特色應用| 島津氣味分析系統(tǒng)揭秘不同產(chǎn)地肉桂的揮發(fā)性成分差異
發(fā)布時間:2025-08-29 閱讀次數(shù)：206次
近日，島津中國創(chuàng)新中心與廣西壯族自治區(qū)藥品檢驗研究院合作，基于島津氣味分析系統(tǒng)對不同產(chǎn)地的肉桂中揮發(fā)性風味物質的種類和含量進行分析，通過多元統(tǒng)計分析方法篩選不同產(chǎn)地肉桂中的特征差異化合物，為肉桂的產(chǎn)地溯源和分類提供參考。研究成果以“基于氣相色譜-質譜聯(lián)用技術的不同產(chǎn)地肉桂中揮發(fā)性化合物的研究”為題，已發(fā)表在《中國現(xiàn)代中藥》。
背景介紹
肉桂是樟科植物肉桂（Cinnamomum cassia Preesl）的干燥樹皮，具有活血通經(jīng)、降血糖、抑菌、抗炎、抗腫瘤等作用，屬于藥食兩用的藥材，具有重要的食用與藥用價值。肉桂原產(chǎn)于中國，廣泛種植于熱帶及亞熱帶等地區(qū)，中國廣西廣為種植，在越南、印尼、斯里蘭卡、印度、老撾等地區(qū)也廣泛分布，大多都為人工種植培育。肉桂中成分豐富，含有揮發(fā)油、萜類、多酚類、糖苷類等成分。肉桂經(jīng)過長期的人工栽培和自然選擇，已經(jīng)形成了不同的品系，可呈現(xiàn)出具有地域性特征或品系特征的整體風味，而肉桂中豐富的揮發(fā)性化合物與其呈現(xiàn)的風味具有密切關系，研究肉桂中的特征揮發(fā)性化合物可為肉桂的品系鑒別和產(chǎn)地溯源提供參考。固相微萃取技術集萃取和富集于一體，可實現(xiàn)肉桂中揮發(fā)性及半揮發(fā)性化合物的高效萃取富集，具有快速、靈敏、無需溶劑的優(yōu)點，結合氣相色譜-三重四極桿質譜，可對肉桂中的風味成分進行有效富集和檢測，為肉桂的品系、產(chǎn)地無損鑒別提供重要技術手段。
研究內容
本研究采用固相微萃取-氣相色譜三重四極桿質譜（GCMS-TQ系列），結合香味物質數(shù)據(jù)庫（Smart Aroma Database），建立了肉桂中揮發(fā)性風味物質的分析方法。以來自不同國家、地區(qū)的肉桂為研究對象，對肉桂樣品中的揮發(fā)性化合物進行分析檢測，并結合主成分分析（PCA）和正交偏最小二乘法判別分析（OPLS-DA）進行數(shù)據(jù)分析，比較不同產(chǎn)地、品系的肉桂中的揮發(fā)性化合物差異，探索不同產(chǎn)地、品系肉桂的鑒別方法。
肉桂和油桂的差異分析
肉桂是肉桂樹的樹皮，油桂是從生長期較長的肉桂樹上剝下的皮，含油量較高，油桂因為高含油量和濃厚的香氣，在藥用和調味方面價值更高。本研究以越南清化省產(chǎn)的肉桂作為研究對象，探究越南清化肉桂與越南清化油桂樣品間的揮發(fā)性成分差異。研究團隊基于島津香味物質數(shù)據(jù)庫，結合固相微萃取-氣相色譜三重四極桿質譜聯(lián)用技術對越南清化肉桂和油桂樣品中的風味化合物進行分析，獲得了兩種肉桂樣品中風味化合物的相對含量數(shù)據(jù)。采用主成分分析評估兩類樣品之間的風味差異，獲得PCA得分圖如圖1，肉桂和油桂樣品可見明顯的聚類區(qū)分趨勢，表明兩類樣品中的揮發(fā)性化合物存在著顯著差異。采用統(tǒng)計學方法篩選兩類樣品間具有顯著性差異的化合物，篩選條件包括：（1）通過OPLS-DA獲得的變量重要性投影（VIP）值＞1；（2）計算肉桂與油桂樣品中各化合物相對含量倍數(shù)（Fold change，F(xiàn)C）值，篩選FC≤1/2 或FC≥2 的化合物；（3）通過t-檢驗，以P＜0.05 作為篩選條件，用于篩選具有統(tǒng)計顯著性的差異物。結果顯示，氧化芳樟醇、芳樟醇、水芹烯、（Z）-羅勒烯等化合物在肉桂中含量偏高，而巴倫西亞橘烯、肉桂醛等化合物在油桂中含量偏高。
圖1. 越南清化肉桂與油桂的PCA得分圖
不同產(chǎn)地肉桂的差異分析
種植于不同國家地區(qū)的肉桂受到土壤、光照、氣候、自然環(huán)境等條件的影響，可呈現(xiàn)出具有地域性特征的風味。本研究以越南、印度、印尼、緬甸和中國5個國家的肉桂為研究對象，分析不同國家肉桂樣品的揮發(fā)性成分差異。從各個國家的肉桂樣品中獲得的揮發(fā)性風味物質數(shù)據(jù)的PCA得分圖如圖2A所示，5個國家的肉桂樣品呈明顯的聚類狀態(tài)，表明肉桂中的揮發(fā)性化合物組成與其所屬產(chǎn)地存在一定的相關性，將中國肉桂與其他國家肉桂進行兩兩對比，獲得的PCA得分圖如圖2B-E，均可見顯著的區(qū)分趨勢。通過多元統(tǒng)計方法，分別篩選各個國家肉桂的特征性風味成分，發(fā)現(xiàn)印度肉桂中α-松油醇、芳樟醇等化合物含量偏高；越南肉桂中以α-松油醇、α-松油烯、香豆素等為特征化合物，緬甸肉桂中(E)-羅勒烯、(Z)-氧化芳樟醇、(Z)-羅勒烯等化合物顯著偏高；印尼肉桂中γ-松油烯、桉葉油醇、α-松油烯等化合物相對突出；而中國肉桂則以巴倫西亞橘烯為特征化合物。
注：A. 不同國家肉桂；B. 中國與印度肉桂；C. 中國與越南肉桂；D. 中國與緬甸肉桂；E. 中國與印尼肉桂。
圖2. 不同國家肉桂的PCA得分圖
結論
基于島津固相微萃取-氣相色譜三重四極桿質譜儀開發(fā)建立肉桂中揮發(fā)性風味物質的分析方法，對不同產(chǎn)地、品系的肉桂樣品中的揮發(fā)性風味物質種類和含量進行檢測和分析，應用統(tǒng)計分析方法篩選了不同產(chǎn)地、品系的肉桂間具有顯著性差異的化合物，研究結果為肉桂產(chǎn)地溯源、分類分型以及肉桂的開發(fā)利用提供了參考。
*以上研究工作中揮發(fā)性風味物質分析方法來自島津GC/MS 香味物質數(shù)據(jù)庫（Smart Aroma Database）。數(shù)據(jù)庫共包含500余種香味物質的MRM分析條件，滿足科研用戶對于香味物質高通量、高靈敏度的快速篩查需求。
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參考文獻：
向濤，張曉莉，羅軼等. 基于氣相色譜-質譜聯(lián)用技術的不同產(chǎn)地肉桂中揮發(fā)性化合物的研究[J].《中國現(xiàn)代中藥》.