氣相色譜-質(zhì)譜法測(cè)定薄荷原油中的摻假植物油

周芳芳，胡艷云，呂亞寧，宋　偉，余　璐，韓　芳，鄭　平

（1.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶與食品科技學(xué)院，合肥 230036；2.安徽出入境檢驗(yàn)檢疫局檢驗(yàn)檢疫技術(shù)中心，合肥 230022；3.安徽出入境檢驗(yàn)檢疫局食品安全分析與檢測(cè)安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，合肥 230022）

氣相色譜-質(zhì)譜法測(cè)定薄荷原油中的摻假植物油

周芳芳1，2，胡艷云2，3，呂亞寧2，3，宋偉2，3，余璐1，2，韓芳2，3，鄭平2，3

（1.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶與食品科技學(xué)院，合肥 230036；2.安徽出入境檢驗(yàn)檢疫局檢驗(yàn)檢疫技術(shù)中心，合肥 230022；3.安徽出入境檢驗(yàn)檢疫局食品安全分析與檢測(cè)安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，合肥 230022）

采用氣相色譜-質(zhì)譜法，對(duì)摻加6種食用植物油的薄荷油進(jìn)行快速、有效的鑒定分析.通過檢測(cè)薄荷油中是否含有植物油的特征成分，如亞油酸、油酸、棕櫚酸、硬脂酸，可以判斷薄荷油樣品中是否摻雜植物油.對(duì)6種植物油（豆油、調(diào)和油、芝麻油、玉米油、花生油、菜籽油）經(jīng)甲酯化后的特征成分和共有組分進(jìn)行分析.結(jié)果表明：薄荷油經(jīng)過甲酯化后，利用植物油的特征峰，能鑒別出薄荷油中是否摻有植物油，最低可檢出的摻加量為0.001%，并且根據(jù)4種特征脂肪酸峰面積總和與L-薄荷醇峰面積比值，可以初步推斷植物油的摻加水平.該檢驗(yàn)方法靈敏、可靠，可以為薄荷油的質(zhì)量安全控制提供重要的技術(shù)依據(jù).

薄荷油；食用植物油；摻假；氣相色譜-質(zhì)譜

薄荷原油是指用水蒸氣蒸餾法直接提取出來的揮發(fā)性原油，為淺黃色或草綠色油狀液體，具有特殊清涼的香氣.薄荷原油的主要成分包括薄荷醇、薄荷酮、乙酸薄荷酯、薄荷萜烯［1-3］，其中薄荷醇的含量為78%～85%［4］.薄荷原油具有清涼止癢、抗炎鎮(zhèn)痛、抗病毒、抑菌等功效［5-7］，在香精香料、醫(yī)藥、食品工業(yè)等領(lǐng)域具有很廣闊的應(yīng)用前景［8-10］.由于薄荷原油的價(jià)格高，在薄荷油中添加松節(jié)油、酒精、植物油或其他廉價(jià)成分以次充好的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生.植物油在薄荷油中具有較好的溶解性，其顏色、密度和折光率與薄荷油接近，因此通過常規(guī)技術(shù)指標(biāo)如色澤、密度、折光率、旋光值等難以鑒別薄荷油中是否摻雜植物油.摻入低廉的植物油已成為薄荷油摻假的一種主要手段.目前，對(duì)薄荷油的摻假鑒別主要針對(duì)是否摻有留蘭香、乙醇、水等成分，而對(duì)薄荷油中是否摻加食用植物油的摻假鑒別方法還未見報(bào)道.

薄荷原油常見的品質(zhì)鑒定方法主要包括旋光度檢測(cè)法［11］、相對(duì)密度法［12］、溶解度測(cè)定法［13］、氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）法［14-16］，其中氣相色譜-質(zhì)譜法因選擇性好，在摻假成分鑒別分析方面的準(zhǔn)確度更高.本研究采用氣相色譜-質(zhì)譜法，對(duì)經(jīng)過甲酯化［17］的純薄荷原油和摻加植物油的薄荷油樣品進(jìn)行分析，檢出了摻假薄荷油中的植物油特征成分，據(jù)此提出了一種快速、靈敏的分析方法，以判斷薄荷原油中是否摻加植物油.

1　實(shí)驗(yàn)

1.1原料、試劑和儀器

實(shí)驗(yàn)原料與試劑：薄荷原油由安徽豐樂香料責(zé)任有限公司提供；菜籽油、大豆油、芝麻油、花生油、玉米油、調(diào)和油均為市售，其中調(diào)和油中含有棕櫚油、大豆油；氫氧化鉀、乙醇、鹽酸、乙酸酐、無水乙酸鈉、氯化鈉、碳酸鈉、酚酞、無水硫酸鈉均為分析純，購自上海國藥集團(tuán)；甲醇、正己烷均為色譜純，購自美國TEDIA試劑公司.

實(shí)驗(yàn)儀器：MS 3 basic渦旋混合器（德國IKA集團(tuán)）；XP 205分析天平（瑞士梅特勒-托利多集團(tuán)）；80-2離心沉淀器（上海手術(shù)器械廠）；帶有NIST11檢索譜庫的Agilent 7890A/5975C氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國安捷倫公司）；HP-5ms毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm ID×0.25μm，美國安捷倫公司）.

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1總醇的測(cè)定

參照SN/T 0735.13—1997［18］.

取10 mL樣品、10 mL乙酸酐、2 g無水乙酸鈉，置于100 mL乙?；療恐?，接冷凝管，并于145?C加熱75 min，冷卻.加50 mL蒸餾水，置45?C水浴5 min，時(shí)時(shí)震蕩，冷卻.轉(zhuǎn)移至分液漏斗，分層后棄去下層酸液，用50 mL氯化鈉飽和溶液洗滌，棄去下層，再分別用50 mL碳酸鈉-飽和氯化鈉溶液、飽和氯化鈉溶液洗滌.最后用蒸餾水洗滌，直至洗液呈中性，將油層分出，置于25 mL錐形瓶，加3 g無水硫酸鈉，震蕩1 min，靜止15 min，過濾.稱取乙?；蟮脑嚇? g于250 mL錐形瓶中，并加入0.5 mol/L氫氧化鉀乙醇溶液50 mL，皂化1 h，冷卻，加30 mL蒸餾水、10滴酚酞指示劑，0.5 mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，重復(fù)實(shí)驗(yàn)并做空白測(cè)定.

1.2.2甲酯化處理檢測(cè)脂肪酸

稱0.1 g樣品于10 mL試管，加入2 mL正己烷、2 mL 0.4 mol/L氫氧化鉀-甲醇溶液，混勻1 min后靜置30 min，再加5 mL蒸餾水，離心2 min，取上清液，稀釋5倍后直接進(jìn)樣.

1.2.3色譜條件

載氣：純度為99.999%氦氣；進(jìn)樣口溫度280?C；進(jìn)樣量1μL；分流比100∶1.柱溫：初始溫度50?C，保持1 min，以10?C/min速率升至280?C，保持6 min；柱流量1.0 mL/min.質(zhì)譜：EI源，接口溫度250?C，離子源溫度200?C，溶劑延遲5 min；全掃描模式，掃描數(shù)值為40～400 amu.

2　結(jié)果與討論

2.1薄荷油摻加不同植物油的檢測(cè)方法

2.1.1薄荷油摻加不同植物油對(duì)總醇含量的影響

總醇含量是薄荷油的一項(xiàng)重要理化指標(biāo).為了考察薄荷油中摻加不同植物油后總醇含量的變化，設(shè)計(jì)了薄荷原油中不同比例和不同品種的植物油摻加實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表1所示.

表1　摻假薄荷油的總醇含量Table 1 Content of total alcohol in peppermint oil adulteration　%

未摻加植物油的薄荷原油，總醇含量為84.60%.由表1可知，摻加5%～20%植物油的摻假薄荷油的總醇含量為78.06%～83.35%.雖然摻假前后薄荷油的總醇含量有所變化，但仍在標(biāo)準(zhǔn)要求（78%～85%）范圍內(nèi).因此，按照測(cè)定總醇的方法，不易檢出薄荷油是否摻假.這說明薄荷油摻假的常規(guī)理化檢驗(yàn)法有一定的缺陷，難以進(jìn)行定性分析.

2.2薄荷油摻加植物油的氣相色譜-質(zhì)譜分析

2.2.1薄荷油摻加食用植物油的GC-MS鑒定

為了研究摻加植物油后薄荷油成分的變化，在薄荷油中添加0.001%的任意植物油，對(duì)該樣品甲酯化處理后進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜分析.圖1為薄荷原油、摻加0.001%植物油的薄荷油甲酯化后的氣相色譜-質(zhì)譜圖.由圖1可以看出，薄荷油組分的色譜峰分離效果較好.薄荷油中主要化合物的保留時(shí)間分布在0～15 min；而摻假薄荷油（甲醇化）中檢出硬脂酸甲酯、亞油酸甲酯、油酸甲酯、棕櫚酸甲酯4種非薄荷油成分，其保留時(shí)間分布在16～20 min.

2.2.2薄荷油摻假測(cè)定中甲酯化的必要性

薄荷油的主要成分是沸點(diǎn)較低、容易氣化的薄荷醇以及薄荷酮、異薄荷酮等物質(zhì)，可以直接用氣相色譜或氣相色譜-質(zhì)譜儀進(jìn)行分析；而植物油的主要成分是沸點(diǎn)較高的多種長鏈飽和及不飽和脂肪酸，難以氣化，因此一般在氣相色譜分析前，先采用甲酯化的方法來降低其沸點(diǎn).由于甲酯化可以避免分子間形成氫鍵，從而降低分子的極性，因此脂肪酸經(jīng)甲酯化后更容易氣化.

圖1　薄荷原油和摻加0.001%植物油的薄荷油的氣相色譜-質(zhì)譜總離子流圖Fig.1 GC-MS total ion chromatogram of peppermint oil and peppermint oil added with 0.001%plant oil

2.2.3食用植物油甲酯化后的GC-MS檢測(cè)

常用的植物油包括芝麻油、大豆油、菜籽油、調(diào)和油、玉米油、花生油.為了鑒別薄荷中是否添加植物油，本實(shí)驗(yàn)對(duì)6種植物油進(jìn)行了成分分析和鑒定，歸納其共有組分，以實(shí)現(xiàn)對(duì)摻假薄荷油中特征化合物的監(jiān)測(cè).利用全掃描譜圖可以確定6種植物油的主要成分（見表2）.

表2　食用植物油甲酯化后的主要成分及譜庫檢索匹配度Table 2 Main components and MS matched results of methyl methylated oils　%

由表2可知，6種食用植物油甲酯化后含有的共同成分有棕櫚酸甲酯、亞油酸甲酯、油酸甲酯、硬脂酸甲酯，且譜圖檢索匹配度為96%～99%.因此，通過檢測(cè)薄荷油甲酯化后是否含有這4種化合物，可鑒定薄荷油是否摻加這6種食用植物油.

2.2.4含有混合食用植物油的薄荷油摻假鑒定

由于在薄荷油中摻加的植物油可能是混合油或調(diào)和油，為了考察在薄荷油中摻入0.001%混合油后是否能檢出這4種特征化合物，本實(shí)驗(yàn)將各種植物油以任意比例混合，混合后的植物油以0.001%的摻加比例加入薄荷油中，用以模擬薄荷油的真實(shí)摻假狀態(tài)，具體如表3所示.

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，摻有0.001%的單一植物油或混合植物油的薄荷油經(jīng)甲酯化后，在相同的GC-MS檢測(cè)條件下均可以檢出硬脂酸甲酯、亞油酸甲酯、油酸甲酯、棕櫚酸甲酯這4種植物油甲酯化的特征成分.因此，依據(jù)甲酯化的薄荷油中是否含有這4種特征性脂肪酸，可以對(duì)薄荷油是否摻加植物油進(jìn)行分析鑒定，檢測(cè)結(jié)果如圖2所示.

表3　摻假薄荷油的模型設(shè)計(jì)Table 3 Design of peppermint oil adulteration

圖2　分別摻加0.001%2#油和菜籽油的薄荷油氣相色譜-質(zhì)譜總離子流圖Fig.2 GC-MS total ion chromatogram of peppermint oil added with 0.001%2#oil，rapeseed oil

2.2.5對(duì)摻假薄荷油中植物油摻加量的初步推斷

為了研究薄荷油中植物油的摻加水平，分別選取6個(gè)地區(qū)生產(chǎn)的5種植物油，并對(duì)摻加不同比例植物油的薄荷油甲酯化后含有的4種特征脂肪酸的總峰面積S1與L-薄荷醇的峰面積S2的比值（S1/S2）進(jìn)行分析，每份樣品平行測(cè)定6次，測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.9%～6.5%，S1/S2的平均結(jié)果如表4和5所示.由表4可知：添加同一種植物油，摻加比例不同，S1/S2也不同；而對(duì)于不同品種的植物油，其摻加比例相同時(shí)，S1/S2相近.在薄荷油中摻加1%，5%，10%，20%比例的植物油，S1/S2分別為0.015～0.040，0.141～0.182，0.282～0.501，0.700～1.043.對(duì)摻加不同比例混合植物油的薄荷油進(jìn)行分析得出S1/S2也在上述比值范圍內(nèi).根據(jù)表5中的結(jié)果，以植物油中油酸/亞油酸峰面積比值為橫坐標(biāo)，S1/S2為縱坐標(biāo)進(jìn)行作圖，結(jié)果如圖3所示.可以看出，當(dāng)植物油的摻加比例相同時(shí)，雖然油酸/亞油酸峰面積比值變化較大，但S1/S2接近，因此根據(jù)S1/S2可初步推斷薄荷油中植物油的摻加水平.

表4　摻假薄荷油甲酯化后4種特征脂肪酸峰面積總和與L-薄荷醇的峰面積比值（S1/S2）Table 4 Peak area ratios of four kinds fatty acids totally and L-menthol in peppermint oil added with plant oils（S1/S2）

表5　摻假薄荷油甲酯化后4種特征脂肪酸峰面積總和與L-薄荷醇的峰面積比值（S1/S2），以及油酸與亞油酸的峰面積比值Table 5 Peak area ratios of oleic acid and linoleic acid，and the peak area ratio of four kinds fatty acids totally and L-menthol in peppermint oil added with plant oils

圖3　摻假薄荷油中植物油摻加量的變化分析Fig.3 Variations of the content of plant oils in adulterated peppermint oil

研究結(jié)果表明，通過棕櫚酸、油酸、亞油酸、硬脂酸這4種物質(zhì)甲酯化后的峰面積總和與L-薄荷醇峰面積的比值S1/S2，可大致推斷植物油的摻加水平W.當(dāng)S1/S2＜0.015時(shí)，W＜1%；當(dāng)0.015≤S1/S2≤0.182時(shí)，1%≤W ≤5%；當(dāng)0.182＜S1/S2≤0.501時(shí)，5%＜W ≤10%；當(dāng)0.501＜S1/S2≤1.043時(shí)，10%＜W≤20%；當(dāng)S1/S2＞1.043時(shí)，W＞20%.

2.3對(duì)實(shí)際樣品的檢測(cè)

根據(jù)上述分析建立實(shí)驗(yàn)方法，對(duì)50份薄荷原油樣品進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜分析，結(jié)果在其中的1份樣品中檢出植物油成分.對(duì)該摻假薄荷油樣品進(jìn)行6次重復(fù)檢測(cè)，圖4為薄荷原油摻假樣品的全掃面質(zhì)譜圖.通過面積歸一化法計(jì)算，其S1/S2的平均值為0.488，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為5.5%，因此初步推斷該摻假薄荷油中摻加了5%～10%的植物油.

圖4　摻假薄荷油樣品的氣相色譜-質(zhì)譜總離子流圖Fig.4 GC-MS total ion chromatogram of the peppermint oil sample added with plant oils

3　結(jié)束語

本實(shí)驗(yàn)方法針對(duì)植物油中含有的油酸、亞油酸等特征脂肪酸，利用氣相色譜-質(zhì)譜法對(duì)摻有各類植物油的薄荷油進(jìn)行摻假鑒定，最低可以檢出摻加量為0.001%的植物油成分.摻加量低于0.001%時(shí)，薄荷油的摻假意義不大.根據(jù)4種特征脂肪酸峰面積總和與L-薄荷醇峰面積比值，可以初步推斷植物油的摻加水平.本方法簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確，對(duì)保證薄荷油的品質(zhì)，打擊摻假行為，維護(hù)市場(chǎng)秩序有著重要的意義.

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Determination of peppermint oil adulterated with plant oils by gas chromatography-mass spectrometry

ZHOU Fang-fang1，2，HU Yan-yun2，3，L¨U Ya-ning2，3，SONG Wei2，3，YU Lu1，2，HAN Fang2，3，ZHENG Ping2，3
（1.School of Tea and Food Science，Anhui Agricultural University，Hefei 230036，China；2.Inspection and Quarantine Technology Center，Anhui Entry-Exit Inspection and
Quarantine Bureau，Hefei 230022，China；3.Anhui Province Key Laboratory of Analysis and Detection for Food Safety，Anhui Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau，Hefei 230022，China）

A rapid and sensitive method is proposed for determination of peppermint oil adulterated with six edible plant oils using gas chromatography-mass spectrometry（GCMS）.With identification of characteristic components of plant oils including linoleic acid，oleic acid，palmitic acid，and stearic acid，it can be determined whether the peppermint oil is spiked with plant oils.Common and special components of six plant oils including soybean oil，blend oil，sesame oil，corn oil，peanut oil，and rapeseed oil are discussed after methyl esterification.The results show that the peppermint oil with more than 0.001% plant oils can be detected.Levels of the adulteration of the plant oils can be obtained based on the peak area ratio between the sum of four kinds of characteristic fatty acid andL-menthol.As a sensitive and reliable method，it provides an effective technique for the quality control of peppermint oil.

peppermint oil；edible plant oil；adulteration；gas chromatography-mass spectrometry（GC-MS）

TS 207.3

A

1007-2861（2015）06-0766-08

10.3969/j.issn.1007-2861.2014.05.005

2014-07-08

國家質(zhì)檢總局科技計(jì)劃資助項(xiàng)目（2014IK130，2014IK134）；安徽省科技攻關(guān)計(jì)劃資助項(xiàng)目（12010402C205）

鄭平（1963—），男，研究員，研究方向?yàn)槭称防砘瘷z測(cè).E-mail：ahciq hx@163.com