全 文 :热带作物学报 2014, 35(6): 1244-1249
Chinese Journal of Tropical Crops
收稿日期 2013-10-25 修回日期 2014-02-14
基金项目 海南省自然科学基金 “槟榔花果发育过程中生物碱积累的组织化学研究”(No. 312043); 海南省自然科学基金 “槟榔花多酚类物
质分离纯化及降血脂活性研究”(No. 314146)。
作者简介 张 明(1988 年—), 女, 硕士; 研究方向: 功能食品化学。 * 通讯作者(Corresponding author): 赵松林(ZHAO Songlin), E-mail:
zhaosonglin@21cn.com。
SPME-GC/MS联合分析槟榔花香气成分
张 明1, 2, 黄玉林 2, 宋 菲 2, 陈卫军 2, 赵松林 2*, 邓福明 2
1 海南大学食品学院, 海南海口 570228
2 中国热带农业科学院椰子研究所, 海南文昌 571339
摘 要 采用 SPME-GC/MS 方法分析槟榔花雄花和花梗中的香气成分。 雄花中鉴定出 47 种香气成分, 主要为
乙酸异戊酯、 苯乙烯、 2-甲基丁酸-3-甲基丁酯、 丙酸异戊酯、 3,7-二甲基-2,6-辛二烯-2-甲基丁酸酯、 乙酸己
酯, 其相对含量分别为: 36.24%、 8.44%、 7.41%、 5.62%、 4.11%和 3.93%; 花梗中则鉴定出 24 种香气成分,
主要为(Z)-3-己烯醇乙酸酯、 (E)-3-己烯醇乙酸酯、 乙酸己酯和乙酸异戊酯 , 其相对含量分别为: 27.71%、
26.51%、 20.96%和 11.97%。 在槟榔花雄花和花梗中仅有 6 种共有香气成分 , 其相对含量分别占 49.24%和
60.35%。 槟榔花雄花和花梗的香气均以酯类成分为主, 但在其组成和含量上存在较大差异。
关键词 槟榔花; 香气成分; 固相微萃取; 气相谱-质谱联用仪
中图分类号 R284.1 文献标识码 A
Analysis of Aromatic Components in Areca
Inflorescence by SPME Coupled with GC-MS
ZHANG Ming1,2, HUANG Yulin2*, SONG Fei2, CHEN Weijun2,
ZHAO Songlin2, DENG Fuming2
1 College of Food Science and Technology, Hainan University, Haikou, Hainan 570228, China
2 Coconut Research Institute, CATAS, Wenchang, Hainan 571339, China
Abstract The aromatic components in male flowers and stalks of areca inflorescence were determined and
analyzed by SPME coupled with GC-MS. 47 kinds of aromatic components were identified in male flowers, mainly
including 1-butanol, 3-methyl-, acetate, styrene, butanoic acid, 2-methyl-, 3-methylbutyl ester, 1-butanol, 3-
methyl-, propanoate, butanoic acid, 2-methyl-, 3,7-dimethyl-2,6-octadineyl ester, and acetic acid, hexyl ester, of
which relative contents was 36.24%, 8.44%, 7.41%, 5.62%, 4.11% and 3.93%, respectively; while 24 kinds of
aromatic components were identified in stalks, mainly including 3 -hexen -1 -ol, acetate, (Z), 3 -hexen -1 -ol,
acetate, (E), acetic acid, hexyl ester, and 1-butanol, 3-methyl-, acetate, of which relative contents was 27.71%,
26.51% , 20.96% and 11.97% , respectively. There were only 6 kinds of common aromatic components between
male flowers and stalks of areca inflorescence, and they accountied for 49.24% and 60.35% together. Ester
compounds were the main aromatic compounds in male flowers and stalks of areca inflorescence, but their
composition and content were significantly different.
Key words Areca inflorescence; Aromatic components; SPME; GC-MS
doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.06.034
槟榔(Areca catechu Linnaeus)属棕榈科槟榔属
常绿乔木, 是常用的药用植物, 广泛种植于东南
亚、 亚洲热带地区、 东非及欧洲部分区域以及太平
洋岛屿等国家和地区 [1-3]。 中国种植槟榔已有 1 500
多年的历史, 主要分布在海南、 广东、 广西、 云
南、 福建和台湾等省区; 其中, 海南省是中国最大
的槟榔产地, 其热带和亚热带气候为槟榔提供了绝
佳的生长环境, 槟榔现已成为海南省除橡胶以外
的第二大经济作物 [4-6]。 槟榔花是槟榔的雄花蕾,
花期为每年 3-10 月份, 开花多, 花期长, 产量
高 [7]; 据《中药志》记载: 槟榔花味淡、 性良, 具健
胃、 止渴、 止咳、 调节免疫系统、 抗炎降脂、 驱
虫、 消除疲劳和抗衰老等作用, 具有独特的食疗
和保健功效, 以 “微型营养品”、 “长寿食品” 著
第 6 期 张 明等: SPME-GC/MS联合分析槟榔花香气成分
序号 保留时间/min 相似度/% 化合物名称 相对含量/%
1 4.354 90 异戊醇 1.12
2 5.719 96 2,3-丁二醇 0.30
3 5.973 95 (2R,3R)-(-)-2,3-丁二醇 0.65
4 7.532 96 2-甲基丁酸乙酯 1.81
5 8.302 97 乙酸异戊酯 36.24
6 8.695 91 苯乙烯 8.44
7 10.328 95 惕各酸乙酯 0.23
8 11.291 96 丙酸异戊酯 5.62
9 12.508 95 3-己烯醇乙酸酯 2.44
10 12.712 95 乙酸己酯 3.93
11 13.287 96 桉叶(油)素 0.29
12 13.622 94 2-甲基丁酸丁酯 0.31
13 13.766 95 异戊酸丁酯 0.12
14 13.822 94 罗勒烯 0.15
15 14.071 96 丁酸异戊酯 3.65
16 15.468 94 2-甲基丁酸-3-甲基丁酯 7.41
17 15.616 98 异戊酸异戊酯 3.07
表 1 槟榔花雄花香气成分 GC-MS 测定结果
Table 1 Results of aromatic components in male flowers of areca inflorescence determined by GC-MS
称[8-9]。
据国内外文献报道, 目前对槟榔花的研究主要
集中在其特征活性成分槟榔碱和多酚的提取及其功
效方面, 如黄玉林等优化了沸水法提取槟榔花总酚
的条件, 并研究了不同干燥方法对槟榔花总酚含量
的影响[10]; 战晴晴等采用正交实验法, 对槟榔花中
槟榔碱的热回流提取工艺进行了优化[11]; 张春梅等
研究表明, 槟榔花提取物具有抗衰老作用 [12]; 以槟
榔花为原料的加工产品主要是槟榔花茶和槟榔花口
服液 [13], 但目前未见有关国内外对槟榔花香气成分的
研究报道。 固相微萃取(Solidp Phase Mieroextraetion,
SPME)技术是 20世纪 80年代末发展起来的一种样
品前处理技术, 该技术无需溶剂, 集萃取、 浓缩和
进样为一体, 具有环保、 快速、 方便、 可靠等优
点, 现已广泛应用于食品香气成分的分析[14-16]。 本研
究采用 SPME-GC-MS联用技术对槟榔花的香气成分
进行定性、 定量分析, 旨在为提高槟榔花茶的品质及
开发槟榔花精油等高附加值产品提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
原料槟榔花于 2013 年 7 月采自中国热带农业
科学院椰子研究所半岛基地, 经鉴定为海南本地
品种。 所选试验原料为完全盛开槟榔花(雄花蕾)
及花梗。
岛津(Shimadzu)QP2010Plus 型气相色谱-质谱
联用仪 (GC -MS) ; 自动 SPME 进样器 ; 5 μm
PDMS-DVB 萃取纤维头。
1.2 方法
1.2.1 SPME 提取 选取适量的槟榔花雄花和花
梗剪碎并研磨, 迅速将其装入样品瓶内, 上部留有
约 2 cm 的空间, 加盖封口。 将萃取头插入样品瓶
顶空部分, 萃取平衡 20 min, 萃取 30 min, 萃取温
度为 35 ℃, 然后将萃取头抽出插入气质联用仪,
于 250℃解吸 2 min, 进行 GC-MS检测分析。
1.2.2 GC-MS 分析条件 [17] GC 条件 : 升温程
序, 柱初始温度为 40 ℃, 保持 3 min, 以 5 ℃/min
的速度升至 120 ℃, 然后以 10 ℃/min 的速度升至
230 ℃, 并保持 5 min; 载气为高纯氮(99.9%), 流
速 1 mL/min; 进样口温度为 250℃; 不分流进样。
MS 条件: 接口温度为 250 ℃, 离子源温度为
200℃, 质量数扫描范围 40~500 u。
2 结果与分析
2.1 槟榔花主要香气物质组成
图 1 和图 2 为 GC-MS 方法对槟榔花雄花和花
梗香气成分的分析所得的总离子流图, 结合标准图
谱库进行分析, 用峰面积归一化法计算出各成分的
相对含量(见表 1和表 2)。
从表 1 中可以看出, 槟榔花雄花中共鉴定出
1245- -
第 35 卷热 带 作 物 学 报
序号 保留时间/min 相似度/% 化合物名称 相对含量/%
18 15.707 92 3-甲基丁酸戊酯 1.64
19 16.403 87 龙脑 0.42
20 17.000 93 醋酸异辛酯 0.12
21 17.532 97 5-甲基-2-(1-甲乙烯基)-4-己烯-1-丁醇 0.92
22 17.667 97 苯甲酸-乙酯 0.36
23 17.768 87 2,2,6-三甲基-6-乙烯基四氢-2H-呋喃-3-醇 0.16
24 18.320 96 (E)-2-甲基巴豆酸异戊酯 0.8
25 18.406 93 水杨酸甲酯 0.91
26 19.382 91 n-戊酸 cis-3-己烯-1-基酯 0.96
27 19.501 90 异戊酸己酯 0.12
28 19.853 94 己酸异戊酯 0.39
29 20.008 85 2,7-二甲基-2,6-辛二烯-1-醇 0.10
30 20.448 98 水杨酸乙酯 1.70
31 20.824 98 5-甲基-2-(1-甲基乙烯基)-4-己烯-1-醇乙酸酯 3.60
32 21.674 94 苯甲酸异丁酯 0.07
33 22.084 95 3,7-二甲基-6-辛烯乙酸酯 0.10
34 22.580 88 乙酸薰衣草酯 1.03
35 22.889 88 十四烷 0.37
36 23.315 91 乙酸芳樟酯 0.27
37 23.351 87 1,2-(2-甲基丁酸) 丙酯 0.21
38 23.627 96 苯甲酸异戊酯 0.57
39 23.973 91 5-甲基-2-(1-甲基乙烯基)-4-己烯-1-醇乙酸酯 0.21
40 24.461 96 十五烷 2.67
41 24.649 92 3,7-二甲基-2,6-辛二烯-2-甲基丁酸酯 4.11
42 24.739 88 2,4-二特丁基苯酚 0.15
43 24.983 85 2-(4-甲基环己烷-3烯-1-)-丙烷-2-甲基-丁酸 0.31
44 25.756 84 甲醇-(3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3)-丙二酯 0.56
45 25.821 94 十六烷 0.28
46 26.806 91 3-十七烯烃 0.85
47 27.047 95 十七烷 0.26
续表 1 槟榔花雄花香气成分 GC-MS 测定结果
Table 1 Results of aromatic components in male flowers of areca inflorescence determined by GC-MS(Continued)
47 种香气成分, 主要为乙酸异戊酯、 苯乙烯、 2-
甲基丁酸-3-甲基丁酯、 丙酸异戊酯、 3,7-二甲基-
2,6-辛二烯-2-甲基丁酸酯、 乙酸己酯、 丁酸异戊
酯、 5-甲基-2-(1-甲基乙烯基)-4-己烯-1-醇乙酸
酯和异戊酸异戊酯, 其相对含量分别为 36.24%、
8.44%、 7.41%、 5.62%、 4.11%、 3.93%、 3.65%、
3.60%和 3.07%, 共占总相对含量的 76.07%。 从
表 2 中可以看出, 槟榔花花梗中共鉴定出 24 种香
气成分, 主要为(Z)-3-己烯醇乙酸酯、 (E)-3-己
烯醇乙酸酯、 乙酸己酯和乙酸异戊酯, 其相对含量
分别为 27.71%、 26.51%、 20.96%和 11.97%, 占
总相对含量的 87.15%。
2.2 香气物质构成特征
由表 1 可知, 在槟榔花雄花鉴定出来的 47 种
香气成分中, 包含酯类 30 种, 醇类 8 种, 烷类 4
种, 烯类 3种, 其他类 2种, 相对含量分别占已检
出香气成分的 82.56%、 3.96%、 3.58%、 9.44%和
0.46%, 说明酯类在槟榔雄花香味中起主要作用,
其次是烯类和醇类。 由表 2可知, 在槟榔花花梗鉴
定出来的 24种香味成分中, 包含酯类 18种, 醇类
4 种, 其他类 2 种, 相对含量分别占已检出香气成
分的 92.41%、 6.64%和 0.95%, 说明槟榔花花梗
的香气成分以酯类为主, 其次是醇类。 槟榔花雄花
与花梗中仅有 6 种共有成分, 其相对含量分别占
49.24%和 60.35%。 说明槟榔花雄花和花梗的香气
成分主要为酯类化合物, 但在其组成及含量上存在
较大差异, 从总离子流图上(图 1 和图2)也可看出
这一结果。
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第 6 期 张 明等: SPME-GC/MS联合分析槟榔花香气成分
8.0
7.0
6.0
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
0.0
图 1 槟榔花雄花的香气成分总离子流图
Fig. 1 Total ion chromatogram of aromatic components in male flowers of areca inflorescence
相
对
丰
度
5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0
保留时间/min
TIC
(×1 000 000)
序号 保留时间/min 相似度/% 中文名称 相对含量/%
1 7.631 96 叶醇 2.62
2 8.043 94 正己醇 2.91
3 8.303 98 乙酸异戊酯 11.97
4 9.492 94 乙酸戊酯 1.45
5 12.667 96 (E)-3-己烯醇乙酸酯 26.51
6 12.786 93 (Z)-3-己烯醇乙酸酯 27.71
7 12.905 97 乙酸己酯 20.96
8 13.116 89 (Z)醋酸-2-己烯-1-醇 0.68
9 13.271 91 3-环己烯-1-乙酸酯 0.55
10 13.504 96 苯甲醇 0.43
11 14.568 89 山梨酰乙酸 0.09
12 15.603 90 4-甲基换乙醇乙酸酯 0.11
13 15.846 97 乙酸庚酯 0.43
14 17.474 96 乙酸苄酯 0.72
15 17.672 96 苯甲酸乙酯 0.27
16 18.410 92 (Z)-3-辛烯-1-乙酸酯 0.15
17 18.727 89 3-β-甲基--反式-6 氢苯酞 0.89
18 18.800 93 乙酸辛酯 0.19
19 20.089 97 乙酸苯乙酯 0.29
20 20.818 97 5-甲基-2-(1-甲基乙烯基)-4-己烯-1-醇乙酸酯 0.58
21 20.904 96 顺-乙酸-3-壬烯酯 0.13
22 22.359 94 γ-壬内酯 0.04
23 24.458 96 十五烷 0.06
24 24.643 92 2-甲基丁酸橙花酯(S) 0.26
表 2 槟榔花花梗中香气成分分析
Table 2 Results of aromatic components in salks of areca inflorescence determined by GC-MS
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第 35 卷热 带 作 物 学 报
图 2 槟榔花花梗的香气成分总离子流图
Fig. 2 Total ion chromatogram of aromatic components in salks of areca inflorescence
5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0
保留时间/min
2.25
2.20
1.75
1.50
1.25
1.00
0.75
0.50
0.25
0.00
相
对
丰
度
(×10 000 000)
TIC
3 讨论与结论
本研究利用固相微萃取技术提取槟榔花香气成
分 , 操作简单 , 灵敏度高 , 针对性强 ; 并结合
GC-MS技术直接对香气成分进行定性、 定量分析。
结果表明槟榔花雄花中有 47 种香气成分, 花梗有
24 种, 但二者均以酯类化合物为主。 酯类大多具
有花香、 果香、 酒香或蜜香香气 [18-19], 是许多果实
和鲜花等的主要芳香物质, 如中华猕猴桃中主要成
分为丁酸甲酯、 丁酸乙酯、 己酸甲酯、 苯甲酸甲
酯、 邻苯二甲酸单丁酯和邻苯二甲酸二丁酯 [20]; 构
成草莓香气的酯类以甲酯和乙酯为主 [21]; 百合的主
要酯类香气成分有苯甲酸甲酯和苯甲酸乙酯 [22]。 酯
类香料占香料品种总数的 20%, 在配置化妆品香
精、 食品香精及烟酒香精中, 都是不可缺少的。
酯类化合物易发生水解、 氨解、 醇解和还原反
应[23], 在槟榔花加工过程中, 甚至在常温下, 槟榔
花的香气成分极难保存。 且槟榔果树的产地、 品
种、 成熟度和生长状况等对槟榔花的香气成分产生
不同程度的影响。 因此, 针对槟榔花香气成分的保
存, 以及不同产地、 品种和成熟度对香气成分的影
响需要进一步研究。
槟榔花的香气沁人心脾, 令人产生较好的愉悦
感。 因此, 有必要对其香气成分的结构性质及其稳
定性进行研究, 为进一步开发槟榔花系列深加工产
品提供理论依据。 这不仅能够提升槟榔的附加值,
增加农民的收入, 丰富槟榔旅游产品, 还能促进槟
榔产业的发展。
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责任编辑: 古小玲
张 明等: SPME-GC/MS 联合分析槟榔花香气成分 1249- -