臍橙精油中揮發(fā)性化合物的G C-MM SS分析

趙 凱 曹雪丹 方修貴

（1浙江大學生物系統(tǒng)工程與食品科學學院 杭州 3100588；2浙江省柑橘研究所）

臍橙精油中揮發(fā)性化合物的G C-MM SS分析

趙 凱1,2曹雪丹2方修貴2

（1浙江大學生物系統(tǒng)工程與食品科學學院 杭州 3100588；2浙江省柑橘研究所）

柑橘是世界第一大水果[1]，我國擁有4000多年的柑橘栽培歷史，不僅是世界柑橘的主要起源地[2]，而且是全球第一大柑橘生產(chǎn)國——栽培面積居世界首位，產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的10%以上[3]。柑橘皮含有果膠、精油和黃酮等多種可利用成分[4]，其中具有芳香氣味的揮發(fā)性油狀物質(zhì)即為精油[5]，精油中所含的萜類化合物具有多種生理活性，研究證實揮發(fā)油普遍具有抗菌、抗氧化、消炎、消腫、鎮(zhèn)痛等功效[6]。

臍橙果實大而美觀、果皮較薄、油胞較細、色澤鮮艷，具有肉質(zhì)脆嫩化渣、風味濃甜芳香、無核、耐貯運等特點。臍橙果皮約占鮮果重的20%，其所含精油既是食品、飲料、糖果中的天然調(diào)香劑，也是醫(yī)藥、化工和化妝品的重要原料。黃慶等[7]以石油醚為萃取劑，對微波輔助誘導提取贛南臍橙香精油的工藝條件進行了優(yōu)化；王千千[8]分別使用水蒸氣蒸餾法(HD)、蒸餾萃取法(SDE)和頂空固相微萃取法(HS-SPME)提取贛南臍橙果皮揮發(fā)性物質(zhì)，通過氣相保留指數(shù)、氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(GC-MS)對揮發(fā)性成分進行定性與定量分析。針對冷榨臍橙精油中揮發(fā)性化合物的分析研究尚不多見。

頂空固相微萃取（headspace solid-pha se microextraction，HS-SPME）是一種快速的樣品分析預處理新技術(shù)，可以簡化樣品提取過程，提高分析的速度和靈敏度，因其具有方法簡單、無需試劑、提取效果好、變異系數(shù)小等諸多優(yōu)點，已在環(huán)境、食品、生化、醫(yī)學等領(lǐng)域有所應用[9]。本文采用固相微萃取和氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對冷榨臍橙精油進行揮發(fā)性化合物的分析，以期為臍橙精油的開發(fā)和臍橙皮渣的綜合利用提供科學指導。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

臍 橙（Citrus sinensis var.brasiliensis Tanaka），市售（產(chǎn)自江西省贛州）。

Agilent 7890 A氣相色譜儀（美國Agilent公司）；Agilent5975 C質(zhì)譜儀（美國Agilent公司）；50/30 μmDVB/CAR/PDMS的SPME萃取頭（美國Supelco公司）；10CM三輥式壓榨機（臺州椒江機械設(shè)備廠）；L-550臺式低速大容量離心機（長沙湘儀離心機儀器有限公司）。

1.2 實驗方法

1.2.1 精油的制備。臍橙鮮皮→硬化劑浸泡→壓榨→榨液→離心→精油

1.2.2 固相微萃取。準確量取 5ml樣品移入10ml鉗口樣品瓶中，加入 2.00gNaCl，聚四氟乙烯隔墊密封，在磁力攪拌器上加熱至60℃平衡30min后，采用50/30 μmDVB/CAR/PDMS萃取頭頂空吸附40min，插入GC進樣口解析 5min進行GC-MS分析。

1.2.3 氣相色譜條件。毛細管柱為DB-WAX（30m×320 μm× 0.25 μm)，程序升溫，起始溫度40℃，保持 3min，以3℃/min升至160℃，保持2min，再以 8℃/min升至220℃，保持 3min，進樣口溫度250℃。

1.2.4 質(zhì)譜條件。離子源溫度230℃，四極桿溫度150℃，離子化方式EI，電子能量70eV，質(zhì)量范圍為30～550AMU/sec。

1.3 數(shù)據(jù)處理

1.3.1 定性分析。應用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀進行分析鑒定，并利用C 6-C20正構(gòu)烷烴的保留時間計算各個色譜峰的保留指數(shù)。分析結(jié)果運用計算機譜庫（NIST05 a）進行初步檢索及資料分析，再結(jié)合文獻[5]進行人工譜圖解析確認檢測物成分。

1.3.2 定量分析

按峰面積歸一化法計算不同揮發(fā)性成分的相對含量。

2 結(jié)果與分析

臍橙精油中揮發(fā)性化合物的GC-MS總離子流色譜見圖1。

圖1 臍橙精油揮發(fā)性化合物的GC-MS總離子流色譜圖

對各個組分經(jīng)譜庫檢索及資料核實，從臍橙精油中共鑒定出42種揮發(fā)性化合物見表 1，占到其總揮發(fā)性成分的99.79%。其中萜類化合物為主要成分，共檢測出6種單萜（相對含量98.04%）和12種含氧單萜（相對含量 0.73%）， 5種倍半萜（相對含量 0.06%）。萜類化合物是指具有(C5H8)n通式以及其含氧和不同飽和程度的衍生物，它們在自然界中廣泛存在于高等植物、真菌、微生物、昆蟲、以及海洋生物當中，因具有祛痰、止咳、驅(qū)風、發(fā)汗、驅(qū)蟲、鎮(zhèn)痛等生理活性而成為中草藥中的重要有效成分。

表1 臍橙精油揮發(fā)性化合物的GC-MS分析結(jié)果

編號10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42化合物中英文名稱別勒羅烯Allocimene B壬醛1-Nonanal（E）- 2-己烯- 1-醇 (E)- 2-Hexen- 1-ol異丁酸乙酯Ethyl isobutyrate分子式C10 H16 C峰面積/% 0 9 H18 0 C .0068 0 6 H12 O C .0488 0乙酸Acetic acid檸烯氧化物Limonene oxide香茅醛Citronellal（-）- α-蓽澄茄油烯 (-)- α-Cubebene癸醛Decanal芳樟醇Linalool正辛醇Capryl alcohol 6 .0261 0 2 H 4 O 2 C H12 O 2 C .0080 0 10 H16 O C .0413 0 10 H18 O C .0556 0 15 H24 C .0891 0 10 H20 O C .0145 0.2872 0 1 10 H18 O C8 .2861 0.1575 0 -石竹烯1-Caryophyllene 4 C15 H24 C H18 O -萜烯醇Terpinen- 4-ol β-環(huán)檸檬醛 β-Cyclocitral（E）- 2-癸烯醛 3-Heptylacrolein α-石竹烯 α-Caryophyllene 10 H18 O C .0080 0 10 H16 O C .0122 0 10 H18 O C .0054 0.0027 0 2,6-二甲基- 2,6-辛二烯2 .0016 0 ,6-Dimethyl- 2,6-octadiene 1-壬醇1-nonanol（Z）- 3,7-二甲基- 2,6-辛二烯醛(Z)- 3,7-dimethylocta- 2,6-dienal莰烯Camphene α-萜品醇 p-menth- 1-en- 8-ol巴倫西亞橘烯Valencene檸檬醛Citral d-杜松烯d-Cadinene乙酸香葉酯Geranyl acetate 9 H20 O C C10 H18 C 15 H24 .0030 0 10 H16 O C .0062 0 10 H16 C .0477 0 10 H18 O C .0053 0 15 H24 C .0464 0.0322 0 10 H16 O C .0769 0紫蘇醛 (-)-Perillaldehyde 3 15 H24 C12 H20 O 2 C .0041 0.0057 0 ,7-二甲基- 6-辛烯- 1-醇3 10 H14 O C10 H20 O C .0052 0.0365 0 3,5-二甲基- 2-環(huán)己烯- 1-酮3 ,7-dimethyloct- 2-en- 1-ol橙花醇Nerol ,5-Dimethyl- 2-cyclohexen- 1-one（Z）-香芹醇 (Z)-Carveol香葉醇Geraniol 2 10 H18 O C8 H12 O C .0479 0 10 H16 O C .0029 0.0033 0 C6 10 H18 O .0557 0 4-乙烯基- 2-甲氧基苯酚4 -己烯酸2-Hexenoic acid -Hydroxy- 3-methoxystyrene H10 O 2 C9 H10 O 2分子量136.24 142.24 100.16 116.16 60.05 152.23 154.25 204.35 156.27 154.25 130.23 204.35 154.25 152.23 154.25 204.35 138.25 144.25 152.23 136.24 154.25 204.35 152.23 204.35 196.29 150.22 156.26 154.25 124.18 152.23 154.25 114.14 150.17 .0072 0.0072

D-檸烯和 α-蒎烯為臍橙精油揮發(fā)性化合物中最重要的單萜成分，二者相對含量之和高達97.37%以上。其中D-檸烯的相對含量最高，這與大多數(shù)研究結(jié)果相一致。如：張靜芬等使用微波輔助水蒸氣蒸餾所得橙皮揮發(fā)油中檸檬烯占比95.17%[10]；朱岳麟等采用水蒸氣蒸餾法提取紅肉蜜柚果皮精油并測定出檸檬烯相對含量為68.47%[11]；蔡定建等使用超臨界流體萃取富硒臍橙皮揮發(fā)油中檸檬烯占比61.99%[12]。檸烯含量的差異可能是由于品種和提取方法等原因所致。D-檸烯是一種具有令人舒適的檸檬香氣的天然溶劑，不僅可以有效的去除油垢，還具有消炎、抗氧化、利膽、溶石等作用，而且是強抗癌物質(zhì)，可防治化學致癌物誘導的胃癌、結(jié)腸癌、肺癌、皮膚癌、肝癌、胰腺癌等。美國食品醫(yī)藥管理局（FDA）把用途廣泛的D-檸烯列為GRAS（公認安全物質(zhì)）。

α-蒎烯在臍橙精油中的相對含量為 3.18%，它是自然存在的萜烯工業(yè)中極為重要的原料，也是一種十分重要的化工原料，在松節(jié)油中的含量最高。在各地的松節(jié)油產(chǎn)品中，雖然含量不同，但至少占75%以上，有的甚至超過90%，通過蒸餾可直接將 α-蒎烯從松節(jié)油中分離出來，利用 α-蒎烯的不同性質(zhì)通過不同化學反應可以合成數(shù)種香料或香料原料。在柑橘類的果皮中， α-蒎烯也是重要的揮發(fā)性香味成分，如：陳萍等對金橘揮發(fā)性化學成分進行分離鑒定出 α-蒎烯占比 0.76%[13]；劉波等采用超臨界CO2萃取和水蒸氣蒸餾法提取橘皮精油經(jīng)GC/MS測定 α-蒎烯含量分別為 0.89%和 0.85%[14]；王千千等采用水蒸氣蒸餾法、同時蒸餾法提取贛南臍橙揮發(fā)油測得 α-蒎烯含量分別為 2.45%和 2.63%[5]。還有研究表明， α-蒎烯可通過抑制真菌的DNA、RNA、多糖及麥角固醇的生物合成而對白念珠菌有明顯的抑菌和殺菌作用[15]。

3 結(jié)論

采用HS-SPME-GC-MS法測定冷榨臍橙精油共檢測出42種揮發(fā)性化合物，其中以萜類化合物（23種）為主要成分，在揮發(fā)性單萜中以D-檸烯含量最高， α-蒎烯為重要的特征成分。

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