1、 杂交柑橘汁中挥发性成分的顶空固相微萃取/气相色谱/质谱分析Toussaint Barbonia,Francois Lurob,Nathalie Chiaramontia,Jean-Marie Desjobert a,Alain Musellia,*,Jean Costaaa Universit de Corse, CNRSUMR 6134, Laboratoire de Chimie des Produits Naturels, BP 52,20250 Corti, Franceb Institut National de la Recherche Agronomique,20273 San
2、-Giuliano,France【关键词】克莱门氏小柑橘、柑橘汁、杂交体、顶空固相微萃取、气相色谱/质谱分析、柠檬烯、松油烯【摘要】柑橘汁中挥发性化合物通过顶空固相微萃取后用气相色谱和质谱分析。这项研究涉及 65 种杂 交的水果和 它们的母本 ：柑橘和克莱门氏小柑橘。可鉴别出的44 种组分构成了挥发 性成分的 90.2 至 99.8，其中柠檬烯 （56.8-93.3%）和松油烯（0.1-36.44% ）为主要成分 。克莱门氏汁 的特点是柠 檬烯（90.0%）和少量松油 烯（1.2% ） ，而柑橘果汁 柠檬烯（66.3%）和松油烯（21.1%） 。结果显示所 有杂交果汁 成分类似，但含量不同 。
3、主成分分析 （PCA）和判断表明，杂交种样品均匀的遗传了双亲的特 点。如果说寻找 对普通柑橘 果汁进行的 一些研究文 献，就我们所知 ，这项工作是 第一次研究 对克莱门汁 和大量杂交 品种的挥发 性化合物的 研究。1.简介：普通柑橘和 克莱门汀柑 橘杂交的目 的有两个：一是为了增 强树的抗病 能力，二是使其口 味更加适合 消费者的需 求和生产出 保留有机成 分的果汁。新鲜水果的 特点在于气 味和口味（甜度和酸度 ） 。果汁的分析 需要一个简 便快捷的分 析过程，这种方法必 须能够定性 定量的检验 出影响果汁 嗅觉品质的 组分。在挥发性化 合物的化学 组成和嗅觉 特性间建立 联系是很困 难的，独
4、立的芳香 组分和混合 的芳香组分 其嗅觉特性 是不同的 1。一些技术应 用于食品风 味的抽样中 2，其中，以固相顶空 微萃取的富 集过程是一 种无溶剂化 、简单、快速、可靠的方法 ，它不会引起 挥发性化合 物因温度或 溶剂影响而 发生变化 3。顶空固相微 萃取直接和 气相色谱或 气-质联用，用于气味分 析，如：番茄、杏、梨、桃子、草莓、苹果和桔子 。挥发性组分 试样要求顶 空固相微萃 取各因素的 优化，包括纤维涂 层、试样量、解吸附温度 、平衡和萃取 时间，根据现有的 桔子和普通 橘子的文献 数据 4，固相微萃取 装置表层涂 覆单一聚合 物或混合高 聚物，用于挥发性 成分的富集 。萃取在搅拌
5、下进行，以1：1的比例在 顶部空间加 入了盐(NaCl或CaCl2)。由于在热处理和储藏中风味的流失，对桔子汁的挥发性成分 研究很多 5-10，然而在普通橘子的研究只有四项。本论文这样做的目的是表征67种从克莱门氏小柑橘和普通柑橘杂交品种果汁里的挥发性化合物，使用的是顶空固相微萃取和气相来测相对含量，气相/质谱联用的方法来确定其组成。据我们所知，克莱门汀果汁和杂交克莱门汀-普通柑橘果汁的研究为首次报告。2.材料和方法2.1.对原料水果的要求2.2.顶空固相微萃取的条件果汁溶解在顶空固相微萃取顶部空间，条件优化使用2.5，5，10，12.5，15 mL样品装入20毫升小瓶，它是根据总峰面积的总和
6、。萃取使用了五种纤维：聚二甲基硅氧烷（PDMS）中，聚乙二醇/二乙烯苯（ CW/DVB）的,碳分子筛 /聚二甲基硅氧烷（CAR/PDMS），聚二甲基硅氧烷/二乙烯基硅氧烷（PDMS/DVB）和二乙烯基苯/碳分子筛/聚二甲基硅氧烷（DVB/ CAR/ PDMS ）。该纤维处于 气相色谱注射器端口环境中，该纤维的优化选择进行已在同一个比率（1/1 ）样本/顶空气环境 温度，平衡和萃取时间分别为固定在1h。平衡时间选定时间变化（30分钟至24小时）依据环境温度时间和温度，提取测定试验相结合四种不同的温度：20，30，40，50和10，20，30，60，120，180和240分钟7个不同的时间。萃取时
7、盐的浓度的选择，依据硫酸钠浓度变化（0-50的果汁总质量）。采样后，固相微萃取纤维插入到GC注射器在260解吸（5分钟）。所有果汁进行3次上述程序。2.3. 气相色谱分析气相色谱分析利用珀金-埃尔默自动加大码气相色谱仪器（马萨诸塞州沃尔萨姆，美国），配备了双火焰离子化检测器（FID）系统和熔融石英毛细管柱子（60m,0.22mm 内径，膜厚0.25m，Reste k,法国），聚二甲基硅氧烷和RTX聚乙二醇。两种毛细管柱子的使用适用与两种不同的稳定相：1.解决重叠的化合物相同的保留时间，2.通过计算一些化合物的RI值来更好区分它们。色谱以2/min的速度由60-230程序升温，在230保温35m
8、in，进样装置和检测器温度保持在280。试样进样，用氦气做载气（1mL/min ）。挥发性组分在具有特殊的高效液相色谱衬里入口(0.75 mm. i.d., Supel co Co.)的气相色谱进样装置中 解吸。使用 11方程和PerkinElmer的软件，保留值是相对由直链烷烃（C5-C30）保留时间决定的。组分的相对含量是基于气相色谱的峰面积来计算的，不使用修正系数。2.4. 气相色谱-质谱联用气相色谱分析利用珀金-埃尔默自动加大码气相色谱仪器（马萨诸塞州沃尔萨姆，美国），系统配置熔融石英毛细管柱子。载气：氦气（1mL/min）的，离子源温度定为150，烘箱温度从60-230程序控温 2/
9、分钟，然后等温230（35分钟），注射装置温度：280，不分流，离子化能量：70ev，电子电离质谱范围35-350Da，挥发性成分的解吸在气相色谱注射器内部进行(0.75mm.i.d.,Supelco Co.)。 2.5.组分鉴定组分鉴定是基于:（1）它们在非极性和极性柱上的气相色谱保留值的比较，由一系列直链烷烃的保留时间决定。这些可信的化合物或是文献报道的 数据 12-14,或是实验室研究出的谱图。这些化合物中的大部分是商业标准的组分，其他很少的部分是先前鉴别出的存在于香精油中的或通过CC方法获得的一点儿量，通过与文献 色谱数据、保留值，通过13CNMR表征。单个组分的相对含量是基于它们在毛
10、细管Rtx-1和Rtx-Wax 色谱柱气相色谱的峰面积，不使用FID响应校正 系数。2.6 数据分析主要成分分析（PCA），相关性分析被报道过了。数据图表公司的Wingdows图表软件在这些不同的检测中得到了使用。3.结果和讨论3.1SPME参量的优化顶空固相微萃取实验样品参量的优化是用克莱门氏小柑橘和普通柑橘的果汁来进行的,它是基于总的气象色谱峰面积。三种纤维(DVB/CAR/PDMS)被选择作为所有果汁样品挥发性组化合物的分析，因为其定量和定性的萃取容量。萃取平衡时间的优化是周围温度有最大FID-响应在平衡时间120min后被检测。结合时间和温度变化时，最优提取条件建立在40（图1）提取时
11、间为120分钟。与文献报道 10,在我们的试验中，对果汁中的挥发性化合物在不加盐的情况下进行中更好地提取。事实上，使用各种不同量的硫酸（0-50%果汁量）涉及挥发性物质数量的减少。此外，在无盐情况下，由于酶降解作用，没有新的化合物。对67个样本（9.8%.14 Adams, R. P. (2001). Identification of essential oils by capillary gas chromatography mass spectroscopy. Carol Stream, IL: Allured.桃子和油桃中芳香性物质的顶空固相微萃取/气相色谱分析/质谱分析王毅举 abe
12、，杨春祥 a，李少华 b，杨柳 c，王友年 c，赵建波 d， 蒋权 da 中国科学院植物研究所，中国北京b 中国科学院武汉植物园，中国武汉c 北京农业大学，中国北京d 林业和果树研究所，北京农林科学院e 中国科学院研究生院【关键词】桃子，油桃，芳香，挥发性，HS-SPME-GC-MS,PCA【摘要】用 HS-SPME-GC-MS 检测了50 种桃子和油桃挥发性成分，鉴定了 84种化合物，挥发性成分是相对稳定的，但是挥发性化合物总量和特定单一组分一直有改变。而且，挥发性化合物的组成和含量取决于遗传基因和胚质来源。1. 简介芳香气味是果实品质的重要组成部分之一。香气挥发物对桃子和油桃的味道的影响经
13、许多研究人员研究，100多种化合物已被确定。 1-10桃子和油桃的挥发物包括C6化合物，醇类，醛类，酯类，萜类化合物，酮类及内酯，其中内酯，尤其是-和癸内酯s，已报告是影响芳香气味的主要的贡献者 11-14。确定在此课题中，顶空固相微萃取与气相色谱-质谱联用应用于研究挥发性成分，比较了芳香成分,尤其是对胚质来源没有进行过深入研究的品种，包含了中国当地栽培品种和许多和国外品种，以求改善栽培水果的品质。对 10 种栽培品种进行了 20 年的连续研究，以求调查出气候对挥发性成分及其含量的影响。2. 实验方法2.1 实验样品材料2.2 挥发性成分的分离和富集顶空取样，SPME 纤维头被二甲基硅氧烷-二
14、乙烯基苯（65 微米）涂覆，这是先前研究工作 15的最优化实验装置。根据制造商的说明，纤维是有活性的。顶空固相微萃取的方法应用于挥发性成分的分离和富集。每次萃取，将 2g 果肉粉末和 0.6gNaCl，10 微升 3-辛醇（0.814g/mL）置于 4mL的小瓶子里，小瓶子置于45水浴中，搅拌桨搅拌，恒温，SPME 纤维暴露于样品的顶部空间，吸附 30min。然后将纤维插入色谱的注射器进样口，解吸附温度220，解吸 2min。线性指数依正构烷烃标准(C 6-C30)按照已用方法 16计算。2.3 GC-MS 实验条件用安捷伦 5973 质量选择检测器，联合安捷伦6890 气相色谱，装备30m0
15、.25mm1.0umHP-5MS(5%苯基聚硅氧烷)毛细管柱测定挥发性成分，氦气做载气，线速度 1.0ml/min。进样器口速度保持在 220，检测器温度280。通过优化先前的研究方法 17-18，从 40程序升温（2min），以 3/min 的速度升至 150（2min ）,然后以10/min 的速度升至 220，保持 2min。质谱由 70eV 电子轰击（EI）后记录。四级质谱检测器，离子源，线性转换温度分别设置为 150，230，280。质谱扫描以1s 的间隔，m/z范围从 30-350。挥发性化合物的鉴定通 过比较质谱与数据系统库（NIST ：美国国家标准及技术研究所）、线性保留指数来
16、实现。24 统计学分析每个品种的数据都是重复三次的平均值。由于个人差异，2006 年萜含量分析方法的使用Kruskal-Walli s 检定分析。单向方差分 析用于确定2006 年组的其他挥发性物质显著差异。Kruskal-Wallis 的自由度和单方向方差为 48。配对符号秩和检验是通过使用研究了 10 个品种的连续两十年数据来确定在 2006 年至 2007 年，香气含量的显着性差异。主成分分析（PCA）做的目的是对 2006年检测集群样品和挥发性化合物之间建立关系。3. 结果和讨论3.1 挥发物鉴定鉴定和量化了 84 种挥发性化合物，其中一些只在这项研究中发现。这些化合物包括7 个 C6
17、 化合物型 2 号，19 种酯类化合物，14 种醛类，8 种内酯，14 种萜类化合物，4 种酮类，7 种醇和 11 种其他化合物（包括一些羰基化合物）。3.2 挥发性成分3.3.1 总述如上所述，Wutao是一个非常特殊的品种，含有非常高水平挥发性物质。挥发物的组成和其内容随着基因型和主要挥发性化合物的内容（全波高于 5g/kg）变化而变化，一些特殊的挥发性化合物种类单独列出。 3.3.2 C6 化合物 七种 C6 化合物包括己烷（C 1），己醛（C 2）的，2-己醛（ C3），（z）-3- 己烯-1-醇（C 4）的，（E）-2-己烯醛（C 5）,（E ）-2 -己烯-1-醇（C 6），1-己
18、醇（C 7）被发现。己醛（C 2）和 2 -己烯醛（C 3）为 主要的 C6 化合物。作为主要成分，所有 C6 化合物对总计挥发性物质含量贡献 57.4-67.9，虽然而在Wutao中达 81.1。Cw 组 C6化合物含量比其他组显著的高，同样 CF 比Cb，J 和 AE 也要显著的高，C6 化合物含量最低的 在 J 组。3.3.3 脂类酯被认为是水果和花卉香味主要贡献者，酯含量高使桃子和油桃有令人愉快的味道 19。酯是第二丰富的化合物，占有 7.9-17.8的总挥发物量。在 6 组中，酯总量在 Cw 组最高 J组最低。然而，显著较高的总酯含量在Cw 组发现，而不是在 Cl 、Cb 和 J 组
19、。虽然共有 19 种酯在桃和油桃的研究中发现，乙酸乙酯（E1），（z）-3-己烯酯（E5） ,乙酸己酯（E6）和 2-己烯酯（E7）占总酯九成以上。 Guizhoumaotao（4）酯含量最高，178.5g/kg，而 NJN76（48）最低，只有 33.9g/kg .至于个别酯含量,最丰富的醋酸乙酯（E1）在Luxiang（20）中发现，一个中国地方品种，含量 89.1g/kg，紧接着是一个 AE 栽培品种Vesuvio(39)。几个类群，Guizhoumaotao（4），Jincheng（28 ），Babyg old 8（44）,Red Skin（46）和Early Red2（50），有较高
20、含量（z）-3-己烯酯，从 62.8 到 84.0g/kg。含乙酸己酯（E6）最丰富的是Yixianhong（13），一种中国本土栽培品种，含量 91.9g/kg，随后是Guizhoumaotao（4）和Wutao（5）。高含量的 2 -己烯酯（E7）在一个 CF Jincheng（28 ）和两个 AE品种Babygold 8（44）和Cahga hckuei（45）发现，含量28g/kg。对于其他 15 种酯，含量一般低 于水平 5g/kg，除了在Yixia nhong（13）中，邻苯二甲酸二丁酯（E17 的）和棕榈酸异丙酯（E19）比较丰富，分别达到 17.4 和19.6g/kg。4. 结
21、论挥发性化合物组成和含量取决于基因。几乎所有的特征性挥发性化合无在Cw 和Wutao组显著性高于其他。参考文献：1 Aubert, C., Gnata, Z., Ambid, C., & Baumes, R. (2003). Changes in physicochemical characteristics and volatile constituents of yellow and white- fleshed nectarines during maturation and artificial ripening. Journal of Agricultural and Food Ch
22、emistry, 51, 30833091.2 Aubert, C., & Milhet, C. (2007). Distribution of the volatile compounds in the different parts of a white-fleshed peach (Prunus persica L. Batsch). Food Chemistry, 102, 375384.3 Chapman, G. W. Jr., Horvat, R. J., & Forbus, W. R. Jr. (1991). Physical and chemical changes durin
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