HS-SPME-GC-MS结合保留指数法分析百香果粉的风味成分

袁源，刘洋洋，林丽静，李积华，*

（1.中国热带农业科学院农产品加工研究所，广东湛江524001；2.广东省级现代农业（热带农产品加工与检测）产业技术研发中心，广东湛江524001）

HS-SPME-GC-MS结合保留指数法分析百香果粉的风味成分

袁源1，2，刘洋洋1，2，林丽静1，2，李积华1，2，*

（1.中国热带农业科学院农产品加工研究所，广东湛江524001；2.广东省级现代农业（热带农产品加工与检测）产业技术研发中心，广东湛江524001）

通过喷雾干燥技术制备百香果果粉，采用顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用技术（Head Space-Solid Phase Micro Extraction-Gas Chromatography-Mass Spectrometry，HS-SPME-GC-MS），并结合保留指数法（Retention Index，RI）验证辅助定性，以及峰面积归一化法确定比较各组分的相对含量，分析瞬间热干燥技术对百香果风味成分的影响。结果表明，喷雾干燥所制得果粉复溶果汁与原果汁对比分析后，两者风味成分基本类似，比例有较大变化。经热处理后的果粉仍具有主要风味成分，与原果汁风味相似。同时由于产生了新物质，带来了更多的风味变化。喷雾干燥所得百香果果粉基本可以保证持有原有风味，并为后续深入研究贮藏过程中风味动态变化研究奠定基础。

百香果；顶空固相微萃取-气相色谱质谱法；保留指数；喷雾干燥；风味成分

百香果，学名西番莲，为西番莲科西番莲属紫果西番莲（Passiflora edulia Sims），多年生木质藤本植物，是一种热带、亚热带水果。其果汁橙黄色，酸甜爽口，回味好，因具有浓郁、独特而纯正的香味，被誉为“饮料之王”[1-3]。由于其是世界上已知最芳香的水果之一，并且能同时呈多种水果香，几乎涵盖了热带、亚热带大部分水果的香型而被誉为百香果[4]。由于地处热带，如果不及时销售，百香果鲜果在自然条件下极易脱水腐烂，失去经济价值；因此为了延长贮藏期，降低贮藏、运输、包装费用，其常被制成果粉进入销售渠道或作为后续精深加工的原料[5-6]。

喷雾干燥技术（Spray-drying，SD）可通过快速蒸发暴露在高温环境中的小雾滴水分达到瞬间干燥，由于其良好的质量控制和连续化生产等特性，被广泛用来生产粉状产品[7]。喷雾干燥制得的果粉，既能拥有良好的外观，还能较好的保持原有的碳水化合物、蛋白质、脂肪、氨基酸、维生素及矿物质等营养成分[8]。百香果喷雾果粉的开发是百香果产业深加工的一种新形式，不仅能达到长期保藏目的，减少因腐败造成的损失；还具有使用方便及可调性强等特点；并且能满足无百香果季节和无百香果地区的消费者需求。因此，百香果喷雾果粉系列产品拥有巨大的市场容量[9]。

风味成分即香气是评价百香果果粉品质的重要依据之一。然而在制作成果粉过程中无可避免的热干燥对其风味成分的影响目前尚无报道。

采用保留指数（Retention index，RI）与MS共同定性，可使准确度大大提高。国内关于百香果风味成分分析多采用MS直接定性，较少利用RI进行验证[1-2，10-11]。为了更深入研究瞬间干燥技术对百香果风味成分的影响，本研究采用顶空固相微萃取-气相色谱质谱技术（Head space-solid phase microextraction-gas chro

matography-mass spectrometry，HS-SPME-GC-MS）结合保留指数（Retention index，RI）法验证，对喷雾干燥加工的百香果果粉挥发性成分进行定性，采用峰面积归一化法进行相对定量分析与原果汁进行对比研究，以期为后续喷雾果粉品质控制及开发利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鲜百香果：广西浦北南国水果种植农民专业合作社，由中国热带农业科学院农产品加工研究所热带农业副产物综合利用研究室林丽静副研究员鉴定为紫果西番莲（Passiflora edulia Sims）。同批次鲜果经实验室处理加工得鲜果汁（Original juice，OJ）、喷雾干燥果粉复溶所得果汁（Spray-drying，SD）

正己烷（色谱纯）：德国Sigma公司；正构烷烃标（C7～C30）标准品：美国Supelco公司。

1.2 仪器与设备

QP2010-Plus气相色谱-质谱联用仪（配有AOC-5000顶空，固相微萃取及液体注射器三合一自动进样器)：日本岛津公司；SPME萃取头（Divinylbenzene/car boxen/polydimethylsiloxane，DVB/CAR/PDMS，50/30 μm）：美国Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1 固相微萃取条件

DVB/CAR/PDMS萃取头在使用前，预老化1 h。分别称取OJ、SD各2.0 g于20 mL顶空进样瓶中。首先将进样瓶放置在50℃温度控制搅拌器中以250 r/min转速动态平衡5 min；再在上述条件下将萃取头插入进样瓶动态萃取30 min；然后GC-MS进样，解吸温度250℃，解吸时间10 min。

1.3.2 色谱条件

色谱柱：J&W VF-Waxms毛细管色谱柱（30 m× 0.25 mm×0.25 μm）；升温程序：50℃保持2min，以5℃/ min升至220℃，保持10 min，以20℃/min升至240℃，保持5 min；载气（He）流速1.6 mL/min；压力100.0 kPa；进样量1 μL；不分流；进样口温度240℃。

1.3.3 质谱条件

电子轰击离子源（EI）；电子能量70 eV；接口温度250℃；离子源温度200℃；检测器增益电压1.25 kV；质量扫描范围m/z 40～450。

1.3.4 RI值的测定

取C7～C30正构烷烃标准品，以正己烷为溶剂配制浓度为0.1%的溶液，采取1.3.2-3相同的分析条件进行分离，测定各正烷烃的保留时间。各成分的RI值根据Kovats公式进行计算：

式中：RI为被分析组分的保留指数；tx为被分析组分流出峰的保留时间，min；tn为碳原子数为n的正构烷烃流出峰的保留时间，min；tn+1为碳原子数为n+1的正烷烃流出峰的保留时间，min，且tn＜tx＜tn+1。

2 结果与分析

用1.3条件所得各组分峰用NIST Chemical Structures（美国国家标准研究所，第八版）库和Wiley Library（威廉图谱库，第九版）库进行检索；结合文献RI值，以质谱匹配度和RI值匹配度最高的化学结构为最佳鉴定结果；各组分峰相对含量的确定采用相对峰面积法，并得到相应趋势；各成分风味参考描述来源：www.flavornet.org/和 http：//www.thegoodscentscompany. com。

百香果粉与原果汁大部分挥发性成分类似，相对含量变化较大，经鉴定后选择相似度高于80的23种主要挥发性化合物进行比较分析。所得结果见表1。

表1 喷雾干燥果粉与原果汁风味成分分析表Table 1 The analysis of flavor composition of powder spray driedand original juice of Passiflora edulia Sims

由表1可知，经过喷雾干燥瞬间干燥技术所制得果粉的复溶果汁（SD）较原果汁（OJ）的风味变化较明显：（1）乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乙酸己酯、芳樟醇、4-辛烯酸乙酯、辛酸乙酯、1-甲基丁酸己酯、己酸叶醇酯、丁酸辛酯、己酸异丁酯、β-紫罗兰酮、辛酸己酯等13种成分相对含量呈现下降趋势。（2）3-羟基丁酸乙酯、β-月桂烯、苯乙醛、罗勒烯、丁酸异戊酯、3-羟基己酸乙酯、丁酸己酯、己酸己酯等8种成分相对含量呈现上升趋势，其中变化趋势最为明显的3-羟基丁酸乙酯和3-羟基己酸乙酯两种成分，在SD中呈现大幅度上升趋势，而其对应母核丁酸乙酯和己酸乙酯这两种成分在SD中呈现大幅度下降趋势。可推测热干燥氧化这两种主要风味成分最后生产羟基化合物。（3）同时瞬间干燥技术温度较高发生了美拉德反应，致使2种新成分糠醛、呋喃酮生成。

表2 百香果各主要成分的风味描述Table 2 The flavor description of main compositions of Passiflora edulia Sims

由表1可知，所鉴定的23种挥发性成分，主要由酯类成分（16种）、烯烃类成分（3种）、酮类成分（2种）和醛类成分（2种）组成。挥发性成分呈现的风味受主要成分及其含量的影响：主要成分种类变化导致呈现的香味产生区别，相对含量比例变化对整体香气产生影响[2，12]。百香果原果汁中含有较高的丁酸乙酯（8.12），己酸乙酯（11.12），丁酸己酯（6.93），己酸己酯（10.45），己酸异丁酯（11.74），β-紫罗兰酮（8.87）。

根据表2中风味描述可知，丁酸乙酯具有强烈的甜果香，菠萝、香蕉、苹果样香气；己酸乙酯具有酒香、葡萄、菠萝样香气；丁酸己酯具有甜果香味；己酸己酯具有水果香味和嫩青刀豆样香气；己酸异丁酯具有苹果和可可香气，菠萝蜜样香气；β-紫罗兰酮具有类似松木香和紫罗兰样香气，这几种物质为百香果风味的主要来源[1-2，13-14]。原果汁整体呈现附有可可香、酒香、嫩青刀豆香、松木香、紫罗兰香等特殊香的香蕉、苹果、葡萄、菠萝样等浓郁混合甜果香气。由于仅6种成分就已具有多种香型，也是百香之果名字的来源[15]。

经瞬间干燥技术处理后的果粉复溶得果汁中含有较高的糠醛（13.67），3-羟基丁酸乙酯（5.67），己酸乙酯（6.85），丁酸异戊酯（16.75），丁酸己酯（8.33），己酸己酯（11.07），根据上表中风味描述可知，果粉复溶所得果汁整体呈现附有杏仁味、嫩青刀豆香、酒香的香蕉、洋梨、葡萄、葡萄柚、菠萝等水果混合果香，较原果汁增加了杏仁味和焦糖味，这两种风味主要来自美拉德反应产物。

3 结论

本研究通过对产业化中的喷雾干燥工艺所制得果粉的复溶果汁与鲜果汁风味成分进行对比分析研究，可得到两者风味成分基本类似，比例变化较大。

通过上述研究发现，热处理后的果粉仍具有主要风味成分，因此虽然复溶后的果汁风味有一些变化，但与原果汁风味相似。而且由于新产生了糠醛、呋喃酮2种新物质，带来了更多的风味变化。

喷雾干燥所得百香果果粉原有风味基本可以保证，但其风味在贮藏过程中的动态变化仍需要进一步深入研究，对于其他有可能引起风味变化的原因及条件需要进一步探讨，最终达到尽可能延长其风味保存的目的。

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Analysis of the Flavor Composition of Powder of Passiflora edulia Sims by HS-SPME-GC-MS and Retention Index

YUAN Yuan1，2，LIU Yang-yang1，2，LIN Li-jing1，2，LI Ji-hua1，2，*
（1.Agricultural Product Processing Research Institute，Chinese Academy of Tropical Agriculture Science，Zhanjiang 524001，Guangdong，China；2.Guangdong Provincial Modern Agriculture（Tropical Agricultural Products Processing and Testing）Industrial Technology Research and Development Center，Zhanjiang 524001，Guangdong，China）

The research aimed to obtain the comparison and analysis of the original juice and the redissolution juice prepared by spray drying powder from Passiflora edulia Sims.The flavor compositions were identified by head space-solid phase micro extraction-gas chromatography-mass spectrometry（HS-SPME-GC-MS），combined with retention index（RI）aided qualitative analysis，and determined by area normalization method.The results showed that the constituents of two kinds of juice from Passiflora edulia Sims had proved broadly similar. The powder prepared by spray drying also had retained the main flavor components，which was similar to the original one.Moreover，there were more flavor components with the new substances created.The powder prepared by spray drying can be assured to retain the original flavor.It is established foundation for further studies on the dynamic changes of flavor during storage.

Passiflora edulis Sims；head space-solid phase micro extraction-gaschromatography-mass spectrometry（HS-SPME-GC-MS）；retention index（RI）；spray drying；flavor composition

2016-11-30

农业部公益性行业（农业）科研专项经费项目（201303077-4）；中国热带农业科学院基本科研业务费专项资金（1630122017T21）

袁源（1984—），女（汉），助理研究员，硕士，主要从事热带作物应用基础与加工技术的研究。

*通信作者：李积华（1979—），男，研究员，博士，主要从事热带作物资源利用的研究。

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.16.029