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广东鸟屎榄果实挥发性成分的HS-SPME-GC-MS分析

2021-05-20吕镇城赖俊芳李欢欢徐良雄彭永宏

亚热带植物科学 2021年1期
关键词:香烯石竹萜烯

吕镇城,赖俊芳,李欢欢,2,徐良雄,彭永宏

(1.惠州学院生命科学学院,广东 惠州 516007;2.中南林业科技大学生命科学与技术学院,湖南 长沙 410004)

乌榄(Canarium pimela)为橄榄科(Burseraceae)橄榄属(Canarium)常绿乔木,别名乌橄榄、木威子、黑榄,主要分布在我国华南地区,果实可药食两用。在食用方面,乌榄果可以用温水泡熟后直接食用,也可以将果肉腌制成“榄角”,在我国已有一千余年的食用历史[1]。药典记载,乌榄可入药,具有止血、化痰、利水、消痈肿等功效[2]。现代研究表明,乌榄的果实和叶片均含有黄酮类化合物[3—4],具有抗氧化、降血脂和保护心血管等作用[5—10]。据调查,两广地区的乌榄主产区共有农家乌榄品种多达 200余个,如西山榄、黄庄、软枝、香榄、油榄、三角车心榄、石勘榄等[11],不同品种乌榄的果形、香味、口感等均存在一定的差别。鸟屎榄为广东揭西县当地农家品种乌榄,属于晚熟品种。与广州增城地区主栽品种西山榄相比,鸟屎榄果形较小,单果重为6.92 g,约为西山榄的58.6%。乌榄属于小宗水果,长期得不到重视,在20世纪60年代以后,由于土地开发和城镇化推进等原因,乌榄栽培面积和产量在不同地区有不同幅度的减少。广州增城地区曾经是我国乌榄主产区之一,乌榄年产量由 20世纪 90年代的15000 t锐减至现在的5000 t左右。种植面积的缩小,导致乌榄资源多样性面临危机,对乌榄资源的保护应该引起重视。近年来,除了苹果、香蕉、柑橘等大宗水果之外,地方特色水果因其在地方文化传承、经济价值等方面的优势而逐渐引起人们的关注和重视。乌榄被称为“浑身是宝”的水果,其果肉、果仁可食用,果核是国家级非物质文化遗产“广州榄雕”的唯一原料,兼具食用和文化价值。随着社会经济发展和文化水平提高,人们对乌榄资源的价值有了新的认识。对不同品种乌榄进行品质评价,筛选出适合食用或雕刻等不同用途的优良品种,并用以指导生产,一方面可以促进种植户增收,另一方面可以促进地方特色资源的保护与文化传承。水果的挥发性成分是其主要香味物质来源,也是评价其品质的主要指标之一[12—14]。目前,除了广州地区的西山榄和普宁地区的三角车心榄等之外,鲜有其他品种乌榄挥发性成分的报道[15—17]。因此,本研究以鸟屎榄为材料,定性、定量分析其挥发性成分,在此基础上分析其香韵构成,以期为我国乌榄果实的品质评价和综合开发利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

鸟屎榄于2019年10月采自广东揭西县,凭证标本(编号DZG064)保存于惠州学院生命科学学院。

1.2 仪器与方法

准确称取鸟屎榄果肉 2.0 g,磨碎,迅速置于20 mL顶空瓶中,封口,每个样品重复3 次。样品采用顶空固相微萃取气质联用法(HS-SPME-GC-MS)测定,具体如下:

60 ℃ 顶空萃取(50 μm DVB/CAR/PDMS SPME Fiber,Supelco),平衡30 min后上样。

气相色谱-质谱联用仪 7890B-5977A(Agilent,USA);HP-5MS 色谱柱(30 m×250 μm× 0.25 μm)。

GC条件:起始温度 40 ℃,保留 5 min;以5 ℃·min-1升到190 ℃,保留2 min;再以10 ℃·min-1升到220 ℃,保留5 min;进样口温度250 ℃;流速1 mL·min-1,载气为He气,不分流。

MS条件:电子轰击离子源,电子轰击能量70 eV,离子源温度230 ℃,传送接口温度250 ℃,扫描范围50~500 m/z,MS四级杆温度150 ℃。

采用面积归一化法定量分析各组分相对含量,相对含量(%)=(分离组分的峰面积/总峰面积)×100。

香气成分的香味量化描述参考“ABC”法分析[18]。

2 结果与分析

2.1 鸟屎榄果实挥发性成分的GC-MS总离子流图

鸟屎榄果实挥发性成分经GC-MS检测和分析,其挥发性成分总离子图见图 1。通过 NIST/WILEY谱库检索并结合面积归一法,从中鉴定出挥发性物质 48种(93.30%),包括萜烯类(88.83%)、醇类(3.95%)、酚类(0.14%)、醛类(0.35%)、酮类(0.31%)。

图1 鸟屎榄果实挥发性成分的总离子流图Fig. 1 GC-MS total ionic chromatogram of volatile components of Canarium pimela fruits (Niaoshilan)

2.2 鸟屎榄果实挥发性成分的主要组成

GC-MS分析显示,鸟屎榄果实挥发性成分相对含量超过1%的化合物共有14种(表1),包括醇类(1种)、萜烯类(12种)、酚类(1种)等,占总挥发性成分含量的87.86%。其中萜类物质有α-蒎烯、α-水芹烯、β-石竹烯、β-蒎烯、β-月桂烯,含量分别为30.17%、8.72%、8.02%、2.06%、1.20%。

表1 鸟屎榄果实中主要挥发性成分组成Table 1 Main volatile compounds of Canarium pimela fruits (Niaoshilan)

2.3 挥发性芳香物质种类分析

在鸟屎榄果实的48种挥发性成分中,具有香味的共有29种,其中C10萜烯类物质最多,C15萜烯类次之,分别为11种、9种。

萜烯类物质(20种):α-蒎烯、莰烯、β-蒎烯、β-月桂烯、萜品油烯、α-水芹烯、α-松油烯、对伞花烃、D-柠檬烯、β-罗勒烯、γ-松油烯、δ-榄香烯、依兰烯、β-榄香烯、γ-榄香烯、β-石竹烯、β-胡椒烯、γ-杜松烯、δ-杜松烯、α-杜松烯,这些萜烯类呈松香、木香、药香、辛香、果香、橘香、食品香气、青香、鸢尾香、兰花香气等。

醇类物质(6种):α-松油醇、芳樟醇、桃金娘烯醇、薄荷醇、对伞花烃-8-醇、橙花叔醇,主要呈药香、木香、冰凉香等。

酚类物质(2种):麝香草酚、香芹酚,呈药香、辛香、烟焦香等。

酮类物质(1种):香芹酮,呈冰凉香和青香。

2.4 主要挥发性成分的气味ABC分析

果实的挥发性芳香成分是其呈香的物质基础,为了更直观地表达鸟屎榄整体香韵,将每种香料物质气味的ABC量化值与相对含量结合,绘制成香韵分布雷达图(图 2)。从图 2可知,该果实共涵盖 22种香型。其中,香载荷最大的是松柏香,其次是柑橘香和木香。此外,药草香、食品香、辛香味、青香、兰花香、香膏香味、铃兰花香、鸢尾香、茉莉香、玫瑰香、土壤香、樟脑香等香味载荷大,是构成鸟屎榄果实的主要香韵。

图2 鸟屎榄果实香韵分布雷达图Fig. 2 Radar map of aroma distribution of Canarium pimela fruits (Niaoshilan)

3 讨论

HS-SPME-GC-MS法因其快速、便捷、灵敏等优点而常用于食品的挥发性成分分析[19—21],本研究运用该法对鸟屎榄果实的挥发性成分进行快速检测,共鉴定出挥发性化合物48种,占全部挥发性成分的 93.30%,主要包括萜烯类(88.83%)、醇类(3.95%)、酚类(0.14%)、醛类(0.35%)、酮类(0.31%),其中有香味挥发性成分的物质达29种,约占总相对含量的87.17%。鸟屎榄的挥发性成分主要为α-蒎烯(30.17%)、对伞花烃(11.84%)、α-水芹烯(8.72%)、β-石竹烯(8.02%)、α-杜松烯(7.12%)、γ-榄香烯(5.54%)、D-柠檬烯(5.42%)等,而广州地区的西山乌榄主要挥发性成分为顺-罗勒烯(21.01%)、D-柠檬烯(18.04%)和α-水芹烯(17.64%)[15],普宁地区的三角车心榄[16]主要挥发性成分为 3-崖柏烯(32.64%)、α-水芹烯( 30.78%)和柠檬烯( 18.77%)等。表明不同品种乌榄果实的挥发性成分中除了共有组分之外,还有各自独有的组分,且各组分的百分比例因品种而异。在我国橄榄科植物中,具有重要经济价值的包括橄榄(Canarium album)和乌榄,均为南方特色水果。‘长营’橄榄的主要挥发性成分为石竹烯(42.40%)和古巴烯(8.98%)[22],冬节圆橄榄为反-石竹烯(42.23%)和α-蒎烯(7.62%)[23],‘三棱榄’为反-石竹烯(33.83%)和D-大根香叶烯(24.99%)[24],这些橄榄的挥发性成分在组分构成及比例方面均与乌榄存在显著差异,赋予了乌榄与橄榄不同的香韵。

鸟屎榄果实香韵分布雷达图显示,其香韵的最大载荷是松柏香,柑橘香次之,第三是木香。其中,对松柏香贡献最大的是α-蒎烯,其次是α-杜松烯、β-蒎烯和α-水芹烯;对柑橘香贡献最大的是β-榄香烯,其次是α-水芹烯和D-柠檬烯;对木香贡献最大的是β-石竹烯,其次是α-杜松烯和β-榄香烯。为了更直观地比较不同品种乌榄香韵的差异,根据参考文献[15—16]的数据分析了广州地区西山榄和普宁地区三角车心榄的香韵,发现西山榄的主要香韵载荷是青香、药草香和铃兰花香,而三角车心榄的香韵载荷主要为柑橘香、木香和松柏香。以上结果提示,鸟屎榄、西山榄和三角车心榄的香气载荷差异大,不同品种乌榄具独特的香韵。

综上,本研究首次报道了鸟屎榄果实的挥发性成分,并分析其香韵特征,有助于进一步阐明不同品种乌榄香韵差异的物质基础,为乌榄果实的品质评价提供科学依据,促进我国乌榄资源的保护和综合开发利用。

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