禹淞文,陳志軍,王 廳,魯方華,文奕峰,豐金玉,趙大興,張平喜

(常德市農(nóng)林科學(xué)研究院,常德415000)

朝鮮薊,又稱洋薊、法國百合,被譽(yù)為“蔬菜之皇”,富含倍半萜內(nèi)酯、酚類、黃酮類、木脂素等成分[1],具有抗氧化、降血糖、降血脂、抑菌等[2-5]功效,是天然的、具有高營養(yǎng)價值的保健蔬菜。目前,朝鮮薊在我國常德地區(qū)擁有中國最大規(guī)模的種植加工區(qū),其作為特色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展對象,種植面積達(dá)1 333.33 hm2,主要加工成罐頭產(chǎn)品出口國外。為打開國內(nèi)市場,滿足消費(fèi)者需求,除將朝鮮薊進(jìn)行鮮銷外,還可將朝鮮薊代用茶作為主要推廣產(chǎn)品,其相關(guān)的基礎(chǔ)研究對產(chǎn)品質(zhì)量的控制具有重要意義。

目前國內(nèi)關(guān)于朝鮮薊的研究多為以液相色譜檢測分析其功能成分以及功效鑒定[6-8],對揮發(fā)性成分進(jìn)行分析的報道較少,白雪等[9]通過SPME-GC-MS測定了朝鮮薊三個部分(可食中、可食邊、不可食)的揮發(fā)性成分,主要揮發(fā)性成分為烴類化合物,其中β-瑟林烯相對含量最高,分別達(dá)到47.62%、70.03%、57.44%。但朝鮮薊通過干燥處理后的揮發(fā)性成分分析還未見報道,不同溫度干燥的朝鮮薊,其香味存在很大差異,對使用朝鮮薊干物質(zhì)作為半成品原料進(jìn)行加工的產(chǎn)品將產(chǎn)生一定的影響,因此本研究通過頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用對朝鮮薊不同干燥溫度下?lián)]發(fā)性成分進(jìn)行比較分析,以期為朝鮮薊產(chǎn)品的開發(fā)以及綜合應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

朝鮮薊鮮果于2019年4月采自常德西洞庭管理區(qū);GCMS-QP 2010 Ultra氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀日本島津;SPME;磁力加熱攪拌器;恒溫鼓風(fēng)干燥箱。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 原料預(yù)處理

選擇無腐爛、無病害的朝鮮薊鮮果放入蒸鍋內(nèi)進(jìn)行蒸汽殺青18 min,將處理好的原料分瓣平鋪后按不同溫度條件下放入恒溫鼓風(fēng)干燥機(jī)中進(jìn)行干燥,使原料水分含量控制在約12%;將干燥好的原料利用粉碎機(jī)進(jìn)行粉粹并過100目(孔徑150μm)篩,然后置于棕色樣品瓶內(nèi)待測。

1.2.2 樣品制備

取預(yù)處理好的原料2.0 g倒入裝有攪拌子的20 mL頂空瓶內(nèi),用注射器注入5 mL超純水并迅速密封,將老化后的裝有萃取頭的固相微萃取手柄小心插入密封的頂空瓶中,推出萃取頭后將頂空瓶放入恒溫水浴裝置中,于50℃中邊攪拌邊頂空萃取1 h,然后移出萃取頭并立即插入氣質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)樣口,熱解析2 min。

1.2.3 色譜條件

進(jìn)樣口溫度240℃,載氣為高純氦氣,總流量為11.8 mL∕min,分流進(jìn)樣,分流比為10.0;色譜柱為Rtx-5MS(30.0 m×0.25μm×0.25μm);升溫程序:柱溫起始40℃保持3 min,然后以3℃∕min升到90℃,保持5 min,再以4℃∕min升到160℃,最后以10℃∕min上升到250℃,保持5 min。

1.2.4 質(zhì)譜條件

離子源為EI,電子能量70 eV,離子源溫度為230℃,接口溫度為280℃,電子倍增器電壓1.68 kV,掃描質(zhì)量為35—350(m∕z),全掃描離子采集方式。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理

定性定量分析:計(jì)算機(jī)檢索NIST11譜庫比對生成圖譜檢索報告,按匹配度最大且大于80%的原則進(jìn)行篩選完成揮發(fā)性成分的定性;按峰面積歸一法進(jìn)行定量分析,得到各組分的相對含量。

利用SPSS軟件主成分分析(PCA)方法完成統(tǒng)計(jì)分析。

圖1 朝鮮薊不同溫度干燥下?lián)]發(fā)性成分總離子流色譜Fig.1 Total ion current charomatogram of volatile compoents in Artichoke at Different Drying Temperatures

2 結(jié)果與分析

2.1 朝鮮薊揮發(fā)性成分GC-MS圖譜

通過上述試驗(yàn)條件,對朝鮮薊不同樣品進(jìn)行GC-MS分析,通過Origin軟件綜合制圖,其揮發(fā)性成分總離子流色譜圖見圖1。

2.2 不同溫度干燥下朝鮮薊揮發(fā)性成分的比較

利用HS-SPME GC-MS氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)對朝鮮薊55℃、65℃、75℃、85℃、95℃條件下干燥后的揮發(fā)性成分進(jìn)行分析,經(jīng)峰面積歸一化法得到各組分相對含量,以相對含量大于0.1%的物質(zhì)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),分別鑒定出19種、23種、30種、21種和21種揮發(fā)性成分,各占總成分的77.69%、74.5%、79.87%、74.27%和82.11%,各組分的結(jié)果如表1。

表1 不同溫度干燥朝鮮薊揮發(fā)性成分相對含量Table 1 Comparative of the volatile components from artichoke at different drying temperatures

(續(xù)表1)

根據(jù)表1看出,5個溫度條件下干燥的朝鮮薊樣品共鑒定出47種揮發(fā)性成分,包括烯類18種、醛類10種、烴類7種、醇類5種、酯類4種、酸類2種、酮類1種,其中萜烯烴類占主要部分,相對含量分別為48.32%、46.43%、49.3%、51.93%和49.7%。55℃條件下含量高的為β-瑟林烯30.53%、香木蘭烷21.49%、石竹素8.0%、反式石竹烯7.5%和芴3.33%;65℃條件下主要成分有β-瑟林烯27.37%、全順式-5,11,14,17-二十碳六烯酸甲酯18.52%、石竹素10.15%、反式石竹烯5.41%和芴3.09%;75℃條件下高含量的有β-瑟林烯30.16%、香木蘭烷22.88%、反式石竹烯6.67%、石竹素6.18%和芴1.73%;85℃條件下佛術(shù)烯23.74%、香木蘭烷16.47%、反式石竹烯11.51%、石竹素10.51%和9-重氮芴1.91%為主要成分;95℃條件下含量最高為β-瑟林烯31.27%、其次為全順式-5,11,14,17-二十碳六烯酸甲酯20.27%、反式石竹烯7.9%、石竹素7.71%、芴2.85%。

對比5個溫度條件下的結(jié)果發(fā)現(xiàn),占主要部分的萜烯類化合物的總含量變化不大,主要表現(xiàn)在同分異構(gòu)體之間的轉(zhuǎn)化;烴類和酯類物質(zhì)相對含量變化較大。據(jù)查資料[10-11],各成分中相對含量較高的物質(zhì)β-瑟林烯香型為辛香、藥香;石竹素具有辛香、木香、花香;反式石竹烯具有淡丁香似香味;佛術(shù)烯具有檀香;香木蘭烷,全順式-5,11,14,17-二十碳六烯酸甲酯未找到相關(guān)信息。

圖2 所有成分主成分分析Fig.2 PCA diagram of all components

為了更直觀發(fā)現(xiàn)5個溫度干燥下朝鮮薊揮發(fā)性成分的差異,通過SPSS軟件,以所有成分為變量進(jìn)行主成分分析(圖2),第一主成分占67.79%,第二主成分占22.15%,兩者之和大于80%;55℃與75℃、65℃與95℃條件下處理的朝鮮薊揮發(fā)性成分差異很小,可能是因?yàn)樘幚頊囟雀?樣品干燥時間相對短,導(dǎo)致?lián)]發(fā)性成分轉(zhuǎn)化不徹底,但兩組溫度在成分上差異較大,主要由酯類物質(zhì)和烴類物質(zhì)引起的;85℃條件下的朝鮮薊揮發(fā)性成分與其他溫度均存在差異,主要表現(xiàn)在β-欖香烯向同分異構(gòu)體佛術(shù)烯的轉(zhuǎn)化以及其他主要貢獻(xiàn)成分的變化。

3 結(jié)論與討論

本研究通過HS-SPME GC-MS技術(shù)從55℃、65℃、75℃、85℃、95℃條件下干燥的朝鮮薊中分別鑒定出19種、23種、30種、21種和21種揮發(fā)性成分,各占總成分的77.69%、74.5%、79.87%、74.27%和82.11%。

5個溫度條件下朝鮮薊共檢測出47種揮發(fā)性成分,包括烯類18種、醛類10種、烴類7種、醇類5種、酯類4種、酸類2種、酮類1種,其中烯類占主要部分。

55℃與75℃、65℃與95℃條件下處理的朝鮮薊揮發(fā)性成分差異很小,但兩組溫度在成分上差異較大,主要由酯類物質(zhì)和烴類物質(zhì)引起的;85℃條件下的朝鮮薊揮發(fā)性成分與其他溫度均存在差異,主要表現(xiàn)在β-欖香烯向同分異構(gòu)體佛術(shù)烯的轉(zhuǎn)化以及其他主要貢獻(xiàn)成分的變化。

通過對不同溫度干燥下朝鮮薊揮發(fā)性成分的對比,了解各條件下成分的差異,不僅可為朝鮮薊產(chǎn)品的開發(fā)提供思路,而且還可為進(jìn)一步研究閾值確定其特征性揮發(fā)性成分打下基礎(chǔ),為朝鮮薊加工工藝的改進(jìn)及產(chǎn)品品質(zhì)提升提供理論指導(dǎo)。