皇冠梨香气成分气相色谱-质谱联用分析

马越，谢国莉，韩玛莉娜，曹奇光，陈红梅

（1．北京电子科技职业学院生物工程学院，北京 100176；2．沈阳农业大学食品学院，辽宁 沈阳 110866）

皇冠梨，别名黄金梨、丰水梨，是蔷薇目蔷薇科植物的一种，以其品质优良优、抗性强、结果实早及连年丰产等特性，深受欢迎。皇冠梨果实卵形或近球形，果心小，果肉洁白，质细腻，石细胞及残渣少，松脆多汁，果形周正，可食率较高，而且肉嫩多汁，风味酸甜且带蜜香，很适合用于加工果汁饮料[1]，另外梨中含有一定量的蛋白质、脂肪、胡罗卜素、维生素B1、维生素B2、苹果酸等人体必需的物质，所含有的热量也比同量的其他瓜果高。为深入开展皇冠梨果实深加工研究，提高其经济价值，本课题采用气相色谱与质谱联用技术（gas chromatography with mass spectrometry，GC-MS）分析方法检测皇冠梨皮、汁、肉中的挥发性香气成分，为皇冠梨的产品深加工提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

皇冠梨：产自河北省藁城市。

1.2 仪器与设备

AR224CN 型电子天平：北京天平医用厂；601 超级恒温水浴锅：江苏省金坛市医疗仪器厂；7890A/5975C 气相-质谱联用仪：美国Agilent 公司；固相微萃取装置及50/30 μM DVB/CAR/PDMS 萃取头：美国Supelco 公司。

1.3 方法

1.3.1 样品处理

挑选成熟完好的皇冠梨，洗净，待用。

果皮样品：用水果刀将皇冠梨的果皮削掉，将削掉的果皮放入研钵内充分研磨，剔除液体，使用定性滤纸将果皮水分吸干，待用。

果肉样品：将去皮的皇冠梨用水果刀切开，挖除果心及不能食用部分，将果实果肉切块，放入研钵内充分研碎，剔除液体，使用定性滤纸吸干果肉的水分，待用。

果汁样品：取干净果实，挖除果心及不能食用部分，破碎打浆，搅拌均匀，将果浆用纱布过滤，取清液，待用[2]。

1.3.2 香气成分萃取

取10 g 样品置于50 mL 的锥形瓶中，加入1 g NaCl，置于45 ℃水浴中平衡45 min，插入萃取针，顶空萃取30 min 后，将萃取针插入气相色谱进样口，将萃取针头解析5 min[3]。

1.3.3 气相色谱条件

色谱柱 DB-5MS（30 m×250 μm，0.25 μm）；进样口温度：250 ℃；升温程序以 50 ℃保持 1 min，以 3 ℃/min升到 110 ℃，保持 1 min，以 5 ℃/min 升到 180 ℃，保持1 min，以 8 ℃/min 升到 250 ℃，保持 1 min；载气：高纯He；柱温 50 ℃；气体流量 1.0 mL/min[3]。

1.3.4 质谱条件

质谱四级杆温度150 ℃；离子源温度230 ℃；离子源：EI；电子能量：70 eV；扫描范围：35 amu～625 amu[3]。

1.3.5 定性定量分析

扫描图谱与NIST08.L 谱库对照进行鉴定，并用气相色谱峰面积归一化定量计算出各香气成分样品中的相对含量。

2 结果与分析

2.1 皇冠梨的皮、肉、汁样品香气成分GC-MS分析

图1为皇冠梨的皮、肉、汁样品香气成分色谱图，各组分鉴定的结果如表1所示，图2为皇冠梨的皮、肉、汁样品中不同大类香气成分百分比对比图。

从皇冠梨的皮样中检测出香气成分33 种。其中酯类物质23 种，醛酮类物质1 种，烯类物质6 种，酸类物质1 种，苯类物质2 种。主要香气成分为酯类：苯甲酸乙酯、正己酸乙酯、苯甲酸甲酯、顺式-4-辛烯酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸己酯、2，4-癸二烯酸乙酯、乙酸叶醇酯、2-甲基丁酸乙酯、己酸甲酯，相对含量分别为7.89%、4.54%、3.46%、2.04%、1.44%、0.95%、0.93%、0.87%、0.85%、0.68%。醛酮类：甲基庚烯酮，相对含量0.42%。烯类：3，7，11-三甲基-1，3，6，10-十二碳-四烯、黏蒿三烯、（+）-α-长叶蒎烯、3，7，11-三甲基-1，3，6，11-十二碳-四烯、γ-榄香烯、右旋萜二烯，相对含量分别为 37.60%、1.18%、0.54%、0.38 %、0.19 %、0.17%。酸类：乙基（E）-4-庚烯酸，相对含量为0.10%。苯类：1，4-二甲苯及1，3-二甲苯，相对含量分别为0.10%、0.01%。

图1 皇冠梨的皮、肉、汁样品香气成分色谱图Fig.1 The chromatograms of aroma components in the pericarp ，pulp and juice samples of huangguan pear

表1 皇冠梨皮样、肉样、汁样香气成分分析Table 1 Analysis of huangguan pear skin，meat，juice aroma components

续表1 皇冠梨皮样、肉样、汁样香气成分分析Continue table 1 Analysis of huangguan pear skin，meat，juice aroma components

图2 3 个样品中不同大类香气成分百分比Fig.2 Percentage of different major aromatic components in three samples

经与果肉和果汁对比分析，皇冠梨皮样中含有的特有成分包括：苯甲酸甲酯、顺式-4-辛烯酸乙酯、乙酸叶醇酯、2-甲基丁酸乙酯、己酸甲酯、甲基庚烯酮、黏蒿三烯、（+）-α-长叶蒎烯、3，7，11-三甲基-1，3，6，11-十二碳-四烯、γ-榄香烯、右旋萜二烯、乙基（E）-4-庚烯酸、1，4-二甲苯、1，3-二甲苯等 14 余种成分。

从皇冠梨的肉样中检测出香气成分16 种。其中酯类物质5 种，醛酮类物质5 种，烯类物质3 种，酚类物质1 种，醇类物质1 种，呋喃类物质1 种。主要香气成分为酯类：乙酸己酯、苯甲酸乙酯、丁酸己酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯，相对含量分别为5.30%、3.37%、0.42%、0.36%、0.17%。醛酮类：反式-2-己烯醛、2-己烯醛、甲基庚烯酮、正己醛、壬醛，相对含量分别为2.78%、1.64%、1.48%、1.02%、0.71%。烯类：3，3-二甲基-1-己烯、3，3-二甲基-2-己烯、3，7，11-三甲基-1，3，6，10-十二碳-四烯，相对含量分别为 1.34%、1.06%、0.79%。酚类：2，4-二叔丁基苯酚，相对含量为0.42 %。醇类：正己醇，相对含量为33.32%。呋喃类：2-正戊基呋喃，相对含量为1.9672%。

经与果皮和果汁比对分析，皇冠梨肉样中含有的特有成分包括：丁酸己酯、邻苯二甲酸二丁酯、反式-2-己烯醛、2-己烯醛、甲基庚烯酮、正己醛、3，3-二甲基-1-己烯、正己醇等8 余种成分。

从皇冠梨的汁样中检测出的香气成分18 种。其中酯类物质1 种，醛酮类物质10 种，烯类物质3 种，酚类物质3 种，呋喃类物质1 种。主要香气成分为酯类：邻苯二甲酸二异丁酯，相对含量为0.19%。醛酮类：反式-2-己烯醛、正己醛、壬醛、正辛醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、癸醛、反-2-辛烯醛、反式-2-壬烯醛、（E，E）-2，4-己二烯醛、（E，E）-2，5-己二烯醛，相对含量分别为 26.84 %、22.48 %、2.88 %、0.43 %、0.38 %、0.37 %、0.25%、0.25%、0.12%、0.04%。烯类：5-溴-2-甲基-2-戊烯、3，7-二甲基-1，3，7-辛三烯、5-甲基己烯，相对含量分别为0.25%、0.17%、0.01%。酚类：2，4-二叔丁基苯酚、2，6-二叔丁基对甲苯酚、2，5-二叔丁基苯酚，相对含量分别为0.97%、0.61%、0.33%。呋喃类：2-正戊基呋喃，相对含量为0.399 1%。

经与果皮和果肉比对分析，皇冠梨汁样中含有的特有成分包括：邻苯二甲酸二异丁酯、反式-2-己烯醛、正己醛、正辛醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、反-2-辛烯醛、5-溴-2-甲基-2-戊烯、2，6-二叔丁基对甲苯酚8 种成分。

2.2 皇冠梨皮、肉、汁样香气成分比较

皇冠梨皮、肉、汁样香气成分比较见图3。

皇冠梨皮、肉、汁样中香气成分共鉴定出56 种，由酯类、醛酮类、烯类、酸类、酚类及其他化合物组成[4]。

2.2.1 酯类成分比较

由比对分析可知，3 个样品中均含有酯类物质，其中果皮中最多，果肉居中，果汁最少，分别占香气物质的27.21%、9.63%、0.19%。大多数酯类具有花、果香气，如苯甲酸乙酯具有依兰油香气；苯甲酸甲酯具有强烈的花香和樱桃香味；顺式-4-辛烯酸乙酯具有苹果香味；正己酸乙酯具有水果香味；乙酸乙酯具有水果香味。果皮含有酯类物质明显高于果肉与果汁，其中苯甲酸乙酯、正己酸乙酯、苯甲酸甲酯、顺式-4-辛烯酸乙酯及丁酸乙酯这5 种酯含量明显高于其他酯类，果肉中乙酸乙酯与苯甲酸乙酯含量均较高，但乙酸己酯含量高于苯甲酸乙酯1.93 个百分点。综上所述，果皮中以苯甲酸乙酯、正己酸乙酯、苯甲酸甲酯、顺式-4-辛烯酸乙酯及丁酸乙酯为主要香气成分之一，果肉以乙酸乙酯、苯甲酸乙酯为主要香气成分，果肉中香气成分不以酯类为主。

图3 3 个样品共同含有成分含量对比图Fig.3 Contrast diagram of the component content of three samples

2.2.2 醛酮类成分比较

由比对分析可知，3 个样品中均含有醛酮类物质，其中果汁中含量最多，果肉居中，果皮最少，分别占香气物质的0.42%、7.63%、54.03%。正己醛、反式-2-己烯醛、壬醛在果肉和果汁样品中均有检出，总量分别占果肉样及果汁样中香气物质的4.50%、52.20%。甲基庚烯酮在果皮和果肉中均有检出，总量分别占果皮样及果肉样中香气物质的0.42%、1.48%。醛酮类成分具有一定的香气，如反式-2-己烯醛具有新鲜的绿叶香味；甲基庚烯酮具有水果香气和新鲜清香香气；壬醛具有玫瑰、柑橘等香气、青味、油脂味；癸醛稀薄时具有果味香[5]。

2.2.3 烯类

由试验结果可知，果皮和果肉中均含有3，7，11-三甲基-1，3，6，10-十二碳-四烯，分别占果皮样的37.60%、果肉样的0.79%。果皮中黏蒿三烯含量也相对较高，占果皮样香气成分的1.17%。果肉样中分别含有 3，3-二甲基-1-己烯、3，3-二甲基-2-己烯及3，7，11-三甲基-1，3，6，10-十二碳-四烯，分别占香气物质的1.34%、1.06%、0.80%。果汁样中分别含有5-溴-2-甲基-2-戊烯、3，7-二甲基-1，3，7-辛三烯及 5-甲基己烯，分别占香气物质的0.25%、0.17%、0.01%。

2.2.4 酸类成分比较

由试验结果可知，只有皮样中含有酸类香气成分乙基（E）-4-庚烯酸，占香气物质的0.10%。

2.2.5 酚类成分比较

由比对分析可知，果肉样中含有2，4-二叔丁基苯酚，占香气物质的0.42%。果汁样中含有2，4-二叔丁基苯酚、2，6-二叔丁基对甲苯酚、2，5-二叔丁基苯酚，分别占香气物质的0.97%、0.61%、0.33%。样品中的酚类物质具有一定的抗氧化性。

2.2.6 皇冠梨与其他果梨香气成分对比分析

库尔勒香梨[6]主要香气成分有己醛、己酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸己酯、乙醇、油酸乙酯、反2-己烯醛、α-法尼烯、甲酸辛酯、乙酸丁酯、反2-顺4-癸二烯酸乙酯，其中酯类占50 %，醛类占20 %，醇类占10 %，其他还有酸类、酮类和烯酸类物质。南国梨汁[7]中共鉴定出8 种化学成分，主要是酯类化合物，其次是醇类化合物，其中乙酸乙酯（3.8 %）、丁酸乙酯（14.49 %）、己酸甲酯（4.86%）、己酸乙酯（48.9%）、乙酸己酯（4.93%）、α-法呢烯（13.9%）、2，6-二甲基-6-（4-甲基-3-丙烯基）双环[3，1，1]庚-2-烯（7.12%）、乙醇（1.6%）。水晶梨汁[8]中挥发性成分共鉴定出23 种，主要含有的香气成分为乙酸乙酯（8.53%）、丙酸乙酯（19.51 %）、丁酸丁酯（10.32 %）、丙烯基二氧甲苯酯（3.80%）、环己烯（4.29%）、乙醇（9.82%）等。爱宕梨汁[7]中挥发性成分只鉴定出11 种，主要含有的香气成分为乙酸乙酯（24.56 %）、丁酸乙酯（0.4 %）、丁酸丁酯（4.59%）、2-甲基丁酸乙酯（32.53%）、十一醇（16.02%）、异丙醇（17.81%）。金珠果梨[9]共鉴定出香气成分53种，梨皮，梨肉，梨汁中均含有大量正己酸乙酯、丁酸乙酯、辛酸乙酯，梨皮样、梨肉样及梨汁样中3 种酯的总和分别占香气物质的69.42%、30.90%、29.15%。除此之外还含有己烯醛、壬醛，癸醛，且3 种醛总含量分占梨皮样、梨肉样及梨汁样中香气物质的10.38 %、12.88%、7.13%。通过对比可知，皇冠梨香气成分中反式-2-己烯醛、乙酸己酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯明显高于其他5 种水果，其中反式-2-己烯醛具有新鲜的绿叶香味、乙酸己酯具有水果果香、苯甲酸甲酯有强烈的花香和樱桃香味、苯甲酸乙酯具有依兰油香气，从而使得皇冠梨具备了自己独特的风味。

3 结论

采用GC-MS 分析技术对皇冠梨的皮样、肉样及汁样进行香气成分的分析，结果显示：共鉴定出香气成分56 种，3 个样品中均含有酯类物质，其中果皮中最多，果肉居中，果汁最少，分别占香气物质的27.21%、9.63%、0.19%。除此之外还含有正己醛、反式-2-己烯醛、壬醛，且总量分别占果肉样及果汁样中香气物质的4.50%、52.20%，甲基庚烯酮占果皮样及果肉样中香气物质的0.42%、1.48%。其中反式-2-己烯醛具有新鲜的绿叶香味；甲基庚烯酮具有水果香气和新鲜清香香气；壬醛具有玫瑰、柑橘等香气、青味、油脂味；癸醛稀薄时具有果味香，使得皇冠梨具备了怡人的风味。与其他果梨相比，反式-2-己烯醛、乙酸己酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯使得皇冠梨具有自身的典型性风格。

皇冠梨中含有具有不饱和键的成分如烯酸、酚类物质等，具有显著清除羟基的功效，表明皇冠梨具有强烈的抗氧化作用[10]。

经试验分析，皇冠梨果皮中香气成分较为丰富，共检测出33 种，其中特有成分14 余种，因此，建议在加工皇冠梨果汁、果脯、罐头等产品时，尽量保留果皮，以保留产品独特香气[11]。皇冠梨肉样中检测出香气成分16 种，皇冠梨汁样中检测出的香气成分18 种，其中特有成分共近20 种，因此适宜加工生产果汁、罐头产品。