GC/MS法結合保留指數分析橙葉油中揮發性成分

李源棟，劉秀明，黨立志，蔣舉興，王文元，冒德壽，段焰青

(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橙葉油中揮發性成分

李源棟，劉秀明，黨立志，蔣舉興，王文元，冒德壽，段焰青*

(云南中煙工業有限責任公司 技術中心，云南 昆明 650202)

利用GC/MS聯用技術，對橙葉油揮發性成分進行分析，并用峰面積歸一化法計算各成分相對含量。通過質譜庫檢索，輔助保留指數比對，共分析并確定出橙葉油中的56種成分，占橙葉油揮發性成分的97.471%。主要成分為乙酸芳樟酯(30.685%)、芳樟醇(22.166%)、α-松油醇(9.040%)、乙酸香葉酯(5.696%)、月桂烯(3.716%)、乙酸橙花酯(3.573%)、檸檬烯(3.263%)、β-蒎烯(2.943%)、橙花醇(2.314%)、(E)-β-羅勒烯(1.941%)、β-石竹烯(1.851%)、γ-松油醇(1.557%)、α-蒎烯(1.332%)、(Z)-β-羅勒烯(1.300%)。通過保留指數來鑒別順反同分異構體，提高了天然香原料中化合物定性的準確性。上述研究結果可為橙葉油產品開發、應用提供參考。

橙葉油；氣相色譜/質譜；揮發性成分；保留指數

橙是一種蕓香科柑橘，屬于常綠喬木，雙子葉植物，是最具有代表性的柑橘類果樹，具有很高的經濟價值。橙葉油是由甜橙、酸橙的嫩枝、葉、未成熟的落果經水蒸氣蒸餾而獲得的一種淡黃色液體，具有理氣化痰、止咳平喘、抗菌消炎、舒緩情緒和改善精神狀態等多種功效，在醫藥行業得到了廣泛應用。此外，因其具有獨特的清香，香氣硬而有力且持久，并且帶有強烈的令人愉快的橙子香甜氣味，也常被用于為食品、飲料、香皂等調香[1-2]。目前，關于橙葉油揮發性成分的報道相對較少[3-4]，本研究利用GC/MS對橙葉油中揮發性成分進行分析，并通過質譜庫檢索，結合保留指數輔助定性，鑒別橙葉油中同分異構體或同系物，以期提高定性分析的準確性，避免在定性過程中出現誤判，為橙葉油產品開發和質量控制提供理論參考。

1　材料與方法

1.1研究對象

橙葉油，由某香精香料公司提供。

1.2主要試劑

二氯甲烷(色譜純)、甲醇(色譜純)、正己烷(色譜純)，均購自百靈威科技有限公司；正構烷烴C7～C30，購自美國Sigma-Aldrich公司。

1.3主要儀器

Agilent7890A/5975C氣相色譜-質譜聯用儀，美國安捷倫科技有限公司；萬分之一電子天平，瑞士Mettler Tloede公司；10 mL移液器，德國Eppendorf公司。

1.4樣品處理

將橙葉油用一定量溶劑稀釋后直接進樣，具體操作如下：準確稱取橙葉油0.20 g，用甲醇和二氯甲烷(體積比1∶4)混合溶液稀釋到10 mL，進樣前需要將樣品用0.45 μm有機相濾膜過濾。

1.5測定方法

1.5.1色譜條件

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

1.5.2質譜條件

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，質譜檢索圖庫：Nist11譜庫。

1.5.3定性定量方法

稱取正構烷烴C7～C30標準品，用正己烷將其稀釋成質量分數為5%的溶液，按照1.5.1與1.5.2節條件測定各烷烴的保留時間，根據Vanden Dool和Kratz的線性程序升溫的保留指數原理，利用自編軟件求得保留指數(KI)值：

(1)

式(1)中，tx，tn和tn+1分別為被分析組分、碳原子數為n和n+1的正構烷烴流出峰的保留時間(min)。

橙葉油經GC/MS分析后，通過Nist11質譜庫進行自動檢索，然后利用計算的保留指數值與ESO精油數據庫中保留指數進行比對(可接受誤差不超過3%)，對其揮發性成分進行定性，之后采用色譜峰面積歸一化法計算得出各成分的相對百分含量。

2　結果與分析

2.1橙葉油的揮發性成分

橙葉油中揮發成分經GC/MS檢測，得到總離子流色譜圖(圖1)。其分析結果采用Nist11進行檢索后，結合保留指數對其定性，利用色譜峰面積歸一化計算得出橙葉油中各成分相對百分含量，結果見表1。

通過質譜庫檢索和人工圖譜解析，結合保留指數比對，分析并確定了56種化合物，占揮發性成分的97.471%，其中醇類17種、酯類6種、醛類1種、烷烯烴類26種、酮類1種、其他化合物5種，主要揮發性成分為乙酸芳樟酯、芳樟醇、α-松油醇、乙酸香葉酯、月桂烯、乙酸橙花酯、檸檬烯、β-蒎烯、橙花醇、(E)-β-羅勒烯、β-石竹烯、γ-松油醇、α-蒎烯、 (Z)-β-羅勒烯。分析結果顯示，橙葉油中醇類、酯類、烷烯烴類化合物含量較高。

2.2橙葉油的香氣評價

對橙葉油中揮發性成分進行香氣評價：醇類化合物主要有芳樟醇(22.166%)、α-松油醇(9.040%)、橙花醇(2.314%)、γ-松油醇(1.557%)等。芳樟醇有花香、木香、微弱的柑橘香，花甜香味；松油醇有甜香、鈴蘭花香、白檸檬香，稀釋后的甜味很強；橙花醇有清新的玫瑰花甜香味。酯類化合物主要有乙酸芳樟酯(30.685%)、乙酸香葉酯(5.696%)、乙酸橙花酯(3.573%)。乙酸芳樟酯有花香、甜香、柑桔香和梨香；乙酸香葉酯有果香、花甜香、玫瑰香，稀釋后，似蘋果香；乙酸橙花酯有強烈的果甜香味和花香味。烷烴類化合物主要有月桂烯(3.716%)、檸檬烯(3.263%)、β-蒎烯(2.943%)、(E)-β-羅勒烯(1.941%)等。月桂烯有樹脂香、萜烯香、膏香味、藥草味和柑桔味；檸檬烯有烷烴氣息，柑橘香和松香；羅勒烯有甜香、藥草香、萜烯氣息。

圖1　橙葉油氣相色譜/質譜總離子流色譜圖Fig.1　Total ion current chromatogram of petitgrain oil by GC/MS

表1GC/MS法對橙葉油揮發性成分的定性分析結果

Table 1Qualitative analysis result of volatile components in petitgrain oil by GC/MS method

化合物名稱保留時間/min匹配度峰面積/%CAS保留指數計算值引用值芳樟醇24.119222.16678-70-611101101α-松油醇28.95999.04098-55-512051191橙花醇30.45932.314106-25-212361231γ-松油醇29.10971.557586-81-212081211β-松油醇26.37970.974138-87-4115411604-松油醇28.02940.876562-74-311861180δ-松油醇27.31930.4907299-42-511721166萜品烯-1-醇25.67990.474586-82-311411156二氫芳樟醇25.28890.3712270-57-711331134(E)-橙花叔醇44.81950.05640716-66-315621561匙葉桉油烯醇45.82930.0486750-60-315881578異二氫香芹醇29.44910.034619-01-212141212(E)-松香芹醇26.05910.032547-61-511481144α-杜松醇48.40960.025481-34-516691655石竹-4(12),8(13)-二烯-5β-醇47.92990.01919431-80-216541639喇叭花醇46.54990.017577-27-516071623葉醇10.94950.012928-96-1854850醇類化合物峰面積含量/%:38.504乙酸芳樟酯31.689430.685115-95-712611263乙酸香葉酯37.20935.696105-87-313811385乙酸橙花酯36.27993.573141-12-813601366α-松油醇乙酸酯35.81890.19980-26-213501353甲酸香葉酯33.47950.030105-86-212981298香葉酸甲酯34.52930.0262349-14-613211323酯類化合物峰面積含量/%:40.209橙花醛30.95970.086106-26-312461246醛類化合物峰面積含量/%:0.086月桂烯17.69983.716123-35-3991991檸檬烯19.97963.263138-86-310331032β-蒎烯17.23972.943127-91-3982979(E)-β-羅勒烯20.76951.9413779-61-110481049β-石竹烯39.40991.85187-44-514311427α-蒎烯14.84941.3327785-26-4937930(Z)-β-羅勒烯20.16991.3003338-55-410371038

續表1

注：保留指數(計算值)由自行開發的保留指數軟件計算而得，保留指數(引用值)采用文獻[5]的數據。下同。

通過香氣評價，確定橙葉油中關鍵致香成分為芳樟醇、松油醇、橙花醇、乙酸芳樟酯、乙酸香葉酯、乙酸橙花酯、月桂烯、檸檬烯、羅勒烯等。

2.3保留指數在定性鑒定中的應用

本文經質譜庫檢索后，利用ESO精油數據庫進行輔助定性，縮小了檢索范圍，能夠提高天然化合物定性的準確性，盡量減少誤判和錯判。表2列舉了保留指數用于橙葉油揮發性成分定性鑒定的2個實例。

本文對檢索出的56種化合物進行定性分析時，發現許多同分異構體和同系物若僅用質譜庫檢索定性會難以判定甚至誤判，尤其是順反異構體的誤判。如表2所示，別羅勒烯、氧化芳樟醇通過質譜檢索，順、反式異構體相似度較接近，難以確認其構型，比對保留指數，可確認為(Z)-別羅勒烯、(Z)-氧化芳樟醇(呋喃型)。此外(Z)-石竹烯、(E)-香芹醇、(Z)-β-金合歡烯等化合物的定性必須經保留指數輔助方可進一步確認化合物的順反結構。

表2保留指數在橙葉油揮發性成分鑒定中的應用實例

Table 2Application instance of retention index for identification of volatile components in petitgrain oil

需要確認化合物相似度質譜庫檢索CAS號保留指數引用值實測值確認化合物別羅勒烯98(E)-別羅勒烯3016-19-111401131(Z)-別羅勒烯97(Z)-別羅勒烯7216-56-01129氧化芳樟醇98(E)-氧化芳樟醇(呋喃型)34995-77-210921074(Z)-氧化芳樟醇(呋喃型)96(Z)-氧化芳樟醇(呋喃型)5989-33-31077

3　討論

目前，國內外針對橙葉油的報道多集中于醫藥應用、原料來源、提取工藝、組成成分及含量等方面[6-10]，而采用GC/MS結合保留指數分析橙葉油中揮發性成分尚未見報道；另外，在天然提取物中應用保留指數法對其色譜分析結果進行鑒定的報道也較少[7-8]。天然產物中含有大量的同系物及同分異構體，僅采用質譜檢索對其定性，容易出現誤判及錯判，ESO精油數據庫收錄了大量香精香料成分的保留指數，因此，在定性過程中，利用ESO精油數據庫輔助對比定性，能夠提高定性的準確性。

本研究首次提出采用GC/MS結合保留指數分析橙葉油中的揮發性成分，通過優化預處理方法及色譜分析條件，利用質譜檢索，結合保留指數，對橙葉油的揮發性成分進行了分析研究，該法提高了橙葉油中化合物定性的準確性。另外，通過香氣評價，確定橙葉油中關鍵致香成分，可為橙葉油成分剖析、開發應用提供依據。

[1]蘇東林， 單楊， 李高陽. 柑橘皮里功能性物質種類及其提取工藝的研究進展[J]. 現代食品科技， 2007， 23(3):90-94.

[2]馬亞琴. 超聲輔助提取柑橘皮中黃酮、酚酸及其抗氧化能力的研究[D]. 杭州：浙江大學， 2008.

[3]黃遠征， 陳樹群， 陳全友，等. 六種酸橙葉精油成分及其化學分類研究[J]. 西北植物學報， 1990 (2):149-155.

[4]廖超林. GC-MS分析泰國庫巴苦橙葉精油(Combava leaf oil)化學成分的研究[J]. 香料香精化妝品， 1999 (4):5-7.

[5]LEFFINGWELL. ESO 2006 [DB/CD]. Georgia: Bolens Aroma Chemical Information Service， 2010.

[6]MONDELLO L， BASILE A， PREVITI P， et al. Italian citrus petitgrain oils. Part II. Composition of mandarin petitgrain oil[J].JournalofEssentialOilResearch， 2012， 9(3):255-266.

[7]董麗， 王翔. 甜橙油化學成分的GC-MS分析[J]. 樂山師范學院學報， 2003， 18(4):39-41.

[8]蔡定建， 彭肖， 劉慧，等. 超臨界萃取-氣相色譜-質譜聯用檢測富硒臍橙油成分研究[J]. 中國食品添加劑， 2009 (5):176-182.

[9]劉元艷， 王淳， 宋志前，等. 重慶產酸橙與甜橙枳實中揮發油成分的對比分析[J]. 中國實驗方劑學雜志， 2011， 17(11):45-48.

[10]劉克海， 陳秋林， 謝晶，等. 分子蒸餾法富集甜橙油特征香氣成分[J]. 食品科學， 2012， 33(10): 200-203.

(責任編輯高峻)

Analysis of volatile components in petitgrain oil by GC/MS combined with retention index

LI Yuan-dong， LIU Xiu-ming， DANG Li-zhi， JIANG Ju-xing， WANG Wen-yuan， MAO De-shou， DUAN Yan-qing*

(TechnologyCenter，ChinaTobaccoYunnanIndustrialCo.，Ltd，Kunming650202，China)

The volatile components of petitgrain 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， 56 compounds which accounted for 97.471% in the volatile components of petitgrain oil， were confirmed using retention index comparison. Linalyl acetate (30.685%)， linalool(22.166%)， alpha-terpineol(9.040%)， geranyl acetate(5.696%)， myrcene(3.716%)， neryl acetate(3.573%)， limonene(3.263%)， beta-pinene(2.943%)， nerol(2.314%)， (E)-beta-ocimene(1.941%)， beta-caryophyllene(1.851%)， gamma-terpineol(1.557%)， alpha-pinene，(1.332%)， (Z)-beta-ocimene(1.300%) were the main components. Thecis(trans)-isomers were confirmed by retention index， and the accuracy of compound qualitative analysis in natural flavor was improved. These results provided the technical support for the development and application of petitgrain oil.

petitgrain oil; GC/MS; volatile components; retention index

10.3969/j.issn.1004-1524.2016.04.19

2015-09-28

2015年云南省重點新產品開發計劃項目(2015BA006)；中國煙草總公司科技項目 (110201402040)

李源棟(1985—)，男，湖南永順人，碩士，工程師，從事香精香料成分剖析研究工作。E-mail: liyuandong03@163.com

，段焰青，E-mail: dyanqing@yahoo.com.cn

S666.4

A

0528-9017(2016)04-0665-05

李源棟，劉秀明，黨立志，等. GC/MS法結合保留指數分析橙葉油中揮發性成分[J]. 浙江農業學報，2016，28(4)： 665-669.