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基于電子鼻和HS-SPME-GC-MS技術(shù)分析9種新疆石榴果實(shí)揮發(fā)性成分

2023-03-12 06:51盛秀麗馬劉峰方志剛吳江超
食品工業(yè)科技 2023年6期
關(guān)鍵詞:電子鼻石榴揮發(fā)性

盛秀麗,馬劉峰,方志剛,吳江超,姜 蕾,陳 蕓

(喀什大學(xué)生命與地理科學(xué)學(xué)院,新疆帕米爾高原生物資源與生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,新疆喀什 844000)

石榴(Punica granatumL.)屬石榴科(Punicacae)石榴屬(PunicaL.)落葉喬木或灌木植物,發(fā)源地為中亞的波斯一帶,由漢代張騫引入中國(guó),現(xiàn)我國(guó)各地均有栽培。石榴屬藥食同源水果,隨著人們對(duì)其生物活性成分[1]及其抗衰老[2?3]、抗氧化[4]、改善心血管代謝等[5]藥理作用的研究及開發(fā),石榴的保健功能,如預(yù)防心血管疾病、癌癥、阿爾茨海默癥、降血糖、抗動(dòng)脈硬化等[6?8]也逐漸被研究證實(shí),并在全球功能食品行業(yè)享有“超級(jí)水果”[9]的美譽(yù);石榴的需求量和消耗量逐年增加,石榴相關(guān)產(chǎn)品的綜合開發(fā)利用迅速發(fā)展。

新疆的南部地區(qū)是我國(guó)石榴主產(chǎn)區(qū)之一,夏季晝夜溫差大,日照時(shí)間充足,降水量少,使瓜果的糖分積累較多,新疆也因此成為久負(fù)盛名的“瓜果之鄉(xiāng)”,新疆石榴的著色度、含糖量[10]、品質(zhì)均優(yōu)于國(guó)內(nèi)其他地區(qū),頗受市場(chǎng)消費(fèi)者喜愛;隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略[11]的實(shí)施與自治區(qū)發(fā)展特色林果業(yè)[12]的相關(guān)產(chǎn)業(yè)調(diào)整與規(guī)劃,石榴在新疆南部地區(qū)的栽培面積、加工和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)得到了快速發(fā)展,有助于新疆依靠特色產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)脫貧與鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實(shí)施或推進(jìn)。

石榴揮發(fā)性物質(zhì)是果實(shí)中易揮發(fā)并具有香氣特征的次級(jí)代謝產(chǎn)物,被認(rèn)為是評(píng)價(jià)水果和加工產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)之一,因此對(duì)石榴果實(shí)揮發(fā)性成分的研究越來(lái)越受到重視。但石榴果實(shí)的芳香性較低[13],揮發(fā)性成分的測(cè)定比較困難,目前國(guó)內(nèi)對(duì)石榴揮發(fā)性物質(zhì)的研究主要集中在酚類物質(zhì)[14?15]及加工工藝[16]的研究上,雖已相繼開始石榴果實(shí)揮發(fā)性成分的研究,但僅涉及部分山東地區(qū)的部分石榴品種,有關(guān)新疆地區(qū)石榴果實(shí)揮發(fā)性成分的研究鮮有報(bào)道,本文以新疆南部地區(qū)的9個(gè)主栽石榴品種為研究對(duì)象,采用電子鼻對(duì)不同石榴品種果實(shí)的揮發(fā)性成分特征進(jìn)行比較分析,以HS-SPME-GC-MS結(jié)合保留指數(shù)法對(duì)不同樣品的揮發(fā)性成分進(jìn)行定性分析,峰面積歸一化法進(jìn)行定量分析,以期為新疆部分石榴品種的果實(shí)品質(zhì)評(píng)價(jià)和綜合利用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

供試材料于2021年10月份果熟期分別采集于新疆南部喀什地區(qū)及和田地區(qū)(詳見表1),4 ℃冰箱冷藏備用。NaCl分析純 中國(guó)天津市巴斯夫化工有限公司;正構(gòu)烷烴(C8~C40) 壇墨質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)有限公司。

表1 實(shí)驗(yàn)材料Table 1 Experimental materials

PEN3電子鼻 北京盈盛恒泰科技有限責(zé)任公司;GC-MS氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 日本島津公司;50/30 μm DVB/CAR/PDMS固相萃取頭、SPME萃取手柄 Supelco公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品預(yù)處理 選取不同品種的石榴果實(shí)(表面無(wú)明顯裂痕和破損),將果實(shí)切開后小心取出石榴果肉,將果肉去籽后擠汁備用。

1.2.2 電子鼻分析

1.2.2.1 檢測(cè)條件 采用手動(dòng)頂空進(jìn)樣,進(jìn)樣間隔時(shí)間為1 s,樣品采集時(shí)間5 s,樣品檢測(cè)時(shí)間100 s,儀器清零時(shí)間為10 s。

1.2.2.2 采集方法 準(zhǔn)確量取10 mL石榴果汁于40 mL頂空瓶中,其中果汁不做任何處理,待程序一切準(zhǔn)備就緒后,準(zhǔn)備進(jìn)樣提示5 s倒計(jì)時(shí)到“1”的時(shí)候,同時(shí)插入進(jìn)樣針和補(bǔ)氣針,注意針頭不要碰到液面,等到提示Remove5-4-3-2-1,在屏幕提示倒計(jì)時(shí)“1”時(shí),同時(shí)將補(bǔ)氣針和進(jìn)樣針快速拔出,測(cè)試完成,每個(gè)樣品重復(fù)三次實(shí)驗(yàn)。表2為PEN3電子鼻的10個(gè)傳感器所對(duì)應(yīng)的不同敏感物質(zhì)名稱。

表2 PEN電子鼻傳感器敏感物質(zhì)Table 2 Sensitive substances of PEN electronic nose sensor

1.2.3 HS-SPME-GC-MS分析方法

1.2.3.1 SPME條件優(yōu)化 以色譜分離得到的總峰個(gè)數(shù)和總峰面積為目標(biāo),利用單因素分析分別探究鹽濃度(0、0.15、0.3、0.45 g/mL),萃取時(shí)間(15、30、45、60 min),萃取溫度(25、35、45、55 ℃)對(duì)萃取效果的影響,確定SPME的較優(yōu)條件。

1.2.3.2 GC條件 DB-5色譜柱(60 m×0.25 mm×0.25 μm),升溫程序:33 ℃保持3 min,12 ℃/min升溫至60 ℃,6 ℃/min升溫至140 ℃,再以10 ℃/min升溫至230 ℃,保持5 min。進(jìn)樣口溫度:250 ℃,解析時(shí)間:5 min,采用不分流進(jìn)樣。

1.2.3.3 MS條件 接口溫度:230 ℃,離子源溫度:230 ℃,溶劑延遲2 min,保留3 min。

1.2.3.4 PDMS/DVB固相微萃取頭老化 每次進(jìn)樣前萃取頭在250 ℃老化30 min。

1.2.3.5 GC-MS檢測(cè)方法 準(zhǔn)確量取10 mL石榴果汁放入40 mL頂空瓶中,按0.3 g/mL的質(zhì)量濃度添加NaCl于果汁中,室溫下攪拌平衡45 min,45 ℃下萃取30 min后,手動(dòng)進(jìn)樣解析5 min后快速拔出萃取針,進(jìn)樣結(jié)束后將萃取頭于250 ℃下老化30 min后再重新進(jìn)樣,每個(gè)樣品重復(fù)三次。

定性方法:在相同分析條件下,分別測(cè)定正構(gòu)烷烴(C8~C40)及石榴樣品,GC-MS結(jié)合Kovats保留指數(shù)[16?17]計(jì)算未知化合物的保留指數(shù),并查找相關(guān)文獻(xiàn),在誤差允許的范圍內(nèi)對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性。保留指數(shù)公式[18]如下:

式中:RI為未知化合物的保留指數(shù);n和n+1分別為未知化合物出峰前后正構(gòu)烷烴的碳原子數(shù);tn和tn+1分別為未知化合物出峰前后正構(gòu)烷烴的保留時(shí)間;t為未知化合物的保留時(shí)間(tn

表3 正構(gòu)烷烴的出峰保留時(shí)間Table 3 Peak retention time of n-alkanes

定量方法:峰面積歸一化法。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有實(shí)驗(yàn)均重復(fù)3次,運(yùn)用電子鼻配套軟件WinMuster進(jìn)行PCA分析和Loadings分析及繪圖,Microsoft Office 2019進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),Origin2021進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 電子鼻結(jié)果

2.1.1 雷達(dá)圖分析 電子鼻從50 s之后的傳感器響應(yīng)值逐漸穩(wěn)定,為確保檢測(cè)的穩(wěn)定性和實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性,統(tǒng)一選用52 s時(shí)的電子鼻響應(yīng)值進(jìn)行分析,9種不同石榴果實(shí)的電子鼻傳感器在52 s所對(duì)應(yīng)的雷達(dá)圖響應(yīng)值如圖1所示。不同石榴品種之間的揮發(fā)性成分存在一定的差異性,主要體現(xiàn)在傳感器W2W、W2S、W1W、W1S、W5S上,傳感器W3S、W1C、W3C、W6S、W5C的響應(yīng)值基本匯于一點(diǎn),表明它們所對(duì)應(yīng)的整體揮發(fā)性氣味物質(zhì)較為相似。傳感器陣列特征響應(yīng)雷達(dá)圖的差異在一定程度上反映了不同樣品果實(shí)整體揮發(fā)性成分的差別。

圖1 新疆不同品種石榴果實(shí)的電子鼻響應(yīng)值雷達(dá)圖Fig.1 Radar chart of electronic nose response of different pomegranate varieties in Xinjiang

2.1.2 PCA分析 電子鼻從50 s后的傳感器響應(yīng)值趨于穩(wěn)定,為保證檢測(cè)的穩(wěn)定性和實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性,統(tǒng)一選擇52~54 s時(shí)的信號(hào)響應(yīng)值進(jìn)行主成分分析(PCA)和載荷分析(Loadings)。圖2為不同樣品間的PCA分析圖,主成分1、主成分2的方差貢獻(xiàn)率分別為90.41%、8.25%,兩者總方差貢獻(xiàn)率為98.66%,包含了不同石榴品種果實(shí)揮發(fā)性成分的主要特征[19],表明PCA分析具有可行性。PCA圖可看出,N6和N9兩者之間的距離較遠(yuǎn),表明它們之間的香氣特征差異較大。N8、N2、N4之間分布較密集,說明它們之間的香氣成分差別不大;同理N3、N7、N1、N5之間的香氣特征差異也較小,這與電子鼻的雷達(dá)響應(yīng)值相吻合,其中喀什市阿瓦提鄉(xiāng)的3個(gè)石榴樣果(N3、N5、N7)之間的距離較近,喀什市佰什克然木鄉(xiāng)的2個(gè)石榴樣果(N2、N4)之間距離也較近,但策勒鄉(xiāng)的(N6、N8)之間距離較遠(yuǎn),表明果實(shí)的揮發(fā)性物質(zhì)與產(chǎn)地聯(lián)系不大,相同產(chǎn)地的果實(shí)揮發(fā)性成分差別大的原因可能是品種本身的原因。

圖2 新疆不同石榴品種基于電子鼻響應(yīng)值的PCA分析Fig.2 PCA analysis of different pomegranate varieties in Xinjiang based on electronic nose response value

2.1.3 Loadings分析 Loadings載荷分析反映的是不同傳感器在不同石榴果實(shí)揮發(fā)性成分的區(qū)分中貢獻(xiàn)的大小,可根據(jù)傳感器在圖3的位置來(lái)判斷。距離y軸最遠(yuǎn)的是W1W,對(duì)硫化合物較為敏感,說明硫化物對(duì)第一主成分貢獻(xiàn)率最大,距離x軸最遠(yuǎn)的是W1S,對(duì)烷類物質(zhì)較為敏感,表明烷類物質(zhì)對(duì)第二主成分的貢獻(xiàn)率最大,W2S(醇、部分芳香族化合物)的貢獻(xiàn)次之,表明是硫化合物、烷類、醇類、部分芳香族化合物石榴果實(shí)揮發(fā)性成分的區(qū)分也發(fā)揮著重要作用,W2W(芳烴化合物,硫的有機(jī)化合物)距離x軸和y軸距離差不多,表明對(duì)第一第二主成分貢獻(xiàn)率差別不大。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:硫化物、烷類、醇及部分芳香族化合物對(duì)在不同品種石榴果實(shí)揮發(fā)性成分的區(qū)分具有重要作用。

圖3 傳感器Loadings分析Fig.3 Sensor Loadings analysis

2.2 HS-SPME-GC-MS結(jié)果

2.2.1 HS-SPME條件優(yōu)化

2.2.1.1 加鹽量的確定 從圖4可看出總峰面積隨著加鹽量的增加變化較大,出峰數(shù)雖也在變化但總體波動(dòng)不大,鹽的添加量為0.3 g/mL時(shí)總峰面積達(dá)到最高點(diǎn),此時(shí)萃取頭的吸附很可能已達(dá)飽和狀 態(tài),再加鹽總峰面積開始緩慢下降,但出峰個(gè)數(shù)變化不大。有報(bào)道稱NaCl可降低揮發(fā)性組分在溶液中的溶解度,增強(qiáng)溶液中的離子強(qiáng)度[20],提高分配系數(shù)從而有助于揮發(fā)性成分溢出;但NaCl的添加量并不是越多越好,當(dāng)溶液中NaCl達(dá)到飽和或過飽和狀態(tài)時(shí),在增加揮發(fā)性成分氣-液分配比的同時(shí)也將影響基質(zhì)粘度,從而降低揮發(fā)性物質(zhì)的擴(kuò)散速度而出現(xiàn)鹽析負(fù)效應(yīng)[21],反而不利用揮發(fā)性成分的溢出。綜合考慮,認(rèn)為萃取效果較佳的鹽濃度為0.3 g/mL。

圖4 加鹽量對(duì)萃取效果的影響Fig.4 Effect of salt addition on extraction efficiency

2.2.1.2 萃取溫度的確定 由圖5可看出隨著萃取溫度的升高出峰個(gè)數(shù)和總峰面積的變化呈現(xiàn)相反的趨勢(shì),45 ℃后出峰數(shù)和總峰面積的變化趨于緩和,變化不太明顯。研究證實(shí)萃取溫度的升高有助于萃取頭吸附更多的揮發(fā)性成分,因?yàn)闇囟鹊纳呖杉涌旆肿訜徇\(yùn)動(dòng)的速率,增強(qiáng)對(duì)流過程[22],使基質(zhì)間的揮發(fā)性成分的擴(kuò)散速率加快。但隨著溫度的升高,涂層纖維上的分配系數(shù)會(huì)降低,使得揮發(fā)性成分的吸附減少,且溫度過高時(shí)會(huì)使分子質(zhì)量大的難揮發(fā)性成分吸附,使得分子質(zhì)量小的易揮發(fā)性物質(zhì)從萃取頭上解析下來(lái)[23]。綜合考慮,選取45 ℃作為萃取溫度。

圖5 溫度對(duì)萃取效果的影響Fig.5 Effect of temperature on extraction efficiency

2.2.1.3 萃取時(shí)間的確定 由圖6可看出出峰數(shù)隨著萃取時(shí)間的增加呈波動(dòng)狀態(tài),雖表現(xiàn)出下降的趨勢(shì)但總體波動(dòng)不大,總峰面積與萃取時(shí)間呈正相關(guān)關(guān)系,但當(dāng)萃取時(shí)間超過45 min時(shí),總峰面積開始下降,研究表明增加萃取時(shí)間,有利于揮發(fā)性成分的析出,但隨著萃取時(shí)間的加長(zhǎng),吸附逐漸達(dá)飽和狀態(tài)。如果繼續(xù)延長(zhǎng)萃取時(shí)間,會(huì)使已經(jīng)吸附的揮發(fā)性成分出現(xiàn)解析[24],從而影響萃取效果。綜合考慮,選取萃取時(shí)間為45 min。

圖6 萃取時(shí)間對(duì)萃取效果的影響Fig.6 Effect of extracting time on extraction efficiency

通過優(yōu)化萃取條件(加鹽量、萃取溫度、萃取時(shí)間),確定最佳萃取條件為:加鹽量0.3 g/mL,萃取溫度45 ℃,萃取時(shí)間45 min。

2.2.2 GC-MS結(jié)果 基于HS-SPME-GC-MS的檢測(cè)結(jié)果,得到9種不同石榴果實(shí)的總離子流圖,從9個(gè)不同品種的石榴果實(shí)中共檢測(cè)出73種化合物,其中醛類14種(19.18%),萜烯類23種(31.51%),酸類9種(12.33%),酮類5種(6.85%),酯類3種(4.11%),醇類16種(21.92%),其它3種(4.10%),各樣品的主要揮發(fā)性成分及相對(duì)含量如表4所示。

表4 新疆不同品種石榴果實(shí)中的揮發(fā)性物質(zhì)及相對(duì)含量Table 4 Volatile substances and relative contents in different pomegranate cultivars in Xinjiang

由表4和圖7可知9個(gè)不同樣品關(guān)于揮發(fā)性物質(zhì)的種類基本一致,區(qū)別在于相對(duì)含量的多少,本實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)到樣品N4的揮發(fā)性成分種類(34種),N5最少(26種)。其中萜烯類、醇類、醛類的種類較多,約為12.33%~31.51%,酮類和酯類種類最少,分別為6.85%、4.11%。葉醇、正己醛、正己醇、月桂醇、軟脂酸和壬醛是不同樣品中的共有揮發(fā)成分,相對(duì)含量在63.11%~92.32%之間,共有成分在不同石榴果實(shí)樣品分別占比92.32%、85.28%、83.2%、84.13%、63.11%、68.98%、94.89%、87.05%、92.13%,它們組成了新疆部分石榴果實(shí)的共同特征,不同石榴品種果實(shí)樣品之間既有共同點(diǎn)也有不同點(diǎn),不同品種果實(shí)中分別有2、6、0、1、3、3、3、3、3種獨(dú)立揮發(fā)性成分,使不同石榴品種果實(shí)具有各自的獨(dú)特性。

圖7 不同石榴品種的總離子流圖Fig.7 Total ion flow diagram of different pomegranate cultivars

續(xù)表 4

不同品種石榴果實(shí)的主要揮發(fā)性物質(zhì)大致被分為醛類、醇類、酸類、酯類、酮類、萜烯類幾種,揮發(fā)性成分在種類上相差不大,主要是相對(duì)含量(圖8)的差別。其中醇類物質(zhì)的相對(duì)含量較高,在N1、N2、N7中的相對(duì)含量分別高達(dá)84.15%、87.47%、87.68%,相對(duì)含量較低的為N9,為22.96%,醇類物質(zhì)會(huì)散發(fā)出葡萄酒般油香和甜味香氣從而賦予了果實(shí)青香型的香氣特征;醛類物質(zhì)的相對(duì)含量次之,其中N9的相對(duì)含量最高,為76.13%,N2中的相對(duì)含量較低,僅為5.41%,相差較大,醛類物質(zhì)與綠色、草類和草本氣味相關(guān)從而賦予了果實(shí)綠葉或肥皂果味的香氣特征;萜烯類物質(zhì)的相對(duì)含量從總體來(lái)看不是很高,僅在樣品N5、N6中檢測(cè)到的相對(duì)含量較高,分別為35.98%、25.95%,其余樣品中檢測(cè)到的相對(duì)含量較低,均在6%以下,萜烯類物質(zhì)不僅具有花香和果香香氣特征并且具有一定的生理活性[25],與石榴的藥用價(jià)值相關(guān);酸類物質(zhì)具有奶香香氣特征,雖在樣品中都被檢測(cè)到,但相對(duì)含量較低(0.39%~1.47%),并不是主要揮發(fā)性成分。酯類化合物是在果實(shí)成熟過程中產(chǎn)生的有機(jī)酸與醇類物質(zhì)化合形成的,多數(shù)酯類具有果香味香氣特征,但在本次樣品中僅在N7、N9中檢測(cè)到酯類物質(zhì),其中N7中檢測(cè)出乙酸己酯、丁酸癸酯、棕櫚酸異丙酯三種酯類,總相對(duì)含量?jī)H為0.13%,樣品N9中僅檢測(cè)出丁酸癸酯一種酯類物質(zhì),相對(duì)含量為0.15%。酮類物質(zhì)具有奶香、果香及花香香氣特征,但在供試材料中所檢測(cè)到的酮類物質(zhì)較少,僅有5種物質(zhì),除樣品N9外均檢測(cè)到酮類物質(zhì),相對(duì)含量為0.03%~0.16%,并不是主要揮發(fā)性成分。

圖8 不同石榴品種果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)的相對(duì)含量Fig.8 Relative contents of volatile substances in different pomegranate cultivars

3 討論

本研究首先對(duì)頂空固相微萃取的條件進(jìn)行了優(yōu)化,從而確定了較優(yōu)的萃取條件:鹽濃度0.3 g/mL,萃取時(shí)間45 min,萃取溫度45 ℃;通過電子鼻和HS-SPME-GC-MS兩種檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合對(duì)新疆不同地區(qū)的石榴果實(shí)揮發(fā)性成分進(jìn)行了測(cè)定分析,電子鼻結(jié)果表明不同樣品間的整體揮發(fā)性成分存在較大的差異性,其中硫化物、烷類、醇類及部分芳香族化合物對(duì)不同石榴品種的區(qū)分有重要作用。HS-SPMEGC-MS共檢測(cè)出醇類、醛類、酸類、酮類、酯類、萜烯類等在內(nèi)的73種揮發(fā)性成分,不同品種的石榴果實(shí)揮發(fā)性成分在種類上相似,但在相對(duì)含量上差異顯著;其中相對(duì)含量較高的為醇類和醛類物質(zhì),相對(duì)含量約為63.19%~99.09%,為石榴果實(shí)的主要揮發(fā)性成分,不同品種間的共有揮發(fā)性成分有6種,分別為正己醇、葉醇、月桂醇、正己醛、壬醛、軟脂酸,相對(duì)含量約占63.11%~92.32%;并分別從9個(gè)不同樣品中檢測(cè)出2、6、0、1、3、3、3、3、3種特有揮發(fā)性成分,表明了新疆不同石榴品種之間既有共同點(diǎn)也都有自己的獨(dú)特點(diǎn)。

電子鼻結(jié)果表明硫化物、烷類、醇及部分芳香族化合物對(duì)不同品種石榴果實(shí)揮發(fā)性成分的區(qū)分有主要作用,但在GC-MS檢測(cè)中并未檢測(cè)出硫化物,這可能是因?yàn)殡娮颖呛虶C-MS的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)對(duì)物質(zhì)分類方法不一致導(dǎo)致。通過HS-SPME-GC-MS檢測(cè)出73種揮發(fā)性成分,明顯高于苑兆和等[26]測(cè)定的石榴果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)成分(43種),接近于金婷等[27]的報(bào)道(68種),表明供試材料中的揮發(fā)性成分更為豐富。相關(guān)研究[28]表明石榴中最豐富的揮發(fā)物是正己醛(14.7%)、檸檬烯(23.1%)、正己醇(22.8%)、葉醇(12.5%)和(+)-a-松油醇(12.9%),這些成分本次實(shí)驗(yàn)材料中雖均被檢測(cè)到,但相對(duì)含量差別卻很大,其中樣品N3、N4、N9中正己醛的含量分別為47.98%、60.09%、73.35%,遠(yuǎn)高于14.7%;N1、N2、N7中的正己醇分別為52.42%、61.28%、55.03%,遠(yuǎn)高于22.8%,葉醇相對(duì)含量較高的為樣品N1、N7,分別為25.65%、29.5%,其余樣品的含量與12.5%較接近;(+)-a-松油醇在樣品N2、N3中的相對(duì)含量較高,分別為6.73%、6.42%,較低的為樣品N6(1.6%),與12.9%相差也較明顯;樣品中檸檬烯的相對(duì)含量均低于3%,與23.1%差距較大。表明了不同石榴品種在揮發(fā)性物質(zhì)的相對(duì)含量上存在較大的差異性,這可能與它們的生長(zhǎng)環(huán)境有關(guān)。檢測(cè)到石榴果實(shí)的共有揮發(fā)性成分正己醇、葉醇、正己醛、月桂醇、壬醛、軟脂酸,但在金婷等[27]的研究中反式-α-香柑油烯、草酸環(huán)己基甲基十三酯、右旋檸檬烯、β-蒎烯和反-2-十四烯-1-醇、石竹烯被認(rèn)為是石榴果實(shí)中共有的揮發(fā)性成分,兩者檢測(cè)出共有揮發(fā)性成分完全不同,可能是因選擇的石榴品種不同。樣品中醇類和醛類物質(zhì)的相對(duì)含量明顯高于其它揮發(fā)性成分,是石榴果實(shí)的主要揮發(fā)性成分,與Melgarejo等[29]結(jié)果一致,但Antonio等[30]認(rèn)為萜烯類中的檸檬烯為最豐富的揮發(fā)性成分,在本次試驗(yàn)材料中除N9外,在其它果實(shí)中均檢測(cè)到檸檬烯,但相對(duì)含量較低(0.80%~2.95%),并不是主要揮發(fā)性成分,這可能是因石榴品種不同或地理環(huán)境差異所致。有報(bào)道稱石榴果實(shí)中的萜烯類物質(zhì)在控制果實(shí)味道和消費(fèi)者整體喜好方面發(fā)揮著重要作用[31]。在市場(chǎng)上,甜石榴比酸石榴更受歡迎,其中供試材料中N2、N5、N6(均為甜石榴)中的萜烯類物質(zhì)的相對(duì)含量均高于其它品種(均為酸石榴),表明萜烯類物質(zhì)含量可能與石榴果實(shí)的風(fēng)味相關(guān)。酯類中的乙酸乙酯和乙酸丁酯在前人研究中被認(rèn)為是石榴果實(shí)中的主要揮發(fā)性成分[32?33],但在本次試驗(yàn)中并未檢測(cè)到這兩種酯類物質(zhì),檢測(cè)出的三種酯類分別為乙酸己酯、丁酸癸酯、棕櫚酸異丙酯,但相對(duì)含量較低(0.03%~0.15%),并不是主要揮發(fā)性成分。

本研究將電子鼻和GC-MS兩種技術(shù)相結(jié)合對(duì)石榴果實(shí)揮發(fā)性成分進(jìn)行測(cè)定分析,可以起到相互補(bǔ)充和驗(yàn)證的作用,使結(jié)果更準(zhǔn)確可靠,可為新疆地區(qū)石榴果實(shí)的綜合評(píng)價(jià)及利用、優(yōu)良品種選育以及石榴相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供參考依據(jù)。但本研究?jī)H對(duì)石榴果實(shí)揮發(fā)性成分的種類及相對(duì)含量進(jìn)行了測(cè)定分析,后續(xù)可結(jié)合感官描述分析(QDA)對(duì)石榴果實(shí)的風(fēng)味特征和感官特性進(jìn)行分析,更全面的了解新疆地區(qū)石榴果實(shí)揮發(fā)性成分特征。

4 結(jié)論

本研究確定的SPME萃取效果較優(yōu)的條件為:鹽濃度0.3 g/mL,萃取時(shí)間45 min,萃取溫度45 ℃。在此條件下檢測(cè)出新疆部分石榴果實(shí)主要揮發(fā)性成分為醇類和醛類,與報(bào)道基本相符。賦予了新疆石榴果實(shí)揮發(fā)性成分的主體特征的共有揮發(fā)性成分有6種,其中相對(duì)含量較高的是正己醇、(+)-α-松油醇、葉醇、正己醛。分別在9個(gè)不同樣品中檢測(cè)出2、6、0、1、3、3、3、3、3種特有揮發(fā)性成分,它們給予了不同石榴樣品果實(shí)風(fēng)味的獨(dú)特性。對(duì)新疆部分地區(qū)石榴果實(shí)揮發(fā)性成分進(jìn)行測(cè)定分析,有助于幫助石榴加工業(yè)更好的選擇果汁原料,提高消費(fèi)者接受能力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,為石榴果實(shí)品質(zhì)評(píng)價(jià)、鮮食和加工品質(zhì)提供理論依據(jù)。

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