HS-SPME-GC-MS测定三种类型百香果果实挥发性风味成分

刘纯友; 江素珍; 冯笑; 田玉红

doi:10.13386/j.issn1002-0306.2020100010

HS-SPME-GC-MS测定三种类型百香果果实挥发性风味成分

doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2020100010

刘纯友^{1, 2,},
江素珍¹,
冯笑¹,
田玉红^1, ,

1.
广西科技大学生物与化学工程学院食品科学与工程系，广西柳州 545006
2.
华中农业大学食品科技学院，湖北武汉 430070

基金项目: 国家自然科学基金项目（21662003）；广西自然科学基金项目（2018GXNSFAA138081，2017GXNSFAA198211）；广西高校糖资源加工重点实验室开放课题（2016TZYKF05）；广西壮族自治区大学生创新创业训练计划立项项目（201610594159）

详细信息

作者简介:
刘纯友（1981−），男，博士，副教授，研究方向：农畜产品加工及贮藏工程，E-mail：chunyoucn@126.com

通讯作者:
田玉红（1969−），女，博士，教授，研究方向：天然产物化学，E-mail：tianyuhongLZ@163.com

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出版历程
- 收稿日期: 2020-10-12
- 网络出版日期: 2021-03-29

Study on Volatile Flavor Compounds from Three Types of Passion Fruit Using Headspace Solid Phase Micro-extraction Gas Chromatography Mass Spectrometry

Chunyou LIU^{1, 2
,},
Suzhen JIANG¹,
Xiao FENG¹,
Yuhong TIAN^{1
, ,}

1.
Department of Food Science and Engineering, Schools of Biological and Chemical Engineering, Guangxi University of Science and Technology, Liuzhou 545006, China
2.
College of Food Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China

摘要

摘要: 为探讨不同类型百香果挥发性风味成分的组成及相对含量，采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用对紫、红和黄百香果中挥发性风味成分进行了测定，并结合相对气味活度值（ROVA）探究各成分对样品总体风味的贡献。结果表明，三种类型百香果中共鉴定出32种挥发性风味成分，主要包括酯类12种、烯烃类7种、烷烃类2种、醇类8种、酮类3种，其中共有成分有16种。根据挥发性成分的ROVA，黄百香果的关键挥发性成分（ROVA≥1）有5种，分别为丁酸乙酯、己酸乙酯、乙酸乙酯、芳樟醇和β-紫罗兰酮；但紫、红百香果中关键挥发性风味成分均为4种，分别为丁酸乙酯、己酸乙酯、乙酸乙酯和β-紫罗兰酮。而且，百香果中还存在对其香气起重要修饰作用成分（0.1≤ROVA≤1），如辛酸乙酯、乙酸己酯、丁酸己酯、β-月桂烯、D-柠檬烯。这些关键风味成分和重要修饰成分共同构成百香果的特征香气，且不同类型间百香果挥发性风味成分差异较大。
- 顶空固相微萃取 /
- 气相色谱-质谱法 /
- 百香果 /
- 挥发性风味成分 /
- 相对气味活度值
Abstract: In order to investigate the composition and relative content of volatile flavor ingredients of different varieties of passion fruit, the volatile flavor components of purple, red and yellow passion fruit were determined by headspace solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry, and combined with the relative odor activity value(ROVA) to explore the contribution of each component to the overall flavor of the samples. The results indicated that 32 kinds of volatile flavor components were identified in three passion fruit, mainly included 12 esters, 7 olefins, 2 alkanes, 8 alcohols and 3 ketones. Among the obtained flavor compounds, there were 16 kinds of common ingredients. According to the ROVA of volatile components, there were five key volatile components (ROVA≥1) of yellow passion fruit, which are ethyl butyrate, ethyl hexanoate, ethyl acetate, linalool and β-ionone and there are four key volatile components in purple and red passion fruit, which are ethyl butyrate, ethyl hexanoate, ethyl acetate and β-ionone. Furthermore, there were also some important modifying components (0.1≤ROVA≤1) in the passion fruit, such as ethyl octanoate, hexyl acetate, hexyl butyrate, β-myrcene, D-limonene. The key flavor components and the important modifying ingredients above are composed of the characteristic aroma of passion fruit, and the volatile flavor components of passion fruit among different types are remarkably different.
- headspace solid phase microextraction /
- gas chromatography-mass spectrometry /
- passion fruit /
- volatile flavor compounds /
- relative odor activity value

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图 1 紫百香果挥发性风味成分总离子流图

Figure 1. Total ions chromatograms of volatile flavor compounds in purple passion fruit

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图 2 红百香果挥发性风味成分总离子流图

Figure 2. Total ions chromatograms of volatile flavor compounds in red passion fruit

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图 3 黄百香果挥发性风味成分总离子流图

Figure 3. Total ions chromatograms of volatile flavor compounds in yellow passion fruit

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表 1 三种类型百香果果实的挥发性风味成分

Table 1. Volatile flavor compounds in three passion fruit species

编号	挥发性化合物	保留时间（min）	分子式	相对含量（%）
编号	挥发性化合物	保留时间（min）	分子式	紫百香果	红百香果	黄百香果
酯类
1	乙酸乙酯（Ethyl acetate）	8.02	C₄H₈O₂	8.05 ± 0.73^a	6.42 ± 0.50^b	4.66 ± 0.49^c
2	丁酸乙酯（Ethyl butyrate）	14.88	C₆H₁₂O₂	15.95± 1.21^a	10.83 ± 0.71^b	15.64 ± 0.85^a
3	2-甲基丁酸甲酯（Methyl 2-methylbutanoate）	15.61	C₆H₁₂O₂	0.83 ± 0.06	−	−
4	己酸乙酯（Ethyl caproate）	22.29	C₈H₁₆O₂	7.16 ± 0.59^b	12.84 ± 0.13^a	6.48 ± 0.61^b
5	辛酸乙酯（Ethyl caprylate）	22.49	C₁₀H₂₀O₂	0.74 ± 0.05^b	0.35 ± 0.02^c	1.79 ± 0.05^a
6	（Z）-3-己烯-1-醇-乙酸酯（（Z）-3-hexen-ol-acetate）	22.64	C₁₃H₂₄O	7.60 ± 0.43^a	4.52 ± 0.15^a	2.64 ± 0.33^c
7	邻苯二甲酸二丁酯（dibutylphthalate）	26.85	C₁₆H₂₂O₄	6.21 ± 0.39^a	2.23 ± 0.03^c	7.18 ± 0.65^a
8	（Z）-丁酸-3-己烯基酯（（Z）-butyric acid -3 -hexenyl ester）	28.64	C₁₀H₁₈O₂	2.58 ± 0.10^b	5.56 ± 0.51^a	−
9	（E）-丁酸-3-己烯基酯（(E)-butyric acid-3 -hexenylester）	28.67	C₁₀H₁₈O₂	5.36 ± 0.11^a	4.38 ± 0.32^b	−
10	乙酸己酯（Hexyl acetate）	28.73	C₈H₁₆O₂	−	6.10 ± 0.20^b	7.75 ± 0.34^a
11	丁酸己酯（Hexyl butyrate）	28.76	C₁₀H₂₀O₂	12.48± 0.95^b	15.03 ± 0.49^a	4.89 ± 0.50^c
12	己酸己酯（Hexyl hexanoate）	34.55	C₁₂H₂₄O₂	20.41± 1.47^b	25.58 ± 1.35^a	18.80 ± 1.12^c
烯烃类
13	β-月桂烯（β-myrcene）	22.04	C₁₀H₁₆	0.48 ± 0.05^b	0.34 ± 0.04^c	0.70 ± 0.61^a
14	D-柠檬烯（D-limonene）	23.79	C₁₀H₁₆	0.32 ± 0.06^b	0.20 ± 0.01^b	3.44 ± 0.32^a
15	萜品油烯（Terpinolene）	25.98	C₁₀H₁₆	−	−	1.50 ± 0.07
16	3-蒈烯（3-carene）	26.11	C₁₀H₁₆	−	0.36 ± 0.01	−
17	β-罗勒烯（β-Ocimene）	26.22	C₁₀H₁₆	0.43 ± 0.05^b	0.48 ± 0.04^b	2.73 ± 0.06^a
18	α-水芹烯（α-phellandrene）	26.31	C₁₀H₁₆	4.34 ± 0.11	−	−
19	1-十八烯（1-octadecene）	40.08	C₁₈H₃₆	0.83 ± 0.07^b	0.56 ± 0.05^c	1.82 ± 0.18^a
烷烃类
20	正己烷（n-hexane）	6.59	C₆H₁₄	−	−	1.06 ± 0.06
21	十四烷（Tetradecane）	34.85	C₆H₁₄	−	0.23 ± 0.01	−
醇类
22	乙醇（ethanol）	3.17	C₂H₆O	−	−	2.74 ± 0.19
23	1-正己醇（n-hexanol）	10.55	C₆H₁₄O	1.08 ± 0.06^b	0.28 ± 0.02^c	4.71 ± 0.30^a
24	苯甲醇（Benzyl alcohol）	17.49	C₇H₈O	0.97 ± 0.04	−	−
25	（Z）-1-辛烯-3-醇（（z）-1-octene-3-ol）	24.83	C₈H₁₆O	0.59 ± 0.01	−	−
26	1-辛醇（1-octanol）	24.93	C₈H₁₈O	−	0.71 ± 0.05^b	1.31 ± 0.16^a
27	芳樟醇（Linalool）	29.13	C₈H₁₈O	0.48 ± 0.03^b	0.24 ± 0.02^c	2.40 ± 0.19^a
28	松油醇（Terpineol）	29.51	C₁₀H₁₈O	0.78 ± 0.04^b	0.45 ± 0.03^c	3.44 ± 0.12^a
29	二氢-β-紫罗兰醇（Dihydro-β-ionol）	37.50	C₁₃H₂₄O	−	−	1.84 ± 0.13
酮类
30	2, 3-辛二酮（2, 3-octanedione）	32.31	C₈H₁₄O	−	0.30 ± 0.01	−
31	二氢-β-紫罗兰酮（Dighydro-β-ionone）	37.15	C₁₃H₂₂O	0.37 ± 0.01^b	−	2.25 ± 0.12^a
32	β-紫罗兰酮（β-lonone）	39.02	C₁₃H₂₀O	1.55 ± 0.11^a	1.67 ± 0.14^a	1.50 ± 0.13^a
注：同行不同字母表示差异显著（P<0.05）；−表示未检出；表2同。

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表 2 三种类型百香果果实中挥发性化合物的种类及其相对含量

Table 2. Categories and relative contents of volatile flavor compounds in three passion fruit species

化合物类别	数量（种）			相对含量(%)
化合物类别	紫百香果	红百香果	黄百香果	紫百香果	红百香果	黄百香果
酯类	11	11	9	87.37 ± 5.49^b	93.94 ± 5.68^a	58.87 ± 2.87^c
烯烃类	5	5	5	6.41 ± 0.54^b	1.95 ± 0.10^c	10.19 ± 0.23^a
烷烃类	−	1	1	−	0.23 ± 0.01^b	1.06 ± 0.06^a
醇类	5	4	6	3.90 ± 0.21^b	1.69 ± 0.14^c	27.40 ± 1.23^a
酮类	2	2	2	1.92 ± 0.06^b	1.97 ± 0.11^b	2.25 ± 0.12^a

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表 3 三种类型百香果中挥发性化合物及其相对气味活度值

Table 3. ROVA of volatile flavor compounds in three passion fruit species

编号	挥发性化合物	阈值（μg/kg）	气味描述	ROVA值
编号	挥发性化合物	阈值（μg/kg）	气味描述	紫百香果	红百香果	黄百香果
1	乙酸乙酯（Ethyl acetate）	5.00^[15]	醚类气味、酒香^[16]	7.85	9.01	4.53
2	丁酸乙酯（Ethyl butyrate）	0.76^[17]	强烈的苹果香、菠萝香及香蕉香^[16]	100.00	100.00	100.00
3	己酸乙酯（Ethyl caproate）	1.20^[17]	强烈的果香、酒香，并有香蕉香、苹果香^[16]	29.09	75.09	26.24
4	辛酸乙酯（Ethyl caprylate）	15.00^[18]	具有白兰地香气、果香，并有甜味^[16]	0.24	0.16	0.58
5	2-甲基丁酸甲酯（Methyl 2-methyl butyrate）	NF	*	NF	−	−
6	（Z）-3-己烯-1-醇-乙酸酯（(Z)-3-hexen-1-ol-acetate）	NF	*	NF	NF	NF
7	邻苯二甲酸二丁酯（dibutylphthalate）	NF	*	NF	NF	NF
8	Z）-丁酸-3-己烯基酯（(Z)-butyric acid-3-hexenyl ester）	NF	*	NF	NF	−
9	（E）-丁酸-3-己烯基酯（（E）-butyric acid-3-hexenyl ester）	NF	*	NF	NF	−
10	乙酸己酯（Hexyl acetate）	115^[19]	水果清香的气味，具有苹果、梨子和香蕉皮的味道^[16]	0	0.37	0.33
11	丁酸己酯（Hexyl butyrate）	250^[20]	甜果香味^[16]	0.47	0.42	0.10
12	己酸己酯（Hexyl hexanoate）	1891.45^[21]	豆香味、水果香味^[16]	0.05	0.09	0.03
13	β-月桂烯（β-myrcene）	13.00 ^[22]	香脂香气^[12]	0.18	0.18	0.26
14	D-柠檬烯（D-limonene）	60.00^[23]	具有柠檬、新鲜橙汁的香气^[24]	0.03	0.02	0.28
15	萜品油烯（Terpinolene）	NF	*	−	−	NF
16	3-蒈烯（3-carene）	NF	*	−	NF	−
17	β-罗勒烯（β-Ocimene）	NF	花香并伴有橙花香气、草香^[16]	NF	NF	NF
18	α-水芹烯（α-phellandrene）	NF	*	NF	−	−
19	1-十八烯（1-octadecene）	NF	*	NF	NF	NF
20	正己烷（n-hexane）	NF	*	−	−	NF
21	十四烷（Tetradecane）	NF	*	−	NF	−
22	乙醇（ethanol）	NF	酒香	−	−	NF
23	1-正己醇（n-hexanol）	500 ^[25]	百香果味^[6]	0.011	<0.01	0.046
24	苯甲醇（Benzyl alcohol）	40927.16 ^[26]	*	<0.01	−	−
25	1-辛烯-3-醇（(z)-1-octene-3-ol）	6.12^[26]	具有蘑菇香、玫瑰香、柑橘香、薰衣草香和干草香^[15]	0.47	−	−
26	1-辛醇（1-octanol）	110.00^[11]	*	−	0.05	0.06
27	芳樟醇（Linalool）	5.30^[23]	紫丁香、玫瑰与铃兰的花香、果香、木香^{[16 ]}*	0.44	0.32	2.20
28	松油醇（Terpineol）	240.00^[27]	*	0.016	0.013	0.070
29	二氢-β-紫罗兰醇（Dihydro-β-ionol）	NF	*	−	−	−
30	2, 3-辛二酮（2, 3-octanedione）	NF	*	−	−	−
31	二氢-β-紫罗兰酮（Dighydro-β-ionone）	NF	*	−	−	−
32	β-紫罗兰酮（β-lonone）	3.50^[17]	紫罗兰香气、类似松木香^{[16 ]}	2.16	3.35	2.08
注：NF：表示未查到该化合物的感觉阈值；*：表示未查到该化合物的气味描述；－：表示未检测到该化合物。

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