顶空-气质联用对芹菜叶粉贮藏过程中挥发性成分变化研究

程碧君，李天娇

（吉林农业科技学院食品工程学院，吉林吉林132101）

芹菜（Apium graveolens L.），也称为旱芹、药芹菜等，伞形科芹属，一般为一年生草本植物。芹菜甘苦、性凉，具有清热、止血、平肝、祛风、利湿等功效，因此，民间载有“药芹”美誉[1]。芹菜富含蛋白质、碳水化合物、膳食纤维、维生素、矿物质等营养元素[2]，还含有黄酮类、挥发油、不饱和脂肪酸、香豆素衍生物等多种活性成分[3]。现代研究发现，芹菜具有多种生理活性，如降血糖、抗氧化[4]、降血压扩血管[5]、抗炎[6-7]、抗癌[8]，如鼻咽癌[9]、肺癌[10-12]、胰腺癌[13]、肝癌[14]、结肠癌[15-16]。另外，多数人只食用芹菜茎，丢弃芹菜叶。据相关文献报道，芹菜叶营养价值同样丰富[17]。目前，人们对芹菜中活性成分（芹菜素）已做了大量研究。但是，关于芹菜叶中挥发性成分的研究很少。据报道，芹菜挥发油具有增进食欲、降压利尿和健胃等作用[18]。本课题以芹菜叶粉中挥发性成分为研究对象，分析芹菜叶粉贮藏期间挥发性成分的变化，为更好的开发与利用芹菜叶资源提供依据，为芹菜及其制品的品质评价提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

芹菜：超市购买；甲醇、三氯甲烷、正己烷等（均为分析纯）：天津市致远化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

AL204电子天平：梅特勒-托利公司；ST-02A多功能粉碎机：上海树立仪器仪表有限公司；DHG-9240A电热恒温鼓风干燥箱：上海精宏实验设备有限公司；Agilent 7697A自动顶空进样器、7890B气相色谱仪、7000D三重四极杆质谱仪：安捷伦公司。

1.3 方法

1.3.1 芹菜叶粉的制备

参考张倩茹[19]果蔬粉制备方法，摘下新鲜绿色的芹菜叶，清洗干净，放入干燥箱中进行干燥，60℃，48 h。芹菜叶干燥后进行粉碎，100目过筛，即为对照芹菜叶粉。将芹菜叶粉放入塑料包装袋中，常温避光贮藏6个月，即为贮藏后芹菜叶粉。

1.3.2 顶空-气相色谱质谱仪分析

顶空进样条件：称取对照和贮藏后的芹菜叶粉0.500 g，放入20 mL顶空样品瓶中，封口。样品瓶加热温度为100℃，定量环温度120℃，传输线140℃，样品平衡时间为40 min。样品重复测定3次。

气相色谱条件：色谱柱为HP-5毛细管型弹性色谱柱（30 m ×0.25 mm，0.25 μm），载气为高纯氦气、高纯氮气，柱流速为0.65 mL/min，进样口温度260℃，分流进样，分流比为10∶1，进样量1 mL，溶剂延时3.5 min。采用程序升温：初始40℃，保持1 min，以1℃/min升温至70℃，保持3 min，以3℃/min升温至220℃，保持3 min。

质谱条件：电离方式为EI，电子能量70 eV，离子源温度230℃，传输线温度250℃，四极杆温度150℃，全扫描模式，扫描范围：m/z 50～500；检索库为NIST17.L。

1.4 统计分析

1.5 感官评价

请10位评定人员，为对照和贮藏后芹菜叶粉的色泽、香味、口感、外观4个指标进行评分，满分为100分，感官评分标准如表1所示。

表1 感官评分标准Table 1 Sensory scoring standards

2 结果与分析

2.1 芹菜叶粉挥发性成分气相色谱质谱联用技术（gas chromatographymassspectrometry，GC-MS）分析鉴定结果

采用GC-MS对芹菜叶粉挥发性成分进行分析，总离子流图如图1和图2。检出的组分经NIST17.L数据库检索，并进行谱图解析，利用面积归一化法计算各组分的百分含量，结果见表2。

图1 对照芹菜叶粉挥发性成分总离子流图Fig.1 Total ion chromatogram of volatile components of celery leaves powder

图2 贮藏后芹菜叶粉挥发性成分总离子流图Fig.2 Total ion chromatogram of volatile components of celery leaves powder after storage

表2 芹菜叶粉挥发性成分质谱解析结果Table 2 MS analysis of volatile components of celery leaves powder

对照芹菜叶粉中检测出6种挥发性成分，分别为柠檬烯、月桂烯、芹子烯、罗勒烯、环庚三烯、石竹烯，相对含量分别为 88.03%、4.09%、3.55%、3.4%、1.2%、0.92%。贮藏后芹菜叶粉中检测出6种挥发性成分，分别为柠檬烯、对乙基苯乙酮、dl-樟脑醌、月桂烯、环庚三烯酮、2'-羟基-3-苯基苯丙酮，相对含量分别为79.13%、12.08%、6.55%、1.73%、1.21%、0.51%。试验发现，贮藏6个月后，芹菜叶粉中柠檬烯和月桂烯含量发生显著下降，芹子烯、罗勒烯、环庚三烯和石竹烯不再检出。同时，应用GC-MS检测到新成分，分别为对乙基苯乙酮、dl-樟脑醌、环庚三烯酮、2'-羟基-3-苯基苯丙酮。因此推测，在贮藏期间，芹菜叶粉中柠檬烯、月桂烯和罗勒烯发生氧化可能生成对乙基苯乙酮、dl-樟脑醌，芹子烯和石竹烯发生氧化可能生成2'-羟基-3-苯基苯丙酮，环庚三烯发生氧化可能生成环庚三烯酮。

采用顶空-固体进样方式对芹菜叶粉挥发性成分进行分析发现，芹菜叶粉挥发性成分中柠檬烯和月桂烯含量分别为88.03%、4.09%。据报道，柑橘精油中柠檬烯和月桂烯含量最高[20]。洪鹏等[21]采用冷磨法制备柚皮精油，柠檬烯和月桂烯含量占柚皮精油的91.9%。Phi等[22]也发现，柚子精油中柠檬烯和月桂烯的含量约占精油的92%。郭莉等[23]对伏令夏橙汁主要香气成分进行分析发现，柠檬烯含量为84.79%，月桂烯含量为5.44%。张妍等[24]检测橙汁香气成分，柠檬烯含量为82%。因此，柠檬烯和月桂烯不仅是柑橘属精油中主要成分，也是芹菜叶粉挥发性成分中主要成分。

试验还发现，贮藏后芹菜叶粉中柠檬烯和月桂烯含量发生显著下降，芹子烯、罗勒烯、环庚三烯和石竹烯不再检出，对乙基苯乙酮、dl-樟脑醌、环庚三烯酮、2'-羟基-3-苯基苯丙酮等新成分被检出。Takehiro等[25]研究发现，柠檬精油在20℃下贮藏12个月后，柠檬烯、月桂烯和α-蒎烯等成分浓度显著下降，p-伞花烃和萜烯醇成分增加，增加的成分主要来源于柠檬烯、月桂烯和α-蒎烯等成分的氧化。同时，Nguyen等[26]试验表明，柠檬醛在氧气存在的条件下，40℃保存4 h即发生异构化，而柠檬烯经氧化生成柠檬烯氧化物、香芹酮等成分。柠檬烯化学性质活泼，在空气、光照等条件下易被氧化为过氧化物，过氧化物不稳定进一步氧化生成香芹酮、香芹醇等物质[27]。因此，推测贮藏期间芹菜叶粉中柠檬烯、月桂烯和罗勒烯发生氧化可能生成对乙基苯乙酮、dl-樟脑醌，芹子烯和石竹烯发生氧化可能生成2'-羟基-3-苯基苯丙酮，环庚三烯发生氧化可能生成环庚三烯酮，试验结果符合相关研究报道。

2.2 芹菜叶粉感官评价结果

感官评价结果见表3。

表3 芹菜粉的感官评价Table 3 Sensory scoring of celery leaves powder

贮藏后芹菜叶粉颜色变浅，口感味道淡，香味减弱，得分为82分。对照芹菜叶粉颜色鲜绿，口感纯正，香味浓郁，得分为95分。相关研究表明，柠檬烯有类似柠檬的香味，是柑橘属主要香气成分[28]。月桂烯具有令人愉快的、清淡的香脂气味[29]。罗勒烯有草香、花香并伴有橙花油气息[30]。石竹烯具有青草味，是水芹特征风味之一[31]。芹子烯存在于芹菜籽油及其他挥发油中[32]。芹菜叶粉的香味可能是由柠檬烯、月桂烯、罗勒烯、石竹烯和芹子烯协同产生。贮藏后芹菜叶粉香味明显减弱，品质下降，可能是因为芹菜叶粉中挥发性成分发生了氧化等化学反应，使芹菜叶粉的香味发生改变，降低了芹菜叶粉的食用品质。

3 结论

本文采用顶空-气相色谱质谱联用技术分析芹菜叶粉中挥发性成分，发现芹菜叶粉中挥发性成分主要由柠檬烯（88.03%）和月桂烯（4.09%）组成。常温避光贮藏6个月后，芹菜叶粉中柠檬烯、月桂烯和罗勒烯发生氧化可能生成对乙基苯乙酮、dl-樟脑醌，芹子烯和石竹烯发生氧化可能生成2'-羟基-3-苯基苯丙酮，环庚三烯发生氧化可能生成环庚三烯酮。

另外，芹菜叶粉的香味可能是由柠檬烯、月桂烯、罗勒烯、石竹烯和芹子烯协同产生。贮藏后芹菜叶粉的香味明显减弱，品质下降，可能是因为芹菜叶粉中挥发性成分发生了氧化等化学反应，挥发性成分含量下降，使芹菜叶粉的香味发生改变。因此，采用顶空-气相色谱质谱联用技术分析芹菜叶粉中挥发性成分，具有便捷、灵敏的特点；芹菜叶粉中挥发性成分，如柠檬烯、月桂烯、芹子烯、罗勒烯、石竹烯可作为芹菜及其制品品质评价的参考指标。