氣相色譜飛行時(shí)間質(zhì)譜法分析不同產(chǎn)地洋甘菊油的揮發(fā)性成分

徐楊斌，唐　　輝，朱劭涌，者　　為，王　　凱，冒德壽，付　　磊，陳瑞瑞

（1.昆明理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，云南昆明650500；2.云南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，云南昆明650231；3.廈門市翔安區(qū)建設(shè)局，福建廈門361102）

氣相色譜飛行時(shí)間質(zhì)譜法分析不同產(chǎn)地洋甘菊油的揮發(fā)性成分

徐楊斌1，2，唐輝1，*，朱劭涌3，者為2，王凱2，冒德壽2，付磊2，陳瑞瑞1

（1.昆明理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，云南昆明650500；2.云南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，云南昆明650231；3.廈門市翔安區(qū)建設(shè)局，福建廈門361102）

采用氣相色譜-飛行時(shí)間質(zhì)譜（GC-TOF/MS）聯(lián)用技術(shù)測(cè)定了不同產(chǎn)地洋甘菊油的揮發(fā)性成分，并通過質(zhì)譜庫(kù)檢索，結(jié)合保留指數(shù)比對(duì)，從法國(guó)、德國(guó)和英國(guó)三個(gè)產(chǎn)地的洋甘菊油中分別鑒定出65、70和53種揮發(fā)性成分，分別占總峰面積的85.06%、96.70%和89.85%。三個(gè)產(chǎn)地洋甘菊油的揮發(fā)性成分在數(shù)量及含量上有一定的差異，并對(duì)其特征致香物質(zhì)的香氣進(jìn)行了分析。建立了洋甘菊中的多種揮發(fā)性成分的分析方法。該研究為洋甘菊油制定科學(xué)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及合理開發(fā)利用提供初步實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

洋甘菊油，氣相色譜，飛行時(shí)間質(zhì)譜，揮發(fā)性成分

洋甘菊（Matricaria recutita L.）又名母菊，系菊科母菊屬的花序或全草，一年生或兩年生草本植物，其花具有消炎、抑制真菌、解痙等作用，是一種重要的藥用植物和香料植物［1］。自古就被視為“神花”，可用以入藥和制茶，其精油也是非常流行的保健和美容制品［2］，產(chǎn)于德國(guó)、比利時(shí)、保加利亞、英國(guó)、法國(guó)、匈牙利、意大利、中國(guó)等。目前國(guó)內(nèi)外，對(duì)洋甘菊油的研究主要集中在提取工藝、揮發(fā)性成分分析、芹菜苷質(zhì)量濃度測(cè)定、醫(yī)藥功能等方面［3-6］，同時(shí)，在天然香料中應(yīng)用保留指數(shù)法對(duì)其色譜分析結(jié)果進(jìn)行定性的報(bào)道較少［7］。

目前，對(duì)洋甘菊油的研究主要是針對(duì)某個(gè)產(chǎn)地的分析研究，而本文采用GC-TOF/MS分析了法國(guó)、德國(guó)和英國(guó)三個(gè)不同產(chǎn)地洋甘菊油的揮發(fā)性成分，使用了保留指數(shù)來進(jìn)行定性，提高了天然產(chǎn)物中化合物定性的準(zhǔn)確性，為不同產(chǎn)地洋甘菊油的揮發(fā)性成分在數(shù)量及含量的差異研究提供了可靠的數(shù)據(jù)。同時(shí)，對(duì)法國(guó)、德國(guó)和英國(guó)三個(gè)產(chǎn)地洋甘菊油的特征致香物質(zhì)的香氣進(jìn)行了分析。該研究為洋甘菊油的成分剖析、開發(fā)應(yīng)用提供了依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

法國(guó)、德國(guó)和英國(guó)三個(gè)產(chǎn)地的洋甘菊油國(guó)外香精香料公司；正己烷色譜純，Sigma-Aidrich公司；甲醇色譜純，Sigma-Aidrich公司；氯仿色譜純，百靈威科技有限公司；正構(gòu)烷烴C7～C30Sigma-Aidrich公司。

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

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1色譜條件RXi-5sil MS色譜柱（60m×0.25mm× 0.25μm），載氣為氦氣，流量：1.0mL/min。升溫程序：初始溫度50℃，以3℃/min的速率升溫至180℃，再以10℃/min的速率升溫至220℃，保持23min。進(jìn)樣量：1.0μL，進(jìn)樣口溫度：250℃，分流比：10∶1，溶劑延遲300s。

1.2.2質(zhì)譜條件電子轟擊離子源（EI），電離能量：70eV；離子源溫度：200℃；傳輸線溫度：250℃；掃描范圍（m/z）：40～450，采集速率10spec/s，質(zhì)譜檢索圖庫(kù)：Wiley9N譜庫(kù)、Nist08譜庫(kù)。

1.2.3實(shí)驗(yàn)方法采用溶劑稀釋直接進(jìn)樣法：稱取法國(guó)洋甘菊油、德國(guó)洋甘菊油和英國(guó)洋甘菊油各0.40g，分別用CH3OH∶CHCl3（1∶4）混合溶液定容至5mL；正構(gòu)烷烴C7～C30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(cè)定。進(jìn)樣前所有樣品均用0.45μm有機(jī)相濾膜過濾，按儀器工作條件進(jìn)行測(cè)定。

1.2.4定性方法實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)通過Nist08和Wiley9N質(zhì)譜庫(kù)自動(dòng)檢索，扣除柱流失和溶劑殘留后，比對(duì)ESO精油數(shù)據(jù)庫(kù)和Allured Business Media書中的保留指數(shù)后對(duì)其定性，并以面積歸一化法確定了各組分的相對(duì)百分比含量。

2　結(jié)果與討論

2.1不同產(chǎn)地洋甘菊油的揮發(fā)性成分

采用GC-TOF/MS法分析不同產(chǎn)地洋甘菊油中的揮發(fā)性成分，經(jīng)分析鑒定，法國(guó)洋甘菊油、德國(guó)洋甘菊油和英國(guó)洋甘菊油中的揮發(fā)性成分見表1，不同產(chǎn)地的洋甘菊油的氣相色譜/飛行時(shí)間質(zhì)譜的總離子流色譜圖見圖1。

圖1　不同產(chǎn)地的洋甘菊油的氣相色譜/飛行時(shí)間質(zhì)譜的總離子流色譜圖Fig.1　Total ion current chromatogram of GC-TOF/MS of chamomile oil form different producing areas

表1　不同產(chǎn)地洋甘菊油揮發(fā)性成分的定性結(jié)果Table 1　Qualitative results of volatile components in chamomile oil form different producing areas

續(xù)表

續(xù)表

續(xù)表

從表1和圖1可知，法國(guó)洋甘菊油中共鑒定出65個(gè)揮發(fā)性化合物，占其揮發(fā)性成分的85.06%。其中，醇類14個(gè)，酸類3個(gè)，醛類2個(gè)，酯類34個(gè)，酮類4個(gè)，烷烯烴類8個(gè)；主要成分為異戊酸丁酯、惕各酸丁酯、（E）-松香芹醇、異丁酸異丁酯、異丁酸異戊酯、松香芹酮、甲基丙烯酸異丁酯、2-蒎烯、2-甲基丁酸-2-二甲基丙酯、泛酰內(nèi)酯、惕各酸異丁酯、桃金娘烯醛、乙酸-2-甲基丁酯等化合物。從德國(guó)洋甘菊油中共鑒定出70個(gè)揮發(fā)性化合物，占其揮發(fā)性成分的96.70%。其中，醇類10個(gè)，酸類1個(gè)，雜環(huán)類2個(gè)，醛類4個(gè)，酚類2個(gè)，酯類11個(gè)，酮類5個(gè)，烷烯烴類30個(gè)，其他化合物5個(gè)；主要成分為（E）-β-金合歡烯、雙環(huán)大根香葉烯、α-紅沒藥醇氧化物B、α-紅沒藥酮氧化物、α-紅沒藥醇氧化物A、大根香葉烯D、（E）-β-羅勒烯、母菊薁、斯巴醇、蒿酮、薄荷醇、香芹酮等化合物。從英國(guó)洋甘菊油中共鑒定出53個(gè)揮發(fā)性化合物，占其揮發(fā)性成分的89.85%。其中，醇類6個(gè)，酸類5個(gè)，醛類2個(gè)，酯類29個(gè)，酮類4個(gè)，烷烯烴類7個(gè)；主要成分為3-甲基-2-丁烯酸己酯、（E）-松香芹醇、丁酸戊酯、惕各酸丁酯、丁基-3-甲基-2-丁烯酸、松香芹酮、異丁酸異戊酯、蒿酮、異戊酸己酯、桃金娘烯醛、乙酸己酯、蒎烯等化合物。從表1可知，洋甘菊植物含有的母菊薁僅在德國(guó)洋甘菊中檢測(cè)到。而德國(guó)洋甘菊的精油呈深藍(lán)色，這是由于在蒸餾萃取過程中，植物的天然成分與蒸汽混合，產(chǎn)生一種“藍(lán)甘菊油烴”（母菊薁），而呈現(xiàn)罕見的藍(lán)色，與其他洋甘菊油的顏色不同［10］。

2.2致香物質(zhì)的分析

經(jīng)調(diào)香專家對(duì)不同產(chǎn)地的洋甘菊進(jìn)行香氣分析，香氣如下：法國(guó)產(chǎn)地的洋甘菊油帶有菊花特征花香，略有似薰衣草的清新花香；德國(guó)產(chǎn)地的洋甘菊油帶有菊花特征花香，濃厚的藥草香，香氣持久，略顯粗劣，其特征太明顯；英國(guó)產(chǎn)地的洋甘菊油帶有菊花特征花香，香氣較純正，圓和，略帶花香和藥草香。惕各酸及其衍生物是洋甘菊油的特征致香物質(zhì)［11-13］。對(duì)三個(gè)產(chǎn)地（法國(guó)、德國(guó)、英國(guó)）的洋甘菊油中特征致香物質(zhì)進(jìn)行總結(jié)，如表2所示。

2.3保留指數(shù)在定性分析中的應(yīng)用

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(kù)檢索和匹配度定性會(huì)出現(xiàn)多種可能性，使化合物的定性不準(zhǔn)確。本文通過質(zhì)譜庫(kù)檢索后，進(jìn)行保留指數(shù)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(cuò)判。

對(duì)檢索出的化合物進(jìn)行定性分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)許多同分異構(gòu)體若僅用質(zhì)譜庫(kù)檢索定性會(huì)難以判定甚至誤判，如表3所示。例如，需確認(rèn)化合物為α-側(cè)柏烯，按匹配度高低排序?yàn)棣?側(cè)柏烯（936）、莰烯（930），經(jīng)查詢文獻(xiàn)［5］可知，上述2個(gè)化合物的保留指數(shù)分別為936、952，故根據(jù)實(shí)測(cè)保留指數(shù)（954），可判斷化合物為莰烯。此外，（E）-β-金合歡烯、大根香葉烯C、惕各酸丙酯、（Z）-β-羅勒烯、泛酰內(nèi)酯、（E）-松香芹醇等化合物的定性必須經(jīng)保留指數(shù)輔助方可進(jìn)一步確認(rèn)化合物。本文通過保留指數(shù)比對(duì)，準(zhǔn)確性地判定了許多化合物，對(duì)不同產(chǎn)地洋甘菊油的成分剖析及開發(fā)應(yīng)用提供了可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。

表2　特征致香物質(zhì)的香氣分析Table 2　Analysis of the aroma of characteristic volatile components

表3　保留指數(shù)在揮發(fā)性成分鑒定中的應(yīng)用實(shí)例Table 3　Application examples of using retention index for identification of volatile components

3　結(jié)論

利用GC-TOF/MS法對(duì)法國(guó)洋甘菊油、德國(guó)洋甘菊油和英國(guó)洋甘菊油的揮發(fā)性成分進(jìn)行了分析，從法國(guó)洋甘菊油中共鑒定出65個(gè)揮發(fā)性化合物，占其揮發(fā)性成分的85.06%；從德國(guó)洋甘菊油中共鑒定出70個(gè)揮發(fā)性化合物，占其揮發(fā)性成分的96.70%；從英國(guó)洋甘菊油中共鑒定出53個(gè)揮發(fā)性化合物，占其揮發(fā)性成分的89.85%。在定性過程中，使用了ESO精油數(shù)據(jù)庫(kù)和Allured Business Media書中的保留指數(shù)來進(jìn)行定性，提高了定性的準(zhǔn)確性。三個(gè)產(chǎn)地洋甘菊油的揮發(fā)性成分在數(shù)量及含量上有一定的差異，本研究為洋甘菊油的產(chǎn)品開發(fā)和應(yīng)用提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

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Analysis of volatile components in chamomile oil form different producing areas by GC-TOF/MS

XU Yang-bin1，2，TANG Hui1，*，ZHU Shao-yong3，ZHE Wei2，WANG Kai2，MAO De-shou2，F(xiàn)U Lei2，CHEN Rui-rui1
（1.Faculty of Chemical Engineering，Kunming University of Science and Technology，Kunming 650500，China；2.Research and Development Center，China Tobacco Yunnan Industrial Co.，Ltd.，Kunming 650231，China；3.Xiangan Coustruction Bureau，Xiamen 361102，China）

The volatile components of chamomile oil form different producing areas were analyzed by using of gas chromatography-time-of-flight mass spectrometry（GC-TOF/MS）.With the mass spectrometry library search，65，70 and 53 volatile components were identified by using retention index from chamomile oil that were produced in France，Germany and the United Kingdom，representing 85.06%，96.70%and 89.85%of the total volatile components.There were certain differences in the kinds and content of volatile components in France，Germany and Roman.The aroma of characteristic volatile components of chamomile oil was analyzed.A method for quantitative determination of volatile components in chamomile oil was established.The results provided technical support for the development and application of chamomile oil.

chamomile oil；gas chromatography；time-of-flight mass spectrometry；volatile components

TS201.1

A

1002-0306（2015）14-0069-06

10.13386/j.issn1002-0306.2015.14.005

2014－10－08

徐楊斌（1989-），男，碩士研究生，主要從事香精香料方面的研究。

唐輝（1963-），碩士，教授，主要從事功能高分子材料和天然產(chǎn)物化學(xué)方面的研究。

云南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司資助項(xiàng)目（2013FL10、S-6013046）。