利用氣相色譜-質(zhì)譜測定百里香提取物香氣成分分析研究

王花俊，李小福，許克靜，王亦若，張文潔，黃珂，張峻松

(1.鄭州輕工業(yè)大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院，鄭州 450002；2.河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，鄭州 450000；3.北京化工大學(xué) 巴黎居里工程師學(xué)院，北京 100029)

百里香(ThymusvulgarisL.)又稱地椒、麝香草，是唇形科百里香屬多年生草本植物，通常野生于地中海區(qū)域，我國也有不少野生品種，主要分布在內(nèi)蒙古、陜西、甘肅、寧夏等地[1,2]。百里香莖葉均具有強烈芳香氣味，全株皆可用來提取芳香油，其精油被廣泛用于調(diào)味品、肉制品、飲料、糖果、焙烤食品等食品工業(yè)中，也常用于日化工業(yè)中，如牙粉、牙膏、爽身粉等中[3-5]。因百里香油具有超強的殺菌能力，其全草也可入藥[6-8]。百里香作為食品工業(yè)常用的天然植物調(diào)味料，其香味品質(zhì)的優(yōu)劣和其含有的芳香成分有著密切關(guān)系。利用植物食用調(diào)味料對食品尤其是對加工食品的風(fēng)味彌補和增強時，需要對食用植物香料本身的特征性關(guān)鍵香味成分有充分的了解。本研究選取百里香全株樣品利用同時蒸餾萃取法對其揮發(fā)性組分進行提取，并對其提取物進行了GC-MS分析，旨在了解百里香植物的特征性關(guān)鍵香味成分，為其綜合利用和深層次開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料和實驗儀器

百里香：購于禹州中藥材市場，自然陰涼條件下風(fēng)干，粉碎過篩備用；二氯甲烷(AR)：天津市德里化學(xué)試劑有限公司；無水硫酸鈉(AR)：鄭州化學(xué)試劑三廠。

GC7890-MS5977氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國Agilent公司；同時蒸餾萃取裝置 鄭州市中原科技玻璃儀器廠；AB265-S電子天平(感量0.001 g) 梅特勒-托利多公司；恒溫水浴鍋；粉碎機。

1.2 百里香香味成分提取方法[9,10]

取20 g百里香樣品，放入同時蒸餾萃取裝置一端的1000 mL圓底燒瓶中，加入蒸餾水500 mL，浸泡6～8 h，用電熱套加熱；裝置的另一端為盛有60 mL二氯甲烷的100 mL圓底燒瓶，在恒溫水浴60 ℃下加熱，同時蒸餾萃取3 h。提取液用無水硫酸鈉干燥，過濾，濾液在濃縮瓶中用Vigreux柱濃縮至約1.5～2 mL，濃縮液用GC7890-MS5977聯(lián)用儀分析。

1.3 分析條件

1.3.1 GC條件

色譜柱：HP-5MS(柱長：60 m，內(nèi)徑：250 μm，膜厚：0.25 μm)；載氣為氦氣；柱流速：1.0 mL/min；進樣口溫度：280 ℃；進樣量：1 μL；分流比：10∶1；程序升溫：初溫50 ℃，保持2 min，以5 ℃/min升至260 ℃，并保溫10 min。

1.3.2 MS條件

質(zhì)譜離子源溫度230 ℃，四極桿溫度150 ℃，電子倍增器電壓1650 V，接口溫度280 ℃，質(zhì)量全掃描范圍：35～550 amu。

1.3.3 定性定量方法

樣品經(jīng)氣-質(zhì)聯(lián)用分析后，利用NIST 11對質(zhì)譜碎片進行定性分析，并利用保留指數(shù)法和峰面積歸一化法對百里香提取物的主要成分進行定性驗證和定量分析。

1.3.4 百里香提取物的香氣感官評價方法[11]

按GB/T 14454.2-2008《香料 香氣評定法》對百里香提取物進行香氣感官評價，天然香料除評辨其即時的香氣外，還應(yīng)注意對其在揮發(fā)過程中所呈現(xiàn)的頭香香韻、體香香韻、尾香香韻進行過程評析，以綜合評定其香氣質(zhì)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 百里香提取物揮發(fā)性成分的定性、定量分析

色譜條件下所得的百里香提取物揮發(fā)性成分的GC-MS總離子流圖見圖1。

圖1 百里香揮發(fā)性成分的總離子流色譜圖Fig.1 Total ion chromatogram for volatile components of Thymus vulgaris L. essential oil

由圖1可知，所選色譜條件適用于百里香提取物中揮發(fā)性成分的分離、分析，利用NIST 11譜庫對百里香提取物中的主要揮發(fā)性組分進行定性分析，實驗結(jié)果見表1。百里香提取物中共鑒定出44種揮發(fā)性組分，約占總質(zhì)量分?jǐn)?shù)的98.50%。

表1 百里香揮發(fā)性香味成分分析結(jié)果Table 1 Analysis results of flavor aroma components in Thymus vulgaris L.

續(xù) 表

2.2 百里香提取物揮發(fā)性組分

百里香提取物揮發(fā)性組分中相對含量最高的是百里香酚(33.97%)，其他成分主要為對傘花烴(29.07%)、3-甲基-4-異丙基-苯酚(8.34%)、芳樟醇(7.83%)、(1S)-(-)-α-蒎烯(5.04%)、D-檸檬烯(3.38%)、莰烯(1.52%)、龍腦(1.18%)，這些主要組分含量趨勢和文獻報道的基本一致。由表1分析結(jié)果可知，百里香揮發(fā)性香味成分相對比較豐富，相對含量較多的是百里香酚，又稱麝香草酚，百里香酚是白色結(jié)晶固體，具有令人愉快的清甜香韻和辛香氣息，且具有很強的殺菌作用，常應(yīng)用于抗菌劑、食品防腐劑、食用香精、制藥等[12,13]。對傘花烴氣味強烈，有一種潮濕發(fā)霉的味道，因其含有苯環(huán)，對傘花烴的抗菌消炎效果明顯，常用于醫(yī)藥工業(yè)。芳樟醇帶有濃青帶甜的木青氣息，既有紫丁香、鈴蘭與玫瑰的花香，又有木香、果香氣息，香氣清新透發(fā)。檸檬烯具有甜的柑橘檸檬類香氣，是柑橘類水果、蔬菜和香料植物的天然成分；乙酸異龍腦酯具有強烈清涼的松木氣息，香氣透發(fā)而擴散，冰片具有樟腦樣的清涼和胡椒樣的氣息，香氣透發(fā)而擴散。以上這些百里香中的特征香味成分比較適合作為天然調(diào)味料應(yīng)用于食品加工中，不僅能去除異味，增加香氣，提升食品風(fēng)味特征，而且具有殺菌、抗氧化功能，對食品有保鮮作用。

2.3 百里香提取物的感官特征

百里香提取物呈微黃至淡褐色，按照GB/T 14454.2-2008《香料 香氣評定法》評價表明，具有清涼帶干焦的藥草香，又兼有芳樟醇、松油烯等的清香氣息，香氣透發(fā)有力但粗糙，留香持久。

3 結(jié)論

百里香揮發(fā)性香味成分經(jīng)同時蒸餾萃取分離提取和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀定性、定量分析，鑒定出了其中的44種成分，占總質(zhì)量分?jǐn)?shù)的98.50%。

百里香提取物的主要揮發(fā)性成分分析結(jié)果為百里香酚(33.97%)、對傘花烴(29.07%)、3-甲基-4-異丙基-苯酚(8.31%)、芳樟醇(7.84%)、(1S)-(-)-α-蒎烯(5.04%)、D-檸檬烯(3.38%)、莰烯(1.52%)、α-松油醇(1.43%)、龍腦(1.18%)等，其香氣具有清涼和藥草香，辛香，香氣強烈且粗糙，留香較長。

百里香提取物中特征香味成分比較適合作為天然調(diào)味料應(yīng)用于食品加工中，不僅能去除異味，增加香氣，提升食品風(fēng)味特征，而且具有殺菌抗氧化功能，對食品有保鮮作用。