康釀克油中揮發(fā)性成分的氣相色譜/飛行時間質(zhì)譜法分析

徐楊斌等

摘 要 采用氣相色譜-飛行時間質(zhì)譜（GC-TOF/MS）聯(lián)用技術(shù)測定白康釀克油和綠康釀克油的揮發(fā)性成分，并用峰面積歸一化法計算了各成分的相對含量。通過質(zhì)譜庫檢索，結(jié)合保留指數(shù)比對，從白康釀克油和綠康釀克油中分別鑒定出82和61個揮發(fā)性成分，分別占總峰面積的98.63%和97.62%。白康釀克油的主要成分為月桂酸乙酯（23.50%）、癸酸乙酯（18.19%）、癸酸（12.35%）、辛酸乙酯（7.38%）、棕櫚酸乙酯（7.28%）、肉豆蔻酸乙酯（6.68%）、癸酸異戊酯（6.56%）、辛酸己酯（3.06%）、辛酸異戊酯（2.48%）、苯甲酸（2.04%）、2-酮代棕櫚酸甲酯（1.81%）、月桂酸異戊酯（1.02%）等。綠康釀克油的主要成分為月桂酸乙酯（23.99%）、癸酸乙酯（18.28%）、癸酸（12.45%）、辛酸乙酯（7.28%）、癸酸異戊酯（6.36%）、肉豆蔻酸乙酯（5.31%）、棕櫚酸乙酯（5.21%）、辛酸異戊酯（2.80%）、辛酸（2.45%）、辛酸己酯（2.06%）、月桂酸異戊酯（1.12%）等。通過保留指數(shù)法來鑒別同分異構(gòu)體及同系物，提高了康釀克油中揮發(fā)性成分定性的準(zhǔn)確性。該研究為康釀克油制定科學(xué)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及合理開發(fā)利用提供初步實驗依據(jù)。

關(guān)鍵詞 康釀克油；氣相色譜；飛行時間質(zhì)譜；揮發(fā)性成分；保留指數(shù)

中圖分類號 TQ533.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

The Analysis of Volatile Components in

Cognac Oil Using GC/TOFMS

XU Yangbin1，2， SU Yong1， ZHE Wei1， ZHU Ruizhi1， MAO Deshou1， WANG Kai1*

1 Research and Development Center， China Tobacco Yunnan Industrial Co.， Ltd， Kunming， Yunnan 650231， China

2 Faculty of Chemical Engineering， Kunming University of Science and Technology， Kunming， Yunnan 650500， China

Abstract The volatile components of white cognac oil and green cognac oil were analyzed by using gas chromatography - time-of-flight mass spectrometry（GC-TOF/MS）， and the peak area normalization method was used to calculate the relative content of each component. With the mass spectrometry library search， 82 and 61 volatile components were identified by using retention index from white cognac oil and green cognac oil， representing 98.63% and 97.62% of the total volatile components. Ethyl dodecanoate（23.50%）， ethyl decanoate（18.19%）， octanoic acid（12.35%）， ethyl octanoate（7.38%）， ethyl palmitate（7.28%）， ethyl myristate（6.68%）， isopentyl decanoate（6.56%）， hexyl octanoate（3.06%）， isoamyl caprylate（2.48%）， benzoic acid（2.04%）， methyl 2-oxohexadecanoate（1.81%）， isoamyl laurate（1.02%）were the main components in white cognac oil. Ethyl dodecanoate（23.99%）， ethyl decanoate （18.28%）， caprynic acid（12.45%）， ethyl octanoate（7.28%）， isopentyl decanoate（6.36%）， ethyl myristate（5.31%）， ethyl palmitate（5.21%）， isoamyl caprylate（2.80%）， octanoic acid（2.45%）， hexyl octanoate（2.06%）， isoamyl laurate（1.12%）were the main components in green cognac oil. The isomers and homologues were confirmed by using retention index， and the accuracy of compound qualitative analysis in cognac oil was improved. The results provided technical support for the development and application of cognac oil.

Key words Cognac oil；Gas chromatography；Time-of-flight mass spectrometry；Volatile components；Retention index

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2015.09.025

康釀克油亦稱科涅克油、葡萄渣油，通常為淡黃色或淡綠色透明流動液體，具有水果香、草本香和葡萄酒香，可通過水蒸氣蒸餾葡萄酒泥或壓榨制備?？滇効擞椭饕糜谒憔?、甜酒等產(chǎn)品的配制。

目前，國內(nèi)外對康釀克油的應(yīng)用研究主要集中在酒和水果香精的配制[1-2]，而對其香氣成分的報道較為少見。同時，對于天然產(chǎn)物的成分分析應(yīng)用保留指數(shù)法進(jìn)行鑒定的報道也較為少見[3-4]?？滇効擞椭械奶烊货ヮ惢衔飿O其豐富，且色譜分析較為復(fù)雜，其中，酮類、酯類、正構(gòu)烷烴等化合物的定性須經(jīng)保留指數(shù)輔助進(jìn)行定性。

筆者采用氣相色譜/飛行時間質(zhì)譜法，結(jié)合保留指數(shù)法，對白康釀克油和綠康釀克油的揮發(fā)性成分進(jìn)行分析研究，提高了天然香原料中化合物定性的準(zhǔn)確性，同時對2種康釀克油中主要揮發(fā)性成分的香氣進(jìn)行了評價。該研究為康釀克油的成分剖析和開發(fā)應(yīng)用提供了依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 樣品與試劑 白康釀克油，購自愛普香料集團股份有限公司；綠康釀克油，購自英國丹尼爾香精香料公司；氯仿、甲醇、正己烷均為色譜純，購自百靈威科技有限公司；正構(gòu)烷烴C7-C40，購自Sigma-Aidrich公司。

1.1.2 儀器 Selectable Pegasus4D GC-TOF/MS 氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國LECO公司。

1.2 方法

1.2.1 色譜條件 DB-5MS+DG色譜柱（60 m×0.25 mm×0.25 μm），載氣為氦氣，流量：1.0 mL/min。升溫程序：初始溫度70 ℃，以3 ℃/min的速率升溫至220 ℃，保持20 min。進(jìn)樣口溫度：250 ℃，進(jìn)樣量：1.0 μL，分流比：10 ∶ 1，溶劑延遲300 s。

1.2.2 質(zhì)譜條件 電子轟擊離子源（EI），電離能量：70 eV；離子源溫度：200 ℃；傳輸線溫度：250 ℃；掃描范圍（m/z）：40～450，采集速率10 spec/s，質(zhì)譜檢索圖庫：Wiley 9N譜庫、Nist 08譜庫。

1.2.3 樣品的處理過程 分別稱取白康釀克油和綠康釀克油0.20 g，用CH3OH ∶ CHCl3（V ∶ V=1 ∶ 4）混合溶液定容5 mL；正構(gòu)烷烴C7-C40用正己烷稀釋成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的溶液，用于保留指數(shù)的測定。進(jìn)樣前所有樣品均用0.45 μm有機濾膜過濾，采用溶劑稀釋直接進(jìn)樣法，按儀器工作條件進(jìn)行測定。

1.2.4 定性方法 采用GC/TOFMS法分析康釀克油中的揮發(fā)性成分，通過Nist 08和Wiley 9N質(zhì)譜庫檢索，并比對ESO精油數(shù)據(jù)庫的保留指數(shù)（可接受誤差不超過3%）后對其定性，并以面積歸一化法計算各組分的相對百分比含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 康釀克油中揮發(fā)性成分的分析

經(jīng)分析鑒定，白康釀克油和綠康釀克油中的揮發(fā)性成分見表1，白康釀克油和綠康釀克油的氣相色譜/飛行時間質(zhì)譜的總離子流色譜圖分別見圖1。

由表1和圖1可知，白康釀克油中共鑒定出82個揮發(fā)性化合物，其中，醇類7個，酸類7個，醛類7個，酯類及內(nèi)酯類52個，酮類4個，烷烯烴類5個；主要成分為月桂酸乙酯（23.50%）、癸酸乙酯（18.19%）、癸酸（12.35%）、辛酸乙酯 （7.38%）、棕櫚酸乙酯（7.28%）、肉豆蔻酸乙酯 （6.68%）、癸酸異戊酯（6.56%）、辛酸己酯 （3.06%）、辛酸異戊酯（2.48%）、苯甲酸 （2.04%）、2-酮代棕櫚酸甲酯（1.81%）、月桂酸異戊酯（1.02%）等化合物。其中，天然酯類化合物極其豐富，共52個，占白康釀克油揮發(fā)性成分的82.72%。綠康釀克油中共鑒定出61個揮發(fā)性化合物，其中，醇類4個，酸類3個，醛類5個，酯類及內(nèi)酯類42個，酮類4個，烷烯烴類3個； 主要成分為月桂酸乙酯（23.99%）、 癸酸乙酯（18.28%）、 癸酸（12.45%）、辛酸乙酯（7.28%）、癸酸異戊酯（6.36%）、肉豆蔻酸乙酯（5.31%）、棕櫚酸乙酯（5.21%）、辛酸異戊酯（2.80%）、辛酸（2.45%）、辛酸己酯（2.06%）、月桂酸異戊酯（1.12%）等。其中，天然酯類化合物共42個，占綠康釀克油揮發(fā)性成分的81.64%。通過對2種康釀克油中揮發(fā)性成分的比較分析可知：白康釀克油比綠康釀克油的揮發(fā)性成分多；2種康釀克油中共有成分56個，且主要成分及其含量較為接近。

2.2 康釀克油外觀和香味的比較

白康釀克油顏色呈無色或黃色，具有果香、草本香和葡萄酒香。與綠康釀克油相比，其草木香更為輕微，葡萄酒香更濃，香韻品質(zhì)與綠康釀克油有差異。綠康釀克油顏色呈綠色，其色彩在天然產(chǎn)物中較為獨特，主要用于水果香精的調(diào)配，如葡萄、樹莓、桃、杏、草莓和蘋果等。

2.3 香氣成分的分析

對康釀克油中主要揮發(fā)性成分的香氣進(jìn)行了評價：月桂酸乙酯具有油脂氣息、花香和果香味；癸酸乙酯具有甜香、堅果香、葡萄酒和康釀克酒香，脂肪氣息；癸酸具有脂臘氣息，奶酪和牛奶香味；辛酸乙酯具有果甜香、酒香、康釀克味和杏子味；棕櫚酸乙酯具有脂蠟香、甜香，有奶油味的口感；肉豆蔻酸乙酯具有微弱的脂肪氣味。癸酸異戊酯具有油香、葡萄酒香和水果基香；辛酸己酯具有新鮮的水果香、脂肪香、藥草香、青香味和水果味；辛酸異戊酯具有油香、水果香、酒香和脂蠟香；苯甲酸具有十分微弱的膏香和焦香味；月桂酸異戊酯具有油脂香、酒香、奶油味、脂肪味和發(fā)酵味；辛酸異戊酯具有油香、水果香、酒香和脂蠟香；辛酸具有脂肪香和酸敗氣息，稀釋后具有奶酪味[7]。通過對2種康釀克油的揮發(fā)性成分和香氣成分相似，然而綠康釀克油的價格高于白康釀克油。因此，選擇白康釀克油更有利于節(jié)約成本。

2.4 保留指數(shù)在定性鑒定中的應(yīng)用

通過質(zhì)譜庫檢索，結(jié)合ESO精油數(shù)據(jù)庫輔助定性，提高了天然化合物定性的準(zhǔn)確率，減少了誤判和錯判。對檢索出的87個化合物進(jìn)行定性分析時，發(fā)現(xiàn)許多酮類、酯類、正構(gòu)烷烴等化合物，若僅用質(zhì)譜庫檢索定性會難以判定甚至誤判，尤其是同系物和同分異構(gòu)體的確定。

如表2所示，需確認(rèn)化合物為2-十一酮，按匹配度高低排序排為2-十一酮（935）、2-十二酮（911）和2-十三酮（898），經(jīng)比對保留指數(shù)庫可知，上述3種酮的保留指數(shù)分別為1 297、1 395、1 487，故根據(jù)實測保留指數(shù)（1 496），可判斷化合物應(yīng)為2-十三酮。棕櫚酸乙酯按匹配度高低排序是棕櫚酸乙酯（900）和十五酸乙酯（887），經(jīng)比對保留指數(shù)庫，可知棕櫚酸乙酯和十五酸乙酯的文獻(xiàn)值分別為1 944和1 880，與實測保留指數(shù)（1 891）相較，應(yīng)判定該化合物為十五酸乙酯。此外，月桂酸乙酯、（E，E）-金合歡醇乙酸酯、十九酸乙酯、月桂酸丁酯、癸酸異丁酯、十五醛、2-十五酮、十三醛、（E）-橙花叔醇、肉豆蔻醇乙酸酯、棕櫚酸甲酯、丙位癸內(nèi)酯、棕櫚醛、十五酸乙酯、月桂酸異戊酯、乙酸月桂酯、2-十一醇、月桂酸異丁酯、硬脂酸、戊酸乙酯、肉豆蔻醛、2-十七烷酮、十一醛、己酸異戊酯、庚酸、辛酸異丁酯、丁酸-2-甲基丁酯等化合物的定性同樣須經(jīng)保留指數(shù)輔助方可確認(rèn)。通過質(zhì)譜庫檢索結(jié)合保留指數(shù)法，可準(zhǔn)確判定康釀克油揮發(fā)性成分。

3 結(jié)論

保留指數(shù)表示物質(zhì)在固定液上的保留值行為，具有重現(xiàn)性好、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一及溫度系數(shù)小等優(yōu)點，是國際上對天然產(chǎn)物常用的定性方法。由于天然香原料中的化合物普遍存在一些同分異構(gòu)體或同系物，僅用質(zhì)譜庫檢索和匹配度定性會出現(xiàn)多種可能性，使化合物的定性極為困難，甚至導(dǎo)致誤判。在分析結(jié)果中，化合物保留指數(shù)相同且質(zhì)譜圖相同的概率極低。因此，保留指數(shù)法是復(fù)雜體系特別是中草藥[8]、香精香料[3-4]、食品[9]等學(xué)科分析工作中十分重要的定性依據(jù)。

利用氣相色譜/飛行時間質(zhì)譜，建立了康釀克油的指紋圖譜，通過質(zhì)譜庫檢索及保留指數(shù)驗證，從白康釀克油和綠康釀克油中分別鑒定出82和61個揮發(fā)性成分，分別占總峰面積的98.63%和97.62%。白康釀克油的主要成分為月桂酸乙酯、癸酸乙酯、癸酸、辛酸乙酯、棕櫚酸乙酯、肉豆蔻酸乙酯、癸酸異戊酯、辛酸己酯、辛酸異戊酯、苯甲酸、2-酮代棕櫚酸甲酯、月桂酸異戊酯等。綠康釀克油的主要成分為月桂酸乙酯、癸酸乙酯、癸酸、辛酸乙酯、癸酸異戊酯、肉豆蔻酸乙酯、棕櫚酸乙酯、辛酸異戊酯、辛酸、辛酸己酯、月桂酸異戊酯等。在定性過程中，使用了保留指數(shù)進(jìn)行定性，提高了化合物定性的準(zhǔn)確性。本研究結(jié)果為康釀克油的成分剖析及開發(fā)應(yīng)用提供了數(shù)據(jù)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1] Campo E， Cacho J， Ferreira V. Solid phase extractio， multidimensional gas chromatography mass spectrometry determination of four novel aroma powerful ethyl esters： Assessment of their occurrence and importance in wine and other alcoholic beverages[J]. J Chromatogr A， 2007， 1 140： 180-188.

[2] Savchuk S， Kolesov G. Chromatographic techniques in the quality control of cognacs and cognac spirits[J]. J Anal Chem，2005， 60（8）： 752-771.

[3] 冒德壽， 候 春， 李智宇，等. 肉豆蔻衣油揮發(fā)性成分的分析研究[J]. 香精香料化妝品， 2012（5）： 17-20.

[4] 李智宇，冒德壽，徐世娟，等. 鷹爪豆凈油揮發(fā)性成分的GC× GC/TOFMS 分析[J]. 煙草科技， 2012（9）： 51-57.

[5] Leffingwell J C. ESO 2010[DB/CD]. Georgia： Leffingwell & Associates， 2010.

[6] Robert P， Adam S. Allured Business Media[M]. USA： 336 Gundersen Drive， Suite A Carol Stream， IL， 2012.

[7] Leffingwell J C. Flavor-base 2010-Tabacco Edition[DB/CD]. Georgia： Leffingwell & Associates， 2010.

[8] 凌大奎， 朱永新， 王 維，等. 氣相色譜保留指數(shù)譜用于中藥材鑒別的研究[J]. 藥物分析雜質(zhì)， 1995， 15（4）： 13-20.

[9] 申明月， 劉玲玲， 聶少平，等. 頂空-氣相色譜-四極桿質(zhì)譜結(jié)合保留指數(shù)法測定普洱茶香氣成分[J]. 食品科學(xué)， 2014， 35（6）： 103-106.