吹掃捕集-氣相色譜-質譜法測定薰衣草香氣成分

陳國通 左書瑞 曹雪琴

摘要[目的]建立一種吹掃捕集-氣相色譜-質譜聯(lián)用快速測定薰衣草香氣成分的方法。[方法]采用吹掃捕集-氣相色譜-質譜聯(lián)用技術，對新疆代表性薰衣草品種太空藍的常溫下?lián)]發(fā)性成分進行分析，并與采用揮發(fā)油提取裝置提取的薰衣草精油成分進行對比。[結果]2種方法共鑒定出43種化學成分，其中，吹掃捕集法鑒定出41種化學成分，揮發(fā)油提取后直接進樣法鑒定出26種化學成分，2種方法的共有成分為24種。主要化合物類型以乙酸酯、醇、烯烴化合物為主。[結論]2種方法得出的薰衣草香氣成分無論在化學組成還是在組分的相對含量上都存在較大的差異。吹掃捕集-氣相色譜-質譜聯(lián)用技術的突出優(yōu)點在于前處理過程相對比較簡單，且分析過程中不會造成強揮發(fā)性組分的損失，能較真實地反映樣品揮發(fā)性香氣的原始組成。

關鍵詞吹掃捕集-氣相色譜-質譜聯(lián)用;薰衣草;香氣成分;精油

中圖分類號TQ654+.2文獻標識碼A

文章編號0517-6611（2019）02-0191-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.02.059

薰衣草（Lavender）是唇型科薰衣草屬植物，為多年生亞灌木，有著悠久的種植和應用歷史[1-2]。我國新疆伊犁是世界三大薰衣草基地之一，其種植面積約占全國薰衣草種植面積的95%。薰衣草香味濃郁而柔和，無毒副作用，被廣泛用于香水、護膚品、洗發(fā)液等多種日用品中[3]。近年來，隨著薰衣草應用范圍的擴大，在薰衣草的栽培技術、精油的提取、化學成分分析及應用等方面已開展了廣泛的研究[4-5]。

薰衣草花中揮發(fā)性成分的不同造成薰衣草不同的用途[6-7]。初期對薰衣草揮發(fā)性成分的研究主要集中在薰衣草精油的研究，薰衣草精油提取方法主要有水蒸氣蒸餾提取法[8]和超臨界CO2提取法[9-10]，二者都存在樣品用量大、費時及提取成本高等缺點。隨著分析手段的進步，目前越來越側重于對薰衣草揮發(fā)性氣體成分（植物的器官和組織在自然狀態(tài)下釋放出的氣態(tài)有機物）直接測定[11]，例如頂空進樣[12]、頂空固相微萃?。℉S-SPME）[13-14]、吹掃捕集（P&T）[15]等分析手段，這些手段具有靈敏度高、操作簡便、無溶劑污染等優(yōu)勢，并且可實現(xiàn)在線測定[16]。筆者采用吹掃捕集-氣相色譜-質譜聯(lián)用技術（P&T-GC-MS），對在新疆廣泛種植并具有代表性的薰衣草品種太空藍常溫下?lián)]發(fā)性成分進行了分析，并與采用揮發(fā)油提取裝置提取的薰衣草精油成分進行了對比。

1材料與方法

1.1材料

1.1.1原材料。試驗所用薰衣草樣品為新疆伊犁盛花期薰衣草，品種為太空藍。

1.1.2主要儀器。GC-MS-QP2010Plus型氣相色譜質譜儀，配有電子轟擊（EI）離子源與AOC-20i+s自動進樣器（日本島津公司）;吹掃捕集樣品濃縮儀Eclipse4660，配有10#捕集阱（美國OI Analytical）;揮發(fā)油提取裝置（實驗室組裝）;FW80型粉碎機（北京市永光明儀器廠）;Milli-Q Integaral 3 純水機[默克密理博（上海）有限公司]。

1.2方法

1.2.1試驗條件。

1.2.1.1吹掃捕集條件。吹脫氣（高純氮氣）流速40 mL/min;吹掃溫度25 ℃;吹掃樣品時間10 min;脫附溫度 190 ℃;脫附時間2 min;烘焙溫度210 ℃;烘焙時間20 min;閥溫120 ℃;傳輸線溫度120 ℃。

1.2.1.2氣相色譜條件。DB-5MS毛細管色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm），程序升溫：起始溫度40 ℃，保留3 min后以3 ℃/min升至100 ℃，保留1 min后以15 ℃/min升至260 ℃，保留5 min;進樣口溫度220 ℃;分流比：吹掃捕集進樣時為50∶1，液體精油進樣時為100∶1;進樣量：液體精油進樣時為0.2 μL;載氣：99.99%氦氣;載氣流速1.0 mL/min。

1.2.1.3質譜條件。離子源：EI源;離子源溫度：230 ℃;離子化能量：70 eV;接口溫度：260 ℃;全掃描方式;掃描范圍（m/z）50～450;溶劑延遲：吹掃捕集進樣時無溶劑延遲，液體精油進樣時溶劑延遲為2.5 min。

1.2.2樣品前處理。

揮發(fā)油提取[17]：精確稱取20.0 g干燥的薰衣草花粉末樣品，置于500 mL圓底燒瓶中，加入240 mL蒸餾水，浸泡一定時間后用揮發(fā)油提取器提取4 h，得到黃色透明、具有特殊濃郁氣味的揮發(fā)油，用無水硫酸鈉干燥后待測。吹掃捕集：稱取1 g干燥的薰衣草花粉末樣品置于吹掃管中。

2結果與分析

按照“1.2.1”吹掃捕集-氣相色譜-質譜條件對薰衣草樣品進行分析得出的總離子流圖見圖1。另外采用揮發(fā)油提取裝置，按照“1.2.2”揮發(fā)油提取條件對同一樣品進行提取，對提取后的薰衣草精油采用同樣的氣相色譜-質譜條件進行分析，所得的總離子流圖見圖2。采集的數(shù)據(jù)通過GCMSsolution 2.7.1化學工作站進行數(shù)據(jù)處理，并通過NIST14檢索譜圖庫，匹配度大于90%以上的予以保留，再結合相關文獻進行人工譜圖解析，確認其化學成分，通過化學工作站數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，按面積歸一化法進行定量分析，計算出各成分的相對百分含量。計算結果見表1。

由表1可知，通過吹掃捕集與揮發(fā)油提取2種方法對薰衣草香氣成分進行分析，2種方法共鑒定出43種化學成分，其中，吹掃捕集法鑒定出41種化學成分，揮發(fā)油提取后直接進樣法鑒定出26種化學成分，2種方法的共有成分為24種。主要化合物類型以乙酸酯、醇、烯烴化合物為主類，其中芳樟醇、乙酸芳樟酯為主要化合物。2種方法得出的薰衣草香氣成分無論在化學組成還是在組分的相對含量上都存在較大的差異。

3結論與討論

該研究利用吹掃捕集-氣相色譜-質譜聯(lián)用技術對薰衣草香氣成分進行分析，并與水蒸氣蒸餾法提取揮發(fā)油后直接進樣進行比對，2種方法共鑒定出43種化學成分，其中，吹掃捕集法鑒定出41種化學成分，揮發(fā)油提取后直接進樣法鑒定出26種化學成分，2種方法共有成分為24種。吹掃捕集-氣相色譜-質譜聯(lián)用技術的突出優(yōu)點在于前處理過程相對比較簡單且分析過程中不會造成強揮發(fā)性組分的損失，能較真實地反映樣品揮發(fā)性香氣的原始組成。

利用吹掃捕集-氣相色譜-質譜聯(lián)用技術對不同品種薰衣草進行香氣成分分析，有利于對薰衣草品種品質快速鑒定和篩選，對探索合理的利用方式具有參考意義。

參考文獻

[1] TEUSCHER E，BAUERMANN U，WERNER M，et al.Medicinal spices：A handbook of culinary herbs，spices，spice mixtures and their essential oils，Medpharm[M].Boca Raton：CRC Press，2005：309-310.

[2] 中國科學院《中國植物志》編輯委員會.中國植物志：第65卷第2分冊[M].北京：科學出版社，1997：36.

[3] BRADLEY B F，STARKEY N J，BROWN S L，et a1.Anxiolytie effects of Lavandula angustlfolia odour on the Mongolian gerbil elevated plus maze[J].J? Ethnopharmacol，2007，111（3）：517-525.

[4] KASPER S，GASTPAR M，MLLER W E，et a1.Lavender oil preparation Silexan is effective in generalized anxiety disorder a randomized，doubleblind comparison to placebo and paroxetine[J].Int J Neuropsuchopharmacolog，2014，17（6）：1-11.

[5] SHAW D，NORWOOD K，LESLIE J C.Chlordiazepoxide and lavender oil alter unconditioned anxietyinduced cfos expression in the rat brain[J].Behav Brain Res，2011，224（1）：1-7.

47卷2期陳國通等吹掃捕集-氣相色譜-質譜法測定薰衣草香氣成分

[6] 徐潔華，文首文.薰衣草揮發(fā)性有機物及其藥理功效研究進展[J].時珍國醫(yī)國藥，2010，21（4）：979-980，983.

[7] AN M，HAIG T，HATFIELD P.Onsite field sampling and analysis of fragrance from living Lavender （Lavandula angustifolia L.） flowers by solid-phase microextraction coupled to gas chromatography and ion-trap mass spectrometry[J].J Chromatogr A，2001，917（1/2）：245-250.

[8] ZHANG Q X，JIANG Y，ZHANG Z Q.The study on development of essential oil from Lavende[J].Flavour fragrance cosmetic，2006（6）：21-23.

[9] 車國勇，龐浩，廖兵，等.超臨界CO2萃取薰衣草的揮發(fā)性組分[J].色譜，2005，23（3）：322.

[10] JERKOVIC′ I，MOLNAR M，VIDOVIC′ S，et al.Supercritical CO2 extraction of Lavandula angustifolia Mill.flowers：Optimisation of oxygenated monoterpenes，coumarin and herniarin content[J].Phytochem Anal，2017，28（6）：558-566.

[11] 徐潔華，孔輝，文首文，等.常溫條件下薰衣草精氣成分研究[J].林產(chǎn)化學與工業(yè)，2010，30（1）：81-84.

[12] BOSSE N D R，WIRTH M，KONSTANZ A，et al.Determination of volatile marker compounds in raw ham using headspacetrap gas chromatography[J].Food Chem，2017，219：249-259.

[13] XU Y Q，WANG C，LI C W，et al.Characterization of aromaactive compounds of Puerh tea by headspace solidphase microextraction （HSSPME） and simultaneous distillationextraction （SDE） coupled with GColfactometry and GCMS[J].Food Anal Methods，2016，9（5）：1188-1198.

[14] 張軍，劉建福，范勇，等.頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜聯(lián)用分析庫爾勒香梨花序香氣成分[J].食品科學，2016，37（2）：115-120.

[15] 汪雨，劉學鋒，劉聰，等.吹掃捕集-氣相色譜/質譜法測定巴山箬竹葉中揮發(fā)性成分[J].質譜學報，2012，33（2）：104-108.

[16] 巢猛，李慧，許歡.吹掃捕集-GC/MS聯(lián)用法測定水中揮發(fā)性鹵代烴[J].分析試驗室，2008，27（S1）：124-126.

[17] 國家藥典委員會.中華人民共和國藥典（2015年版四部）[S].北京：中國醫(yī)藥科技出版社，2015：203-204.