河北农业大学食品科技学院的敖常伟、吕 姗、吴香菊等人选择顶空SPME结合GC-MS-O法,以常见婆枣的枣花为分析对象,比较不同阶段枣花的香气成分差异,枣花与枣花蜜香气成分的关联,旨在充分了解枣花及枣花蜜的香气成分的组成及变化,为今后开发类似枣花香精提供理论依据,另外也为市面上真假枣花蜜的鉴定提供技术参考。同时,建立一套系统的枣花香气成分提取、分离、定性和定量的方法,为今后枣的利用及枣相关产品的开发提供理论依据。
1、SPME条件优化
样品添加量的选择
峰面积随样品添加量的增加而增加,当样品添加量超过2 g时,所得挥发性成分种类并无显着性增加,当样品添加量达到4 g时,挥发性物质种类减少,可能是顶空体积较小导致的。样品添加量超过3 g时,吸附量达到平衡。样品添加量过多会减小顶空体积,操作时萃取纤维暴露于顶空部分,且萃取纤维具有一定长度,体积过小不仅不利于香气成分的挥发,还会使样品接触萃取头,引起萃取头污染,也会增加操作难度。因此,添加3 g枣花较合适。
萃取温度的选择
萃取温度为30、40、50 ℃时对挥发性物质种类影响不显着,但60 ℃与之相比差异显着,40、50、60 ℃时挥发物质吸附量差异不显着,但与30 ℃相比差异显着,升高萃取温度可以提高挥发性物质在顶空体积中的浓度,促进萃取达到动态平衡,但过高温度容易导致枣花香气失真,综合考虑, 40 ℃萃取平衡较为合适。
萃取时间的选择
萃取所得化合物种类和吸附量随时间延长呈上升趋势。在萃取的初始阶段吸附量增加迅速,直至达到平衡,而继续延长萃取时间吸附量和种类不再有明显的变化吸附纤维达到平衡。萃取30 min与40 min所得总峰面积并无显着性差异,萃取50 min与30、40 min相比吸附量显着增加。说明适当延长萃取时间有助于富集较多的挥发性物质,但由于枣花为鲜样,长时间保持加热状态容易萎蔫,使香气失真。综合考虑,萃取50 min较为适宜。
解吸时间的选择
不同解吸时间所得挥发性物质的总峰面积和数量存在显着性差异,吸附量和种类随解吸时间的延长而增加,解吸时间延长至8 min和10 min时,吸附量及种类变化无显着性差异,因此,选择8 min作为最佳解吸时间。
2、开花阶段枣花挥发性成分的GC-MS-O分析
花蕾期检测出59 种成分,其中包括酯类22 种、烯烃类19 种、醇类7 种、酸类5 种、酮类物质2 种,这59 种挥发性物质中经GC-O鉴定出38 种香气活性成分,α-罗勒烯、2-甲基丁酸乙酯、异戊酸乙酯、3-己烯醇乙酯、(E)-2-甲基-2-丁烯酸乙酯、4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯、α-法尼烯为构成花蕾香气的主要成分。盛花期的枣花中共鉴定出59 种挥发性成分,包括酯类24 种、烯烃类13 种、醇类6 种、酸类4 种、醚类物质3 种、酮类5 种,这59 种挥发性物质中经GC-O鉴定出30 种香气活性成分,4-甲基-戊酸乙酯、苯甲酸乙酯、α-罗勒烯、2-甲基丁酸乙酯、4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯、α-法尼烯为构成盛花期枣花香气的主要成分。末花期检测出55 种成分,其中包括酯类16 种、烯烃类13 种、醇类4 种、酸类8 种、醚类3 种、酮类4 种,这55 种挥发性成分中经GC-O鉴定出26 种香气活性成分,2-甲基丁酸乙酯、4-甲基-戊酸乙酯、月桂酸甲酯、α-罗勒烯、4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯、α-法尼烯、2-甲基-环丁酮为构成末花期枣花香气的主要成分。
3、枣花蜜挥发性成分的GC-MS-O分析
枣花蜜中共检测到6 5 种挥发性成分,其中包括醇类14 种、酸类12 种、醛类10 种、烷烃7 种、酮类5 种、萜烯类4 种、酚类4 种、酯类2 种,这65 种挥发性物质中经GC-O鉴定出27 种香气活性成分,3,7-二甲基-1,5,7-辛三醇、壬醛、苯乙醛、芳樟醇、2,6-二甲基-3,7-辛二烯-2,6-二醇为构成枣花蜜香气的主要成分。
4、枣花及枣花蜜香气成分分析
选择枣花的共有成分时,因为枣花的3 个不同开花期的香味物质有所变化,所以选择含有较高香味成分的花期。共有成分有月桂酸、芳樟醇、(E)-3-己烯-1-醇、肉豆蔻酸、异辛醇、乙酸、正己酸、正辛酸、壬酸、棕榈酸、2,6-二甲基-1,3,5,7-辛四烯、苯酚、水杨酸甲酯、甲氧基苯基-肟、萘、3-氰基吡啶、苯甲醇,这些共有成分相对含量差异较大。芳樟醇和壬酸是枣花蜜中相对含量较高的2 种物质,而其他成分不管在枣花还是枣花蜜中相对含量都不高。其中2,6-二甲基-1,3,5,7-辛四烯、(E)-3-己烯-1-醇、壬酸具有青草气味,芳樟醇、苯甲醇、月桂酸、水杨酸甲酯、萘具有花香味及清香味,乙酸、正己酸具有典型的酸味。这些共有成分是枣花蜜具有浓郁枣花香气的主要原因。
结 论
对枣花香气成分的萃取采用顶空SPME法,枣花香气最佳萃取条件:50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取头、样品添加量3 g、萃取温度40 ℃、萃取时间50 min。在此条件下将萃取纤维在进样口解吸8 min。采用GC-MS-O法对不同花期阶段的枣花进行鉴定和分析,共检测出84 种成分,其中38 种经GC-O闻香后鉴定为香气活性成分。异戊酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、(E)-2-甲基-2-丁烯酸乙酯、3-己烯醇乙酯、α-罗勒烯、4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯、α-法尼烯为构成花蕾香气的主要成分。2-甲基丁酸乙酯、4-甲基-戊酸乙酯、α-罗勒烯、4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯、α-法尼烯、苯甲酸乙酯为构成盛花期枣花香气的主要成分。2-甲基丁酸乙酯、4-甲基-戊酸乙酯、α-罗勒烯、4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯、α-法尼烯、月桂酸甲酯、2-甲基-环丁酮为构成末花期枣花香气的主要成分。枣花蜜中共检测到65 种挥发性成分,其中27 种经GC-O闻香后鉴定为香气活性成分。3,7-二甲基-1,5,7-辛三醇、壬醛、苯乙醛、2,6-二甲基-3,7-辛二烯-2,6-二醇、芳樟醇为构成枣花蜜香气的主要成分。枣花与枣花蜜共有的香气成分为(E)-3-己烯-1-醇、异辛醇、芳樟醇、苯甲醇、乙酸、正己酸、正辛酸、壬酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、2,6-二甲基-1,3,5,7-辛四烯、苯酚、水杨酸甲酯、甲氧基苯基-肟、萘、3-氰基吡啶。以上共有成分是枣花蜜具有浓郁枣花香气的主要原因。