顶空固相微萃取―气质联用技术分析3种柑橘果实香气成分
香气是评价柑橘果实及其加工产品内在品质的重要指标，香气的好坏直接影响着消费者的选购。柑橘香气物质的研究在国外开展得较为广泛，已成为国际上研究柑橘的热点之一，涉及了香气提取方法、加工和贮藏过程中香气成分变化，香气物质的生物合成，特征香气物质的鉴定、合成、结构分析以及香气化合物阈值等方面的研究。国内主要集中在其皮油的提取及组成方面的研究。不同品种的柑橘果实的香气物质之间的比较研究甚少，同时，柑橘汁的香气研究还存在很大的欠缺。因此，对柑橘果实品种之间香气物质的组成进行研究和比较有助于帮助我国遗传育种工作者筛选更好的品种，为研究香气基因的工作者提供参考，也有利于柑橘汁的加工和合理调配。提高柑橘汁的品质，增强我国柑橘产品的市场竞争力。
大叶尾张温州蜜柑主要用于鲜食和加丁橘子罐头，色泽较红，果汁可用于橙汁的调配。锦橙，是我国的特色甜橙品种，既适鲜食又宜加工橙汁。酸橙营养丰富，含有多种生物活性物质，果肉酸苦，鲜食甚少，在日本作为柠檬的替代品，用于去除海鲜的腥味，有着独特的香气，果汁可用于调配以满足偏酸口味的消费者的需求。以大叶尾张温州蜜柑、锦橙和酸橙为原料，采用顶空固相微萃取技术(HS-SPME)结合气质联用仪(GC-MS)对3种柑橘果实的香气成分进行分析测定，为我国柑橘品种的选育和深加工以及柑橘汁的调配提供科学的依据。
1 材料和方法
1．1材料
试验在华中农业大学食品科技学院和湖北省出入境检验检疫局完成。材料来源于湖北松滋望春花果汁有限公司柑橘园和水柑橘厂赵野橘园。大叶尾张温州蜜柑(Citrus unshiu Marc．)、锦橙(C. sinensisOsbeck．)和酸橙(C. aurantium L)的采收时间分别为10月24日、11月23日、12月10日。选取树势健壮、大小均一、成熟度好的果实，可溶性固形物含量分别为9.5％、13％、8％。
1．2方法
将果实洗净去皮，果肉在组织捣碎机中捣碎，称取10 g果肉于20 mL螺口样品瓶中，加入3.6 g NaCl，用聚四氟乙烯隔垫密封，于40℃磁力搅拌器上加热平衡15 min后，使用DVB/CAR/PDMS 50/30 μm(美国SUPELCO公司)萃取头，顶空吸附40 min后，将萃取头插入GC进样口，解析5 min。
Agilent公司689～05973N气质联用仪，色谱条件：色谱柱为DB-5 MS，30 mx0.25 mm ID×0.25 μm，载气：氦气，柱流速：1 mL/min；进样口温度：250℃，无分流进样，起始色谱柱温度35℃保持5 min，以3℃/rain升至180℃保持2 min，再以5℃/min升至240℃，保持1 min。质谱条件：接口温度280℃，离子源温度230℃，四极杆温度150℃，离子化方式：EI，电子能量70 eV，质量范围35～350 AMU/s。
2 结果与分析
2．1主要香气成分分析
大叶尾张温州蜜柑、锦橙和酸橙果实香气成分的总离子流图见图1，运用计算机检索并与图谱库(NIST05)的标准质谱图对照，结合有关文献，确认香气物质的各个化学成分，采用峰面积归一化法进行相对定量(表1)。结果表明，大叶尾张温州蜜柑共检测出73种香气成分，占总峰面积的85.9％。烃类和醇类为主要香气成分。含量较高的成分有D-柠檬烯(69.82％)，芳樟醇(3.35％)，α-松油醇(1.81％)，4-松油醇(1.Ol％)，乙醇(O+7％)，己醇(O.6l％)，1-辛醇(0.55％)等。
锦橙共检测出71种香气成分，占总峰面积的85．12％。烃类、酯类、醇类、酮类和醛类化合物是主要香气成分，含量较多的成分为D一柠檬烯(50.14％)，丁酸乙酯(7.60％)，巴伦西亚桔烯(4.53％)，4-松油醇(2.85％)，3-羟基己酸乙酯(2.45％)，己醇(1.73％)，β-月桂烯(1.39％)，芳樟醇(1.20％)，乙醇(1.07％)，反式一对一孟二烯-醇(0.78％)，香芹酮(O.71％)，顺式-3-己烯-1-醇(O.69％)，α-松油醇(O.62％)，己酸乙酯(O.53％)，1-辛醇(O.51％)等。
酸橙共检测出66种香气成分，占总峰面积的79．82％。烃类、醇类、醛类、酮类化合物是主要香气成分，含量较多的成分为D-柠檬烯(45.25％)，芳樟醇(13.48％)，己醛(6.65％)，(α-松油醇(1.57％)，4-松油醇(1.33％)，β-月桂烯(1.01％)，庚醛(0.96％)，香芹酮(0.95％)。反式-2-辛烯醛(0.64％)等。
3种果实中相同的香气成分有31种：α-蒎烯，β-月桂烯，α-松油烯，D-柠檬烯，γ-松油烯，异松油烯，1-甲基-4-异丙烯基-苯，珂巴烯，β-石竹烯，α-石竹烯，α-芹子烯，巴仑西亚桔烯，δ-紫穗槐烯，乙酸乙酯，乙酸橙花酯，肉豆蔻酸异丙酯，乙醇，己醇，1-辛醇，芳樟醇，反式-对-孟二烯-醇，β-松油醇，1-壬醇，4-松油醇α-松油醇，顺式一香芹醇。香茅醇，香叶醇，二氢香芹酮，香芹酮，反式-6，10-二甲基-5．9-十一碳二烯-2-酮。其中，柠檬烯是3种果实中含量最高的香气物质，珂巴烯、α-芹子烯、巴仑西亚桔烯、己醇、反式-对-孟二烯-醇、1-壬醇和4-松油醇在锦橙中的含量要高于大叶尾张温州蜜柑和酸橙，γ-松油烯、乙酸乙酯、乙酸橙花酯和香茅醇在大叶尾张温州蜜柑中含量较高，酸橙中芳樟醇的含量远高于其它2种果实。α-石竹烯、香叶醇和β-松油醇在3种果实中含量相当。大叶尾张温州蜜柑另有β-环柠檬醛、橙花醛、α-紫罗兰酮等15种特有香气成分。锦橙另有异萜品油烯、 反式一橙花叔醇、己酸乙酯、努特卡酮、3-羟基己酸乙酯、辛酸乙酯等24种特有香气成分。酸橙另有反式-3-己烯-1-醇、橙花醇、己醛、辛醛、β-大马士酮等17种特有香气成分。各种香气物质以不同的比例构成了各果实特有的典型性香气。
2．2香气成分分类分析
从图2中还可看出，在3种柑橘果实的香气成分中，大叶尾张温州蜜柑37种烃类物质相对总含量最高，为73.71％，酸橙最低有24种，相对总含量为48.33％。锦橙的14种酯类物质相对总含量为11.64％，约是大叶尾张温州蜜柑和酸橙的11倍，而大叶尾张温州蜜柑和酸橙都只有6种，相对总含量分别为1.04％和1.03％。酸橙的醇类和醛类物质的相对总含量分别为18.93％和9.74％，明显高于其它2种果实，这些不同种类化合物含量的差异导致了3种果实的香气差异。
3 讨论
目前，已鉴定出的柑橘香气物质超过200种，主要为萜烯、醇类、酯类、醛类和酮类。在这些香气成分中，很多成分对柑橘的香气没有什么贡献，有些成分是不受人欢迎的，会恶化柑橘的香气，只有一部分香气成分构成柑橘特有的、典型的香气，这类化合物称之为特征香气化合物(Key aroma compunds)。Tonder等和Rega等通过GC-O(气相色谱－嗅觉检测法)分析指出柠檬烯、β-月桂烯、β-蒎烯、芳樟醇、丁酸乙酯和辛醛是甜橙汁的特征香气化合物。另有研究指出温州蜜柑的特征香气成分为柠檬烯、γ-松油烯、伞花烃、β-月桂烯、α-蒎烯、β-蒎烯和异松油烯。关于酸橙特征香气的研究还未见报道，Moufida等对酸橙的香气成分进行了分析，本研究中检测到了β-月桂烯、α-蒎烯、β-蒎烯、柠檬烯、罗勒烯、巴伦西亚桔烯、芳樟醇、1-壬醇、4-松油醇和α-松油醇这些相同的成分。
上述特征香气成分中伞花烃在3种果实中都未检出，β-蒎烯在锦橙中未检出，酸橙中未检出丁酸乙酯，辛醛仅在酸橙中检出，柠檬烯、β-月桂烯和芳樟醇这3种特征香气成分在3种果实中的相对比例各有不同，正是这些香气成分微妙的量比关系，修饰形成了3种果实各自独特的香气。
大叶尾张温州蜜柑中萜烯类物质的相对总含量最高，其次是柠檬烯和γ-松油烯，它们的含量高于锦橙和酸橙，Elmaci等对3种温州蜜柑的研究表明β-桂烯的含量低于γ-油烯，而本试验中γ-油烯(1.70％)的相对含量要高于β-桂烯(0.09％)，而锦橙和酸橙的β-桂烯的相对含量都高于γ-烯，这可能是由于柑橘品种不同而造成的，因此γ-油烯可作为大叶尾张温州蜜柑的重要特征香气。锦橙的酯类物质相对总含量很高(11.64％)，丁酸乙酯(7.60％)和3-基己酸乙酯(2.45％)是锦橙中含量较高的酯类，这些酯类化合物大都具有浓郁的水果香气，因此可将丁酸乙酯和3-基己酸乙酯作为锦橙的重要香气。酸橙的芳樟醇相对含量很高，达到13.48％，明显高于其它2种果实，可作为酸橙的重要特征香气。
大叶尾张温州蜜柑具有蜜柑特有的香气(β-柠檬醛和α-紫罗兰酮等)，香气成分的种类和含量多于锦橙和酸橙，锦橙是适合榨汁的优良甜橙品种，具有果香的酯类香气成分丰富，酸橙有着自己独特的香气成分(反-式3-己烯-橙花醇、己醛、辛醛、β-马士酮等)，因此在柑橘的制汁过程中。应适当考虑可以按照一定的比例做适度的搭配以取长补短，使柑橘的香气和口感更协调，生产出更优质的柑橘果汁。
