玫瑰精油香味成分分析及在卷煙加香中的應(yīng)用

張鳳梅，劉 哲，司曉喜，劉志華，申欽鵬，劉春波，朱瑞芝，張 濤，何 沛，唐石云

云南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，昆明市五華區(qū)紅錦路367 號(hào) 650231

玫瑰精油是一種從玫瑰花瓣中提取的天然香料，具有天然無毒、優(yōu)雅柔和、芳香純正等特性，是調(diào)香中非常重要且常用的花香原料，已被廣泛應(yīng)用于高檔化妝品、醫(yī)藥、食品、保健品及煙草中［1］。為提升卷煙的抽吸品質(zhì)和賦予卷煙獨(dú)特的香氣特征，各大煙草公司越來越多地使用玫瑰精油產(chǎn)品。不同產(chǎn)地的玫瑰精油產(chǎn)品含有不同的化學(xué)成分，目前玫瑰精油產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)價(jià)主要依據(jù)ISO 9842—2003［2］和GB 1886.48—2015［3］方法，以乙醇、香茅醛、橙花醇、香葉醇、β-苯乙醇、十七烷烴、十九烷烴和二十一烷烴等組分的含量為標(biāo)準(zhǔn)來判定。對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量合格的不同產(chǎn)地玫瑰精油產(chǎn)品，煙草行業(yè)通常根據(jù)加香后卷煙產(chǎn)品的感官評(píng)價(jià)結(jié)果來選用，該方法受調(diào)香人員的影響較大。因此，通過開展玫瑰精油中化學(xué)成分分析，尋找卷煙生產(chǎn)過程玫瑰精油選用的評(píng)判依據(jù)對(duì)于卷煙加香有重要意義。

目前，玫瑰精油提取工藝及化學(xué)成分分析已有較多研究報(bào)道，其中化學(xué)成分的分析主要以氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用（GC/MS）［1，4-9］為主，但由于樣品前處理和分析條件不同，不同品種玫瑰精油樣品之間化學(xué)成分的差異缺乏可比性。頂空-固相微萃取-氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（HS-SPME-GC/MS）［10-16］將樣品預(yù)處理濃縮和香味成分分析相結(jié)合，具有操作簡(jiǎn)便、靈敏度高、重現(xiàn)性好、應(yīng)用廣泛的特點(diǎn)。為此，針對(duì)玫瑰精油樣品的特點(diǎn)，通過對(duì)頂空進(jìn)樣、固相微萃取、氣相色譜和質(zhì)譜條件進(jìn)行優(yōu)化，建立一種快速簡(jiǎn)便的玫瑰精油中揮發(fā)性香味成分的HS-SPME-GC/MS 分析方法。為減少樣品前處理和分析方法不同對(duì)分析結(jié)果的影響，選擇在相同條件下對(duì)5 種玫瑰精油進(jìn)行化學(xué)成分分析，通過樣品共檢出成分兩兩比較后得到的選擇相似性指數(shù)（SSI）［10］大小分析不同玫瑰精油樣品化學(xué)成分之間的差異。另外，結(jié)合卷煙加香后的感官評(píng)價(jià)結(jié)果探究卷煙煙氣感官質(zhì)量與玫瑰精油化學(xué)成分之間的聯(lián)系，旨在為玫瑰精油在卷煙加香中的選用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料和儀器

5 種不同品種的玫瑰精油（保加利亞玫瑰精油、土耳其玫瑰精油、摩洛哥玫瑰精油、中國甘肅玫瑰精油和大篷車摩洛哥玫瑰精油，購自Sigma 公司）。

6 種固相微萃取頭：粉色（65μm PDMS/DVB，Stable Flex）、灰 色（50/30μm DVB/CAR/PDMS，Stable Flex）、淡黃色（30μm PDMS，F(xiàn)used Silica）、白色（85μm Polyacrylate，F(xiàn)used Silica）、綠色（7μm PDMS，F(xiàn)used Silica）和淡藍(lán)色（85μm CAR/PDMS，Stable Flex）（美國Supelco 公司）。4 種色譜柱：DB-WAX（30 m×0.25 mm i.d.×0.25μm d.f.）、DB-WAX（60 m×0.25 mm i.d.×0.25μm d.f.）、DB-5MS（30 m×0.25 mm i.d.×0.25μm d.f.）和DB-5MS（60 m×0.25 mm i.d.×0.25μm d.f.）（美國Agilent 公司）。Scion 456 GC-TQ 固相微萃取-氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國Bruker 公司）。

1.2 樣品處理與分析

移取50 μL 玫瑰精油樣品至頂空瓶中，于固相微萃取裝置中在80 ℃、250 r/min 下萃取30 min，解吸3 min，進(jìn)行GC/MS 分析。GC/MS 分析條件為：

進(jìn)樣口溫度：240 ℃；載氣：高純He（99.999%）；恒流模式流速：1.5 mL/min；分流比：10∶1；色譜柱：DB-5MS 柱（30 m×0.25 mm i.d.×0.25μm d.f.）；升溫程序：45 ℃保持2.0 min，以5 ℃/min 升溫至240 ℃，保持8.0 min；傳輸線溫度：240 ℃；離子源溫度：200 ℃；電離方式：電子轟擊源（EI）；電離能量：70 eV；溶劑延遲：1.5 min；檢測(cè)方式：全掃描（Scan）；掃描范圍：40～500 amu。用NIST 2.0 譜庫檢索。

2 結(jié)果與討論

2.1 樣品前處理?xiàng)l件的選擇

2.1.1 萃取頭

取同一玫瑰精油樣品考察了不同顏色萃取頭對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。結(jié)果表明：使用粉色萃取頭和淡藍(lán)色萃取頭時(shí)從玫瑰精油樣品中檢測(cè)出的化合物數(shù)量最多，均為60 個(gè)；同時(shí)，選擇粉色萃取頭時(shí)香味成分的色譜峰總面積最大（圖1）。因此，選擇粉色萃取頭。

圖1 不同萃取頭對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響Fig.1 Effects of different extraction heads on analytical results

2.1.2 萃取溫度

取同一玫瑰精油樣品考察了不同萃取溫度對(duì)香味成分檢測(cè)結(jié)果的影響。結(jié)果（圖2）表明，香味成分總峰面積在80 ℃及以上時(shí)萃取后基本穩(wěn)定，因此選擇萃取溫度80 ℃。

圖2 萃取溫度對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響Fig.2 Effect of extraction temperature on analytical results

2.1.3 萃取時(shí)間

選擇同一玫瑰精油樣品考察了不同萃取時(shí)間對(duì)香味成分檢測(cè)結(jié)果的影響。結(jié)果（圖3）表明，香味成分總峰面積在萃取30 min 后趨于穩(wěn)定，因此，選擇萃取時(shí)間30 min。

圖3 萃取時(shí)間對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響Fig.3 Effect of extraction time on analytical results

2.1.4 解吸時(shí)間

取同一玫瑰精油樣品考察了不同解吸時(shí)間對(duì)香味成分檢測(cè)結(jié)果的影響。結(jié)果（圖4）表明，香味成分總峰面積在解吸3.0 min 后趨于穩(wěn)定，因此，選擇解吸時(shí)間3.0 min。

圖4 解吸時(shí)間對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響Fig.4 Effect of desorption time on analytical results

2.1.5 樣品量

取同一玫瑰精油樣品考察了不同樣品量對(duì)香味成分檢測(cè)結(jié)果的影響。結(jié)果（圖5）表明，樣品量≥50μL 時(shí)香味成分總峰面積趨于穩(wěn)定，因此，選擇樣品量50μL。

圖5 樣品量對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響Fig.5 Effect of sample volume on analytical results

2.2 色譜柱的選擇

選 擇30 m DB-WAX、60 m DB-WAX、30 m DB-5MS 和60 m DB-5MS 柱，取同一玫瑰精油樣品比較了不同色譜柱對(duì)香味成分檢測(cè)結(jié)果的影響。結(jié)果表明，選擇30 m DB-5MS 柱時(shí)，香味成分?jǐn)?shù)量較多且分析時(shí)間較短，因此，選擇30 m DB-5MS 柱。

2.3 實(shí)際樣品分析結(jié)果

分別取5 種玫瑰精油樣品各5 份，測(cè)定其香味成分，以不加玫瑰精油的空瓶作為空白對(duì)照，分別扣除空白后樣品中香味成分總峰面積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.56%～4.64%之間，不同樣品中香味成分的分析結(jié)果見表1。5 種玫瑰精油樣品中共檢測(cè)出191 種香味成分，包括醇類52 種、烯類42 種，酯類39 種、醛類15 種、烷烴15 種、酮類8 種和其他成分20 種。由表2 可知，不同玫瑰精油中的主要香味成分為醇類物質(zhì)，占香味成分總量的50%以上。保加利亞、土耳其、摩洛哥、中國甘肅和大篷車摩洛哥玫瑰精油樣品中分別檢測(cè)出81、78、76、53 和67 種香味成分。

玫瑰精油樣品中香味成分的選擇相似性指數(shù)（SSI）分析結(jié)果如表3 所示。其中，“保加利亞”-“土耳其”的相似度最高，SSI 為62.44%，共檢出指標(biāo)達(dá)到51 個(gè)，“保加利亞”-“中國甘肅”的相似度次之，SSI 為47.56%，共檢出指標(biāo)為28 個(gè)。

以不加香的“玉溪（軟）”煙絲卷制的卷煙為空白對(duì)照樣，將5 種玫瑰精油分別按煙絲質(zhì)量的0.001%加入卷煙煙絲中，制成試驗(yàn)卷煙。由6 位具有卷煙感官評(píng)吸資質(zhì)的專家對(duì)試驗(yàn)卷煙和對(duì)照樣品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，結(jié)果取平均值。同一添加水平樣品的感官評(píng)價(jià)結(jié)果（表4）表明：5 種玫瑰精油加入卷煙煙絲后，與對(duì)照樣品相比，卷煙的感官合計(jì)得分有不同程度的提升；加香效果為“保加利亞”＞“土耳其”＞“中國甘肅”＞“摩洛哥”＞“大篷車摩洛哥”；與保加利亞玫瑰精油樣品相比，樣品中香味成分共檢出指標(biāo)相似度越高，該精油加入卷煙后煙氣的感官評(píng)價(jià)結(jié)果越好。

表1 5 種玫瑰精油樣品中香味成分測(cè)定結(jié)果Tab.1 Aroma components in 5 rose essential oil samples （%）

表1（續(xù)）

表1（續(xù)）

表1（續(xù)）

表1（續(xù)）

表2 5 種玫瑰精油香味成分的相對(duì)含量Tab.2 Relative contents of aroma components in 5 rose essential oil samples （%）

表3 5 種玫瑰精油樣品的SSI 分析結(jié)果Tab.3 Selected similarity index for 5 rose essential oil samples

表4 玫瑰精油樣品加香實(shí)驗(yàn)及感官評(píng)價(jià)結(jié)果Tab.4 Results of flavoring experiment and sensory evaluation for 5 rose essential oil samples

從表2 可知，比較5 種玫瑰精油中酯類、醇類、醛類和酮類的總量可以發(fā)現(xiàn)，保加利亞玫瑰精油中這4 類化合物的總量為64.10%；土耳其玫瑰精油中的含量最為接近，為67.43%；中國甘肅玫瑰精油次之，為79.26%；摩洛哥玫瑰精油含量排第三，為86.77%；大篷車玫瑰精油含量排第四，為90.45%。從這個(gè)角度分析，與這5 種玫瑰精油的加香感官評(píng)價(jià)的排序基本一致。

3 結(jié)論

①利用建立的HS-SPME-GC/MS 方法對(duì)5 種玫瑰精油樣品進(jìn)行了檢測(cè)，共檢測(cè)出191 種香味成分，包括醇類52 種、烯類42 種，酯類39 種、醛類15種、烷烴15 種、酮類8 種和其他成分20 種；主要香味成分為醇類物質(zhì)，占到50%以上。②5 種不同玫瑰精油樣品中香味成分的SSI 分析結(jié)果表明，“保加利亞”-“土耳其”的相似度最高，“保加利亞”-“中國甘肅”的相似度次之。③感官評(píng)價(jià)結(jié)果表明，5 種玫瑰精油樣品中，保加利亞玫瑰精油的卷煙加香效果最好；與加香效果最好的保加利亞玫瑰精油樣品相比，玫瑰精油樣品的香味成分共檢出指標(biāo)相似度越高，該精油加入卷煙后煙氣感官質(zhì)量越好。本研究結(jié)果可為卷煙加香中玫瑰精油的選用提供方法參考。