西藏林芝蜂蜜与其他地区蜂蜜挥发性成分比较分析
作者: 曹旭珍 周志磊 欧霞 德央 张建峰 扎西措姆 毛健
摘要 [目的]探究西藏林芝蜂蜜的特征挥发性成分。[方法]采用HS-SPME结合GC-MS对西藏林芝、陕西秦岭、西藏山南、吉林长白山和云南香格里拉地区蜂蜜的挥发性成分进行分析,并结合化学计量学研究西藏林芝蜂蜜与其他4个产地蜂蜜挥发性成分之间的差异。[结果]5个地区蜂蜜中共鉴定了103种成分,其中西藏林芝蜂蜜61种,陕西秦岭36种,西藏山南49种,吉林长白山31种,云南香格里拉42种。林芝蜂蜜挥发性成分种类最丰富,主要以酯类为主,且含量占比较大,其他4个地区则以醇类和醛类占比较大。单因素方差分析发现不同产地间有45种化合物含量存在显著差异,正交偏最小二乘判别分析进一步鉴定出水杨酸乙酯、正己酸、辛烷、苯丙酸乙酯、戊酸乙酯、辛酸乙酯、苯乙醇和辛醛8种化合物是区别林芝蜂蜜和其他地区蜂蜜的关键物质,其中苯丙酸乙酯、戊酸乙酯和辛酸乙酯仅在林芝蜂蜜中被检测到。[结论]酯类物质对区别林芝蜂蜜与其他地区蜂蜜具有重要意义。
关键词 西藏林芝蜂蜜;顶空固相微萃取;挥发性成分;正交偏最小二乘判别分析
中图分类号 TS 207 文献标识码 A
文章编号 0517-6611(2024)12-0177-06
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2024.12.037
Comparative Analysis of Volatile Components Between Nyingchi Honey from Xizang and Honey from Other Regions
CAO Xu-zhen1,2,ZHOU Zhi-lei1,2,3,OU Xia4 et al
(1.National Engineering Research Center of Cereal Fermentation and Food Biomanufacturing,Jiangnan University,Wuxi,Jiangsu 214122;2.School of Food Science and Technology,Jiangnan University,Wuxi,Jiangsu 214122;3.Jiangnan University (Shaoxing) Industrial Technology Research Institute,Shaoxing,Zhejiang 312000;4.Department of Tibetan Medicine,Tibet Medical University,Lhasa,Xizang 850000)
Abstract [Objective]To explore the characteristic volatile components of honey from Nyingchi,Xizang.[Method]HS-SPME combined with GC-MS was used to analyze the volatile components of honey from Nyingchi of Xizang,Qinling of Shaanxi,Shannan of Xizang,Paektu of Jilin and Shangri La of Yunnan.In addition,the difference of volatile components between Xizang Nyingchi honey and honey from other four producing areas was studied with Chemometrics.[Result]103 ingredients were identified in honey from five regions,including 61 species of Nyingchi honey in Xizang,36 species of Qinling honey in Shaanxi,49 species of Shannan honey in Xizang,31 species of Paektu Mountain honey in Jilin,and 42 species of Shangri La honey in Yunnan.The most abundant types of volatile components in Nyingchi honey were mainly esters,which accounted for a relatively large proportion,while alcohols and aldehydes accounted for a relatively large proportion in the other four regions.Analysis of variance found that there were significant differences in the content of 45 compounds among different habitats.Orthogonal partial least squares discriminant analysis further identified ethyl salicylate,n-hexanoic acid,octane,phenylpropanoic acid ethyl ester,ethyl pentanoate,ethyl octanoate eight compounds of phenethyl alcohol and octanal were key substances to distinguish Nyingchi honey from honey from other regions.Among them,ethyl phenylpropanoic acid,ethyl pentanoate and ethyl octanoate were only detected in Nyingchi honey.[Conclusion]Esters are of great significance in distinguishing Nyingchi honey from honey from other regions.
Key words Nyingchi honey in Xizang;HS-SPME;Volatile component;Orthogonal partial least squares discriminant analysis(OPLS-DA)
基金项目 西藏藏医药大学藏医药“十四五”规划内涵建设一期项目(2021ZYYGH005)。
作者简介 曹旭珍(1999—),女,江西九江人,硕士研究生,研究方向:食品风味化学。*通信作者,讲师,硕士,从事功能食品研究。
收稿日期 2023-08-01
林芝蜂蜜是指在林芝市行政区域一定保护范围内独特的地理环境条件下,由喀尔巴阡蜜蜂、中华蜜蜂采集的符合一定质量要求的蜂蜜[1]。林芝市位于西藏自治区东南部,气候温和,雨量充沛,具有特殊的昼夜温差,孕育出各类植被及大量珍稀药材,如野黄连、野丹参、野菊花、益母草及桃树、苹果树等,喀尔巴阡蜜蜂、中华蜜蜂通过采集这些花蜜而酿造出纯天然的林芝蜂蜜。得天独厚的环境和气候条件使得林芝蜂蜜在风味上具有自然的花香味和淡淡的馨香味等特点,深受消费者喜爱。蜂蜜的风味主要与其挥发性成分有关,且主要来源于蜜蜂采集的花蜜,不同蜜源蜂蜜的挥发性成分间通常存在较大差异。
国内外学者对蜂蜜香气成分的研究开始较早,且主要集中在探求单一种类蜂蜜的特征香气成分并建立相应的指纹图谱,对于蜜源环境复杂的百花蜜挥发性成分却鲜有报道。目前已有超过600 种挥发性物质从不同蜂蜜中鉴别出来[2],如桉树蜂蜜中最具特征的挥发性化合物是羟基酮(尤其是3-羟基-2-丁酮)[3];柑橘类蜂蜜的特点是芳樟醇衍生物、柠檬醇和α-4-二甲基-3-环己烯-1-乙醛含量较高[4];脱氢芳樟醇是所有Erica蜂蜜的特征化合物[5]。已有学者得出林芝蜂蜜相较于西藏其他地区的蜂蜜具有更高的新鲜度和品质[6],但对林芝蜂蜜挥发性成分的研究鲜见报道。蜂蜜挥发性成分的种类不仅取决于其蜜源种类,与挥发性成分的萃取和鉴定技术也有很大的关系[7]。研究蜂蜜常用的前处理手段已从早期的溶剂萃取[8]、超声波辅助萃取(ultrasound-assisted extraction,USE)发展到顶空固相微萃取(headspace solid-phase microextraction,HS-SPME)[9-10]等,常用的鉴定技术包括气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)、嗅闻仪(gas chromatography-olfactometry,GC-O)和电子鼻等。由于HS-SPME具有操作简单、灵敏性高、需要的样品量少、成本低等优点,常与GC-MS联用用于蜂蜜和其他食品中香气成分的鉴定[11]。笔者采用HS-SPME结合GC-MS对林芝蜂蜜的挥发性成分进行解析并明确其主要风味特点,对同样产自深山的云南香格里拉、吉林长白山、陕西秦岭和西藏山南地区的蜂蜜也进行了相同的分析并与林芝蜂蜜进行对比,筛选出能鉴别出林芝蜂蜜的关键挥发性成分,为市场上打击伪劣低品质林芝蜂蜜、甄别野生高品质林芝蜂蜜提供依据,也为进一步完善林芝蜂蜜的感官特点和食用价值、推动西藏地区野生资源的开发利用提供基础。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 试材。共收集西藏林芝蜂蜜样品18个,编号LZ1~LZ18;云南香格里拉地区蜂蜜样品6个,编号YN1~YN6;吉林长白山地区蜂蜜样品8个,编号JL1~JL8;陕西秦岭地区蜂蜜样品8个,编号QL1~QL8;西藏山南地区蜂蜜样品2个,编号SN1~SN2。所有样品均从原产地采集,样品来源地区分布如表1所示。
1.1.2 试剂。二苯甲酮、己醛、正己酸乙酯、辛醛、正己醇、壬醛、2-乙酰基呋喃、苯甲醛、芳樟醇、5-甲基糠醛、苯甲酸乙酯、茶香酮、正己酸、苯甲醇、苯乙醇、2,5-二甲酰基呋喃、辛酸、棕榈酸乙酯、癸酸、 苯丙酸乙酯、庚酸、异佛尔酮、丁二酸二乙酯、糠醛、辛酸乙酯、庚酸乙酯、正戊醇、戊酸乙酯、乙酸异戊酯,纯度>98%,上海麦克林生化科技有限公司;C7~C30正构烷烃,色谱纯,美国Sigma-Aldrich公司;氯化钠、乙醇,分析纯,中国国药集团化学试剂上海有限公司。
1.1.3 试验仪器。
Trace 1300气相色谱仪、ISQ 7000质量检测器,美国Thermo Fisher公司;SPME 手动进样手柄、50 μm/30 μm 二乙烯基苯/碳分子筛/聚二甲基硅氧烷(CAR/DVB/PDMS)纤维萃取头,美国 Supelco 公司;ME104电子天平,梅特勒-托利多精密仪器有限公司。
1.2 试验方法
1.2.1 样品前处理。
参照任佳淼等[12]的研究进行。在20 mL 的顶空瓶中加入3 g蜂蜜样品(对于固态蜂蜜先置于50 ℃水浴中加热至完全溶解,混匀后再取样)和10 μL的内标(用甲醇配制的10 μg/mL二苯甲酮溶液),加氯化钠至饱和,再置于50 ℃下磁力搅拌混匀,平衡30 min。
1.2.2 试验条件。
1.2.2.1 顶空固相微萃取(HS-SPME)条件。
将萃取头在240 ℃进样口老化至无杂峰后插入平衡好的顶空瓶中,50 ℃下吸附40 min,取出后插入GC进样口,240 ℃下解析5 min,进行GC-MS分析。
1.2.2.2 色谱条件。
色谱柱为TG-WAX MS(30 m×0.25 μm×0.25 mm)极性柱;升温程序:40 ℃保持3 min,以5 ℃/min的速度升温至200 ℃,保持0 min,然后以10 ℃/min升温至240 ℃,保持5 min;载气(He)流速1.2 mL/min,不分流进样。