顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术分析草莓芳香成分

宋世志，李延菊，李公存，张序

（烟台市农业科学研究院，山东烟台 265500）

顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术分析草莓芳香成分

宋世志，李延菊，李公存，张序*

（烟台市农业科学研究院，山东烟台 265500）

本文采用固相微萃取技术提取“丰香”草莓的芳香成分，再利用气相色谱-质谱联用技术进行检测分析，共分离并确定出76种化学成分，占总峰面积的97.48%，相对含量较高的芳香成分依次为4-羟基-2-丁酮、己酸乙酯、丁酸乙酯、(E)-乙酸-2-己烯-1-酯、2-己烯醛、己酸甲酯、乙酸甲酯、(E)-乙酸-3-己烯-1-酯、乙酸、1-己醇等。

草莓；芳香成分；固相微萃取；气相色谱/质谱

芳香成分是构成和影响果实鲜食品质、加工质量的主要因素[1，2]。草莓（Fragaria×ananassa Duch）具有浓郁的香味，成熟草莓果实香气是由多种芳香成分共同作用而成的，这些芳香物质只占草莓果实鲜重的0.001%～0.01%，但对果实风味品质起着重要的作用[3-5]。因此，研究草莓的芳香成分对其品质影响较大。

从样品中提取芳香成分，是进行芳香物质分析的一个关键环节，以往提取草莓芳香物质多采用溶剂萃取法，但该方法需要大量有机溶剂，样品处理工序复杂、耗时长。固相微萃取技术（Solid Phase Microextraction，SPME）是一种新型无溶剂样品预处理技术，它通过吸附/脱吸附技术，富集样品中的挥发性和半挥发性成分，具有无需有机溶剂、所需样品量少、灵敏度高、操作简单、方便快捷等特点；此外，固相微萃取技术还可方便地与GC-MS联用，集采样、萃取、浓缩、进样为一体，提高了分析速度和分析方法的灵敏度[6,7]。因此，本试验采用SPME-GC-MS技术对“丰香”草莓果实的芳香成分进行分析，以期找到准确的测定草莓芳香成分的方法。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

试验选用成熟的“丰香”草莓果实。样品采自烟台市福山区西埠庄，以感观分析为基础，辅以手持测糖仪测定，决定品种成熟时期。采后用保鲜盒盛装常温下24h内运至江南大学分析测试中心进行测定分析。

萃取头，PDMS，美国Supelco公司；Finnigantrace MS气相色谱-质谱联用仪，美国Finnigan公司；磁力搅拌器。

1.2 方法

1.2.1 SPME取样

取样前先将固相微萃取头在气相色谱进样口老化2h，老化温度250℃。选取成熟的草莓，用刀片切碎果肉，迅速将其装入15mL样品瓶内，上部留有2cm左右的空间，加盖封口。将老化好的萃取头插入样品瓶顶空部分，在磁力搅拌器上萃取40min，萃取温度为40℃，然后将萃取头抽出插入气质联用仪，于250℃解吸2.5min，进行GC-MS检测分析。

1.2.2 GC-MS分析

色谱条件：DB-5毛细管色谱柱，长50m。内径0.32mm，液膜厚 1.0μm，载气 He，不分流，恒流 1mL/min，进样口温度250℃，柱温起始温度40℃保持1min，以5℃/min升温至120℃，再以8℃/min升温至200℃，最后以12℃/min升温至250℃保持7min。

质谱条件：离子源温度200℃，电离方式EI，电子能量70eV。

2 结果与讨论

2.1 萃取条件的优化

SPME萃取条件（温度和时间）对萃取效率影响很大，分别在 20、30、40、50、60℃条件下，顶空萃取同一草莓样品50min，GC-MS结果表明，40℃可达到较好的萃取效果。在40℃萃取温度下，萃取时间选用20、30、40、50min测得GCMS总的峰面积，表明经40min萃取可达到平衡。

因此萃取条件确定为40℃和40min。

2.2 “丰香”草莓芳香成分的测定分析

气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）检测所得的“丰草”草莓芳香成分GC-MS总离子图（见图1），各组分质谱经计算机谱库（NBS/WILEY）检索及资料分析，检出的芳香成份如表1所示。

图1 “丰香”草莓芳香成分的总离子图

从“丰香”草莓成熟果实中共检测出76种化合物，占总峰面积的97.48%，其主要成分为酯类化合物33种，占总峰面积的45.67%；酮类化合物5种，占22.56%；酸类化合物8种，占8.14%；醛类化合物5种，占7.33%；醇类化合物7种，占6.79%；烷烃类化合物13种，占6.01%；其它类化合物5种，占1.10%。其中，相对含量较高的成分依次为4-羟基-2-丁酮、己酸乙酯、丁酸乙酯、（E）-乙酸-2-己烯-1-酯、2-己烯醛、己酸甲酯、乙酸甲酯、（E）-乙酸-3-己烯-1-酯、乙酸、1-己醇等。

在所有的芳香成分中，各芳香物质对果实香气的贡献是依据其香气值[8]（相对含量/香气阈值）来划分的。其中，具有较高香气值的成分，形成成熟草莓果实特征香气，称为特征香气成分，主要包括酯类（丁酸和己酸的甲基或乙基酯）和呋喃酮类等芳香物质，特征香气成分含量越高，果实的风味越浓。本试验从草莓中检测到酯类化合物有33种，相对含量达45.67%，其中，4-甲氧基-2,5-二甲基-3（2H）-呋喃酮等草莓特征芳香成分，与文献报道[9,10]结果一致。

3 结论

综上所述，SPME技术结合GC-MS可以避免使用大量的有机溶剂，简化样品前处理时间，是一种测定芳香成分准确、快捷、有效的方法，同时通过对“丰香”草莓果实芳香成分分析和评价，可以确定其含有的芳香成分尤其是体现草莓特有风味的特征香气成分的数量及种类，为鲜食草莓品质评价提供科学依据。

表1 “丰香”草莓芳香成分的GC－MS分析结果

续表

[1]Shamaila,Baumann,etc.Quality Attributes of Strawberry Cultivars Grown in British Columbia[J].Journal of Food Science,1992,57(3)∶696-699.

[2]隋静,姜远茂,彭福田,等.草莓果实发育过程中芳香物质含量和醇酰基转移酶活性的变化 [J].园艺学报,2007,(06)∶1411-1417.

[3]Charles Forney,Willy Kalt,Michael Jordan.The Composition of StrawberryAroma Is Influenced byCultivar,Maturity,and Storage[J].Hortscience,2000,35(6)∶1022-1026.

[4]张运涛,董静,王桂霞.草莓香味的形成和香味育种 [J].中国农业科学,2004,(07)∶1039-1044.

[5]曾祥国,韩永超,向发云,等.草莓新品种“晶玉”及其亲本果实挥发性香气成分分析[J].果树学报,2014,(01)∶72-77.

[6]付蕾,刘正生,孙鑫洋,等.4种纤维头对草莓香气成分的萃取效果[J].中国农业科学,2010,(21)∶4473-4481.

[7]张晋芬,庞维珏,冷平,等.基于SPME的样品前处理对GC-MS检测草莓香气的影响[J].精细化工,2009,(04)∶382-385,411.

[8]Larsen,L.Poll.Odour Thresholds of Some Important Compounds in Strawberries[J].Zeitschrift fur Lebensmittel-Untersuchung and Forschung,1992,195∶120-123.

[9]Ioannis Zabetakis,Holden.Strawberry Flavour∶Analysis and Biosynthesis [J].Journal of the Science of Food and Agriculture,1997,74∶421-434.

[10]姜远茂,彭福田,刘松忠,等.栽培草莓品种果实香气特性研究[J].分析测试学报,2004,23(2)∶56-60.

Analysis of Aroma Components of Strawberry by Head-space Solid Phase Microextraction Coupled with GC-MS

SONG Shi-zhi,LI Yan-ju,LI Gong-cun,ZHANG Xu*
(Yantai Academy of Agricultural Science,Yantai 265500,China)

Aroma components of"Fengxiang"strawberrie were extracted by SPME,and then they were analyzedby GC/MS.Chemical components of 76 kinds were identified,these constituents represent 97.48%of the total peak areas.The aroma components with higher relative contents in the strawberry included 4-hydroxy-2-Butanone;Hexanoic acid,ethyl ester;Butanoic acid,ethyl ester;(E)-2-Hexen-1-ol,acetate;2-Hexenal;Hexanoic acid,methyl ester;Acetic acid,methyl ester;(E)-3-Hexen-1-ol,acetate;Acetic acid;1-Hexanol;etc.

Strawberry;aroma component;solid phase microextraction;GC/MS

O657.6

A

1008-1038(2017)11-0025-05

10.19590/j.cnki.1008-1038.2017.11.007

2017-08-09

宋世志（1964—），男，农艺师，主要从事果树育种与栽培技术工作

觹通讯作者：张序（1980—），男，高级农艺师，主要从事果树育种与栽培技术研究工作