HS-SPME 联动GC-MS 分析海巴戟果肉中挥发性成分

◎ 林常腾，陈金明，陈恺嘉

（广州联丰香料科技有限公司，广东 广州 510663）

海巴戟（Morinda citrifolia L.）又名海巴戟天（海南植物志），俗称诺丽（Noni）、萝梨、水冬瓜或椿根（台湾），属茜草科巴戟属植物，广泛分布于太平洋南部诸岛至亚洲中南半岛地区，我国台湾省、海南省等地也有分布[1]。海巴戟果在南太平洋岛屿的波利尼西亚土著居民中作为药食两用的习俗已有悠久的历史[2]，民间医生普遍认为海巴戟天对治疗糖尿病、高血压、心脏病以及皮肤疾病和伤口感染有很好的疗 效[3]。海巴戟果实为卵圆形的大形合心皮果，成熟时果肉呈黄色，有强烈的气味。当前研究多集中于海巴戟的功能性作用上，如海巴戟具有抗氧化、抗炎、抗菌、扛肿瘤及细胞毒、抗丙型肝炎病毒、促神经细胞再生和保护肝功能和骨骼等作用[4]。或是提取海巴戟的有效成分上，如黄酮[5]、多糖[6]，或是制作功能发酵果汁、复合果汁[7-8]，但海巴戟的香气组成分析鲜见报道。

HS-SPME（固相微萃取Head-solid phase micro extract）是一种常用的样品采集技术。有用样少、选择性高、使用快捷方便等特点[9]。大量天然植物的研究都是借助HS-SPME 技术来完成，如周立华、牟德华等研究了冷冻对欧李果香气的影响[10]，陈佳分析了桂红2号红茶的香气成分[11]，范妍分析了不同荔枝品种果实、不同龙眼品种果实的香气成分对比[12-13]。HS-SPME 的推广和使用，为研究试验天然植物和香精香料提供了很大的便利空间[14]。

本文采用HS-SPME 提取海巴戟果肉中的挥发性香气成分，并联动GC-MS 分析技术进行分析处理，通过面积归一化法计算组分的相对含量，为海巴戟之后的开发和利用提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

材料：海巴戟（海南三亚）。

仪器：安捷伦7890A/5975C气相色谱-质谱联用仪（美国安捷伦科技有限公司）；75 μm CAR/PDMS SPME 萃取头（美国Supelco 公司）；恒温磁力加热搅拌器（上海科升ZNCL-DLS）；电子天平（日本A&D 公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 海巴戟汁制备

将新鲜海巴戟果洗净擦干，切成小块，放入搅拌机中搅碎，于室温下静置5 min，取3 g 果肉混合物放入已加入转子的15 mL SPME 专用采集瓶中，待用。

1.2.2 SPME 萃取[15]

①将萃取头插入进样温度为250 ℃的气质联用仪进样口中，活化除杂30 min。②将采集瓶置于60 ℃的恒温磁力水浴锅中水浴平衡30 min，充分释放海巴戟果肉的挥发性香气成分。③将活化好的萃取头通过带孔隔垫插入采集瓶，推出纤维头，60 ℃下顶空吸附 30 min。④推回纤维头，将萃取头从采集瓶上拔出后，立即插入气质联用仪进样口，推出纤维头，于250 ℃下解吸1.5 min 后开始采集数据进行色谱分析。

1.2.3 色谱与质谱条件

色谱条件：Agilent 19091S-433毛细管色谱柱（30 m× 250μm×0.25μm）；进样口温度250 ℃，载气为高纯氦气（纯度＞99.999%），流速为0.75 mL·min-1， 恒压31.1 kPa。升温程序：初始温度40 ℃，保持2 min， 以6 ℃·min-1升 温 至180 ℃，保 持2 min，最 后 以 10 ℃·min-1升温至250 ℃，保持3 min。不分流进样。

质谱条件：电离方式EI，采集模式为全扫描，质量扫描范围50.00 ～550 amu，溶剂延迟0.00 min，EMV 模式为增益模式，增益系数1.00，MS 离子源温度230 ℃，四级杆温度150 ℃。

1.2.4 定性定量方法

将采集到的质谱图与NIST 08 标准谱库对照，对样品进行定性分析。采用峰面积归一化法计算各化学成分的相对含量。

2 结果与分析

通过GC-MS 对海巴戟果挥发性香气成分进行分析，得到挥发性香气成分GC-MS总离子图，如图1所示。共分离出62 种香气组分，各组分质谱图经计算机检索和人工解析及标准谱图引索对照、分析，鉴定出60 种化学成分，并运用峰面积归一法确定了各化学成分的相对含量（表1）。

从表1 可以看出，通过HS-SPME 提取海巴戟果肉中的挥发性香气成分，再用GC-MS 分析，经由NIST化学工作站检索并计算保留面积，共鉴定出60 种物质，其中醇类15 种、酯类15 种、醛类12 种、烯烃类8 种、酮类4 种和酸类和杂环化合物各3 种。酯类和醛类的相对含量较高，分别为28.83%和20.21%。

图1 海巴戟果肉挥发性成分总离子流图

表1 海巴戟果肉挥发性香气成分表

上接表1

在检测出的60 种挥发性化合物中，相对含量比较高（＞2%）的是辛酸（12.45%）、己醛（11.91%）、己酸甲酯（6.95%）、己酸乙酯（6.84%）、辛酸乙酯（5.92%）、苧烯（5.79%）、辛酸甲酯（4.90%）、芳樟醇（4.20%）、3-庚酮（3.67%）、己酸（3.39%）、2-庚醇（3.15%）、己醇（2.97%）以及苯甲醛（2.71%）。

在鉴定出的酯类化合物中，以甲酯居多：己酸甲酯，近似于醚样气味；辛酸甲酯具有强烈的酒香、水果香和柑橘样香气，稍带橙子的味道；苯甲酸甲酯有水果香气，微带依兰油香气；丁酸甲酯，苹果样香气，甜味不大强烈，用量在100 ppm 以下时有香蕉、菠萝的风味；乙酸乙酯，特有的乙醚样气味，相似于菠萝的果香气，具有苦甜的、酒样的辣的味道；丙酸乙酯，相似于朗姆酒和菠萝的香味；己酸乙酯，强烈的菠萝—香蕉香型的水果香气；辛酸乙酯，令人愉快的花果香气（酒—杏子香型）；乙酸异戊酯，强烈的水果香气，带有梨的甜酸味；乙酸苯甲酯，特有的茉莉花香，苦的、辣的味道；乙酸异龙脑酯，令人愉快的香味，近似于某些冷杉和铁杉清鲜的、清凉而辣的味道；己酸戊酯，特有的香蕉、菠萝的水果样芳香。上述酯类构成了海巴戟整体的果香气息[16-18]。

在鉴定出的醛类化合物中，2-甲基丁醛，具有强烈的窒息性气味，稀释后有独特的可可和咖啡样的香气，甜的、微带水果和巧克力风味；戊醛，经常有强烈的辛辣、刺鼻的气味，在浓度低时具有浓的、微带水果和坚果样的味道；己醛，浓度低时有水果样香气和味道；2-己烯醛，特有青叶子气味；苯甲醛，具特殊气味，类似于苦杏仁的味道；辛醛，明显的脂肪和水果气味，特有的辛辣、脂肪风味；苯乙醛，低浓度时具有甜的水果香气；反-2-戊烯醛，有蜡香和青香，稍带果香，适合配制苹果、梨等食用香精；反-2-辛烯醛，有靑香和脂肪气息，常用于配调蔬菜、水果食用香精中；2-壬烯醛，脂肪气息、黄瓜香，可配制瓜果类食用香气。醛类化合物占海巴戟挥发性香气成分的20.21%，这些香气成分构成了海巴戟整体的靑香气息[16-18]。

醇类化合物可以起到和谐增强香气的作用：戊醇，具有杂醇样特殊气味和辣的味道；异戊醇，尖刺气息；己醇，具水果香气及芬芳风味；2-庚醇，黄铜气味，带有类似于柠檬气味的药香、微苦的清水果味道；庚醇，淡芳香，脂肪香气，具有辛辣味道；1-辛烯-3-醇，强烈的愉快的壤香香气，带有浓重药草香韵，近似于薰衣草—杂薰衣草、玫瑰和干草的香气，具有药草似的味道，有甜味；辛醇，油质感，有甜味，稍带药草的味道；芳樟醇，具有典型的花香香气，没有樟脑和萜烯气味，合成品芳樟醇香气比天然产品更纯净更清鲜；葑醇，具有松林和樟脑样的香气；薄荷醇，薄荷样的气味，清凉的味道；苯甲醇，具特有的令人愉快的水果香气，微带辛辣的甜味，当其陈化时，其香型转变为相似于苯甲醛的气息[16-18]。

鉴定出的挥发性香气成分中还有其他有特色的且相对含量较多的化合物，如辛酸，微弱的水果酸气味，淡的酸味道；3-庚酮，强烈的靑香、油脂香和果香香气，具有甜瓜和香蕉的味道；苧烯，最重要和分布最广的萜烯，有令人愉快的柠檬样的香气。有了这些化合物，使得海巴戟的香气更加饱满且丰富。

以上鉴定出的60 种香气成分中，大部分已被列入GB 2760-2014《食品添加剂使用标准》，在食品生产中模拟海巴戟香气时，可以从上述成分中选择香料进行仿配。

3 结论

采用HS-SPME 对海巴戟果肉中的挥发性香气成分进行提取，利用GC-MS 分析鉴定出60 种挥发性香气成分，其中醇类15 种、酯类15 种、醛类12 种、烯烃类8 种、酮类4 种及酸类和杂环化合物各3 种。相对含量较高（＞2%）的挥发性香气成分有13 种，分别是辛酸（12.45%）、己醛（11.91%）、己酸甲酯（6.95%）、己酸乙酯（6.84%）、辛酸乙酯（5.92%）、苧烯（5.79%）、辛酸甲酯（4.90%）、芳樟醇（4.20%）、3-庚酮（3.67%）、己酸（3.39%）、2-庚醇（3.15%）、己醇（2.97%）以及苯甲醛（2.71%）。对海巴戟香气贡献较大的是酯类和醛类化合物，酯类化合物给予海巴戟整体果香，醛类化合物为海巴戟的靑香做贡献，另外醇类化合物起到协调提升的作用。检测出的挥发性化合物多被列入GB 2760-2014《食品添加剂使用标准》中，在食品生产模拟海巴戟香气时，可以本文中的数据为仿配参考。