特色应用| 岛津气味分析系统揭秘不同产地肉桂的挥发性成分差异

　　近日，岛津中国创新中心与广西壮族自治区药品检验研究院合作，基于岛津气味分析系统对不同产地的肉桂中挥发性风味物质的种类和含量进行分析，通过多元统计分析方法筛选不同产地肉桂中的特征差异化合物，为肉桂的产地溯源和分类提供参考。研究成果以“基于气相色谱-质谱联用技术的不同产地肉桂中挥发性化合物的研究”为题，已发表在《中国现代中药》。

　　背景介绍

　　肉桂是樟科植物肉桂（Cinnamomum cassia Preesl）的干燥树皮，具有活血通经、降血糖、抑菌、抗炎、抗肿瘤等作用，属于药食两用的药材，具有重要的食用与药用价值。肉桂原产于中国，广泛种植于热带及亚热带等地区，中国广西广为种植，在越南、印尼、斯里兰卡、印度、老挝等地区也广泛分布，大多都为人工种植培育。肉桂中成分丰富，含有挥发油、萜类、多酚类、糖苷类等成分。肉桂经过长期的人工栽培和自然选择，已经形成了不同的品系，可呈现出具有地域性特征或品系特征的整体风味，而肉桂中丰富的挥发性化合物与其呈现的风味具有密切关系，研究肉桂中的特征挥发性化合物可为肉桂的品系鉴别和产地溯源提供参考。固相微萃取技术集萃取和富集于一体，可实现肉桂中挥发性及半挥发性化合物的高效萃取富集，具有快速、灵敏、无需溶剂的优点，结合气相色谱-三重四极杆质谱，可对肉桂中的风味成分进行有效富集和检测，为肉桂的品系、产地无损鉴别提供重要技术手段。

　　研究内容

　　本研究采用固相微萃取-气相色谱三重四极杆质谱（GCMS-TQ系列），结合香味物质数据库（Smart Aroma Database），建立了肉桂中挥发性风味物质的分析方法。以来自不同国家、地区的肉桂为研究对象，对肉桂样品中的挥发性化合物进行分析检测，并结合主成分分析（PCA）和正交偏最小二乘法判别分析（OPLS-DA）进行数据分析，比较不同产地、品系的肉桂中的挥发性化合物差异，探索不同产地、品系肉桂的鉴别方法。

肉桂和油桂的差异分析

　　肉桂是肉桂树的树皮，油桂是从生长期较长的肉桂树上剥下的皮，含油量较高，油桂因为高含油量和浓厚的香气，在药用和调味方面价值更高。本研究以越南清化省产的肉桂作为研究对象，探究越南清化肉桂与越南清化油桂样品间的挥发性成分差异。研究团队基于岛津香味物质数据库，结合固相微萃取-气相色谱三重四极杆质谱联用技术对越南清化肉桂和油桂样品中的风味化合物进行分析，获得了两种肉桂样品中风味化合物的相对含量数据。采用主成分分析评估两类样品之间的风味差异，获得PCA得分图如图1，肉桂和油桂样品可见明显的聚类区分趋势，表明两类样品中的挥发性化合物存在着显著差异。采用统计学方法筛选两类样品间具有显著性差异的化合物，筛选条件包括：（1）通过OPLS-DA获得的变量重要性投影（VIP）值＞1；（2）计算肉桂与油桂样品中各化合物相对含量倍数（Fold change，FC）值，筛选FC≤1/2 或FC≥2 的化合物；（3）通过t-检验，以P＜0.05 作为筛选条件，用于筛选具有统计显著性的差异物。结果显示，氧化芳樟醇、芳樟醇、水芹烯、（Z）-罗勒烯等化合物在肉桂中含量偏高，而巴伦西亚橘烯、肉桂醛等化合物在油桂中含量偏高。

图1. 越南清化肉桂与油桂的PCA得分图

不同产地肉桂的差异分析

　　种植于不同国家地区的肉桂受到土壤、光照、气候、自然环境等条件的影响，可呈现出具有地域性特征的风味。本研究以越南、印度、印尼、缅甸和中国5个国家的肉桂为研究对象，分析不同国家肉桂样品的挥发性成分差异。从各个国家的肉桂样品中获得的挥发性风味物质数据的PCA得分图如图2A所示，5个国家的肉桂样品呈明显的聚类状态，表明肉桂中的挥发性化合物组成与其所属产地存在一定的相关性，将中国肉桂与其他国家肉桂进行两两对比，获得的PCA得分图如图2B-E，均可见显著的区分趋势。通过多元统计方法，分别筛选各个国家肉桂的特征性风味成分，发现印度肉桂中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、香豆素等为特征化合物，缅甸肉桂中(E)-罗勒烯、(Z)-氧化芳樟醇、(Z)-罗勒烯等化合物显著偏高；印尼肉桂中γ-松油烯、桉叶油醇、α-松油烯等化合物相对突出；而中国肉桂则以巴伦西亚橘烯为特征化合物。

注：A. 不同国家肉桂；B. 中国与印度肉桂；C. 中国与越南肉桂；D. 中国与缅甸肉桂；E. 中国与印尼肉桂。

图2. 不同国家肉桂的PCA得分图　

　　结论

　　基于岛津固相微萃取-气相色谱三重四极杆质谱仪开发建立肉桂中挥发性风味物质的分析方法，对不同产地、品系的肉桂样品中的挥发性风味物质种类和含量进行检测和分析，应用统计分析方法筛选了不同产地、品系的肉桂间具有显著性差异的化合物，研究结果为肉桂产地溯源、分类分型以及肉桂的开发利用提供了参考。