周 亞

(晉中職業(yè)技術學院，山西 晉中 030600)

桂皮是日常生活中常見的食品烹飪調料，桂皮香氣是桂皮品質的關鍵代表特性，因此對于桂皮香氣的研究具有十分重要的意義[1]。目前常用的桂皮提取物揮發(fā)性成分分析方法主要有氣相色譜-質譜(GC-MS)聯用法、氣相色譜聞香法和電子鼻測試法。本文采用氣相色譜-質譜聯用技術對桂皮提取物中的揮發(fā)性成分進行系統(tǒng)分析研究，對桂皮的質量控制及開發(fā)提供了理論指導[2,3]。

1 桂皮揮發(fā)性成分

桂皮揮發(fā)性成分包含眾多的揮發(fā)性物質，并且性質不同，各種物質含量較少，是反映桂皮品質的核心要素。桂皮中的揮發(fā)性芳香物質主要包含碳氫化合物、醇類物質、醛類物質和酯類物質，該類物質按照不同的比例進行混合，構成具有獨特香氣特征的桂皮[4]。

桂皮揮發(fā)性成分的提取方法主要包含蒸餾萃取法、固相微萃取法、液液萃取法和頂空分析法。蒸餾萃取法將萃取液進行濃縮，得到桂皮揮發(fā)性化合物，蒸餾萃取法常用的萃取溶劑為二氯甲烷。固相萃取法對于中高沸點的成分萃取具有較高的回收率，萃取液中無遺留的揮發(fā)性成分，在萃取過程中能夠對揮發(fā)性香氣成分進行濃縮，最大限度地進行揮發(fā)性成分的分離[5]。固相微萃取過程通過對被檢測物質進行相似相溶處理，完成萃取前的吸附過程，使分析物在吸附層上擴散，濃縮于吸附層上后，進行化合物脫附萃取[6]。液液萃取是利用溶劑進行萃取分離的過程，利用兩個互不相溶的成分特性進行化合物的提取，液液萃取法在提取過程中會導致一些關鍵揮發(fā)性成分損失，需要較長的萃取時間[7]。頂空分析法是對桂皮揮發(fā)性成分進行直接測定的過程，可有效地進行揮發(fā)性化合物的提取，主要包含靜態(tài)分析提取和動態(tài)揮發(fā)提取[8]。

2 桂皮揮發(fā)性成分提取檢測

本文采用固相微萃取方法對4種不同產地的桂皮進行揮發(fā)性成分提取。在提取過程中，將萃取物在氣相色譜儀進樣口進行老化處理，保持進樣口溫度250 ℃，老化時間60 min。分別將4種桂皮進行粉碎，稱取2 g裝入20 mL容器中，并加入5 mL蒸餾水。對樣品進行60 min吸附后，進行吸附分解。

氣相色譜分析條件：初始毛細管柱溫度保持在50 ℃，保溫5 min后以3 ℃/min的升溫速率升溫至210 ℃，保溫3 min后升溫至230 ℃。

質譜條件：質譜離子源溫度設定為230 ℃，延遲3 min后加入溶劑，質量掃描范圍保持在100～400 amu，流速1 mL/min。按照隨機樣本順序進行檢測。

提取檢測完成后，計算桂皮提取物中揮發(fā)性成分的保留指數，并在標準譜庫中進行對比檢索，按照計算值與譜庫數據的相似度和匹配度來進行相對含量測定。碳氫化合物、醇類物質、醛類物質和酯類物質質譜圖見圖1。4種檢測樣品中提取物揮發(fā)性成分含量見表1。采用全自動GC-MS檢測技術對桂皮提取物揮發(fā)性成分進行檢測分析，鑒定出的揮發(fā)性成分含量存在不同程度的差異。

(a)碳氫化合物

(b)醇類物質

(c)醛類物質

(d)酯類物質

表1 桂皮提取物揮發(fā)性成分及含量Table 1 Volatile components and content of cinnamon extract

續(xù) 表

在4種不同產地的桂皮中，鑒定出4種不同含量的碳氫化合物，主要包含十六烷、十七烷、十八烷和甲基十六烷。碳氫化合物的含量存在較大的差異，呈現出桂皮的不同香味。由表1可知，4種不同產地的桂皮，4#桂皮樣品的十六烷、十七烷和十八烷含量最高；2#桂皮樣品的十六烷、十七烷和十八烷含量基本相當；4種桂皮樣品中甲基十六烷的含量均低于其他碳氫化合物的含量。數據表明桂皮中的不飽和碳氫化合物含量明顯高于飽和碳氫化合物。

在桂皮提取物中，醇類物質的含量最低，醇類物質是桂皮花香和木香的主要成分，同時也是葉綠素的降解產物。醇類物質對桂皮香氣的貢獻還需要通過其他的檢測分析方法來進一步確定。

醛類及酯類化合物對桂皮的香味形成具有非常關鍵的作用，是桂皮提取物進行生物化學轉換的物質基礎。揮發(fā)性成分在桂皮香氣的形成過程中主要借助其他微生物的作用，使各種醛類及酯類化合物按照不同的比例進行綜合，從而形成獨特的多種香氣物質。

3 氣相色譜與質譜聯用分析

對4種桂皮的提取物揮發(fā)性成分分析是通過與標準譜庫中的數據進行對比，并確定二者之間的相似度。通過對揮發(fā)性成分的測量值進行分析，計算出色譜之間的相關系數和相合系數。

表2 相關系數與相合系數分析結果Table 2 Analysis results of correlation coefficients and consistency coefficients

由表2可知，1#樣品和4#樣品的碳氫化合物相關系數基本相同，而碳氫化合物為物質的基本組成基體，由此表明1#樣品和4#樣品在密度、質地和手感等外觀基本形式上存在較大的相似度。2#樣品和4#樣品的醛類物質相關系數接近，而醛類物質是桂皮中酮類物質在酶的促進作用下，經過氧化后生成的一種具有獨特芳香氣味的物質，由此說明2#樣品和4#樣品的芳香程度基本相同。

利用氣質聯用方法對桂皮提取物揮發(fā)性成分分析完成后，對分析過程所用方法的檢出范圍和回收率等參數進行確定，從而優(yōu)化氣質聯用分析法在分析過程中的應用特性[9]。

由表2可知，在進行不同物質種類檢測分析時，各種物質呈現出不同的相關系數。對同一種物質的4種不同樣品相關系數進行擬合，可得出該種物質在桂皮提取物揮發(fā)性成分分析中的相關系數，從而得出該種物質的檢出限。不同物質相關系數擬合值、物質檢出限及回收率見表3。

桂皮提取物揮發(fā)性物質的主成分分析是一種利用降維度的思想進行主分量分析的過程，將復雜的提取物成分轉化為不同維度的少數指標，低維度的成分分量可以對數據進行有效性保留。為對桂皮提取物揮發(fā)性成分進行主分量分析，建立的4(桂皮樣品)×4(物質種類)二維矩陣表，并進行分析，得出4種不同產地的桂皮提取物差異性，主分量分析結果見表4。分析結果表明，在不同桂皮樣品之間的揮發(fā)性成分含量差異，與實驗檢測結果基本相符。

表4 桂皮提取物主分量分析結果Table 4 Results of principal component analysis of cinnamon extract

由表4可知，碳氫化合物、醛類物質、酯類物質構成了桂皮的主要香氣成分，不同產地桂皮樣品之間的揮發(fā)性成分含量之間存在差異。1#樣品、2#樣品、3#樣品的碳氫化合物主分量明顯高于4#樣品；1#樣品與3#樣品的醛類物質主分量基本相當，但均高于2#樣品和4#樣品；1#樣品與2#樣品的酯類物質主分量基本相當，但均高于3#樣品和4#樣品。4#樣品的醇類物質及酯類物質主分量不大于0.1，表明4#樣品的主要香氣成分來自于碳氫化合物和醛類物質。

4 結論

通過利用固相萃取的方法進行桂皮提取物揮發(fā)性成分的提取，并采用氣相色譜-質譜聯用的技術進行4種不同桂皮的揮發(fā)性成分測定。對測定數據進行多變量統(tǒng)計分析，獲取桂皮提取物揮發(fā)性成分的差異性，并進行定量分析。利用該方法進行揮發(fā)性成分分析，操作簡便快捷，測定過程可通過自動化方式實現，并具有較高的穩(wěn)定性和準確性，為桂皮提取物的揮發(fā)性成分檢測及分析提供了有效的方法。