥发性成分采用顶空固相微萃取方式进行富集，联合GC-MS分离并检测，总离子流图见图1和图2。通过仪器工作站面积归一化测定的各成分含量检测结果见表1。

图1 油菜花粉油脂贮藏前挥发性成分GC-MS总离子色谱图

图2 油菜花粉油脂贮藏后挥发性成分GC-MS总离子色谱图

表1 油菜花粉油脂的挥发性化合物组成

从表1可看出，从油菜花粉油脂中共分离鉴定了60种化合物，作为对照的新鲜油菜花粉油脂挥发性组分主要化学成分为烯烃类、烷烃类、二氧化碳、醛类化合物等，其中大多数为烯类化合物，含有42.3%。烯烃化合物中含量最高的是 D-柠檬烯（13.66%），其次为3-蒈烯（7.95%）、二甲基富烯（5.72%）、β-水芹烯（4.58%）、氧化石竹烯（2.27%）、β-蒎烯（1.12%），此外还有月桂烯、α-蒎烯、4-蒈烯等。苯甲醛、苯乙醛、苯乙醇等化合物的含量也相对较高。油菜花粉经过超临界二氧化碳萃取后得到的油脂产物中还含有较多的二氧化碳，在挥发性成分中占到18.4%，一定程度上二氧化碳起到了隔离氧气、降低油脂氧化速度的作用。以上各组分构成了新鲜油菜花粉油脂特殊风味的主要贡献物质。

以油菜花粉油脂贮藏前的样品做对照，经过常温贮藏6个月后，油菜花粉油脂挥发性成分组成发生了显著性变化（图3）。经过贮藏后，萃取溶剂二氧化碳显著降低至0.88%；同时，烯烃类化合物种类和数量都显著下降。油脂的挥发性成分中醛类和酯类化合物已成为最主要的两大类化合物，含量分别达到48.0%和15.2%。醛类化合物中（E，E）-2，4-庚二烯醛（E，E-2，4-heptadienal）及其同分异构体含量很高，分别为28.53%和13.52%。前期研究表明，油菜花粉油脂含有较多的多不饱和脂肪酸，含量在50%以上，除亚麻酸（＞38%）外还含有共轭亚油酸（＞12%）［7-8］。Fu等［9］SPME-GC-MS-O的结果表明，白鲢鱼的腥味主要是由鱼肉脂肪中的亚麻酸降解形成的（E，E）-2，4-庚二烯醛引起的。因此，经过氧化变质后，花粉油脂主要挥发性成分2，4-庚二烯醛由油脂中高含量的亚麻酸氧化分解后产生。

续表

图3 油菜花粉油脂挥发性成分组成变化

另外，油菜花粉油脂中其它八种醛类氧化产物被检测鉴定出，包括丙醛、（E）-2-戊烯醛、正己醛、（E）-2-己烯醛、（E，E）-2，4-己二烯醛、（E）-2-辛烯醛、壬醛和（E，E）-2，6-壬二烯醛，结果见图4。这些醛类挥发性化合物是油脂中最主要的一类特征风味化合物，均是由脂肪酸经复杂的氧化分解反应过程转变而成。油脂在贮存时受氧、光、热、微生物的影响，逐渐水解和氧化而变质酸败，生成油脂酸败特征的醛、酮、环氧化物等低分子物质，产生异味；同时也会促使色素、香味物质和脂溶性维生素发生降解，从而对食品品质和安全造成危害［10］。因此，采用本实验中鉴定出的醛类如2，4-庚二烯醛作为花粉油脂的品质监测指标，可更加准确有效地控制花粉油脂产品的质量。

图4 油菜花粉油脂贮藏后产生的主要醛类化合物

3 结论

本文采用了HS-SPME-GC-MS技术对油菜花粉油脂在贮藏前后挥发性成分进行了分析，结果表明，新鲜油菜花粉油脂特殊风味物质的主要贡献物质为烯烃类（D-柠檬烯、3-蒈烯、二甲基富烯、β-水芹烯、氧化石竹烯、β-蒎烯等）和苯甲醛、苯乙醛、苯乙醇等化合物。经过常温贮藏6个月后，烯烃类化合物种类和含量都显著下降。油脂的挥发性成分中醛类和酯类化合物已成为最主要的两大类化合物，（E，E）-2，4-庚二烯醛及其同分异构体含量达到28.53%和13.52%。分析显示油菜花粉油脂易氧化酸败来源于其中的高含量亚麻酸，2，4-庚二烯醛可以作为有效地控制花粉油脂产品质量的品质指标。

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Changes of volatile compounds composition of rape bee pollen oil during storage

XU Xiang1，2，DONG Jie1，2，SUN Li-ping1，2，LI Tian-jiao1，MU Xue-feng1
（1.Bee Research Institute，Chinese Academy of Agricultural Science，Beijing 100093，China；2.National Research Center of Bee Product Processing，Ministry of Agriculture，Beijing 100093，China）

The changes of volatile compounds between fresh rape bee pollen oil and samples after storage were investigated using HS-SPME-GC-MS.The results showed that the major volatile components in the fresh oil sample were D-limonene（13.66%），3-carene（7.95%），dimethylfulvene（5.72%），β-phellandrene（4.58%），benzaldehyde（3.15%），caryophyllene（2.27%），benzyl alcohol（1.16%）and β-pinene（1.12%）.After 6 months storage at room temperature，the main oxidation volatiles in the oil sample were the aldehyde and ester compounds.The oil oxidation was due to the high content of linolenic acid（C18∶3）in the rape bee pollen oil. Propanal，（E）-2-pentenal，hexanal，（E）-2-hexenal，（E，E）-2，4-hexadienal，（E，E）-2，4-heptadienal，（E）-2-octenal，nonanal and（E，E）-2，6-nonadienal were identified in this oxidized sample.The high amount of（E，E）-2，4-heptadienal could be an effective indicator of the quality of bee pollen oil.

rape bee pollen oil；volatile compounds；headspace solid-phase microextraction

TS225.1+9

A

1002-0306（2011）02-0088-04

2010-03-15

徐响（1983-），男，硕士，助理研究员，研究方向：蜂产品化学。

中国农业科学院院本级基本科研业务费（0032010045）。