张博,李书倩,辛广,李铁纯,吴娇
(鞍山师范学院化学系,辽宁 鞍山 114005)
金枕榴莲果实各部位挥发性物质成分GC/MS分析
张博,李书倩,辛广*,李铁纯,吴娇
(鞍山师范学院化学系,辽宁 鞍山 114005)
采用同时蒸馏萃取方法提取,气相色谱/质谱联用技术(GC/MS)分析金枕榴莲果实各部位的挥发性物质成分,经峰面积归一法通过G1701BA化学工作站数据处理系统得出各部位挥发性成分的相对百分含量。结果表明,榴莲果肉中鉴定出20种的化合物,其含量占总挥发油含量的78.53%,其中主要为含硫类化合物(50.79%)、酸类(19.20%)、酯类(2.99%)、烃类(4.08%);榴莲内果皮中鉴定出49种化合物,占总挥发油含量的93.94%,其中主要是酯类(53.73%)、其次酸类(26%)、烃类(6.22%)、酮类(3.87%)、醇类(2.92%);榴莲外果皮中鉴定出14种化合物,其含量占总挥发油含量的97.00%,其中主要是酯类(59.71%)、酸类(26.56%)、醛类(6.42%)、硫醚类(4.31%)。
榴莲;挥发性成分;气相色谱-质谱法
榴莲(Durio zibethinus Murr)又名韶子、麝香猫果,属木棉科热带落叶乔木,原产于东印度和马来西亚,后传入菲律宾、斯里兰卡、泰国、越南和缅甸等国,中国海南也有少量栽种。榴莲营养丰富[1-2],气味独特[3],深受国内外消费者的青睐。其独特的香气主要由强烈的洋葱味和淡雅的果味构成,是构成和影响榴莲品质的主要因素。但采用不同的提取方法及测试方法得到的榴莲挥发性成分的种类不尽相同[3-8]。本实验采用同时蒸馏萃取法提取榴莲果实各部位挥发性物质成分,并利用气相色谱/质谱联用技术进行检测,鉴定其成分并对测得的成分进行比较分析。为了更全面地了解榴莲各部位挥发性成分、综合利用其果皮、进一步开发榴莲资源提供参考。
选取大小均一、无病虫害、无机械损伤、成熟度一致的“金枕”榴莲;二氯甲烷、无水硫酸钠均为分析纯。
Hewlett Packard 6890-5973气相色谱质谱联用仪(GC/MS):美国惠普公司;RE-52型旋转蒸发仪:上海亚荣生化仪器厂;BS124S型电子天平:赛多利斯科学仪器(北京)有限公司;微量进样器:上海安亭微量进样器厂。
1.3.1 同时蒸馏萃取法(SDE)提取挥发性成分
在5个“金枕”榴莲上取外果皮、内果皮和果肉各100 g,切成小块,置于SDE装置中,并以100 mL二氯甲烷作为萃取剂,连续蒸馏萃取8 h。将萃取液置于0℃冰箱冷冻24 h,去除冰块,然后加入无水硫酸钠,静置脱水8 h,50℃水浴旋转蒸发,称量,计算出回收率;所得淡黄色挥发油置于玻璃毛细管中-4℃保存,供GC-MS分析鉴定。
1.3.2 GC/MS分析
色谱柱柱型:色谱柱:CP-Sils Low Bleed/MS毛细柱(60m×0.25mm,0.25μm);升温程序:40℃保持3 min,以6℃/min升至250℃,保持3 min;载气压力:20 kPa;无分流方式。
质谱检测条件:电子轰击(EI)离子源;电子能量70 eV;GC/MS接口温度250℃;离子源温度200℃;灯丝电流1501.tA;扫描速度0.4 s/scan;质量扫描范围29 amu~350 amu。
定性分析:取脂肪酸成分,用气相色谱-质谱联用仪进行分析鉴定。通过G1701BA化学站检索NIST98谱图库,再结合有关文献进行人工谱图解析,确认其化学成分。
定量分析:通过G1701BA化学工作站数据处理系统,按峰面积归一化法进行定量分析,分别求得各化学成分在金枕榴莲外果皮、内果皮和果肉中挥发性成分的相对百分含量。
按上述实验步骤进行实验,金枕榴莲果肉、内果皮和外果皮挥发油产率分别为0.17%、0.43%和0.18%。由化学工作站给出金枕榴莲果肉、内果皮和外果皮中挥发性成分的总离子流图,分别如图1、图2和图3所示,将挥发性成分中的化学组成及其相对百分含量列入表1。
由表1可见金枕榴莲外果皮,内果皮和果肉中挥发性成分和相对含量。榴莲果肉中鉴定出20种化合物,其含量占挥发油总含量的78.53%。其主要成分及相对含量分别为二烯丙基三硫醚(26.83%)、棕榈酸(15.24%)、二烯丙基二硫(10.8%)、二烯丙基四硫醚(5.48%)、S-三聚硫代甲(5.24%)、3-顺-甲氧基-5-顺-甲基-1R-环己烷(1.83%)、十八碳-9-烯酸(1.67%)、硬脂酸(1.62%)、4,5-二氢-3-硫-1,2,4-三唑(1.59%)、正二十三烷(1.19%)、油酸乙酯(1.08%)和1-十九烯(1.06%)。以含硫化合物和酸类化合物为主,分别占挥发油总含量的50.79%和19.2%。
榴莲内果皮中鉴定出49种主要的化合物,占总挥发油含量的93.94%,其主要成分及相对含量分别为13-十八烯酸甲酯(18.64%)、棕榈酸(16.96%)、棕榈酸甲酯(10.41%)、邻苯二甲酸二(2-甲基)丙酯(6.77%)、亚油酸甲酯(5.51%)、邻苯二甲酸二丁酯(5.33%)、3-羟基-2-丁酮(3.81%)、2-甲基丁酸(3.74%)、Z-11-十六烯酸(2.51%)、十五烷酸(1.99%)、五甲基呋喃溴酸酯(1.76%)、油酸乙酯(1.1%)、正丁醇(1.07%)、2-甲基-1-丁醇(1.07%)、(Z)-1-(1-乙氧基乙氧基)-3-己烯(1.03%)、硬脂酸甲酯(1.01%)和邻苯二甲酸丁酯(1.01%)。以酯类化合物和酸类化合物为主,分别占挥发油总含量的53.73%和26%。
榴莲外果皮中鉴定出14种主要的化合物,其含量占总挥发油含量的97%,其主要成分及相对含量分别为2-甲基丁酸乙酯(17.21%)、十八碳烯酸(16.77%)、棕榈酸乙酯(14.91%)、油酸乙酯(12.52%)、棕榈酸(9.79%)、二乙基二硫醚(4.31%)、棕榈醛(4.2%)、13-十八烯酸甲酯(4.16%)、丁酸异丁酯(3.29%)、2-羟-3-甲基丁酸乙酯(2.79%)、苯乙醛(2.22%)、月桂酸乙酯(1.92%)、亚油酸乙酯(1.8%)和棕榈酸甲酯(1.11%)。以酯类化合物和酸类化合物为主,分别占挥发油总含量的59.71%和26.56%。
表 1 金枕榴莲果实各部位挥发性成分Table 1 Volatile composition in different part of golden pillow
续表 1 金枕榴莲果实各部位挥发性成分Continue table 1 Volatile composition in different part of golden pillow
榴莲内、外果皮及果肉挥发性成分存在较大差异。其中,果肉挥发性成分以含硫化合物为主,主要为二烯丙基三硫醚(26.83%),二烯丙基二硫醚(10.8%)和二烯丙基四硫醚(5.48%)等。这些含硫类化合物具有特殊臭味,所以榴莲的果肉难闻的气味比较大,可导致部分食用者产生“恶臭”感。
榴莲内外果皮中挥发性成分均以酯类化合物为主,其含量超过半数。如2-甲基丁酸乙酯,具有苹果香气特征,其在外果皮中的相对含量高达17.2%。另外,13-十八烯酸甲酯、棕榈酸乙酯、油酸乙酯等均具有天然水果的香气特征,多种酯类构成榴莲的果香香气特征。在内果皮中检测到的3-羟基-2-丁酮(3.4%)是一种令人愉快的气味化合物,与刘倩等[5]采用溶液萃取法在榴莲中的研究结果一致。同时,内果皮中只检测到几种且含量较少的烷烃,如二十烷(0.15%)、二十四烷(0.19%)、正二十三烷(0.29%)、正二十六烷(0.69%)和正二十九烷(0.84%)等,这些成分对榴莲的果香气味也起到一定的作用。
榴莲果实各个部位均被检测到的成分有棕榈酸、棕榈酸甲酯、油酸乙酯等有机化合物。还有部分烯、炔、醇、醛、酸及酸酐类化合物。这些挥发性化学成分一起构成榴莲果实完熟时独特的香气,既有是浓烈的果味,又有强烈的洋葱味。
本实验中虽然检测到了含硫类化合物,但与热吸附-气相色谱/质谱法[4]和吹捕法[5]所检测到的含硫化合物种类不完全一致;本实验在榴莲果实各个部位均检测到较高含量的有机酸类物质,而在其他研究中未见报道;本实验在外果皮中未检测到烷烃化合物,与张继[3]等采用毛细管气相色谱-质谱联用法在榴莲果皮挥发性成分中检测到大量的烷烃化合物的研究结果不尽相同。以上这些差异是否与所取材料的成熟度、产地、品种及提取方法不同有关,有待于进一步研究。
[1]刘冬英,谢剑锋,方少瑛,等.榴莲的营养成分分析[J].广东微量元素科学,2004,11(10):57-59
[2]李移,李尚德,莫丽儿,等.榴莲果中微量元素的分析[J].广东微量元素科学,2001,8(12):60-61
[3]张继,刘阿萍,姚健,等.榴莲果皮挥发性化学成分的分析[J].食品科学,2003,24(6):128-131
[4]张弘,郑华,冯颖,等.金枕榴莲果皮挥发性成分的热吸附-气相色谱/质谱分析[J].食品科学,2008,29(10):517-519
[5]刘倩,周靖,谢曼丹,等.榴莲中香气成分分析[J].分析测试学报,1999,18(2):58-60
[6]Jiang J,Choo S Y,Omar N,et al.GC-MS analysis of volatile compounds in durian(Durio zibethinus Murr.)[J].Developments in food science,1998,40(10):345-352
[7]Chin S T,Nazimah S A H,Quek S Y,et al.Analysis of volatile compounds from Malaysian durians(Durio zibethinus)using headspace SPME coupledt of ast GC-MS[J].Journal of food compositionandanalysis,2007,20(1):31-44
[8]Neti Y,Erlinda I D,Virgilio V G.The effect of spontaneous fermentation on the volatile flavour constituents of durian[J].International food research journal,2011,18(2):635-641
Analysis of Volatile Component in Different Part of Durian Fruit by GC/MS
ZHANG Bo,LI Shu-qian,XIN Guang*,LI Tie-chun,WU Jiao
(Department of Chemistry,Anshan Normal University,Anshan 114005,Liaoning,China)
The volatile components of different parts in Durian Fruit were extracted by simultaneous distillation,separated and identified by gas chromatography -mass spectrometry (GC -MS).The results indicated:20 compounds in Durian pulp were identified and accounted for 78.53%of volatile oil content.The relative percent content among the sulfur compounds,acids,esters,hydrocarbons was 50.79%,19.2%,2.99%and 4.08%,respectively.In Durian peel,the 49 kinds of compounds were identified and accounted for 78.53%of total volatile oil,in which was mainly esters(53.73%),acids(26%),hydrocarbons(6.22%),ketones(3.87%)and alcohols(2.92%).14 compounds in Durian epicarp were identified and accounted for 97.00%of volatile oil content.The relative percent content of esters acids,aldehydes and sulfides present 59.71%,26.56%,6.42%and 4.31%,respectively.
Durian;volatile;gas chromatography-mass spectrometry(GC/MS)
鞍山师范学院青年拔尖人才基金项目(2010)
张博(1979—),男(汉),讲师,硕士,主要从事食品生物技术研究。
*通信作者:辛广(1966—),男,教授,博士,主要从事食品生物技术研究。
2011-07-28