HS-SPME & GC-MS分析印加果种子的挥发性物质

陈鸿鹏，彭　彦，林　彦，高丽琼，吴志华，李　慧，谢耀坚

（国家林业局桉树研究开发中心，广东 湛江 524022）

HS-SPME & GC-MS分析印加果种子的挥发性物质

陈鸿鹏，彭彦，林彦，高丽琼，吴志华，李慧，谢耀坚

（国家林业局桉树研究开发中心，广东 湛江 524022）

利用顶空固相微萃取-气相色谱质谱法（HS-SPME & GC-MS）分析印加果Plukenetia volubilis近成熟种子的挥发性物质，通过面积归一法计算出各成分的相对含量。结果共分离鉴定出64种化学成分，其中6种酯类化合物，占45.86%；12种醇类化合物，占27.71%；7种烯烃类化合物，占6.71%；9种醛类化合物，占3.89%；6种酮类化合物，占2.78%；16种烷烃类化合物，占1.78%。此外，盐酸氨基脲占5.47%，氨基脲占3.25%，还有1.51%三氯乙酸和0.23%甲基异丙基苯及其他化合物。

HS-SPME & GC-MS；印加果；种子；挥发性物质

目前，对于油脂挥发性物质的提取方法主要有水蒸馏萃取法（steam extraction， SE）、超临界流体萃取法（supercritical fluid extraction， SFE）、吹扫捕集法（purge and trap method， PT）以及顶空固相微萃取法（head space solid phase micro-extraction， HS-SPME）等［1—3］。与其他常用的挥发性物质获取技术相比，HS-SPME具有简便、快速、经济安全、无溶剂、选择性好且灵敏度高等优点，集采样、萃取、浓缩、进样于一身，对样品纯化、富集后，可直接与气相色谱-质谱（gas chromatograph mass spectrometry，GC-MS）、高效液相色谱（high performance liquid chromatography， HPLC）、毛细管电泳仪（capillary electrophoresis， CE）等方法联用，大大提高了分析检测的效率，被广泛应用于酒类、肉类、水果、蔬菜、香辛料、植物油等挥发性物质的提取与检测［4—6］。

印加果Plukenetia volubilis为大戟科Euphorbiaceae多年生木质藤本植物，分布于南美洲安第斯山脉地区，在南美洲当地土著人应用了三千多年［7］。印加果种子含油量35%～60%，其中ω-3、ω-6、ω-9等多元不饱和脂肪酸比例高达92%以上，ω-3含量约为48%～54%［8—10］，对调整血脂、预防心血管疾病、保养肌肤等有显著作用［11—12］。印加果籽油中含有特有的香气风味，是一种优质的色拉油原料，但国内外尚未开展关于印加果籽油挥发性物质的研究。本研究采用HS-SPME对印加果种子的挥发性物质进行提取，结合GC-MS对结果进行分析，为深入研究印加果种子挥发性物质的成分和特性提供参考。

1　材料与方法

1.1材料

2014年9月中旬于国家林业局桉树研究开发中心印加果种质资源圃采摘印加果近成熟果实，备用。

1.2仪器设备

粉碎机：900N（飞马，中国台湾）；PLUS萃取头：65 μm PDMS/DVB （Supelco， USA）；气相色谱－质谱联用仪：7890A-5975C （Agilent， USA）。

1.3方法

1.3.1样品处理将印加果果实切开，去除果皮和种皮，将种仁剥出，迅速置于粉碎机中打磨5 min。

1.3.2 挥发性物质萃取先将SPME的萃取纤维头在气相色谱的进样口于250 ℃条件下老化15 min，载气体积流量为1.0 mL·min-1。用10 mL样品瓶收集粉碎的印加果种子2.0 g，盖上盖子，插入65 μm PDMS-DVB萃取纤维头，于60 ℃条件下萃取30 min，取出后立即插入色谱仪进样口，在250 ℃条件下脱附2 min［13—14］。

1.3.3气相色谱分析条件HP-5 MS石英弹性毛细管柱（0.25 μm × 30.0 m × 250 μm），载气为高纯氦气（99.999%），流速1.0 mL·min-1，进样口温度250 ℃；色谱柱初始温度50 ℃（保持2.0 min），以4 ℃·min-1升温至120 ℃（保持2 min），最后以6 ℃·min-1升温至230 ℃（保持5 min）。分流进样，分流比10∶1［15—16］。1.3.4 质谱分析条件电离方式：EI源，电离能量70 eV；离子源温度230 ℃；四极杆温度150 ℃；传输线温度280 ℃；电子倍增器电压1588 V。质量扫描范围m/z 30～400，谱图检索采用Nist08.L进行检索［15—16］。

2　结果与分析

利用HS-SPME & GC-MS分析了印加果近成熟种子的挥发性物质，通过面积归一法计算各成分相对含量。在HS-SPME萃取下，印加果种子的挥发性物质能被充分地收集起来，并能通过灵敏的GC-MS逐一分离。结果表明，印加果种子中共分离鉴定出64种挥发性物质，大致可以分成6大类。其中，6种酯类化合物，占45.86%，以烟酰乙酸甲酯和邻苯二甲酸二乙酯为主；12种醇类化合物，占27.71%，以3-甲基正丁醇、正丙醇、乙醇及1，8-桉油醇为主；7种烯烃类化合物，占6.71%，以马兜铃烯和柠檬烯为主；9种醛类化合物，占3.89%，以3-甲基丁醛和2-甲基丁醛为主；6种酮类化合物，占2.78%，以6，10-二甲基-5，9-十一烷二烯-2-酮和3-羟基-2-丁酮为主；16种烷烃类化合物，占1.88%，以2，6，10，14-四甲基十五烷和2，6，10，14-四甲基十六烷为主；此外，盐酸氨基脲占5.47%，氨基脲占3.25%，还有1.51%三氯乙酸和0.23%甲基异丙基苯以及其他化合物（表1）。由此可以看出，印加果种子的挥发性气味物质主要由酯和醇组成，二者合计占挥发性物质总含量的73.57%。

表1　印加果种子的挥发性物质组成Table 1　Volatile constituent from seeds of Sacha Inchi

（续表1）

3　讨论

印加果是原产于南美洲的特种热带油料植物，从其种子中提取的籽油含有不同于其他食用油的香气。印加果在我国引种的时间较短，尚未见关于印加果种子中挥发性成分的相关研究和报道。本研究采用HS-SPME & GC-MS方法对印加果近成熟种子的挥发性物质进行解析，共鉴定出64种化学成分，大致可以分成6大类，其含量依次为酯类 ＞ 醇类 ＞ 烯烃类 ＞ 醛类 ＞ 酮类 ＞ 烷烃类。

酯类化合物以烟酰乙酸甲酯和邻苯二甲酸二乙酯为主，可能为印加果籽油重要的香味特征物质，与其他食用油中的主要香味物质不同［13—20］。醇的含量也较高，但是饱和醇的阈值较高，对印加果籽油风味特征贡献可能不大，而不饱和醇具有较低的阈值，如 1-辛烯-3-醇具有类似于蘑菇和泥土的气味，已被确定为大米中重要的气味物质［21—22］，也很可能为印加果籽油中的重要气味物质。烯烃类物质具有较低的阈值，也是印加果籽油的香味物质之一，有助于提高印加果籽油的整体香味［23—24］。己醛、辛醛、庚醛及壬醛等饱和醛具有清香、油香、脂香风味［25］，对印加果籽油气味特征具有一定的贡献。醛类物质的含量虽然较低，但是其挥发性阈值较低，赋予了印加果籽油类似坚果和脂肪香味的特性［26—27］。盐酸氨基脲是一种重要的医药工业原料，可用于分离内分泌激素和精油等物质［28—29］，同时也适合用于含能配合物制备和产气剂组分［30］。因此，印加果籽油中的香味物质形成气体状态与盐酸氨基脲的大量存在可能有一定的内在关系。

［1］ 刘亚琼，朱运平，乔支红. 食品风味物质分离技术研究进展［J］. 食品研究与开发， 2006，27（6）： 181—184.

［2］ Kiritsakis A K. Flavor components of olive oil： a review［J］. Journal of Oil & Fat Industries， 1998，75（6）： 673—681.

［3］ Luna G， Morales M T， Aparicio R. Characterisation of 39 varietal virgin olive oils by their volatile compositions［J］. Food Chemistry， 2006，98（6）： 243—252.

［4］ Tsai S Y， Tsai H L. Volatile taste components of Agaricus blazei， Agarocybe cylindracea and Boletus edulis［J］. Food Chemistry， 2008，46（10）： 977—983.

［5］ 陈旭，王胜威，母应春，苏伟. 顶空固相微萃取气质联用研究贵州常用卤味料挥发性成分［J］. 食品与机械， 2013，29（4）：24—28.

［6］ 宋永，张军，李冲伟. 食品挥发性风味物质的提取方法［J］. 中国调味品， 2008（6）： 77—78.

［7］ Semino C A， Rojas F C， Zapata E S. Protocolo del Cultivo de Sacha Inchi （Plukenetia volubilis L.）［M］. Peru： La Merced，2008： 1—87.

［8］ Guillén M D， Ruiz A， Cabo N， Chirinos R， Pascual G. Characterisation of sacha inchi （Plukenetia volubilis L.） oil by FTIR spectroscopy and HNMR comparison with linseed oil［J］. Journal of the American Oil Chemists' Society， 2003，80（8）：755—762.

［9］ Follegatti-Romero L A， Piantino C R， Grimaldi R， Cabrala F A. Supercritical CO2extraction of omega-3 rich oil from sacha inchi［J］. The Journal of Supercritical Fluids， 2009，49（3）： 323—329.

［10］ Fanali C， Dugo L， Cacciola F， Beccaria M， Grasso S， Dachà M， Dugo P， Mondello L. Chemical Characterization of sacha inchi （Plukenetia volubilis L.） Oil［J］. Journal of Agricultural and Food Chemistry， 2011，59： 13 043—13 049.

［11］ Simopoulos A P. Omega-3 fatty acids in health and disease and in growth and development［J］. American Journal of Clinical Nutrition， 1991，34： 411—414.

［12］ Kip M C， San Giovanni J P， Lofqvist C， Christopher M A， Chen J， HiguchiA， Hong S， Elke A P， Majchrzak S， Carper D，Ann H， Kang J X， Emily Y C， Norman S， Charles N S. Increased dietary intake of ω-3 polyunsaturated fatty acidsreduces pathological retinal angiogenesis［J］. Nature Medicine， 2007，13： 868—873.

［13］ 周玫，陈青，罗江鸿，李佩颍.顶空固相微萃取-气质联用分析金樱子种子的挥发性成分［J］. 江苏农业科学， 2012，40（10）：284—285.

［14］ 周萍萍，黄健花，宋志华，王兴国. 浓香葵花籽油挥发性风味成分的鉴定［J］. 食品工业科技， 2012，14： 128—131.

［15］ 周大鹏，王金梅，尹震花，许启泰，康文艺. HS-SPME-GC-MS分析槟榔果皮和种子的挥发性成分［J］. 天然产物研究与开发， 2012（12）： 1782—1786.

［16］ 谢婧，徐俐，张秋红，吴红云. 顶空固相微萃取法提取菜籽油挥发性风味成分［J］. 食品科学， 2013，34（12）： 281—285.

［17］ 史文青. 花生及花生油挥发性气味真实性成分的鉴定［D］. 武汉： 武汉工业学院硕士学位论文， 2012.

［18］ 周瑞宝. 芝麻油香气成分研究［J］. 中国油脂， 2006，31（7）： 7—11.

［19］ 钟海雁，黄永辉，刘宁露，王丽霞，曹清明，李忠海. 油脂气味的研究进展［J］. 中国油脂， 2006，31（7）： 12—15.

［20］ 曾祥国，韩永超，向发云，杨艳芳，陈丰滢，顾玉成. 不同品种草莓果实挥发性物质的GC-MS分析［J］. 亚热带植物科学，2015，44（1）： 8—12.

［21］ Jezussek M， Juliano B O， Schieberle P. Comparison of key aroma compounds in cooked brown rice varieties based on aroma extract dilution analyses［J］. Journal of Agriculture and Food Chemistry， 2002，50（5）： 1101—1105.

［22］ Yang D S， Shewfelt R L， Lee K S， Stanley J K. Comparison of odor-active compounds from six distinctly different rice flavor types［J］. Journal of Agriculture and Food Chemistry， 2008，56（8）： 2780—2787.

［23］ 崔亚辉，魏宾，徐芳，欧阳杰. 栗蘑挥发性香气成分的研究［J］. 食品工业科技， 2013，16： 88—90.

［24］ 宋绍华，裘迪红. 浒苔挥发性风味成分分析［J］. 食品科学， 2012，33（12）： 177—180.

［25］ 刘登勇，周光宏，徐幸莲. 确定食品关键风味化合物的一种新方法： “ROAV”法［J］. 食品科学， 2008，29（7）： 370—374.

［26］ Widjaja R， Craske J D， Wootton M. Comparative studies on volatile components of non-fragrant and fragrant rices［J］. Journal of the Science of Food and Agriculture， 1996，70（2）： 151—161.

［27］ 刘敬科，李云，张玉宗，赵巍，张华博，刘莹莹. 谷子中挥发性气味物质的分析与研究［J］. 河北农业科学， 2012，16（1）：6—9， 64.

［28］ 萧珍，王睿，刘秦茵，宋正华. 流动注射化学发光法测定盐酸氨基脲［J］. 陕西环境， 2002，9 （4）： 35—36.

［29］ 吴远远. 氨基脲对鲁米诺化学发光影响的研究［J］. 邢台师范高专学报， 2000，15（4）： 60—63.

［30］ 马桂霞，张同来，张建国，苗艳玲，郁开北. 盐酸氨基脲的分子结构及热分解特性［J］. 火炸药学报， 2003，26（2）： 58—61.

Analysis of Volatile Components from Plukenetia volubilis Seed by HS-SPME & GC-MS

CHEN Hong-peng， PENG Yan， LIN Yan， GAO Li-qiong， WU Zhi-hua， LI Hui， XIE Yao-jian
（China Eucalypt Research Center， Zhanjiang 524022， Guangdong China）

In order to reveal the aroma characteristics of Sacha Inchi seed oil， volatile components from nearly-matured seed of Sacha Inchi were analyzed by HS-SPME & GC-MS and the relative content of each component was determinated by area normalization. The results showed that 64 chemical composition were detected and identified including 6 ester compounds （45.86%）， 12 alcohol compounds （27.71%）， 7 alkene compounds （6.71%）， 9 aldehyde compounds （3.89%）， 6 ketone compounds （2.78%）and 16 alkane compounds （1.78%）. Moreover， semicarbazide hydrochloride （5.47%）， hydrazine carboxamide （3.25%）， trichloro-acetic acid （1.51%）， methyl（1-methylethyl）-benzene （0.23%） and others were also identified.

HS-SPME & GC-MS； Plukenetia volubilis； seed； volatile component

10.3969/j.issn.1009-7791.2015.03.004

Q946

A

1009-7791（2015）03-0199-05

2015-05-11

广东省林业科技创新项目（2011KJCX019， 2014KJCX016-03）；湛江市科技计划项目（2014A03013）；引进国际先进林业科学技术“948”项目（2014-4-21）

陈鸿鹏，博士，助理研究员，从事林木遗传育种和森林培育研究。E-mail： chenhongpeng007@126.com