GC/MS法結(jié)合保留指數(shù)分析杜松籽油中香味成分

李源棟 段焰青 劉秀明 冒德壽 夏建軍 張翼鵬 者 為

(云南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，昆明 650202)

GC/MS法結(jié)合保留指數(shù)分析杜松籽油中香味成分

李源棟 段焰青 劉秀明 冒德壽 夏建軍 張翼鵬 者 為

(云南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，昆明 650202)

采用氣質(zhì)聯(lián)用(GC/MS)對(duì)杜松籽油中香味成分進(jìn)行分析，結(jié)合質(zhì)譜庫(kù)檢索，保留指數(shù)比對(duì)，分析并確定了67個(gè)化合物，同時(shí)利用峰面積歸一化法計(jì)算了各成分相對(duì)含量，占杜松籽油香味成分86.45%，另外，通過(guò)香氣分析，確定了杜松籽油關(guān)鍵香氣成分：α-松油醇、芳樟醇、乙酸龍腦酯、α-蒎烯、β-蒎烯、檸檬烯、月桂烯、β-石竹烯、長(zhǎng)葉烯、莰烯等，結(jié)果表明，利用保留指數(shù)來(lái)鑒別同系物及同分異構(gòu)體，提高了對(duì)杜松籽油成分定性準(zhǔn)確性。

杜松籽油 GC/MS 香味成分 保留指數(shù)

杜松，又名崩松、棒兒松、刺柏。灌木或喬木，系園柏亞科檜屬裸子植物，其同屬有10余個(gè)種，廣泛分布于我國(guó)臺(tái)灣, 云南等10多個(gè)省、地區(qū)，其中云南中部、北部及西北部都有。杜松具有較高醫(yī)用價(jià)值，在治療麻疹、皮膚疥癬及高燒感冒等疾病效果較顯著。其根、樹(shù)干、種子、葉常被用于提取精油，因其具有獨(dú)特萜氣香、果香、花香，略帶涼氣，藥草、松針樣氣息，已經(jīng)被GB 2760—2014食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)批準(zhǔn)為允許使用的食品香精，常被用于化妝品和增強(qiáng)時(shí)尚飲料及酒類(lèi)口感與香味[1-6]。目前鮮見(jiàn)關(guān)于杜松籽油香味成分及香氣評(píng)價(jià)報(bào)道，同時(shí)，針對(duì)天然提取香源料中應(yīng)用保留指數(shù)法對(duì)其色譜分析結(jié)果進(jìn)行鑒定報(bào)道較少[7]。本文通過(guò)質(zhì)譜庫(kù)檢索，結(jié)合保留指數(shù)輔助定性，對(duì)杜松籽油中香味成分進(jìn)行研究，較好地鑒別了同分異構(gòu)體或同系物，避免了在定性過(guò)程中出現(xiàn)誤判，提高了定性的準(zhǔn)確性，另外，對(duì)杜松籽油香味成分進(jìn)行香氣特征評(píng)價(jià)，確定了其關(guān)鍵香氣成分，該法為以后杜松籽油產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和質(zhì)量控制提供了參考。

1 材料及方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 原料及試劑

正構(gòu)烷烴C7～C30：Sigma-Aidrich公司。

1.1.2 主要儀器及設(shè)備

Agilent 7890A/5975C：美國(guó)安捷倫科技有限公司；電子天平：瑞士Mettler Tloede公司；移液器：德國(guó)Eppendorf公司。

1.2 儀器工作條件

1.2.1 色譜條件

RXi-5sil MS石英毛細(xì)管柱(60 m×0.25 mm×0.25 μm)，載氣為氦氣(純度為99.999%)，流速：1.0 mL/min。升溫程序：初始溫度60 ℃，保持6 min；以3 ℃/min速率升溫至180 ℃；再以10 ℃/min速率升溫至230 ℃，保持10 min。進(jìn)樣口溫度：250 ℃，進(jìn)樣量：1.0 μL，分流比：10∶1，溶劑延遲6 min。

1.2.2 質(zhì)譜條件

離子源：電轟擊電離(EI)源；離子源溫度：230 ℃；四極桿溫度：150 ℃；電離能量：70 eV；傳輸線溫度：280 ℃；掃描范圍(m/z)：40～450，質(zhì)譜檢索庫(kù)：Nist11譜庫(kù)。

1.2.3 定性定量方法

杜松籽油經(jīng)過(guò)GC/MS分析后，通過(guò)Nist11質(zhì)譜庫(kù)進(jìn)行自動(dòng)檢索，然后利用自主開(kāi)發(fā)的保留指數(shù)軟件計(jì)算出各成分保留指數(shù)，將軟件計(jì)算的保留指數(shù)與ESO精油數(shù)據(jù)庫(kù)中保留指數(shù)進(jìn)行比對(duì)(可接受誤差不超過(guò)3%)，對(duì)其各成分進(jìn)行定性，之后采用色譜峰面積歸一化法計(jì)算出各成分相對(duì)百分含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 杜松籽油香味成分分析

杜松籽油經(jīng)GC/MS檢測(cè)所得到總離子流色譜圖見(jiàn)圖1，采用Nist11質(zhì)譜庫(kù)進(jìn)行檢索后與ESO香精保留指數(shù)進(jìn)行對(duì)比對(duì)其定性，利用面積歸一化計(jì)算出杜松籽油各成分相對(duì)百分含量，結(jié)果見(jiàn)表1所示。

圖1 杜松籽油氣相色譜/質(zhì)譜總離子流色譜圖

通過(guò)質(zhì)譜庫(kù)檢索和人工圖譜解析，結(jié)合保留指數(shù)比對(duì)，分析并確定了67個(gè)化合物，占杜松籽油中成分86.451%，其中醇類(lèi)13個(gè)(3.117%)，醛類(lèi)2個(gè)(0.275%)，酮類(lèi)3個(gè)(0.161%)，酯類(lèi)4個(gè)(0.617%)，烷烯烴類(lèi)37個(gè)(81.299%)，其他化合物8個(gè)(1.021%)。主要化學(xué)成分(百分占比大于0.6%)：α-蒎烯(26.746%)、β-蒎烯(19.728 %)、檸檬烯(18.487%)、月桂烯(3.934%)、β-石竹烯(3.460%)、長(zhǎng)葉烯(1.897%)、α-松油醇(1.492%)、莰烯(1.122%)、α-石竹烯(0.860%)、α-杜松烯(0.706%)、萜品油烯(0.693%)。

2.2 杜松籽油香氣評(píng)價(jià)

杜松籽油具有獨(dú)特的萜氣香、果香、花香，略帶涼氣，藥草、松針氣息，常被用于化妝品和增強(qiáng)時(shí)尚飲料及酒類(lèi)口感與香味。因其成分復(fù)雜，各種成分對(duì)整體香味貢獻(xiàn)值不一樣，因此對(duì)杜松籽油香味成分進(jìn)行香氣特征評(píng)價(jià)，分析其關(guān)鍵致香成分，能夠?yàn)槠洚a(chǎn)品質(zhì)量控制提供科學(xué)依據(jù)，也為廣大調(diào)香工作者提供參考，評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表2、表3。

表1 GC/MS 方法對(duì)杜松籽油香味成分的定性結(jié)果

表1(續(xù))

注：保留指數(shù)(計(jì)算值)由自主開(kāi)發(fā)的保留指數(shù)軟件計(jì)算而得，保留指數(shù)(引用值)采用文獻(xiàn)[8]的數(shù)據(jù)。

表2 香氣評(píng)價(jià)

表2(續(xù))

表3 致香成分

從香氣評(píng)價(jià)結(jié)果看出：α-松油醇、芳樟醇，使其帶有較濃醇香、甜香、花香；蒎烯、檸檬烯、月桂烯、石竹烯、長(zhǎng)葉烯、莰烯，使其具有萜氣香氣、涼氣；乙酸龍腦酯使其具有藥草香、松香、松針氣味。萜氣香、涼氣香、甜香、松針香組合在一起構(gòu)成了杜松油特征香氣。

2.3 杜松籽油致香成分在食品中的安全性分析

食用香精中成分安全性分析一般以美國(guó)和歐盟的禁限用物質(zhì)名單及FEMA 限量標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，據(jù)此規(guī)定，能有效指導(dǎo)杜松籽油在食用香精中的使用。杜松籽油所含致香成分限量標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表4。

根據(jù)美國(guó)和歐盟的禁限用物質(zhì)名單及FEMA 限量標(biāo)準(zhǔn)，杜松籽油致香成分油明確限量，考慮到食品安全性，調(diào)香工作者在追求產(chǎn)品香韻同時(shí)，更應(yīng)關(guān)注其限用量，以便在保證產(chǎn)品安全前提下，產(chǎn)品質(zhì)量不受影響。

表4 杜松籽油中所含致香成分及其限量標(biāo)準(zhǔn)

2.4 保留指數(shù)在定性鑒定中的應(yīng)用

天然香原料中成分及其復(fù)雜，存在大量同分異構(gòu)體或同系物，僅采用質(zhì)譜庫(kù)檢索定性，往往會(huì)出現(xiàn)定性結(jié)果不準(zhǔn)確[9]。ESO精油數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)收錄了大量香精香料保留指數(shù)，本文經(jīng)質(zhì)譜庫(kù)檢索后，利用ESO精油數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行輔助定性，能夠提高天然化合物定性準(zhǔn)確性，減少了誤判和錯(cuò)判, 表5列舉了保留指數(shù)用于杜松籽油香味成分定性鑒定的2個(gè)實(shí)例。

表5 保留指數(shù)在杜松籽油香味成分鑒定中的應(yīng)用實(shí)例

對(duì)檢索出的67個(gè)化合物進(jìn)行定性分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)許多同分異構(gòu)體和同系物若僅用質(zhì)譜庫(kù)檢索定性會(huì)難以判定甚至誤判，如表5所示，石竹烯、蒎烯通過(guò)質(zhì)譜檢索，兩者相似度較接近，難以確認(rèn)其構(gòu)型，比對(duì)保留指數(shù)，可確認(rèn)為β-石竹烯、α-蒎烯。此外，(E)-松香芹醇、α-松油醇、α-咕巴烯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)化合物結(jié)構(gòu)式。通過(guò)保留指數(shù)比對(duì)，準(zhǔn)確性地判定了同系物、同分異構(gòu)體，為杜松籽油成分剖析及開(kāi)發(fā)應(yīng)用提供了科學(xué)依據(jù)。

3 結(jié)論

利用GC/MS對(duì)杜松籽油香味成分進(jìn)行了分析，并用峰面積歸一化法計(jì)算各成分相對(duì)含量，通過(guò)質(zhì)譜庫(kù)檢索，保留指數(shù)比對(duì)，分析并確定了67個(gè)化合物，占杜松籽油香味成分86.45%，采用保留指數(shù)來(lái)鑒別同系物及同分異構(gòu)體，提高了對(duì)杜松籽油中香味成分定性的準(zhǔn)確性。通過(guò)香氣分析，確定了杜松籽油中關(guān)鍵致香成分：α-松油醇、乙酸龍腦酯、α-蒎烯、β-蒎烯、檸檬烯、月桂烯、β-石竹烯、長(zhǎng)葉烯、莰烯等。

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Analysis of Aroma Components in Juniperberry Oil by GC/MS Combined with Retention Index

Li Yuandong Duan Yanqing Liu Xiuming Mao Deshou Xia Jianjun Zhang Yipeng Zhe Wei

(Technology Center, China Tobacco Yunnan Industrial Co.,Ltd., Kunming 650202)

The aroma components of Juniperberry oil were analyzed by GC/MS, and the peak area normalization method was used to calculate the relative content of each component. With the mass spectrometry library search, 67 compounds which account for 86.45% in the aroma components of juniperberry oil, were identified by using retention index. By aroma analysis, the key aroma compositions of the juniperberry oil were determined (α-terpineol, linalool, bornyl acetate, α-pinene, β-pinene, limonene, myrcene, β-caryophyllene, longifolene, camphene, et al). The results showed that the cis(trans)-isomers isomers were confirmed by using retention index, and the accuracy of compound qualitative analysis in juniperberry oil was improved, and the results provided the theoretical basis for the development and application of juniperberry oil.

juniperberry oil, GC/MS, aroma components, retention index

TS225.3

A

1003-0174(2016)12-0147-06

云南省科技廳項(xiàng)目(重點(diǎn)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)計(jì)劃引導(dǎo)類(lèi)工業(yè)[2014]01號(hào)),中國(guó)煙草總公司科技項(xiàng)目 (1102014 02040)

2015-04-23

李源棟，男，1985年出生，碩士，香精香料成分檢測(cè)

者為，男，1975年出生，高級(jí)工程師，天然香原料開(kāi)發(fā)