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HD/GC-MS法测定辣木树不同部位挥发性香气成分的研究



全 文 :Vol. 21,2014,No. 4
粮食与食品工业
Cereal and Food Industry 食品科技
收稿日期: 2014 - 05 - 25
基金项目: 杭州市科技发展计划项 目 ( 项 目 编 号:
20130432B49) 。
作者简介: 陈荣荣,女,1974 年出生,高级工程师,主要从事
天然产物香原料研究。
HD /GC -MS法测定辣木树不同部位
挥发性香气成分的研究
陈荣荣,张献忠,王根女,郭向阳,陈 雄
杭州艾菲曼普香精香料有限公司 ( 杭州 311215)
摘 要:采用水蒸汽蒸馏( HD) 结合气相色谱 -质谱( GC - MS) 分析辣木叶、茎和根的挥发性
香气成分,用峰面积归一化法计算各组分的相对含量。辣木叶中共鉴定出 43 种化合物,主要成分
为苯乙醛( 14. 52% ) 、苯甲醛( 1. 9% ) 、2 -己烯醛( 1. 52% ) 、棕榈酸甲酯( 3. 41% ) 、异硫氰酸甲氧
基甲酯( 2. 03% ) 、邻苯二甲酸正丁异辛酯 ( 1. 57% ) 、二氢猕猴桃内酯 ( 1. 41% ) 、棕榈酸 ( 13.
91% ) 。辣木茎中共鉴定出 16 种化合物,主要成分为苯甲醛( 15. 69% ) 、棕榈酸( 9. 47% ) 和亚油酸
( 7. 91% ) 。辣木根中共鉴定出 13 种化合物,主要成分为苯乙腈( 36. 94% ) 、苯甲醛( 18. 21% ) 和异
硫氰酸苄酯( 15. 96% ) 。
关键词:辣木;挥发性成分,水蒸汽蒸馏; GC - MS
中图分类号:TS210 文献标识码:A 文章编号:1672 - 5026( 2014) 04 - 058 - 04
Study on characterization of volatile aroma composition of Moringa oleifera
Lam. leaf,stem and root by HD coupled to GC -MS
Chen Rongrong,Zhang Xianzhong,Wang Gennv,Guo Xiangyang,Chen Xiong
Hangzhou Ever Maple Flavor & Fragrance Co.,Ltd. (Hangzhou 311215)
Abstract:Volatile aroma compounds in Moringa oleifera Lam. leaf,stem and root were investigated
by hydrodistillation (HD)coupled to GC - MS,the relative content of each component was calculated by
area normalization. 43 compounds were identified from leaf of Moringa oleifera Lam. . The main compo-
nents are benzeneacetaldehyde (14. 52%) ,benzaldehyde(1. 9%) ,2 - hexenal(1. 52%) ,methyl pal-
mitate (3. 41%) ,methoxymethyl isothiocyanate (2. 03%) ,phthalic acid,butyloctyl ester(1. 57%) ,
dihydroactinidiolide (1. 41%)and n - hexadecanoic acid (13. 91%). 16 compounds were identified
from stem of Moringa oleifera Lam. . The main components are benzaldehyde (15. 69%) ,n - hexade-
canoic acid (9. 47%)and linoleic acid (7. 91%). 13 compounds are identified from root of Moringa
oleifera Lam. . The main components were benzyl nitrile (36. 94%) ,benzaldehyde (18. 21%)and iso-
thiocyanicacid,benzyl ester (6CI,8CI) (15. 96%).
Key words:Moringa oleifera Lam.;volatiles;hydrodistillation;GC - MS
辣木(Moringa oleifera Lam.)又称鼓槌树,是一
种多用途的热带树木,属辣木科辣木树植物[1]。辣
木树富含蛋白质、维生素以及钙、铁、钾等多种营养
物质和矿物质,其全株均可被利用,根和树皮是传统
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粮食与食品工业 Cereal and Food Industry Vol. 21,2014,No. 4
医药原料,树叶和嫩果味道鲜美且营养价值较高,可
作为食物直接食用,同时树叶和茎等可用作动物饲
料等[2 - 4]。由于辣木树的不同部位均含有生物活性
成分如多酚、黄酮等,长期以来,辣木根、茎、叶等部
位被用来预防和治疗糖尿病、高血压病、皮肤病、贫
血、坏血病、肥胖症、关节炎等疾病[5 - 7]。
除了具有营养价值和医用价值外,近年来有研
究报道称,辣木种子具有净化水的特殊功能,其原因
可能是它含有一些活性凝结成分[8]。如今辣木被
广泛种植于各个国家,并作为食品、药品等功能原料
进行利用和开发,而辣木的种植开发在中国尚处于
起步阶段,仅在广东、广西、海南、云南和台湾有种
植,海南省和广东省已有多个辣木种植基地,其中澄
迈美亭和长安的两个基地辣木已经上市,每天上市
量近 1 t。在台湾,以新鲜辣木叶为原料的“健康辣
木养颜”面包已经上市,化妆品市场上也出现了含
辣木油成分的洁面乳等[9]。目前对辣木的研究集
中在辣木营养成分分析、从辣木中提取多糖、黄酮、
蛋白质等生物活性成分以及制备辣木种子油等领
域[10 - 12],而对其挥发性香气成分研究较少。本研究
拟采用水蒸汽蒸馏联合气相色谱 -质谱法(HD/GC
- MS)测定并分析辣木树不同部位挥发性香气成
分,并比较各部位成分的差异性,以期为辣木挥发性
香气成分的提取以及进一步深入研究提供参考和理
论依据。
1 材料与方法
1. 1 原料与试剂
辣木叶、辣木根、辣木茎,韶关市莫尔卡生物技
术有限公司提供;高纯氦气、乙酸乙酯、NaCl,均为分
析纯。
1. 2 仪器与设备
Agilent 7890A - 5975C 气相色谱 - 质谱联用
仪,美国 Agilent公司;DB -5 毛细管色谱柱(30 m ×
250 μm × 0. 25 μm) ,美国 Agilent 公司;Clevenger
apparatus挥发油提取器,浙江常青化工有限公司;R
-210 旋转蒸发仪,瑞士步琦公司。
1. 3 试验方法
1. 3. 1 样品预处理
将干燥的辣木叶、根、茎样品用高速粉碎机粉
碎,过 20 目筛网,置于阴凉干燥处备用。
1. 3. 2 HD法萃取挥发性香气成分
辣木不同部位香气成分的萃取参考文献[13]
中的方法并有所改进。
准确称取辣木叶、根、茎样品 50 g 分别置于
1 000 mL烧瓶中,分别向烧瓶中加入 400 mL去离子
水和 3. 0 g NaCl,混合均匀后,浸泡 30 min,然后将
装有样品的烧瓶置于电热套中,连接 Clevenger ap-
paratus装置与冷凝回流管,自冷凝管上端加水使其
充满 Clevenger apparatus装置刻度部分,然后在刻度
液面上方加入 3. 0 mL 乙酸乙酯以富集香气成分。
开启电热套电源分别将 3 种样品缓慢加热至沸腾进
行蒸馏,蒸馏萃取 2. 5 h。萃取完成后冷却后,将
Clevenger apparatus装置中的乙酸乙酯部分用移液
枪取出,并用乙酸乙酯再冲洗装置 3 次合并之前取
出的乙酸乙酯萃取液和冲洗出的乙酸乙酯,用旋转
蒸发仪将其浓缩至 1 mL,置于 4 ℃冰箱中,待测。
1. 3. 3 挥发性香气成分 GC - MS分析
色谱条件:毛细管柱为 DB - 5 柱(30 m ×
250 μm ×0. 25 μm) ,以高纯氦气为载气,载气流量
恒定为 1. 4 mL /min。采用程序升温模式,起始温度
40 ℃,保持 2 min,以速度 5 ℃ /min 升到 200 ℃,保
持 1 min,再以 10 ℃ /min 升到 250 ℃,保持4 min。
进样口温度 250 ℃,不分流进样模式[14]。
质谱条件:采用全扫描模式(scan mode)采集信
号,电离方式 EI,电子轰击能量为 70 eV;接口温度
280 ℃,离子源温度 230 ℃,四级杆温度 150 ℃,扫
描质量范围 35 ~ 350 amu.
1. 3. 4 数据分析
定性分析:化合物经计算机检索与 NIST Library
相匹配。选择较高匹配度的检索结果,并结合文献
报道的已知化合物确认检测成分。
定量分析:利用峰面积归一化法,通过 GC - MS
分析结果求出不同挥发性化学组分的相对百分含
量。
2 结果与讨论
利用 HD法对辣木叶、茎、和根的挥发性成分进
行萃取,并对辣木叶、辣木茎、辣木根挥发性香气成
分进行分析,测定结果见表 1。由表 1 可知,从辣木
叶、茎和根中共检测出 48 种挥发性香气成分,主要
为酯类(9 种)、杂环类(8 种)、醛类(8 种)、醇类(7
种)、酸类(5 种)、酮类(4 种)、烃类(3 种)、胺类(2
种)和芳香类(2 种) ,其中辣木叶的挥发性香气成分
最为丰富(43 种)、其次为辣木茎(16 种)和根(13
种)。
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食品科技 陈荣荣 等:HD/GC - MS法测定辣木树不同部位挥发性香气成分的研究
辣木叶中挥发性香气成分种类较多,主要由酯
类(7 种)、杂环类(7 种)、醛类(7 种)、醇类(6 种)、
酸类(5 种)、酮类(4 种)、烃类(3 种)等43种组分组
成,鉴定出的挥发性香气成分占总峰面积的97. 62%。
其中,挥发性组分含量最高的为醛类物质,占总峰面
积的 19. 33%,主要为苯乙醛(14. 52%)、苯甲醛(1.
9%)和 2 -己烯醛(1. 52%)等。酯类物质(10. 47%)
中主要的物质为棕榈酸甲酯(3. 41%)、异硫氰酸甲氧
基甲酯(2. 03%)、邻苯二甲酸正丁异辛酯(1. 57%)和
二氢猕猴桃内酯(1. 41%)等。酸类物质(14. 54%)种
类比较单一,主要为棕榈酸(13. 91%)。酮类物质
(10. 9%)主要为 6,10,14 -三甲基 - 2 -十五烷酮和
β -紫罗酮等。
辣木茎中挥发性香气成分主要为醛类(4 种)、
酸类(2 种)、芳香类(2 种)、酯类(5 种)等 16 种成
分组成,鉴定出的挥发性香气成分占总峰面积的
81. 23%。其中,醛类物质占总峰面积的 18. 04%,
主要为苯甲醛(15. 69%) ,苯甲醛是广泛存在于植
物中的一种芳香物质,赋予苦杏仁般的香气。酸类
物质(17. 83%)主要为棕榈酸(9. 47%)和亚油酸
(7. 91%)。
辣木根中的挥发性香气成分最少,只鉴定出 13
种组分,占总峰面积的 91. 69%。主要组分为苯乙
腈(36. 94%)、苯甲醛(18. 21%)、异硫氰酸苄酯
(15. 96%)等。
辣木叶、根和茎均含有的香气成分共 7 种,主要
为甲苯、糠醛、苯甲醛、苯乙腈、棕榈酸和亚油酸等。
表 1 辣木不同部位挥发性香气成分化学成分及相对含量表
序号
保留时间
/min
化学组分
辣木叶
/%
辣木茎
/%
辣木根
/%
1 3. 238
异硫氰酸甲氧基
甲酯
2. 03 2. 72 1. 34
2 3. 615 异丁酸乙酯 1. 39 - 1. 14
3 3. 757 甲苯 2. 56 3. 85 1. 85
4 3. 838 乙酸异丁酯 0. 21 0. 28 -
5 4. 275 己醛 0. 33 0. 23 -
6 4. 929 糠醛 0. 16 1. 88 2. 34
7 5. 368 2 -己烯醛 1. 52 - -
8 5. 379 2 -呋喃醇 - - 0. 38
9 6. 722 2.5 -二甲基吡嗪 0. 73 - -
10 6. 771 2 -乙酰基呋喃 - - 0. 19
11 7. 306 2 -甲基烯丙醇 0. 36 - -
序号
保留时间
/min
化学组分
辣木叶
/%
辣木茎
/%
辣木根
/%
12 8. 111 苯甲醛 1. 90 15. 69 18. 21
13 8. 192
5 -甲基 - 2 -糠

- 0. 24 0. 60
14 9. 256
2,3,5 - 三甲基
吡嗪
0. 40 - -
15 10. 196 苯甲醇 0. 29 - -
16 10. 509 苯乙醛 14. 52 - -
17 11. 525
3 -乙基 - 2,5 -
二甲基吡嗪
0. 48 - -
18 12. 540 苯乙醇 0. 43 - -
19 13. 302 苯乙腈 0. 76 12. 81 36. 94
20 15. 095 藏红花醛 0. 30 - -
21 17. 667 吲哚 0. 33 - -
22 18. 250
2,5 -二甲基 - 3
- (3 - 甲基丁
酯)-吡嗪
0. 60 - -
23 19. 606 异硫氰酸苄酯 - 4. 64 15. 96
24 20. 352 苯乙酸 0. 31 - -
25 22. 685 β -紫罗酮 1. 82 - -
26 22. 772
5 -甲基 - 2 -苯
基 -己醛
0. 60 - -
27 23. 452
5,6 -二甲基 - 2
-苯并咪唑啉酮
1. 07 - -
28 23. 782 二氢猕猴桃内酯 1. 41 - -
29 25. 230
邻苯二甲酸二乙

- 2. 05 -
30 25. 667
叔丁基 - 1 - 甲
基 - 3 氢 - 吲哚
- 2 -酮
0. 55 7. 09 5. 67
31 27. 855
2,5 -二甲基 - 4
-(3 - 氨基 - 4
甲苯基)吡啶
0. 87 - -
32 28. 806 肉豆蔻酸 0. 32 - -
33 30. 621
6,10,14 -三甲基
-2 -十五烷酮
7. 46 - -
34 31. 128
邻苯二甲酸正丁
异辛酯
1. 57 1. 52 -
35 32. 122 香叶基香叶醇 1. 41 - -
36 32. 230 棕榈酸甲酯 3. 41 - -
37 32. 922 棕榈酸 13. 91 9. 47 3. 63
38 35. 418 反亚油酸甲酯 0. 45 - -
39 35. 531 亚麻醇 1. 71 - -
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粮食与食品工业 Cereal and Food Industry Vol. 21,2014,No. 4
序号
保留时间
/min
化学组分
辣木叶
/%
辣木茎
/%
辣木根
/%
40 35. 747 植物醇 5. 98 - -
41 36. 060 亚油酸 0. 61 7. 91 3. 44
42 36. 190 亚麻酸 4. 44 - -
43 36. 455
2 -甲基 - 7 -十
八烷
0. 31 - -
44 36. 892 十六碳酰胺 1. 56 - -
45 40. 279 油酰胺 7. 95 9. 27 -
46 41. 711
2,2 ' - 亚甲基双
-(4 - 甲基 - 6
-叔丁基苯酚)
3. 08 1. 58 -
47 43. 866 二十五烷 4. 78 - -
48 50. 522 2 -甲基十八烷 2. 74 - -
3 结语
本文通过 HD/GC - MS 法测定了辣木叶、茎和
根中的挥发性香气成分,共鉴定出 48 种挥发性化合
物,主要包括酯类、醛类、酮类、醇类、酮类和烃类等。
通过结果分析可知,辣木树的叶、茎和根中均具
有挥发性香气成分,但其主要组分和相对含量差异
较大。辣木叶中的挥发性香气成分最为丰富,且大
部分为沸点较低的物质,这也从侧面证明了辣木叶
具有辛香刺激味道的原因。同时,辣木叶种含有的
一些香气组分如己烯醛、藏红花醛、β -紫罗酮、二
氢猕猴桃内酯等,虽然含量不高,但这些物质的香气
阈值较低,在其特征香气的形成具有重要的作用,且
这些组分在天然香精香料的配制中具有广泛的应
用,这也从理论上支持了辣木叶具有在天然食品配
料领域应用的可能性。本研究为辣木树资源的深层
次综合开发利用提供了理论依据,具有重要的社会
意义和经济价值。但植物挥发性香气成分是一个复
杂体系,利用一种方法并不能完全鉴定出所有挥发
性组分,因此,后续需要用其它方法对辣木树挥发性
香气组分进行更深入研究。
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