《食品科学》：河北农业大学孙剑锋教授等：6 个产地香椿主要活性成分及风味特征差异分析

香椿是一种常见的楝科植物，是我国独有的一种“树生菜”，其风味独特，富含黄酮、多酚和皂苷等多种生物活性成分，具有丰富的营养价值和抗炎、抗 癌、抗氧化等保健功效。但香椿风味因受品种、地域和环境等多方面因素的影响，会直接影响香椿深加工产品的品质。

河北农业大学食品科技学院的张剑辉，孙剑锋*等选取四川、陕西、山东、山西、河北和云南6 个产地的香椿为原料，测定主要活性成分黄酮、多酚和皂苷的含量，并对香椿的气味进行感官评价。采用电子鼻和GC-IMS技术对不同产地香椿的挥发性物质进行检测，同时结合主成分分析（PCA）和指纹图谱技术进行统计分析，比较不同产地香椿的风味差异，构建不同产地香椿特征风味物质GC-IMS数据库，以鉴别不同产地香椿的特征风味物质，为香椿品质评价体系建立提供理论依据，为深加工选种提供参考。

1、不同产地香椿活性成分分析

活性成分标准曲线

分别以芦丁、没食子酸和人参皂苷为标准品，绘制 香椿中总黄酮、总酚和皂苷含量的标准曲线，线性回归方程如表3所示，决定系数（R2）均大于0.99，表明线性良好。

活性成分含量分析

如表4所示，云南产区香椿的总黄酮、总酚和皂苷含量最高。这可能是由于植物活性成分的合成受光照、温度、水分等因素影响。因此，研发抗氧化产品时首选云南香椿。

2、感官评价结果分析

如表5所示，云南产地的香椿感官评分最高，为9.39分，具有浓郁的芳香和青草的香味；陕西香椿的气味偏高，有刺鼻的味道，能够明显区分；四川和山东产地的香椿风味较温和；山西香椿气味偏低，但是有宜人的香甜味；河北产地的香椿评分最低，气味不浓郁。

3、电子鼻结果分析

电子鼻传感器响应值分析

如图1所示，W1W代表的无机硫化物响应值最大，表明香椿中无机硫化物含量较高。6 个产地香椿的W1C、W3C、W6S、W5C和W3S传感器响应值几乎重叠，表明芳香类、长链烷烃类含量相近，W5S、W1W、W2W传感器的响应值差异明显，表明各产地香椿的氮氧化合物和硫化物含量存在较大差异。除W5S传感器响应值外，云南香椿中其他传感器响应值均大于其他产地香椿，表明云南产地香椿的气味最浓郁。其中，W1S、W1W、W2W传感器的响应值明显高于其他产地香椿，表明云南产地香椿的短链烷烃类、无机硫化物、有机硫化物含量较高。河北香椿的响应值均偏低，表明河北产地香椿的风味物质含量较低。这可能是由于4月份河北的温度较低，不利于风味物质的合成，挥发性风味物质含量较少。

不同产地香椿挥发性物质的PCA分析

由图2可知，PC1的贡献率为98.24%，PC2的贡献率为1.57%，累计贡献率为99.81%，表明这可以有效反映原始数据的整体信息。利用电子鼻技术能够对不同产地香椿的风味物质进行明显区分，四川、陕西和山东的距离较近，表明3个产地香椿的风味类似；山西香椿与其他产地香椿存在明显差异；河北香椿风味物质含量最低；云南香椿的风味较为浓郁。上述分析表明，产地对香椿风味的影响较大。

4、基于GC-IMS分析不同产地香椿的挥发性物质

不同产地香椿挥发性物质定性和定量分析

如表6所示，香椿中大多数挥发性物质的迁移时间在1.0～1.9 ms之间，保留时间为130～1700 s之间。结合GC-IMS数据库，共鉴定出10 类76 种挥发性物质，主要为C4～C12的小分子挥发性物质，包括醇类12种、酯类10种、吡嗪类9种、酮类9种、萜类化合物8 种、有机硫化物7种、醛类7种、酸类6种、酚类4种以及其他类4种。

醇类物质在四川香椿中相对含量最高，云南香椿中相对含量最低。酯类物质在山东香椿中相对含量仅为4.62%，而在云南香椿中高达22.89%。吡嗪类物质在陕西香椿中占比最高，相对含量达26.53%，其中2-乙基吡嗪和2-乙酰基吡嗪具有烘烤香气，使香椿具有刺鼻气味。酮类物质在各产地香椿中相对含量差异较小。萜类化合物在山西香椿中相对含量最高。由此可见，萜类化合物是香椿具有宜人香味的重要原因。有机硫化物是香椿风味的主要贡献者，在云南香椿中相对含量最高。其中，二丁基硫醚具有熟肉香气，二烯丙基二硫醚、烯丙基甲基硫醚、2,5-二甲基噻吩和3,4-二甲基噻吩在大蒜中也存在，因此香椿中呈现出与大蒜相似的辛辣、刺激味致。醛类化合物一般具有青草香气，在云南香椿中相对含量最高，其中2-甲基丁醛具有坚果香，异丁醛和2-甲基丁醛具有麦芽香和黑巧克力香味。云南香椿中，酯类、有机硫化物和醛类含量最高，风味最浓郁，这与感官评价和电子鼻评价结果吻合。酸类物质阈值高，且在香椿中相对含量较低，对整体风味贡献较小，在河北香椿中相对含量最高。酚类物质在山东香椿中相对含量最高，其中，愈创木酚是烟熏产品的特征风味物质，具有烟草香味。香椿中多种挥发性物质之间的重叠使其具有独特的风味，相对含量差异是各产地香椿具有不同风味的原因。

不同产地香椿挥发性物质指纹图谱分析

如图3所示，不同产地香椿的挥发性物质含量存在明显差异。四川香椿中的特征挥发性物质包括顺式-3-辛烯-1-醇、苯甲醇、己酸、5-甲基-2-呋喃甲醇、丙二醇、乙二醇二甲醚。陕西香椿中的特征挥发性物质包括2-甲基丁酸甲酯、异戊醛、羟基丙酮。山东香椿中的特征挥发性物质包括2-丁酮。山西香椿中的特征挥发性物质包括芳樟醇和异戊酸乙酯。河北香椿中的特征挥发性物质是丁酸戊酯。云南香椿中的特征挥发性物质包括二烯丙基二硫、呋喃酮、罗勒烯、6-甲基-5-庚烯-2-酮、反式-3-己烯-1-醇、2-甲基丁醛、2,3-戊二酮、4-甲基-2-戊醇、2,6-二甲基吡嗪、2-乙酰基噻唑、香茅醇、2-甲基-3-(2-甲基丙基)吡嗪、松油烯、2,5-二甲基吡嗪、烯丙基二硫化物、二乙基二硫醚、2-乙酰基吡嗪、2-庚基呋喃和二丁基硫醚等。

不同产地香椿挥发性风味物质PCA

由图4可知，PC1的贡献率为55.8%，PC2的贡献率为21.1%，累计贡献率达76.9%，能够很好地反映整体信息。各组平行样品之间有重叠或距离较近，说明样品检测的重复性较好；各产地样品之间存在距离，说明6个产地香椿的挥发性风味物质能够通过GC-IMS技术进行区分。四川、陕西和山东的挥发性风味物质类似，这与电子鼻分析结果一致。

结 论

比较了6 个产地香椿的活性成分，并应用感官评价、电子鼻技术和GC-IMS技术对风味物质进行比较。云南的气候有利于黄酮、多酚和皂苷的合成，因此云南香椿的主要活性成分含量最高。感官评分和电子鼻分析结果均表明，云南香椿的风味较浓郁。对电子鼻的雷达图进行分析，发现云南香椿的短链烷烃类、无机硫化物、醇类、有机硫化物含量较高。四川、陕西和山东产地的香椿的整体气味较类似，山西香椿与其他产地香椿风味存在明显差异，河北香椿的挥发性物质含量最低，云南香椿的挥发性物质含量最高，气味最浓郁。

GC-IMS技术鉴定出76 种挥发性物质，主要是C4～C12的小分子挥发性物质，包括醇类、酯类、吡嗪类、萜类和有机硫化物等10 类化合物。云南香椿中酯类、有机硫化物和醛类含量最高，四川香椿中的醇类含量最高，陕西香椿中吡嗪类物质含量最高，山东香椿中酚类含量最高，山西香椿中的萜类化合物含量最高，河北香椿中酸类含量最高。

利用电子鼻和GC-IMS技术相结合，分析发现四川、陕西、山东、山西、河北和云南地区香椿的风味差异明显，在挥发性物质含量上有各自的特征。在今后的研究中应扩大香椿来源，建立不同产地香椿挥发性物质数据库，为香椿深加工提供理论依据和数据支撑。

作者简介

通信作者：

孙剑锋，男，1979年1月出生，日本筑波大学博士。现任河北农业大学食品科技学院教授、博士生导师、副院长，河北省保定市政协委员。主要研究方向为海洋生物资源与果蔬资源加工与利用，食品加工技术与食品装备。近年来主持国家级课题1项，省部级6项;发表论文70多篇, 其中包括SCI、EI收录论文34篇，其中以第一作者或通讯作者发表SCI、EI收录论文26篇;授权国家发明专利8 项;获河北省科技进步二等奖1项、三等奖3项。河北省首批青年拔尖人才，河北省“三三三人才工程”第二层次人选、河北省青年科技奖获得者、河北省优秀科技工作者。

第一作者：

张剑辉，研究生就读于河北农业大学食品科技学院，专业是食品工程。本科就读与河北农业大学，专业是食品科学与工程专业。在本科阶段学习了食品工艺学、食品生物技术、食品质量管理以及水产食品学等相关课程，对食品领域的研究方向有了大体的认知，本着对食品专业的喜好，决定读研究生来提升自己的专业水平。研究生期间主要是果蔬加工方向，在选择课题并与导师沟通的过程中对产品研发领域产生了浓厚的兴趣，以第二发明人的身份撰写了一篇专利名为《一种香椿薄片及其制备工艺》。在此过程中学会了测定食品中的主要营养成分和特征风味物质，对产品贮藏方向也有一定的实验基础。在学习的过程中一直秉承持之以恒的精神，坚持学习，不断管理和提升自己。希望自己能够在食品相关领域做出一定的贡献。

本文《6个产地香椿主要活性成分及风味特征差异分析》来源于《食品科学》2023年44卷第6期336-343页，作者：张剑辉，张梦琪，蔡世佳，姜凯丽，马珞珞，马倩云，王颉，孙剑锋，王文秀。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220608-082 。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

实习编辑：宁波大学食品与药学学院 俞逸岚；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。

图片来源于文章原文及摄图网。

为进一步深入研究食品产业科技创新基础理论，保障食品质量与安全，研发具有营养和保健功能的食品，推动食品科学研究的进步，带动食品产业的技术创新，更好地保障人类身体健康和提高生活品质，北京食品科学研究院和中国食品杂志社《食品科学》杂志、《Food Science and Human Wellness》杂志在成功召开前十届“食品科学国际年会”和四届“食品科学与人类健康国际研讨会”及二十余次食品专题研讨会的基础上，将与国际谷物科技协会（ICC）、南京农业大学、南京财经大学、江苏省农业科学院、徐州工程学院、东南大学营养与食品卫生系于 2023年8月5-6日在中国江苏南京 共同举办“第十一届食品科学国际年会”。