GC/MS法結合保留指數分析香葉油香味成分

李源棟 李先毅 段焰青 劉秀明 黨立志 黃立斌

(云南中煙工業有限責任公司技術中心，云南 昆明　650202)

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GC/MS法結合保留指數分析香葉油香味成分

李源棟 李先毅 段焰青 劉秀明 黨立志 黃立斌

(云南中煙工業有限責任公司技術中心，云南 昆明650202)

采用氣相色譜/質譜法(GC—MS)分析香葉油中化學成分，利用峰面積歸一化定量，通過質譜檢索，輔助保留指數比對定性，香葉油中61個化學成分得到確定，占其揮發性成分含量的86.217%，結合保留指數分析香葉油中同系物及同分異構體，提高了定性結果的準確性。香氣評價結果顯示，香葉油中關鍵香味成分為香茅醇、香葉醇、甲酸香茅酯、薄荷酮、甲酸香葉酯、異薄荷酮、惕各酸香葉酯、玫瑰醚、丁酸香葉酯等。

香葉油；氣相色譜/質譜；香味成分；保留指數

香葉亦稱香葉天竺葵，為牻牛兒苗科天竺葵屬，多年生亞灌木。原產地主要分布在非洲南部，尤其是南非、留尼旺島、埃及等國家。目前，中國云南、四川省及上海市已有栽培[1-2]。香葉油呈綠黃色至琥珀色澄清液體，由香葉天竺葵枝、葉經水蒸氣蒸餾而得，具有玫瑰和香葉醇樣香氣，蜜甜，微清，香氣穩定持久，廣泛用于日化、醫藥[3-6]等行業中，也可用于調配玫瑰、草莓、覆盆子、葡萄、櫻桃等食用香精以及酒用香精中[7]。

目前國內外有關香葉油研究主要集中在香葉組培試驗[8-11]、提取加工方法[12-13]、醫藥功能[14]等方面，未見利用GC/MS結合保留指數對其香氣特征成分分析報道。香葉油因其含有大量同分異構體及同系物，僅采用GC/MS定性，很難對其中成分進行準確定性，容易出現錯判。本研究擬采用GC/MS結合保留指數對其香味成分進行分析，同時結合香氣評價，確定其主要致香成分，旨在為香葉油香氣成分的定性分析提供依據。

1　材料及方法

1.1材料及儀器

1.1.1材料及試劑

香葉油：上海香精香料公司；

二氯甲烷(CH2Cl2)、甲醇(CH3OH)、正己烷(C6H14)：AR級，百靈威科技有限公司；

正構烷烴C7～C30：GR級，美國Sigma-Aidrich公司。

1.1.2主要儀器設備

氣相色譜/質譜聯用儀：7890A/5975C型，美國Agilent Technologies公司。

1.2方法

1.2.1色譜條件RXi-5sil MS (60 m×0.25 mm×0.25 μm)，載氣：He，進樣口溫度：250 ℃，進樣量：1.0 μL，分流比：10∶1，柱流速：1.0 mL/min，溶劑延遲6 min。程序升溫過程：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。

1.2.2質譜條件電離方式：EI，電離能量：70 eV，離子源溫度：230 ℃；四級桿溫度：150 ℃；輔助線溫度：280 ℃，采集方式：全掃描模式，掃描范圍(m/z)：40～450，譜庫：Nist11。

1.2.3樣品的預處理準確稱取香葉油樣品0.20 g，用混合溶劑(V甲醇∶V二氯甲烷=1∶4)將其定容至10 mL，進GC/MS前需將樣品用0.45 μm有機相濾膜過濾，按照1.2.1和1.2.2的條件進行檢測。

1.2.4正構烷烴溶液配制及測定準確稱取一定量正構烷烴(C7～C30)標準品，用正己烷稀釋(w=5%)，按照1.2.1和1.2.2的條件分析，測定各正構烷烴的保留時間。

1.2.5定性定量分析方法香葉油樣品經過GC/MS分析后，通過Nist11質譜庫進行自動檢索，然后將香葉油中各成分保留時間及正構烷烴保留時間導入自我開發的保留指數軟件，自動求出各成分保留指數，同時，將求出的保留指數與英文版精油數據庫(ESO 2010版)中保留指數進行對比(兩者保留指數值可以接受誤差≤3%)，對香葉油中成分進行定性，最后，利用峰面積歸一化對其成分進行定量。

2　結果與討論

2.1香葉油香味成分分析

香葉油GC/MS譜圖見圖1，定性及定量結果見表1。

表1　GC/MS 方法對香葉油香味成分的定性結果?

續表1

化合物類型名稱保留時間/min相似度峰面積百分含量/%保留指數計算值引用值烷烯烴類β-波旁烯37.81981.66813941391β-石竹烯39.40981.46714311427去氫白菖蒲烯43.56990.87415311531β-蓽澄茄烯37.38950.75213851390α-依蘭油烯42.57910.68715061501α-蒎烯14.89990.561938940α-欖香烯40.56980.55614581492β-愈創木烯40.18970.53714501490δ-杜松烯43.22950.41515231524α-蛇麻烯40.90990.37114671461β-杜松烯41.48990.33014801501α-芹子烯42.06960.29014941493別香橙烯41.10930.28014711471α-蓽澄茄烯36.00920.27313541355(E)-β-羅勒烯20.75900.26110481049檸檬烯19.96990.20410331033γ-依蘭油烯40.37990.20114541478γ-杜松烯42.77950.09115111515月桂烯17.69980.084991991α-古蕓香烯38.79980.08214171412α-松油烯18.13990.0619991019α-杜松烯44.15950.05515461537α-水芹烯18.70910.04110101006γ-芹子烯39.90990.03414431465其它玫瑰醚24.29991.77711141115大根香葉烯D41.96990.71214921485石竹烯氧化物46.13960.33915951594對傘花烴19.68930.145102810252,2,6-三甲基-6-乙烯基四氫吡喃16.75920.123973964

?保留指數(計算值)由自我開發的保留指數軟件計算而得，保留指數(引用值)采用文獻[15]的數據；醇類、醛類、酮類、酯類、烷烯烴類、其它類化合物峰面積含量分別為47.193%，0.450%，7.267%，17.623%，10.176%，3.056%。

圖1　香葉油氣相色譜/質譜總離子流色譜圖

利用GC/MS法結合保留指數輔助定性香葉油中61個化合物，占其化學成分86.217%，其中醇類14個，醛類1個，酮類5個，酯類12個，烷烯烴類24個，其它化合物5個。主要化學成分(含量大于1%)：香茅醇、香葉醇、β-桉葉油醇、甲酸香茅酯、芳樟醇、薄荷酮、甲酸香葉酯、異薄荷酮、惕各酸香葉酯、玫瑰醚、β-波旁烯、丁酸香葉酯、β-石竹烯。分析結果與國內外報道[9-13]相比，香葉油中主要成分相似，其中香茅醇、香葉醇含量最高，但具體含量存在差異，這可能與原料品種、產地等因素有關。另外，本試驗采用GC/MS結合保留指數輔助定性香葉油中同系物及同分異構體，提高了定性準確性，克服了僅憑GC/MS定性不足。

2.2香葉油的香氣評價

香葉油具有如玫瑰和香葉醇所特有的甜香氣以及薄荷氣息，蜜甜，微清，香氣穩定持久，有苦味。廣泛用于調配香水、香皂、化妝品等日化產品香精中，也可少量用于食用、煙用香精中。從分析結果可以看出，香葉油成分復雜，其中各種化學成分對其香味貢獻不同，因此，評價其成分香味特征，分析其主要致香成分，為其應用及品控提供可靠依據。分析結果見表2。

從香氣評價結果可以看出：香茅醇、香葉醇、甲酸香茅酯、甲酸香葉酯、惕各酸香葉酯、丁酸香葉酯、玫瑰醚等使具有如玫瑰和香葉醇所特有的甜香氣，薄荷酮、異薄荷酮等使其有薄荷氣息，微清，有苦味。玫瑰香、甜香、薄荷香等構成了香葉油特征香氣。

表2　香氣評價

2.3保留指數在定性鑒定中的應用

選取香葉油中薄荷酮、氧化芳樟醇5(呋喃型)兩種化合物為例，經質譜檢索，保留指數輔助定性，能夠準確將其不同的構型區分。表3列舉了保留指數用于薄荷酮、氧化芳樟醇5(呋喃型)定性鑒定實例。

本試驗對香葉油中61種化學成分定性過程中，僅利用質譜定性，其中很多同分異構體及同系物很難確定其構型，如表3所示，薄荷酮、氧化芳樟醇5(呋喃型)過質譜檢索，其中異薄荷、薄荷酮兩者相似度分別為98、97，(Z)-氧化芳樟醇5(呋喃型)、(E)-氧化芳樟醇5(呋喃型)兩者相似度為99、98，無法準確的判斷，而結合保留指數，可確認為異薄荷酮、(Z)-氧化芳樟醇5(呋喃型)。因此，在天然香原料成分定性過程中，保留指數可以作為一種輔助手段用于定性。

3　結論

天然香原料中因其成分復雜，為了盡可能讓各個成分在?保留指數(計算值)由自我開發的保留指數軟件計算而得，保留指數(引用值)采用文獻[15]的數據。

表3保留指數在香葉油香味成分鑒定中的應用實例?

Table 3Application instance of using retention index for identifing aroma components in geranium oil

待確認化合物相似度質譜庫檢索保留指數引用值實測值確認化合物薄荷酮9897異薄荷酮薄荷酮116511701162異薄荷酮氧化芳樟醇5(呋喃型)9998(Z)-氧化芳樟醇5(呋喃型)(E)-氧化芳樟醇5(呋喃型)107710921074(Z)-氧化芳樟醇5(呋喃型)

色譜圖上實現基線分離，本試驗通過優化色譜條件(不同色譜柱、不同程序升溫條件)，實現了香葉油中各成分基線分離。采用GC/MS結合保留指數對香葉油中成分進行定性分析，減少了定性過程中錯判及誤判，提高了定性的準確性。

利用GC/MS對香葉油中成分進行了分析，通過質譜庫自動檢索和人工解譜，輔助保留指數比對，最終確定了香葉油中61個化合物，占其化學成分86.217%。采用保留指數來鑒別天然香原料中同系物及同分異構體，提高了對其成分定性準確性。通過香氣分析，確定了香葉油關鍵致香成分：香茅醇、香葉醇、甲酸香茅酯、薄荷酮、甲酸香葉酯、異薄荷酮、惕各酸香葉酯、玫瑰醚、丁酸香葉酯等，通過上述研究實現了對香葉油中香味成分的準確定性，不足在于未對其香味成分進行準確定量，該研究結果為香葉油產品開發和應用提供了理論據。

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Analysis of aroma components ingeranium oil by GC/MS combined with retention index

LI Yuan-dongLIXian-yiDUANYan-qingLIUXiu-mingDANGLI-zhiHUANGLi-bin

(TechnologyCenter,ChinaTobaccoYunnanIndustrialCo.,LTD,Kunming,Yunnan650202,China)

The aroma components of geranium 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, 61 compounds which account for 86.217% in the aroma components of geranium, were identified by using reference literature retention index. The cis(trans)-isomers were confirmed by using retention index, and the accuracy of compound qualitative analysis in natural flavor was improved. The aroma of the key aroma compositions of the geranium oil (Citronellol, Geraniol, Citronellyl formate, Menthone, Geranyl formate, Isomenthone, Geranyl tiglate, Rose oxide, Geranyl butyrate, et al) was determined.

geranium oil; GC/MS; aroma components; retention index

云南省科技廳項目(編號：2015BA006)；中國煙草總公司科技項目(編號：110201402040)

李源棟，男，云南中煙技術中心助理工程師，碩士。

黃立斌(1974—)，男，云南中煙技術中心工程師。

E-mail：hxydd@163.com

2016-01-29

10.13652/j.issn.1003-5788.2016.08.007