GC/MS法分析甘牛至油中香味成分

摘　要：利用GC/MS对甘牛至油中香味成分进行了分析，并用峰面积归一化法计算各成分相对含量，通过质谱库检索，保留指数比对，分析并确定了58个化合物，占甘牛至油香味成分95.61%，采用保留指数来鉴别同系物及同分异构体，提高了对甘牛至油中成分定性的准确性。通过香气分析，确定了甘牛至油中关键致香成分分别为芳樟醇、α-松油醇、1，8-桉叶素、乙酸芳樟酯、α-蒎烯、β-蒎烯、月桂烯、莰烯、β-石竹烯、桧烯、樟脑、龙脑等，为甘牛至油产品开发和应用提供了理论依据。

关键词：甘牛至油；气相色谱/质谱；香味成分；保留指数

甘牛至，又名马郁兰，属于唇形科，牛至属，为多年生草本植物，原产于西亚和北非，主产区为法国、美国、德国、意大利及欧洲其他地区，在我国也有引种。甘牛至油采用水蒸气蒸馏法，从甘牛草中提起，为绿黄色液体，具有治疗哮喘、咳嗽、消化不良、风湿牙痛和心脏病等功效，广泛应用于医药行业。因其具有独特辛香、木香，味道甘甜，略有苦药香味、辣味、樟脑味[1-4]，已经被GB 2760—2014《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》批准允许使用的食品香精，可用于调配食品、日用香精、酒类等。目前关于甘牛至油中香味成分报道相对较少[5]，而针对其成分进行香气特征分析研究未见报道，同时，关于天然提取香源料中应用保留指数法对其色谱分析结果进行鉴定报道较少[6]。本实验通过质谱库检索，结合保留指数辅助定性，对甘牛至油香味成分进行研究，鉴别同分异构体或同系物，提高定性准确性。通过对甘牛至油成分进行香气特征评价，确定其关键致香成分，为甘牛至油产品开发和质量控制提供了理论指导。

1　材料及方法

甘牛至油：由某香精香料公司提供；二氯甲烷、甲醇、正己烷(GR级)：百灵威科技有限公司；正构烷烃(C7～C30)：美国Sigma-Aidrich公司。

Agilent7890A/5975C气相色谱-质谱联用仪：美国安捷伦科技有限公司；万分之一电子天平：瑞士Mettler Tloede公司；10 mL移液器：德国Eppendorf公司。

RXi-5sil MS石英毛细管柱(60 m×0.25 mm×0.25 μm)，载气为氦气(纯度99.999%)，流速：1.0 mL/min。升温程序：初始温度60 ℃，保持6 min；以3 ℃/min的速率升温至180 ℃；再以10 ℃/min的速率升温至230 ℃，保持10 min。进样口温度：250 ℃，进样量：1.0 μL，分流比：10∶1，溶剂延迟6 min。

离子源：电轰击电离(EI)源；离子源温度：230 ℃；四极杆温度：150 ℃；电离能量：70 eV；传输线温度：280 ℃；扫描范围(m/z)：40～450，质谱检索库：Nist11谱库。

甘牛至油经过GC/MS分析后，通过Nist11质谱库进行自动检索，然后利用本实验开发的保留指数软件计算出各香味成分保留指数，将软件计算的保留指数与ESO精油数据库中保留指数进行比对(可接受误差不超过3%)，对其各个成分进行定性，并采用色谱峰面积归一化法计算各成分相对百分含量。

根据样品性质，采用直接稀释进样，具体操作如下：准确称取甘牛至油0.20 g，用甲醇∶二氯甲烷(体积比为1∶4)混合溶液稀释到10 mL，进样前需要将样品用0.45 μm有机相滤膜过滤，测定按照1.3仪器工作条件进行。

准确称取正构烷烃C7～C30标准品，用正己烷稀释成质量分数为5%溶液，按照1.3仪器操作条件进样，求出正构烷烃C7～C30保留时间。

2　结果与分析

甘牛至油经GC/MS检测所得到总离子流色谱图见图1，采用Nist11质谱库进行检索后，与ESO香精保留指数进行对比对其定性，利用面积归一化计算出甘牛至油各成分相对百分含量，结果见表1所示。

续表

注：保留指数(计算值)由自我开发的保留指数软件计算而得，保留指数(引用值)采用文献[7]的数据。

通过质谱库检索和人工图谱解析，结合保留指数比对，分析并确定了58个化合物，占甘牛至油中化学成分95.61%，其中醇类15个，杂环类1个，醛类1个，酯类10个，烷烯烃类22个，酮类3个，其它化合物6个。主要化学成分包括：1，8-桉叶素(44.34%)、芳樟醇(17.16%)、α-松油醇(4.89%)、β-蒎烯(4.65%)、乙酸芳樟酯(3.60%)、α-蒎烯(3.47%)、樟脑(1.71%)、月桂烯(1.66%)、龙脑(1.59%)、莰烯(1.43%)、β-石竹烯(1.33%)。

甘牛至油具有独特辛香、木香，味道甘甜，略含些苦药香味、辣味、樟脑味，可用于调配食用香精、日用香精、酒用香精。因其成分复杂，各种香味成分对整体香味贡献值不一样，因此，对甘牛至油成分进行香气评价，分析其关键致香成分，能够为其产品质量控制提供科学依据，也为调香工作者提供理论指导，评价结果见表2、表3。

名称香气特征峰面积醇类化合物芳樟醇花香,木香,微弱的柑橘香;花甜香味。17.164 α-松油醇甜香,铃兰花香,白柠檬香;稀释后甜味很强。4.894γ-松油醇甜香,铃兰花香,白柠檬香;稀释后甜味很强。0.751(Z)-氧化芳樟醇(呋喃型)强烈的甜香,木香,微有花香和薄荷香。0.683(E)-氧化芳樟醇(呋喃型)强烈的甜香,木香,微有花香和薄荷香。0.651月桂烯醇花香,白柠檬香,木香的基香。0.6004-松油醇甜香,壤香,青香,莓味,微有胡椒香和木香。0.479萜品烯-1-醇干木香,松香,微有霉味0.282α-松油醇乙酸酯药草香,辛甜香,香柠檬香;辛甜味。0.174新二氢香芹醇薄荷香,留兰香,药草香和霉味。0.123(E)-松香芹醇甜香,松香,樟脑香,微有薄荷香。0.089橙花醇清新的玫瑰花甜香味。0.079杂环类类化合物1,8-桉叶素强烈清新的樟脑气息,有凉感。44.34 醛类化合物柠檬醛强烈的似柠檬的香味。0.023酯类化合物乙酸芳樟酯花香,甜香,柑桔香和梨香。3.603乙酸龙脑酯药草香,松香,让人联想到松针的气味。0.398乙酸异龙脑酯松针香,木香,树脂香,樟脑香,水果香。0.283α-松油醇乙酸酯药草香,辛甜香,香柠檬香;辛甜味。0.174乙酸香叶酯果香,花甜香,玫瑰香;稀释后,似苹果香。0.159乙酸橙花酯强烈的果甜香味和花香味。0.100丁酸香叶酯甜香,浓郁水果香,似玫瑰香,似杏子香气。0.083苯乙酸乙酯强烈的蜂蜜样的香甜味,可可香。0.034酮类化合物马鞭草烯酮温暖的树脂香,附有药草,芹菜的香韵。0.044松香芹酮强烈的樟脑和薄荷气味。0.036烷烯烃类化合物β-蒎烯干木香,树脂香,松香;似松脂的味道。4.650α-蒎烯树脂香,松香;松脂味。3.475月桂烯树脂香,萜烯香;膏香味,药草味和柑桔味。1.661莰烯油味,樟脑气味,甜味。1.431β-石竹烯干木香,辛香;弱的木香味,略有苦味。1.326桧烯辛香,萜烯香和柑桔香。0.804(Z)-β-罗勒烯甜香,萜烯香,青香和水果香。0.206γ-松油烯使人清新的柑桔香和药草香。0.195α-蛇麻烯柔和的木香,壤香和辛香。0.135δ-杜松烯干木香,略有辛香、焦香特征香(混合物香味)。0.059β-榄香烯木香,树脂气息,松节油香。0.043β-波旁烯木香,略有壤香,另有薄荷气息。0.038α-咕巴烯木香,辛香。0.030

从评价结果可以看出：α-松油醇、芳樟醇、乙酸芳樟酯使甘牛至油具有甜香、花香、木香、柑橘香；蒎烯、月桂烯、莰烯、β-石竹烯、桧烯使甘牛至油具有萜气香气、松香、药香、辛香；1，8-桉叶素、樟脑、龙脑使甘牛至油具有樟脑特征香。萜气香、甜香、花香、松木香、药香、樟脑香等构成了甘牛至油特征香气。

天然香原料成分及其复杂，存在大量同分异构体或同系物，仅采用质谱库检索定性，往往会出现定性结果不准确[8]。ESO精油数据库收录了大量香精香料保留指数。为了保证定性可靠性，往往通过质谱库检索后，利用ESO精油数据库进行辅助定性，这样能够提高天然化合物定性准确性，减少了误判和错判，表4列举了保留指数用于甘牛至油香味成分定性鉴定的2个实例。

注：保留指数(计算值)由开发的保留指数软件计算而得，保留指数(引用值)采用文献[7]的数据。

本实验对检索出的58个化合物进行定性分析时，发现许多同分异构体和同系物若仅用质谱库检索定性会难以判定甚至误判，如表4所示，桉叶素、蒎烯通过质谱检索，其两者相似度较接近，难以确认其构型，比对保留指数，可确认为1，8-桉叶素、α-蒎烯。此外，(E)-松香芹醇，α-松油醇，β-石竹烯等化合物的定性必须经保留指数辅助方可进一步确认化合物结构式。

3　结论

利用GC/MS对甘牛至油中香味成分进行了分析，并用峰面积归一化法计算各成分相对含量，通过质谱库检索，保留指数比对，分析并确定了甘牛至油中58个香味化合物，占甘牛至油挥发性成分95.61%，利用保留指数来鉴别同系物及同分异构体，提高了甘牛至油中成分定性的准确性。通过香气分析，确定了甘牛至油关键致香成分为芳樟醇、α-松油醇、1，8-桉叶素、乙酸芳樟酯、α-蒎烯、β-蒎烯、月桂烯、莰烯、β-石竹烯、桧烯、樟脑、龙脑等，为甘牛至油产品开发和应用提供了理论依据。

[2]林进能.天然实用香料生产与应用[M].[北京]：中国轻工业出版社，1991：333.

[3]林翔云.调香术(第二版)[M].北京：化学工业出版社，2008：57.

[5]王花俊，张峻松，刘利锋.甘牛至挥发性成分的GC-MS分析研究[J].香精香料化妆品，2010(3)：24-26.

[6]杨眉，冒德寿，李智宇，等.气相色谱/飞行时间质谱法分析格蓬油中的挥发性成分[J].食品工业科技，2013(9)：280-284.

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

[8]梁晟，李雅文，赵晨曦，等．GC-MS结合保留指数对中药挥发油的定性[J].分析测试学报，2008，27(1)：84-87．●

The analysis of aroma components in marjoram oil by GC/MS

LI Yuan-dong，LIU Xiu-ming，MAO De-shou，XIA Jian-jun，zhewei，DUAN Yan-qing

Abstract：The aroma components of marjoram 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, 58 compounds which account for 95.61% in the aroma components of marjoram oil, were identified by using reference literature, retention index. The cis(trans)-isomers 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 marjoram oil (linalool, alpha-terpineol, 1,8-cineole, linalyl acetate, alpha pinene, beta-pinene, myrcene, camphene, beta-caryophyllene, sabinene, camphor, borneol, et al) was determined, and the results provided the technical support for the development and application of marjoram oil.

基金项目：云南省科技厅项目(2014-01)；中国烟草总公司科技项目(110201402040)

GC/MS法分析甘牛至油中香味成分

1 材料及方法

2 结果与分析

3 结论

The analysis of aroma components in marjoram oil by GC/MS

1　材料及方法

2　结果与分析

3　结论