程碧君,李天娇
(吉林农业科技学院食品工程学院,吉林吉林132101)
芹菜(Apium graveolens L.),也称为旱芹、药芹菜等,伞形科芹属,一般为一年生草本植物。芹菜甘苦、性凉,具有清热、止血、平肝、祛风、利湿等功效,因此,民间载有“药芹”美誉[1]。芹菜富含蛋白质、碳水化合物、膳食纤维、维生素、矿物质等营养元素[2],还含有黄酮类、挥发油、不饱和脂肪酸、香豆素衍生物等多种活性成分[3]。现代研究发现,芹菜具有多种生理活性,如降血糖、抗氧化[4]、降血压扩血管[5]、抗炎[6-7]、抗癌[8],如鼻咽癌[9]、肺癌[10-12]、胰腺癌[13]、肝癌[14]、结肠癌[15-16]。另外,多数人只食用芹菜茎,丢弃芹菜叶。据相关文献报道,芹菜叶营养价值同样丰富[17]。目前,人们对芹菜中活性成分(芹菜素)已做了大量研究。但是,关于芹菜叶中挥发性成分的研究很少。据报道,芹菜挥发油具有增进食欲、降压利尿和健胃等作用[18]。本课题以芹菜叶粉中挥发性成分为研究对象,分析芹菜叶粉贮藏期间挥发性成分的变化,为更好的开发与利用芹菜叶资源提供依据,为芹菜及其制品的品质评价提供参考。
芹菜:超市购买;甲醇、三氯甲烷、正己烷等(均为分析纯):天津市致远化学试剂有限公司。
AL204电子天平:梅特勒-托利公司;ST-02A多功能粉碎机:上海树立仪器仪表有限公司;DHG-9240A电热恒温鼓风干燥箱:上海精宏实验设备有限公司;Agilent 7697A自动顶空进样器、7890B气相色谱仪、7000D三重四极杆质谱仪:安捷伦公司。
1.3.1 芹菜叶粉的制备
参考张倩茹[19]果蔬粉制备方法,摘下新鲜绿色的芹菜叶,清洗干净,放入干燥箱中进行干燥,60℃,48 h。芹菜叶干燥后进行粉碎,100目过筛,即为对照芹菜叶粉。将芹菜叶粉放入塑料包装袋中,常温避光贮藏6个月,即为贮藏后芹菜叶粉。
1.3.2 顶空-气相色谱质谱仪分析
顶空进样条件:称取对照和贮藏后的芹菜叶粉0.500 g,放入20 mL顶空样品瓶中,封口。样品瓶加热温度为100℃,定量环温度120℃,传输线140℃,样品平衡时间为40 min。样品重复测定3次。
气相色谱条件:色谱柱为HP-5毛细管型弹性色谱柱(30 m ×0.25 mm,0.25 μm),载气为高纯氦气、高纯氮气,柱流速为0.65 mL/min,进样口温度260℃,分流进样,分流比为10∶1,进样量1 mL,溶剂延时3.5 min。采用程序升温:初始40℃,保持1 min,以1℃/min升温至70℃,保持3 min,以3℃/min升温至220℃,保持3 min。
质谱条件:电离方式为EI,电子能量70 eV,离子源温度230℃,传输线温度250℃,四极杆温度150℃,全扫描模式,扫描范围:m/z 50~500;检索库为NIST17.L。
请10位评定人员,为对照和贮藏后芹菜叶粉的色泽、香味、口感、外观4个指标进行评分,满分为100分,感官评分标准如表1所示。
表1 感官评分标准Table 1 Sensory scoring standards
采用GC-MS对芹菜叶粉挥发性成分进行分析,总离子流图如图1和图2。检出的组分经NIST17.L数据库检索,并进行谱图解析,利用面积归一化法计算各组分的百分含量,结果见表2。
图1 对照芹菜叶粉挥发性成分总离子流图Fig.1 Total ion chromatogram of volatile components of celery leaves powder
图2 贮藏后芹菜叶粉挥发性成分总离子流图Fig.2 Total ion chromatogram of volatile components of celery leaves powder after storage
表2 芹菜叶粉挥发性成分质谱解析结果Table 2 MS analysis of volatile components of celery leaves powder
对照芹菜叶粉中检测出6种挥发性成分,分别为柠檬烯、月桂烯、芹子烯、罗勒烯、环庚三烯、石竹烯,相对含量分别为 88.03%、4.09%、3.55%、3.4%、1.2%、0.92%。贮藏后芹菜叶粉中检测出6种挥发性成分,分别为柠檬烯、对乙基苯乙酮、dl-樟脑醌、月桂烯、环庚三烯酮、2'-羟基-3-苯基苯丙酮,相对含量分别为79.13%、12.08%、6.55%、1.73%、1.21%、0.51%。试验发现,贮藏6个月后,芹菜叶粉中柠檬烯和月桂烯含量发生显著下降,芹子烯、罗勒烯、环庚三烯和石竹烯不再检出。同时,应用GC-MS检测到新成分,分别为对乙基苯乙酮、dl-樟脑醌、环庚三烯酮、2'-羟基-3-苯基苯丙酮。因此推测,在贮藏期间,芹菜叶粉中柠檬烯、月桂烯和罗勒烯发生氧化可能生成对乙基苯乙酮、dl-樟脑醌,芹子烯和石竹烯发生氧化可能生成2'-羟基-3-苯基苯丙酮,环庚三烯发生氧化可能生成环庚三烯酮。
采用顶空-固体进样方式对芹菜叶粉挥发性成分进行分析发现,芹菜叶粉挥发性成分中柠檬烯和月桂烯含量分别为88.03%、4.09%。据报道,柑橘精油中柠檬烯和月桂烯含量最高[20]。洪鹏等[21]采用冷磨法制备柚皮精油,柠檬烯和月桂烯含量占柚皮精油的91.9%。Phi等[22]也发现,柚子精油中柠檬烯和月桂烯的含量约占精油的92%。郭莉等[23]对伏令夏橙汁主要香气成分进行分析发现,柠檬烯含量为84.79%,月桂烯含量为5.44%。张妍等[24]检测橙汁香气成分,柠檬烯含量为82%。因此,柠檬烯和月桂烯不仅是柑橘属精油中主要成分,也是芹菜叶粉挥发性成分中主要成分。
试验还发现,贮藏后芹菜叶粉中柠檬烯和月桂烯含量发生显著下降,芹子烯、罗勒烯、环庚三烯和石竹烯不再检出,对乙基苯乙酮、dl-樟脑醌、环庚三烯酮、2'-羟基-3-苯基苯丙酮等新成分被检出。Takehiro等[25]研究发现,柠檬精油在20℃下贮藏12个月后,柠檬烯、月桂烯和α-蒎烯等成分浓度显著下降,p-伞花烃和萜烯醇成分增加,增加的成分主要来源于柠檬烯、月桂烯和α-蒎烯等成分的氧化。同时,Nguyen等[26]试验表明,柠檬醛在氧气存在的条件下,40℃保存4 h即发生异构化,而柠檬烯经氧化生成柠檬烯氧化物、香芹酮等成分。柠檬烯化学性质活泼,在空气、光照等条件下易被氧化为过氧化物,过氧化物不稳定进一步氧化生成香芹酮、香芹醇等物质[27]。因此,推测贮藏期间芹菜叶粉中柠檬烯、月桂烯和罗勒烯发生氧化可能生成对乙基苯乙酮、dl-樟脑醌,芹子烯和石竹烯发生氧化可能生成2'-羟基-3-苯基苯丙酮,环庚三烯发生氧化可能生成环庚三烯酮,试验结果符合相关研究报道。
感官评价结果见表3。
表3 芹菜粉的感官评价Table 3 Sensory scoring of celery leaves powder
贮藏后芹菜叶粉颜色变浅,口感味道淡,香味减弱,得分为82分。对照芹菜叶粉颜色鲜绿,口感纯正,香味浓郁,得分为95分。相关研究表明,柠檬烯有类似柠檬的香味,是柑橘属主要香气成分[28]。月桂烯具有令人愉快的、清淡的香脂气味[29]。罗勒烯有草香、花香并伴有橙花油气息[30]。石竹烯具有青草味,是水芹特征风味之一[31]。芹子烯存在于芹菜籽油及其他挥发油中[32]。芹菜叶粉的香味可能是由柠檬烯、月桂烯、罗勒烯、石竹烯和芹子烯协同产生。贮藏后芹菜叶粉香味明显减弱,品质下降,可能是因为芹菜叶粉中挥发性成分发生了氧化等化学反应,使芹菜叶粉的香味发生改变,降低了芹菜叶粉的食用品质。
本文采用顶空-气相色谱质谱联用技术分析芹菜叶粉中挥发性成分,发现芹菜叶粉中挥发性成分主要由柠檬烯(88.03%)和月桂烯(4.09%)组成。常温避光贮藏6个月后,芹菜叶粉中柠檬烯、月桂烯和罗勒烯发生氧化可能生成对乙基苯乙酮、dl-樟脑醌,芹子烯和石竹烯发生氧化可能生成2'-羟基-3-苯基苯丙酮,环庚三烯发生氧化可能生成环庚三烯酮。
另外,芹菜叶粉的香味可能是由柠檬烯、月桂烯、罗勒烯、石竹烯和芹子烯协同产生。贮藏后芹菜叶粉的香味明显减弱,品质下降,可能是因为芹菜叶粉中挥发性成分发生了氧化等化学反应,挥发性成分含量下降,使芹菜叶粉的香味发生改变。因此,采用顶空-气相色谱质谱联用技术分析芹菜叶粉中挥发性成分,具有便捷、灵敏的特点;芹菜叶粉中挥发性成分,如柠檬烯、月桂烯、芹子烯、罗勒烯、石竹烯可作为芹菜及其制品品质评价的参考指标。