基于HS-SPME-GC-MS鉴定不同树龄柚子花关键呈香物质

摘要 ［目的］通过分析鉴定上海青浦4月2种不同树龄的柚子花得出其关键的呈香物质以指导相关副产品的开发。［方法］采用顶空固相微萃取结合气质联用的方法对上海青浦4月的大树（10年）和小树（5年）柚子花的风味进行富集分析，通过双柱定性以及香气活力值OAV的计算鉴定其关键呈香物质。［结果］共鉴定出44种风味物质，其中大树37种、小树29种，大树和小树共同鉴定出的风味物质22种，香气贡献值较大的风味物质10种，分别为芳樟醇、月桂烯、右旋萜二烯、蒎烯、β-罗勒烯、香叶醇、石竹烯、己醛、β-蒎烯、正己醇。不同树龄柚子花的香气特征总体差异不大，但大树柚子花的花香和果香较重，且香气特征更为多元丰富，小树柚子花的香气特征总体比大树柚子花的甜香多一些。［结论］该研究为柚子花风味的开发提供一定的理论指导。

关键词 柚子花；呈香物质；香气活力值；双柱法；顶空固相微萃取；气质联用

中图分类号 TQ 654+.2  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2023）02-0206-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.02.051

Identification of Key Aromatic Substances in Pomelo Flowers of Different Tree Ages Based on HS-SPME-GC-MS

FENG Tao1，SUN Jia-qing1，WANG Xiu-min2 et al

（1.Shanghai Institute of Technology， Shanghai 201418;2. Shanghai Agricultural Technology Extension Service Center， Shanghai 201103）

Abstract ［Objective］To identify two kinds of pomelo flowers of different ages in April in Qingpu， Shanghai and find out their key aroma substances to guide the development of related by-products. ［Method］HS-SPME-GC-MS method was used to analyze the flavor of pomelo flowers of large trees （ten years） and small trees （five years） in April in Qingpu， Shanghai. The key aroma compounds were identified by double-column and OAV values were calculated. ［Result］44 kinds of flavor substances were identified， and 22 were common to both species. There were 37 and 29 compounds in large trees and small trees respectively. There were ten substances with OAV values greater than one： linalool， myrcene， D-Limonene， pinene， β-ocimene， geraniol， caryophyllene， hexanal， β-pinene， hexyl alcohol. The aroma characteristics of pomelo flowers of different ages were not very different in general. The flowers of large trees had more floral and fruity notes， and the aroma characteristics were more diversity and rich. The aroma characteristics of small trees had sweeter note. ［Conclusion］This study provides some theoretical guidance for the development of pomelo flower flavor.

Key words Pomelo flower;Flavor substances;Odor activity value;Double column method;Headspace solid phase micro extraction （HS-SPME）;GC-MS

基金项目 上海市科技兴农推广项目（沪农科创字〔2020〕第1-2号）。

作者简介 冯涛（1978—），男，湖北荆州人，教授，博士，从事食品风味研究。通信作者，讲师，博士，从事生物与发酵研究。

收稿日期 2022-03-05；修回日期 2022-05-13

柚子花，花期早而且比较短，一般集中在每年的3月下旬至4月下旬开放，多为花苞。原产于东南亚，在我国已有3 000多年的栽培历史，浙江、广西、广东、福建等均有栽种［1］。柚子花的花香清爽、甜美、馥郁，在我国产量巨大，是理想的香花资源［2］。柚子花作为一种常见的窨制辅料，在一些花茶的制作中有很好的应用［3］。

早期，日本的栽培技术针对水分胁迫和柚子花开花的关系有所研究［4］。近年来，福建琯溪蜜柚受到广泛关注，张利军等［5］研究了福建琯溪蜜柚的落花落果与营养物质之间的关系。叶鹏等［6］采用液液萃取和水蒸气蒸馏法对琯溪蜜柚的柚子花风味物质进行了分析，共鉴定出19种风味物质。Vivian Goh等［7］对我国和东南亚各国产的柚子不同部位进行风味分析对比，对柚子花采用脂吸法和油萃取的方法进行前处理，再分别采用顶空固相微萃取和溶剂辅助风味蒸发的方法进行分析，发现油萃取的前处理方法相对更好。不同产地柚子花中均已经被鉴定出的主要风味物质有柠檬烯、β-罗勒烯、芳樟醇、香叶醇等［8］。而针对我国华东产区的柚子花以及不同树龄对柚子花风味的影响的研究鲜见报道。

挥发性香气物质对于鲜花品质是一项重要的指标。不同种类、产地、收获季节、前处理方式等都会影响到其风味物质［9］。水蒸气蒸馏法得到的鲜花精油是最常用的鲜花香气物质的分析方法［10］。但对于一些沸点较低的易挥发性风味物质提取率相对较低。顶空固相微萃取技术（headspace solid phase microextraction，HS-SPME）集采样、萃取、浓缩和进样于一体，操作简单且高效，富集效果较好［11］。气相色谱-质谱联用（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）被广泛应用于食品挥发性成分分析的检测，具有所需样品少、分析速度快、灵敏度高等特性，并可以检测出特定的风味化合物［12］。双柱定性法旨在对样品中的极性以及非极性的挥发性风味物质进行全面的分析捕捉和验证。香气活力值（odor activity value，OAV）是挥发性物质浓度与其对应介质中气味阈值的比值，其值越大，说明该物质对呈香越重要，是关键呈香成分分析的重要手段，此方法可通过理论值的计算来表征挥发性物质香气的贡献度［13］。

该研究采用顶空固相微萃取技术与气相质谱联用的方法对2种树龄的柚子花挥发性风味物质进行富集分析鉴定，采用双柱法进行准确定性，采用内标法进行相对定量，能够较为全面地对2种柚子花的风味物质进行分析。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

供试样品为上海青浦4月大树（10年树龄）和小树（5年树龄）现场采摘的柚子花，采摘后迅速密封包装，放入冷冻（-20 ℃）保藏运输于实验室，用于挥发性成分检测；1，2-邻二氯苯（100 mg/L）购于Sigma  Aldrich（美国密苏里州圣路易斯）公司。

1.2 仪器与设备

7890B-5977B 型 GC-MS 联用仪，安捷伦科技（中国）有限公司；色谱柱 HP-Innowax（60 m×0.25 mm×0.25 μm）和色谱柱DB-5（60 m×0.25 mm×0.25 μm），安捷伦科技（中国）有限公司；嗅闻仪（ODP 2），德国 Gerstel公司。

1.3 试验方法

1.3.1 柚子花中香气物质的萃取。

准确称取5.0 g新鲜解冻后的柚子花，置于20 mL带有聚四氟乙烯瓶盖的顶空小瓶中，加入10 μL内标溶液（100 mg/L，1，2-邻二氯苯），将顶空小瓶置于60 ℃的水浴中平衡20 min。使用50/30 μm DVB-CAR-PDMS萃取纤维头，萃取时间为30 min。在使用之前，萃取纤维头需在气相色谱仪上预处理老化30 min，进样口温度为250 ℃，使得萃取纤维头上无残留其他气味杂质。

1.3.2 气相色谱-质谱联用（GC-MS）条件。

采用安捷伦7890A气相色谱仪和5975C质谱检测器联用。色谱柱采用HP-Innowax和DB-5分析熔融石英毛细管柱（60 m×0.25 mm×0.25 μm）。气相色谱条件：进样模式为不分流模式，进样品解吸时间为3 min，进样口解吸温度为250 ℃；载气为高纯氦气（纯度>99.999%），恒流量为1 mL/min，溶剂延迟3 min；升温程序为50 ℃保持3 min，以5 ℃/min升至120 ℃保持 5 min，再以8 ℃/min升至200 ℃保持5 min，最后以3 ℃/min升至230 ℃保持3 min。质谱条件：电子电离能为70 ev；离子源温度230 ℃，四级杆温度150 ℃，全扫描模式，质量扫描范围为30～450 m/z。

1.3.3 气相色谱-嗅闻仪（GC-O）条件及评价方法。

采用安捷伦7890A气相色谱仪配置嗅闻仪，在嗅闻口对样品进行嗅闻记录。气相色谱条件同“1.3.2”，载气恒流量为 2 mL/min，气相色谱流出物以1∶1的比例分别流向质谱仪和嗅闻口。

嗅闻试验由10名训练有素的专业成员（6名女性和4名男性）进行。每次嗅闻时间为50 min，并记录嗅闻到的香气物质的香气特征、香气强度和香气频率。强度计算为所有小组成员记录的平均得分。气味强度按0～10分线性强度等级评定，0表示化合物无气味，5表示中等强度，10表示极强气味。

1.3.4

感官评价。

根据ISO 8589—2007的指导原则和条件，在感官实验室进行感官评价。感官分析的方法采用一般描述性分析。第一步，在50 mL感官杯中制备5 g柚子花样品，由10名成员（4名男性和6名女性）组成的训练有素的感官评价小组对柚子花的香气进行嗅闻和讨论。第二步，通过嗅闻和讨论达成的初步共识（每次2 h），小组成员就柚子花的香气描述词达成一致（甜香、果香、花香、脂肪香、青香、木香）。每个感官描述词通过对以下参考化合物的嗅闻被准确定义：石竹烯表示“甜香”的香气，右旋萜二烯表示“果香”的香气，芳樟醇表示“花香”的香气，己醛表示“脂肪香”的香气，正己醇代表“青香”的香气，β-蒎烯代表“木香”的香气。从0（感知不到）到3.0、4.0、5.0（香气适中），再到10.0（可非常强烈感知）的0～10线性标度对应香气嗅闻强度。每个样品的感官评定试验重复3次，求平均值。

1.3.5 柚子花挥发性风味物质定性。

通过在NIST数据库中匹配真实标准物的保留时间、保留指数（RI）和质谱来鉴定化合物。未知化合物的RI由C7～C30正构烷烃测定，计算公式如下［14］：

RIx=lg（tx）-lg（tz）lg（tz+1）-lg（tz）+Z×100

式中，tx代表挥发性风味物质的保留时间；tz代表与风味物质具有相同碳原子数的烷烃的保留时间；Z表示该风味化合物的碳原子数。

1.3.6 柚子花挥发性风味物质定量。