顶空-固相微萃取-气质联用法分析腌制麻竹笋挥发性成分

郑 炯，宋家芯，陈光静，林 茂，阚建全,*

(1.西南大学食品科学学院，重庆 400715；2.农业部农产品贮藏保鲜质量安全风险评估实验室(重庆)，重庆 400715)

顶空-固相微萃取-气质联用法分析腌制麻竹笋挥发性成分

郑 炯1,2，宋家芯1，陈光静1，林 茂1，阚建全1,2,*

(1.西南大学食品科学学院，重庆 400715；2.农业部农产品贮藏保鲜质量安全风险评估实验室(重庆)，重庆 400715)

采用顶空-固相微萃取-气质联用法对腌制麻竹笋的挥发性成分进行分析，并比较了50/30μm DVB/CAR/ PDMS萃取头和75μm CAR/PDMS萃取头对腌制麻竹笋的挥发性成分的萃取差异。结果表明：从腌制麻竹笋中共鉴定出57种挥发性物质，主要包括20种醛类、5种酮类、11种醇类、3种酸类、4种酯类、2种酚类、6种芳香烃类、6种其他类，其中主要的挥发性成分有4-甲基-苯酚、苯酚、苯甲醛、己醛、壬醛、2-庚烯醛、2,3-丁二醇、1-辛烯-3-醇、芳樟醇、乙酸、柠檬烯、环庚烷腈等。50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取头比75μm CAR/PDMS萃取头多鉴定出12种挥发性成分，包括醛类2种、酮类1种、酸类2种、酯类3种、芳香烃类4种。

腌制麻竹笋；顶空-固相微萃取；气相色谱-质谱联用；挥发性成分

竹笋(bamboo shoot)，别名笋或闽笋，是禾本科(Poaceae)竹亚科(Bambusoideae)植物的新生芽。现代营养学研究表明，竹笋中富含蛋白质、18种氨基酸、多种维生素及铁、磷、镁等无机盐。竹笋中脂肪、淀粉含量少，膳食纤维含量丰富，膳食纤维在肠内可以减少人体对脂肪的吸收，增加肠蠕动，促进粪便排出，减少与高血脂有关疾病的发病率[1]。此外，还有研究表明竹笋具有抗菌[2]、抗氧化以及降血压[3]等生物活性功能。近年来，竹笋作为一种低脂肪、低糖、低热量的天然保健食品，在日本及欧美等一些发达国家的需求量与日俱增。

竹笋常见的加工方法有腌制、干制、罐装等[4]，其中腌制是竹笋一种重要的加工方式，腌制不仅是一种保藏新鲜竹笋的方法，也是一种改善竹笋制品风味的方式。蔬菜通过腌制将形成多种风味化合物，从而具有特殊的风味和营养价值。因此，国内外许多学者对腌制蔬菜的挥发性风味物质进行了研究[5-10]。虽然关于腌制蔬菜中风味物质的研究较多，但是目前关于腌制竹笋中风味物质的研究还鲜有报道。因此，本实验拟以顶空-固相微萃取(headspace-solid phase microextraction，HS-SPME)结合气相色谱-质谱联用(gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS)技术对腌制麻竹笋的挥发性成分进行分析，并对两种在蔬菜挥发性成分研究中的常用萃取头(50/30μm DVB/CAR/PDMS和75μm CAR/PDMS)的鉴定结果进行比较，旨在进一步了解腌制麻竹笋的挥发性成分，并为腌制麻竹笋风味成分的研究和评价提供一定的参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

大叶麻竹笋采自重庆市北碚区施家梁镇大叶麻竹笋种植基地；葵酸乙酯标准品(纯度≥98%) 美国Sigma公司。

1.2 仪器与设备

GC-MS 2010气相色谱-质谱联用仪(配有电子电离(electron ionization，EI)源及GC-MS solution 2.50工作站)日本岛津公司；固相微萃取装置(配有50/30μm DVB/CAR/ PDMS和75μm CAR/PDMS萃取头) 美国Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1 麻竹笋的腌制工艺

鲜笋→切分(4cm×3cm×0.3cm)→沸水漂烫至煮透→沥干→冷却→采用干腌法分3次加盐(盐与笋质量比为1:5)→榨干→密封保存

1.3.2 顶空-固相微萃取

取5.0g粉碎样品置于25mL SPME专用样品瓶中，加入10μL葵酸乙酯(50μg/mL)作为内标物，用聚四氟乙烯隔垫密封，在60℃水浴中平衡5min，分别将50/30μm DVB/ CAR/PDMS和75μm CAR/PDMS萃取头通过聚四氟乙烯隔垫插入样品瓶中，顶空吸附30min，缩回纤维头后从样品瓶中拔出萃取头，将萃取头插入GC-MS进样口，250℃解吸5min，同时启动仪器采集数据。

1.3.3 GC-MS分析

色谱条件：D B-5 M S石英毛细色谱柱(30m×0.25mm，0.25☒m)；升温程序：50℃保持3min，以5℃/min升至120℃，以10℃/min升至230℃，保持5min；进样口温度：250℃；进样方式：不分流进样；载气：高纯He(99.999%)；流速：1.0mL/min。

质谱条件：电子电离源；检测器电压：830eV；离子源温度：230℃；接口温度：230℃；ACQ方式：Scan；扫描速率：769u/s；质量扫描范围m/z：40～400。

1.3.4 挥发性成分的定性与定量分析

通过仪器所配置的NIST 08.LIB 和NIST 08s.LIB谱库进行自动检索，结合相似度并参考有关文献色谱保留指数，进行定性，采用内标法半定量计算各挥发性成分的含量(相对峰面积表示)[11]。

式中：A1为各组分峰面积；A2为内标物质的峰面积。

2 结果与分析

2.1 腌制麻竹笋的挥发性成分分析

图1 腌制麻竹笋挥发性成分的GC-MS色谱图Fig.1 GC-MS chromatogram of volatile compounds in pickled Ma bamboo shoots

表1 腌制麻竹笋中挥发性成分的鉴定结果Table1 Identified volatile compounds in pickled Ma bamboo shoots

续表1

由表1可知，两种样品共鉴定出57种挥发性成分，其中50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取头鉴定出51种，75μm CAR/PDMS鉴定出39种，这些成分主要包括20种醛类、5种酮类、11种醇类、3种酸类、4种酯类、2种酚类、6种芳香烃类、6种其他类。通过对腌制麻竹笋挥发性成分的综合分析，其主要挥发性成分包括4-甲基-苯酚、苯酚、苯甲醛、己醛、壬醛、2-庚烯醛、2,3-丁二醇、1-辛烯-3-醇、芳樟醇、乙酸、柠檬烯、环庚烷腈等。

酚类是腌制麻竹笋的挥发性成分中检测到的含量最高的一类物质，主要包括苯酚和4-甲基-苯酚。酚类物质常常会产生刺激性气味和一些特殊异味，且阈值较低，所以可能对腌制麻竹笋的风味产生重要的影响。两种不同萃取头的检测结果都是4-甲基-苯酚的含量最高，这与Fu等[12]的研究结果比较一致，他们对发酵毛竹笋中的活性风味成分进行研究，结果也检测到较高含量的4-甲基-苯酚。4-甲基-苯酚具有一定的类似药味和刺激性气味，并且具有较低的阈值，以及在样品中具有较高的含量，说明其可能为腌制麻竹笋的主要风味成分。Selmer等[13]报道4-甲基-苯酚是酪氨酸的发酵副产物，而酪氨酸是竹笋中的主要游离氨基酸[14]，表明麻竹笋中酪氨酸可能是产生4-甲基-苯酚的前体物质。

醛类是腌制麻竹笋中含量最丰富的挥发性物质，由于醛类物质的阈值较低，其对腌制麻竹笋的风味具有重要贡献。在检测出的醛类物质中，含量最高的为苯甲醛，其次分别是己醛、壬醛、2-庚烯醛。苯甲醛广泛存在水果和蔬菜中[15]，主要以苷的形式存在于植物的茎皮、叶或种子中，具有苦杏仁味[16]，可能对腌制麻竹笋的风味也具有重要贡献。己醛具有生的油脂、青草及苹果香味，天然存在于许多水果和蔬菜中[17]，由于己醛具有较低的阈值，可能也是腌制麻竹笋的主要风味成分之一。

醇类物质的数量是腌制麻竹笋中仅次于醛类的挥发性物质，醇类具有令人愉快的香味和芬芳的气味[18]，可能对腌制竹笋的风味也起着重要作用。2,3-丁二醇、1-辛烯-3-醇、芳樟醇是腌制麻竹笋中的主要醇类物质，其中，75μm CAR/PDMS萃取头提取到的2,3-丁二醇的含量较高。2,3-丁二醇具有令人愉快的香气，赵大云等[19]在雪里蕻腌菜中也检测到较高含量的2,3-丁二醇，并分析其可能是腌制过程中乳酸菌代谢产生。1-辛烯-3-醇具有蘑菇风味，在发酵毛竹笋中也被检测到[12]。Marsili等[20]在发酵黄瓜的挥发性成分中也鉴定出了β-芳樟醇。

在腌制麻竹笋中检测到的酸类较少，只有乙酸、丁酸和己酸，这可能是因为采用的非发酵性腌制方式对麻竹笋进行的腌制，高盐浓度抑制了微生物的发酵产酸。此外，在腌制麻竹笋中还检测到一些烯烃类和腈类化合物，其中含量较高的有柠檬烯和环庚烷腈，这些化合物大多具有芳香味，存在于多种植物精油中，对腌制蔬菜的风味也有一定的影响。柠檬烯具有类似柠檬的味道，是许多水果(主要为柑橘类)、蔬菜及香料中存在的天然成分[21]。

2.2 不同萃取头对腌制麻竹笋挥发性成分提取的比较

图2 不同萃取头提取的挥发性成分组成Fig.2 Compositions of volatile compounds extracted by the two different fibers

由图2可知，50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取头从腌制麻竹笋样品中鉴定出51种挥发性成分，其中包括18种醛类、4种酮类、9种醇类、3种酸类、4种酯类、2种酚类、6种芳香烃类、5种其他类；而75μm CAR/PDMS萃取头鉴定出39种挥发性成分，其中包括16种醛类、3种酮类、9种醇类、1种酸类、1种酯类、2种酚类、2种芳香烃类、5种其他类。50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取头比70μm CAR/PDMS萃取头多检测出12种挥发性成分，包括醛类2种、酮类1种、酸类2种、酯类3种、芳香烃类4种。其主要区别在于75μm CAR/PDMS较适合萃取挥发性的小分子质量化合物(如醛类、醇类、烯烃类等)，而50/30μm DVB/CAR/PDMS除了可以萃取到一些挥发性的小分子质量化合物，对一些半挥发性的大分子质量化合物(如酸类、酯类、芳香烃类等)也有较好的萃取效果。所以，采用50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取头能更加全面的萃取到腌制麻竹笋的挥发性成分。因此，对腌制麻竹笋的挥发性成分进行顶空-固相微萃取-气质联用分析时，更适合采用50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取头。

3 结 论

通过顶空-固相微萃取-气质联用分析对腌制麻竹笋的主要挥发性成分进行分析，共鉴定出57种挥发性物质，主要包括20种醛类、5种酮类、11种醇类、3种酸类、4种酯类、2种酚类、6种芳香烃类、6种其他类，其中主要的挥发性成分有4-甲基-苯酚、苯酚、苯甲醛、己醛、壬醛、2-庚烯醛、2,3-丁二醇、1-辛烯-3-醇、芳樟醇、乙酸、柠檬烯、环庚烷腈等。

50/30μm DVB/CAR/PDMS和75μm CAR/PDMS两种萃取头对腌制麻竹笋挥发性成分的检测结果存在较大差别，50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取头比75μm CAR/ PDMS萃取头多鉴定出12种挥发性成分，包括醛类2种、酮类1种、酸类2种、酯类3种、芳香烃类4种，对腌制麻竹笋挥发性成分进行顶空-固相微萃取-气质联用分析时，更适合采用50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取头。

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Analysis of Volatile Compounds in Pickled Ma Bamboo Shoots (Dendrocalamus latiflorus) Using Headspace Solid Phase Microextraction Coupled with GC-MS

ZHENG Jiong1,2，SONG Jia-xin1，CHEN Guang-jing1，LIN Mao1，KAN Jian-quan1,2,*
(1. College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China；2. Laboratory of Quality and Safety Risk Assessment for Agro-products on Storage and Preservation (Chongqing), Ministry of Agriculture, Chongqing 400715, China)

The volatile compounds of pickled Ma bamboo shoots were analyzed by headspace solid phase micro-extraction (HS-SPME) coupled with GC-MS. The extraction efficiencies of 50/30 μm DVB/CAR/PDMS SPME fiber and 75 μm CAR/PDMS SPME fiber were compared for volatile compounds from pickled Ma bamboo shoots. Results indicated that 57 volatile compounds including 20 aldehydes, 5 ketones, 11 alcohols, 3 acids, 4 esters, 2 phenolic compounds, 6 aromatic hydrocarbons and 6 others were identified. The major volatile components in pickled Ma bamboo shoots were 4-methylphenol, phenol, benzaldehyde, hexanal, nonanal, 2-heptenal, 2,3-butanediol, 1-octen-3-ol, linalool, acetic acid, limonene and cycloheptyl cyanide. Twelve new volatile compounds were extracted by DVB/CAR/PDMS fiber when compared with CAR/ PDMS fiber, including 2 aldehydes, 1 ketones, 2 acids, 3 esters and 4 aromatic hydrocarbons.

pickled Ma bamboo shoots；headspace solid phase microextraction (HS-SPME)；gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)；volatile compounds

TS255.36

A

1002-6630(2013)18-0193-04

10.7506/spkx1002-6630-201318039

2012-07-30

中央高校基本科研业务费专项(XDJK2013C131)

郑炯(1982—)，男，博士研究生，研究方向为食品化学与营养学。E-mail：zhengjiong248@163.com

*通信作者：阚建全(1965—)，男，教授，博士，研究方向为食品化学与营养学及食品生物技术。E-mail：ganjq1965@163.com