野范式菜花精油揮發(fā)性成分分析

野范式菜花精油揮發(fā)性成分分析

野生韭菜是百合科洋蔥屬的一種多年生草本植物。主要分布在新疆東北部、青海、寧夏、陜西北部、內(nèi)蒙古和遼寧西部，海拔小于2000米的山區(qū)、草坪和丘陵。野韭菜莖葉可炒食、做湯或餡食用,其花可直接食用或腌漬成野韭菜花醬食用。野韭菜不僅外形較之人工培植的韭菜更粗壯,生長環(huán)境綠色未受污染,其所含營養(yǎng)和藥用價值也更加豐富。野韭菜嫩葉中的VC含量明顯比同屬的栽培植物青蒜、大蒜及韭菜高;野韭菜花中不僅粗蛋白、粗纖維、粗脂肪及多種維生素的含量高出普通韭菜花十幾倍,其所含微量元素的總含量為30.59mg/100g,更是遠比栽培韭菜花的7.02mg/100g高硫醚及多硫醚等含硫化合物對于新鮮野韭菜花的特征香氣有很大貢獻,它們大多來自于S-烷基或S-烯基取代的半胱氨酸亞砜(S-alk(en)ylcysteinesulfoxide)在蒜氨酸酶(alliinase)作用下的分解產(chǎn)物,亞磺酸酯類成分即是分解時生成的一種中間體,性質(zhì)很不穩(wěn)定,受熱容易分解成單硫醚和多硫醚類成分1材料和方法1.1硫酸鈉預(yù)處理新鮮野韭菜花,于8月初采于內(nèi)蒙古赤峰巴林右旗大板鎮(zhèn)。乙醚(分析純,重蒸處理);無水硫酸鈉(分析純,120℃烘箱中烘烤5h,干燥器中冷卻備用);普通氮氣(純度99.9%);C1.2儀器、檢測和分析方法溶劑輔助風味蒸發(fā)裝置(定制加工)北京肯堡博美玻璃儀器廠;FJ-110A型分子擴散泵機組北京中科科儀技術(shù)發(fā)展有限公司;N-EVAP-12干浴氮吹儀美國OrganomationAssociates公司;TRACEULTRA-DSQⅡ氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(配有Xcalibur2.0.7數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和Nist05質(zhì)譜圖數(shù)據(jù)庫)美國ThermoFisher公司;6980N-5973I氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(配有MSDChemStationD.01.02.16數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和Nist08質(zhì)譜圖數(shù)據(jù)庫)美國Agilent公司。1.3方法1.3.1液氮水浴中的l底燒瓶稱取150g新鮮野韭菜花,用400mL乙醚于2℃條件下浸泡12h,傾析法得300mL綠色透明液體,依圖1安裝SAFE裝置,將500mL圓底燒瓶作為蒸餾瓶置于30℃的恒溫水浴中,將另一500mL圓底燒瓶作為接收瓶置于液氮環(huán)境中,冷阱中也充滿液氮。SAFE的蒸餾頭夾層循環(huán)水溫度為40℃,用分子擴散泵使系統(tǒng)壓力保持在10蒸發(fā)完后,將接收瓶取下,于背光處室溫自然融化后,加入無水硫酸鈉干燥12h,將萃取液過濾至圓底燒瓶中,40℃水浴條件下,用韋式精餾柱精餾濾液,得到約4mL芳香透明液體,用氮氣流緩慢吹掃至總體積約0.5mL,封口置于冰箱中備用。1.3.2儀器分析條件1.3.2.1TRACEULTRA-DSQⅡ氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析色譜分析條件:RTX-5(30m×0.25mm,0.25μm)色譜柱;柱升溫程序:起始溫度50℃,以5℃/min升溫至130℃,再以10℃/min升溫至150℃,再以3℃/min升溫至180℃,保持1min,再以10℃/min升溫至260℃,保持3min;進樣口溫度250℃;進樣量1.0μL,分流比100:1;色譜柱載氣均為氦氣,其流速為1.0mL/min。質(zhì)譜檢測條件:電子轟擊離子源(electronimpact,EI),EI電子能量70eV;質(zhì)譜傳輸線溫度260℃;離子源溫度250℃;掃描方式為全掃描,質(zhì)量掃描范圍15~450m/z,溶劑延遲時間2min。1.3.2.26980N-5973I氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析色譜分析條件:DB-Wax(30m×0.25mm,0.25μm)色譜柱;柱升溫程序:起始溫度50℃,以5℃/min升溫至200℃,再以20℃/min升溫至230℃,尾吹2min;進樣口溫度230℃;進樣量2.0μL,分流比10:1;色譜柱載氣均為氦氣,其流速為1.0mL/min。質(zhì)譜檢測條件:EI,EI電子能量70eV;質(zhì)譜傳輸線溫度280℃;離子源溫度230℃;掃描方式為全掃描,質(zhì)量掃描范圍30~400m/z,溶劑延遲時間2min。1.3.3揮發(fā)性成分的組成分析GC-MS結(jié)果的分析鑒定采用在RTX-5、DB-Wax色譜柱上所得成分的氣相色譜保留指數(shù)(retentionindex,RI)進行雙柱定性,并分別結(jié)合Nist05、Nist08質(zhì)譜圖數(shù)據(jù)庫進行檢索,通過面積歸一化法確定相對含量,對野韭菜花中各揮發(fā)性成分進行分析。2揮發(fā)性成分檢測用SE/SAFE法得到的精油具有新鮮野韭菜花樣濃郁的香氣,自然逼真,總離子流圖如圖2所示,所鑒定出的揮發(fā)性成分結(jié)果如表1所示。由表1可知,以乙醚為溶劑,采用SE/SAFE法從新鮮野韭菜花中提取的揮發(fā)性化合物經(jīng)過兩種不同極性色譜柱共鑒定出47種成分,其中RTX-5色譜柱共鑒定出31種成分,DB-WAX色譜柱共鑒定出43種成分,其中27種成分在兩只柱子上共同鑒定出。分析結(jié)果共包括含硫化合物28種(92.92%/77.48%)、醛類4種(—/0.24%)、醇類3種(—/0.36%)、酮類3種(1.69%/2.50%)、烴類9種(0.41%/2.90%)。其中含量較大的成分為甲基硫代亞磺酸甲酯(62.52%/25.97%)、甲基硫代磺酸甲酯(3.35%/9.04%)、二甲基三硫醚(6.17%/6.38%)、二甲基二硫醚(3.83%/4.43%)、3-乙烯基-1,2-二硫雜5-環(huán)己烯(2.37%/4.39%)、3-乙烯基-1,2-二硫雜4-環(huán)己烯(0.89%/8.77%)、(順)-甲基丙烯基二硫醚(2.61%/3.79%)、(反)-甲基丙烯基二硫醚(1.76%/0.96%)、甲基叔丁基硫醚(2.03%/3.29%)、甲基烯丙基二硫醚(0.91%/3.34%)、5,8-二硫雜螺[3.4]辛烷(3.36%/1.80%)、3-羥基-2-丁酮(1.55/1.02%)等。綜上所述,含硫化合物是新鮮野韭菜花精油的主要組成部分。本實驗中采用兩根柱子鑒定的成分有些不同,總的來說在DB-WAX色譜柱上的色譜峰數(shù)目比在RTX-5色譜柱上的更多、峰信號更強,因此利用雙柱色譜與保留指數(shù)相互補充、相互驗證可以提高定性結(jié)果的可靠性。在鑒定出的47種揮發(fā)性成分中,含硫化合物無論是從數(shù)量還是含量上都占絕對優(yōu)勢。一般而言,含硫香料化合物是各類香料化合物中閾值最低的一類,在濃度很低時可以對食品的特征香味產(chǎn)生很大的影響在很多關(guān)于韭菜揮發(fā)油的研究報道中只鑒定出大量的硫醚和多硫醚類成分,而亞磺酸酯類成分很少量甚至沒有,這是由于樣品預(yù)處理方法中提取溫度過高且加熱時間過長造成了不穩(wěn)定亞磺酸酯類成分的降解。因此,合適的樣品預(yù)處理方法對于各種揮發(fā)性含硫化合物的提取比例有很大影響。如圖4所示,比較了吳莉等從圖4可知,HD和SDE長時間高溫蒸餾所得的韭菜精油中,甲基硫代亞磺酸甲酯全部分解,而溶劑萃取法提取出的三種含硫化合物的量都很大,但同時也會萃取出很多不揮發(fā)性物質(zhì),不利于GC-MS檢測。而本實驗中采用SE/SAFE提取的野韭菜花精油中含有大量的甲基硫代亞磺酸甲酯、甲基硫代磺酸甲酯、二甲基二硫醚及二甲基三硫醚的量較少,這表明SE/SAFE方法可以很好的避免因熱敏性物質(zhì)的過度分解而使萃取物香氣發(fā)生明顯改變,最大限度地保持樣品原有的特征香氣。大多含硫化合物均具有強烈的蔥蒜、洋蔥樣等辛香香氣,不僅是野韭菜花中的主要香氣成分,還是重要的生理活性物質(zhì),例如,二烯丙基二硫醚、二烯丙基三硫醚、甲基烯丙基三硫醚、蒜辣素等在體外大部分均能抑制ADP誘導(dǎo)的血小板聚集醛類化合物的閾值一般較低,所以它們在濃度較低時對野韭菜花整體香氣會產(chǎn)生比醇類和酮類更大的影響。本實驗結(jié)果共鑒定出4種醛(0.24%),其中2-甲基-2-丁烯醛(0.03%)天然存在于香葉油、洋蔥、大蒜、薄荷、燉雞肉中,具有清香、堅果香,并帶有水果味;(反)-2-己烯醛(0.05%)天然存在于蘋果、葡萄、覆盆子、草莓等水果中,具有清香、果香、辛香、脂肪香,類似新鮮洋蔥的味道,是鮮韭菜中的重要香味成分醇類化合物和酮類化合物大部分都具有令人愉快的香氣,新鮮野韭菜花中所含大多為不飽和醇,它們的風味閾值較低,對風味貢獻較大。其中含量較大的為3-羥基-2-丁酮(1.55/1.02%),它高度稀釋后有令人愉快的甜香、奶香、脂肪香樣香氣;苯甲醇天然存在于蘋果、圓柚汁、桃子、丁香花等中,具有甜的果香、花香香氣;4-甲氧基苯甲醇又稱茴香醇,天然存在于香子蘭莢、茴香子油、蜜中,具有花香、桃子、甘草、櫻桃的味道;2(3H)-5-戊基-呋喃酮天然存在于桃子、杏子、番茄中,具有奶油、椰子樣香氣3結(jié)論3.1野腈菜花精油的性質(zhì)SE/SAFE法在高真空條件下低溫提取的優(yōu)點是,能夠有效完整地提取出新鮮野韭菜花中的揮發(fā)性成分,野韭菜花精油中很少有熱敏性成分甲基硫代亞磺酸甲酯、甲基硫代磺酸甲酯的分解,保持了新鮮野韭菜花的原有香氣成分。本實驗采用GC-MS結(jié)合雙柱(RTX-5色譜柱、DB-WAX色譜柱)分離同一樣品,根據(jù)其峰面積和保留指數(shù)等定性,可以提高樣品成分識別的準確性。3.2u3000野腈菜花揮發(fā)性成分采用SE/SAFE法和GC-MS從新鮮野韭菜花中共分離鑒定出47種揮發(fā)性化合物,占色譜流出成分總量的95.02%/83.48%,其中對新鮮野韭菜花整體風味的形成起主要作用的揮發(fā)性成分有甲基硫代亞磺酸甲酯(62.52%/25.97%)、甲基硫代磺酸甲酯(3.35%/9.04%)、二甲基三硫醚(6.17%/6.38%)、二甲基二硫醚(3.83%/4.43%)、3-乙烯基-1,2-二硫雜5-環(huán)己烯(2.37%/4.39%)、3-乙烯基-1,2-二硫雜4-環(huán)己烯(0.89%/8.77%)、(