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金枕榴莲果实各部位挥发性物质成分GC/MS分析



全 文 :榴莲(Durio zibethinus Murr)又名韶子、麝香猫果,
属木棉科热带落叶乔木,原产于东印度和马来西亚,后
传入菲律宾、斯里兰卡、泰国、越南和缅甸等国,中国海
南也有少量栽种。榴莲营养丰富[1-2],气味独特[3],深受国
内外消费者的青睐。其独特的香气主要由强烈的洋葱
味和淡雅的果味构成,是构成和影响榴莲品质的主要
因素。但采用不同的提取方法及测试方法得到的榴莲
挥发性成分的种类不尽相同[3-8]。本实验采用同时蒸馏
萃取法提取榴莲果实各部位挥发性物质成分,并利用
气相色谱/质谱联用技术进行检测, 鉴定其成分并对测
得的成分进行比较分析。为了更全面地了解榴莲各部
位挥发性成分、综合利用其果皮、进一步开发榴莲资源
提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料和试剂
选取大小均一、无病虫害、无机械损伤、成熟度一
金枕榴莲果实各部位挥发性物质成分
GC/MS分析
张博,李书倩,辛广*,李铁纯,吴娇
(鞍山师范学院化学系,辽宁鞍山 114005)
摘 要:采用同时蒸馏萃取方法提取,气相色谱/质谱联用技术(GC/MS)分析金枕榴莲果实各部位的挥发性物质成
分,经峰面积归一法通过G1701BA化学工作站数据处理系统得出各部位挥发性成分的相对百分含量。结果表明,榴莲
果肉中鉴定出20种的化合物,其含量占总挥发油含量的78.53 %,其中主要为含硫类化合物(50.79%)、酸类(19.20 %)、
酯类(2.99 %)、烃类(4.08%);榴莲内果皮中鉴定出49种化合物,占总挥发油含量的93.94 %,其中主要是酯类(53.73 %)、
其次酸类(26 %)、烃类(6.22 %)、酮类(3.87 %)、醇类(2.92 %);榴莲外果皮中鉴定出14种化合物,其含量占总挥发油
含量的97.00 %,其中主要是酯类(59.71 %)、酸类(26.56%)、醛类(6.42 %)、硫醚类(4.31%)。
关键词:榴莲;挥发性成分;气相色谱-质谱法
Analysis of Volatile Component in Different Part of Durian Fruit by GC/MS
ZHANG Bo,LI Shu-qian,XIN Guang*,LI Tie-chun,WU Jiao
(Department of Chemistry,Anshan Normal University,Anshan 114005,Liaoning,China)
Abstract:The volatile components of different parts in Durian Fruit were extracted by simultaneous
distillation,separated and identified by gas chromatography -mass spectrometry (GC -MS). The results
indicated:20 compounds in Durian pulp were identified and accounted for 78.53 % of volatile oil content. The
relative percent content among the sulfur compounds,acids,esters,hydrocarbons was 50.79 %,19.2 %,2.99 %
and 4.08 %,respectively. In Durian peel,the 49 kinds of compounds were identified and accounted for 78.53 %
of total volatile oil,in which was mainly esters(53.73 %),acids(26 %),hydrocarbons(6.22 %),ketones
(3.87 %)and alcohols(2.92 %). 14 compounds in Durian epicarp were identified and accounted for 97.00 % of
volatile oil content. The relative percent content of esters acids,aldehydes and sulfides present 59.71 %,26.56 %,
6.42 % and 4.31 %,respectively.
Key words:Durian;volatile;gas chromatography-mass spectrometry(GC/MS)
基金项目:鞍山师范学院青年拔尖人才基金项目(2010)
作者简介:张博(1979—),男(汉),讲师,硕士,主要从事食品生物技
术研究。
*通信作者:辛广(1966—),男,教授,博士,主要从事食品生物技术
研究。
2012年 1月
第 33卷第 1期
食品研究与开发
Food Research And Development 检测分析130
张博,等:金枕榴莲果实各部位挥发性物质成分 GC/MS分析
致的“金枕”榴莲;二氯甲烷、无水硫酸钠均为分析纯。
1.2 仪器和设备
Hewlett Packard 6890-5973气相色谱质谱联用仪
(GC/MS):美国惠普公司;RE-52型旋转蒸发仪:上海
亚荣生化仪器厂;BS124S型电子天平:赛多利斯科学
仪器(北京)有限公司;微量进样器:上海安亭微量进样
器厂。
1.3 方法
1.3.1 同时蒸馏萃取法(SDE)提取挥发性成分
在5个“金枕”榴莲上取外果皮、内果皮和果肉各
100 g,切成小块,置于SDE装置中,并以100 mL二氯甲
烷作为萃取剂,连续蒸馏萃取8 h。将萃取液置于0℃冰
箱冷冻24 h,去除冰块,然后加入无水硫酸钠,静置脱
水8 h,50 ℃水浴旋转蒸发,称量,计算出回收率;所得
淡黄色挥发油置于玻璃毛细管中-4 ℃保存,供GC-MS
分析鉴定。
1.3.2 GC/MS分析
色谱柱柱型:色谱柱:CP-Sils Low Bleed/MS毛细
柱(60 m ×0.25 mm,0.25μm);升温程序:40℃保持3 min,
以6℃/min升至250℃,保持3 min;载气压力:20 kPa;无
分流方式。
质谱检测条件:电子轰击(EI)离子源;电子能量
70 eV;GC/MS接口温度250 ℃;离子源温度200 ℃;灯
丝电流1 501.tA;扫描速度0.4 s/scan;质量扫描范围
29 amu~350 amu。
定性分析:取脂肪酸成分,用气相色谱-质谱联用
仪进行分析鉴定。通过G1701BA化学站检索NIST98谱
图库,再结合有关文献进行人工谱图解析,确认其化学
成分。
定量分析:通过G1701BA化学工作站数据处理系
统,按峰面积归一化法进行定量分析,分别求得各化学
成分在金枕榴莲外果皮、内果皮和果肉中挥发性成分
的相对百分含量。
2 结果与分析
按上述实验步骤进行实验,金枕榴莲果肉、内果
皮和外果皮挥发油产率分别为0.17 %、0.43 %和0.18 %。
由化学工作站给出金枕榴莲果肉、内果皮和外果皮中
挥发性成分的总离子流图,分别如图1、图2和图3所示,
将挥发性成分中的化学组成及其相对百分含量列入
表1。
由表1可见金枕榴莲外果皮,内果皮和果肉中挥
发性成分和相对含量。榴莲果肉中鉴定出20种化合物,
其含量占挥发油总含量的78.53 %。其主要成分及相对
含量分别为二烯丙基三硫醚(26.83%)、棕榈酸(15.24%)、
二烯丙基二硫(10.8 %)、二烯丙基四硫醚(5.48 %)、S-
三聚硫代甲(5.24 %)、3-顺-甲氧基-5-顺-甲基-1R-
环己烷(1.83 %)、十八碳-9-烯酸(1.67 %)、硬脂酸
(1.62 %)、4,5-二氢-3-硫-1,2,4-三唑(1.59 %)、正二
十三烷(1.19%)、油酸乙酯(1.08%)和1-十九烯(1.06%)。
以含硫化合物和酸类化合物为主,分别占挥发油总含
量的50.79 %和19.2 %。
榴莲内果皮中鉴定出49种主要的化合物,占总挥
发油含量的93.94 %,其主要成分及相对含量分别为
13-十八烯酸甲酯(18.64 %)、棕榈酸(16.96 %)、棕榈
酸甲酯(10.41%)、邻苯二甲酸二(2-甲基)丙酯(6.77%)、
图1 金枕榴莲果肉挥发性成分总离子流图
Fig.1 The TIC of volatile components in golden pillow durian pulp
检测分析
131
表 1 金枕榴莲果实各部位挥发性成分
Table 1 Volatile composition in different part of golden pillow
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
保留时
间/min
3.3
3.48
3.73
3.99
4.44
5.44
5.55
5.97
6.06
6.3
7.06
7.33
8.55
8.74
9.51
9.8
10.82
11.41
11.95
异丙醇
正丁醇
糠醛
2-甲基丁酸乙酯
2-甲基-1-丁醇
2-羟-3-甲基丁酸乙酯
二乙基二硫醚
3-羟基-2-丁酮
丁酸异丁酯
(Z)-1-(1-乙氧基乙氧基)-3-己烯
3-戊醇
甲酸己酯
4-羟基-3-己酮
苯乙醛
乙酸
二烯丙基二硫醚
(s)-3-乙基-4-甲基戊醇
3-顺-甲氧基-5-顺-甲基-1R-环己烷
S-三聚硫代甲
C3H8O
C4H10O
C5H4O2
C7H14O2
C5H12O
C6H12O3
C4H10S2
C4H8O2
C8H16O2
C10H20O2
C5H12O
C7H14O2
C6H12O2
C8H8O
C2H4O2
C6H10S2
C8H20O
C7H14O
C3H6S3
60
74
96
130
88
132
122
88
144
172
88
130
116
120
60
146
132
114
138
外果皮
-
-
-
17.2
-
2.79
4.31
-
3.29
-
-
-
-
2.22
-
-
-
-
-
果肉
0.28
-
0.54
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
10.8
-
1.83
5.24
内果皮
-
1.07
0.44
-
1.07
-
-
3.81
-
1.03
0.2
0.05
0.06
-
0.06
-
0.13
-
-
序号 化合物名称 分子式 分子量
相对百分含量/%
亚油酸甲酯(5.51 %)、邻苯二甲酸二丁酯(5.33%)、3-
羟基-2-丁酮(3.81%)、2-甲基丁酸(3.74%)、Z-11-十六
烯酸(2.51 %)、十五烷酸(1.99 %)、五甲基呋喃溴酸酯
(1.76 %)、油酸乙酯(1.1 %)、正丁醇(1.07 %)、2-甲基-
1-丁醇(1.07 %)、(Z)-1-(1-乙氧基乙氧基)-3-己烯
(1.03 %)、硬脂酸甲酯(1.01 %)和邻苯二甲酸丁酯
(1.01 %)。以酯类化合物和酸类化合物为主,分别占挥
发油总含量的53.73 %和26 %。
榴莲外果皮中鉴定出14种主要的化合物,其含量
占总挥发油含量的97 %,其主要成分及相对含量分别
为2-甲基丁酸乙酯(17.21 %)、十八碳烯酸(16.77 %)、
图2 金枕榴莲内果皮挥发性成分总离子流图
Fig.2 The TIC of volatile components in golden pillow durian endocarp
图3 金枕榴莲外果皮挥发性成分总离子流图
Fig.3 The TIC of volatile components in golden pillow durian
epicarp
张博,等:金枕榴莲果实各部位挥发性物质成分 GC/MS分析 检测分析
132
注:“-”表示未检出。
续表 1 金枕榴莲果实各部位挥发性成分
Continue table 1 Volatile composition in different part of golden pillow
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
保留时
间/min
12.88
13.51
14.28
16.08
18.15
18.23
19.44
20.69
21.55
22.1
22.18
22.33
23.08
24.37
25.53
25.84
26.49
27.06
27.99
28.01
28.2
28.85
29.12
29.11
29.33
29.35
29.47
29.59
29.85
30.16
30.3
30.66
30.83
30.93
30.43
31.09
31.47
31.56
31.66
31.89
31.96
33.17
33.58
34.57
34.79
34.88
35.01
35.26
37.1
37.57
4-甲基-1-(1-甲基乙基)-3-环己烯-1-醇
3-乙烯基-1,2-二硫环己-5-烯
2-甲基丁酸
二烯丙基三硫醚
己酸
麝香草酚
苯乙醇
1-十七烯
五甲基呋喃溴酸酯
二烯丙基四硫醚
4,5-二氢-3-硫-1,2,4-三唑
2,4,6-三氯苯酚
月桂酸乙酯
壬酸
棕榈酸甲酯
7-十六碳烯酸甲酯
1,7,11-三甲基-4-甲乙基-环十四烷
二十烷
棕榈醛
十二烯丁二酸酐
顺-9-二十三烯
二十四烷
邻苯二甲酸二异丁酯
硬脂酸甲酯
1-十九烯
十八碳烯酸
13-十八烯酸甲酯
1-二十六烯
月桂酸
亚油酸甲酯
7-十五炔
亚油酸乙酯
邻苯二甲酸二(2-甲基)丙酯
3,4-二氯苯胺
正二十三烷
亚麻酸甲酯
棕榈酸
棕榈酸乙酯
亚麻酸乙酯
Z-6-十五碳烯-1-醇乙酸酯
邻苯二甲酸丁酯
邻苯二甲酸二丁酯
正二十六烷
十八碳-9-烯酸
十五烷酸
油酸乙酯
硬脂酸
Z-12-二十五烯
正二十九烷
Z-11-十六烯酸
C10H18O
C6H8S2
C5H10O2
C6H10S3
C6H12O2
C10H14O
C8H10O
C17H34
C15H30O2
C6H10S4
C2H3N3S
C6H3Cl3O
C14H28O2
C9H18O2
C17H34O2
C17H32O2
C20H40
C20H42
C16H32O
C16H26O3
C23H46
C24H50
C16H22O4
C19H38O2
C19H38
C18H34O2
C19H36O3
C26H52
C12H24O2
C19H34O2
C15H28
C20H36O2
C16H22O4
C6H5Cl2N
C23H48
C19H32O2
C16H32O2
C18H36O2
C20H34O2
C17H31O2
C12H14O4
C16H22O4
C26H54
C18H34O2
C15H30O2
C20H38O2
C18H36O2
C25H50
C29H60
C16H30O2
154
144
102
178
116
150
122
238
242
210
101
197
228
158
270
268
281
283
240
266
323
339
278
299
267
282
280
365
200
294
208
309
278
162
325
292
256
284
306
267
223
278
367
282
242
311
284
351
409
254
外果皮
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
1.92
-
1.11
-
-
-
4.2
-
-
-
-
-
-
16.8
4.16
-
-
-
-
1.8
-
-
-
-
9.79
14.9
-
-
-
-
-
-
-
12.5
-
-
-
-
果肉
-
0.85
-
26.83
-
-
-
-
-
5.48
1.59
0.65
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0.84
-
1.06
-
-
-
-
-
-
-
-
-
1.19
-
15.24
0.54
-
-
-
0.53
-
1.67
0.67
1.08
1.62
-
-
-
内果皮
0.24
-
3.74
-
0.08
0.18
0.21
0.07
1.76
-
-
0.3
-
0.09
10.41
0.27
0.53
0.15
-
0.1
0.96
0.19
-
1.01
-
-
18.64
0.45
0.57
5.51
0.2
0.45
6.77
0.18
0.29
0.18
16.96
0.72
0.28
0.24
1.01
5.33
0.66
-
1.99
1.1
-
0.16
0.84
2.51
序号 化合物名称 分子式 分子量
相对百分含量/%
张博,等:金枕榴莲果实各部位挥发性物质成分 GC/MS分析检测分析
133
棕榈酸乙酯(14.91 %)、油酸乙酯(12.52 %)、棕榈酸
(9.79 %)、二乙基二硫醚(4.31 %)、棕榈醛(4.2 %)、13-
十八烯酸甲酯(4.16 %)、丁酸异丁酯(3.29 %)、2-羟-
3-甲基丁酸乙酯(2.79 %)、苯乙醛(2.22 %)、月桂酸乙
酯(1.92%)、亚油酸乙酯(1.8%)和棕榈酸甲酯(1.11%)。
以酯类化合物和酸类化合物为主,分别占挥发油总含
量的59.71 %和26.56 %。
3 结论与讨论
榴莲内、外果皮及果肉挥发性成分存在较大差
异。其中,果肉挥发性成分以含硫化合物为主,主要为
二烯丙基三硫醚(26.83 %),二烯丙基二硫醚(10.8 %)
和二烯丙基四硫醚(5.48 %)等。这些含硫类化合物具
有特殊臭味,所以榴莲的果肉难闻的气味比较大,可导
致部分食用者产生“恶臭”感。
榴莲内外果皮中挥发性成分均以酯类化合物为
主,其含量超过半数。如2-甲基丁酸乙酯,具有苹果香
气特征,其在外果皮中的相对含量高达17.2 %。另外,
13-十八烯酸甲酯、棕榈酸乙酯、油酸乙酯等均具有天
然水果的香气特征,多种酯类构成榴莲的果香香气特
征。在内果皮中检测到的3-羟基-2-丁酮(3.4 %)是一
种令人愉快的气味化合物,与刘倩等[5]采用溶液萃取法
在榴莲中的研究结果一致。同时,内果皮中只检测到几
种且含量较少的烷烃,如二十烷(0.15 %)、二十四烷
(0.19 %)、正二十三烷(0.29 %)、正二十六烷(0.69 %)
和正二十九烷(0.84 %)等,这些成分对榴莲的果香气
味也起到一定的作用。
榴莲果实各个部位均被检测到的成分有棕榈酸、
棕榈酸甲酯、油酸乙酯等有机化合物。还有部分烯、炔、
醇、醛、酸及酸酐类化合物。这些挥发性化学成分一起
构成榴莲果实完熟时独特的香气,既有是浓烈的果味,
又有强烈的洋葱味。
本实验中虽然检测到了含硫类化合物,但与热吸
附-气相色谱/质谱法[4]和吹捕法[5]所检测到的含硫化合
物种类不完全一致;本实验在榴莲果实各个部位均检
测到较高含量的有机酸类物质,而在其他研究中未见
报道;本实验在外果皮中未检测到烷烃化合物,与张继 [3]
等采用毛细管气相色谱-质谱联用法在榴莲果皮挥发
性成分中检测到大量的烷烃化合物的研究结果不尽相
同。以上这些差异是否与所取材料的成熟度、产地、品
种及提取方法不同有关,有待于进一步研究。
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收稿日期:2011-07-28
张博,等:金枕榴莲果实各部位挥发性物质成分 GC/MS分析 检测分析
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