GC/MS法结合保留指数分析橙叶油中挥发性成分

李源栋，刘秀明，党立志，蒋举兴，王文元，冒德寿，段焰青

(云南中烟工业有限责任公司 技术中心，云南 昆明 650202)



GC/MS法结合保留指数分析橙叶油中挥发性成分

李源栋，刘秀明，党立志，蒋举兴，王文元，冒德寿，段焰青*

(云南中烟工业有限责任公司 技术中心，云南 昆明 650202)

利用GC/MS联用技术，对橙叶油挥发性成分进行分析，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，辅助保留指数比对，共分析并确定出橙叶油中的56种成分，占橙叶油挥发性成分的97.471%。主要成分为乙酸芳樟酯(30.685%)、芳樟醇(22.166%)、α-松油醇(9.040%)、乙酸香叶酯(5.696%)、月桂烯(3.716%)、乙酸橙花酯(3.573%)、柠檬烯(3.263%)、β-蒎烯(2.943%)、橙花醇(2.314%)、(E)-β-罗勒烯(1.941%)、β-石竹烯(1.851%)、γ-松油醇(1.557%)、α-蒎烯(1.332%)、(Z)-β-罗勒烯(1.300%)。通过保留指数来鉴别顺反同分异构体，提高了天然香原料中化合物定性的准确性。上述研究结果可为橙叶油产品开发、应用提供参考。

橙叶油；气相色谱/质谱；挥发性成分；保留指数

橙是一种芸香科柑橘，属于常绿乔木，双子叶植物，是最具有代表性的柑橘类果树，具有很高的经济价值。橙叶油是由甜橙、酸橙的嫩枝、叶、未成熟的落果经水蒸气蒸馏而获得的一种淡黄色液体，具有理气化痰、止咳平喘、抗菌消炎、舒缓情绪和改善精神状态等多种功效，在医药行业得到了广泛应用。此外，因其具有独特的清香，香气硬而有力且持久，并且带有强烈的令人愉快的橙子香甜气味，也常被用于为食品、饮料、香皂等调香[1-2]。目前，关于橙叶油挥发性成分的报道相对较少[3-4]，本研究利用GC/MS对橙叶油中挥发性成分进行分析，并通过质谱库检索，结合保留指数辅助定性，鉴别橙叶油中同分异构体或同系物，以期提高定性分析的准确性，避免在定性过程中出现误判，为橙叶油产品开发和质量控制提供理论参考。

1　材料与方法

1.1研究对象

橙叶油，由某香精香料公司提供。

1.2主要试剂

二氯甲烷(色谱纯)、甲醇(色谱纯)、正己烷(色谱纯)，均购自百灵威科技有限公司；正构烷烃C7～C30，购自美国Sigma-Aldrich公司。

1.3主要仪器

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。

1.4样品处理

将橙叶油用一定量溶剂稀释后直接进样，具体操作如下：准确称取橙叶油0.20 g，用甲醇和二氯甲烷(体积比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。

1.5测定方法

1.5.1色谱条件

Rxi-5Sil MS石英毛细管柱(60 m×0.25 mm×0.25 μm)，载气为氦气(纯度为99.999%)，流速：1.0 mL·min-1。升温程序：初始温度60 ℃，保持6 min；以3 ℃·min-1的速率升温至180 ℃；再以10 ℃·min-1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。

1.5.2质谱条件

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，质谱检索图库：Nist11谱库。

1.5.3定性定量方法

称取正构烷烃C7～C30标准品，用正己烷将其稀释成质量分数为5%的溶液，按照1.5.1与1.5.2节条件测定各烷烃的保留时间，根据Vanden Dool和Kratz的线性程序升温的保留指数原理，利用自编软件求得保留指数(KI)值：

(1)

式(1)中，tx，tn和tn+1分别为被分析组分、碳原子数为n和n+1的正构烷烃流出峰的保留时间(min)。

橙叶油经GC/MS分析后，通过Nist11质谱库进行自动检索，然后利用计算的保留指数值与ESO精油数据库中保留指数进行比对(可接受误差不超过3%)，对其挥发性成分进行定性，之后采用色谱峰面积归一化法计算得出各成分的相对百分含量。

2　结果与分析

2.1橙叶油的挥发性成分

橙叶油中挥发成分经GC/MS检测，得到总离子流色谱图(图1)。其分析结果采用Nist11进行检索后，结合保留指数对其定性，利用色谱峰面积归一化计算得出橙叶油中各成分相对百分含量，结果见表1。

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56种化合物，占挥发性成分的97.471%，其中醇类17种、酯类6种、醛类1种、烷烯烃类26种、酮类1种、其他化合物5种，主要挥发性成分为乙酸芳樟酯、芳樟醇、α-松油醇、乙酸香叶酯、月桂烯、乙酸橙花酯、柠檬烯、β-蒎烯、橙花醇、(E)-β-罗勒烯、β-石竹烯、γ-松油醇、α-蒎烯、 (Z)-β-罗勒烯。分析结果显示，橙叶油中醇类、酯类、烷烯烃类化合物含量较高。

2.2橙叶油的香气评价

对橙叶油中挥发性成分进行香气评价：醇类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、铃兰花香、白柠檬香，稀释后的甜味很强；橙花醇有清新的玫瑰花甜香味。酯类化合物主要有乙酸芳樟酯(30.685%)、乙酸香叶酯(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；乙酸香叶酯有果香、花甜香、玫瑰香，稀释后，似苹果香；乙酸橙花酯有强烈的果甜香味和花香味。烷烃类化合物主要有月桂烯(3.716%)、柠檬烯(3.263%)、β-蒎烯(2.943%)、(E)-β-罗勒烯(1.941%)等。月桂烯有树脂香、萜烯香、膏香味、药草味和柑桔味；柠檬烯有烷烃气息，柑橘香和松香；罗勒烯有甜香、药草香、萜烯气息。

图1　橙叶油气相色谱/质谱总离子流色谱图Fig.1　Total ion current chromatogram of petitgrain oil by GC/MS

表1GC/MS法对橙叶油挥发性成分的定性分析结果

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

化合物名称保留时间/min匹配度峰面积/%CAS保留指数计算值引用值芳樟醇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25.67990.474586-82-311411156二氢芳樟醇25.28890.3712270-57-711331134(E)-橙花叔醇44.81950.05640716-66-315621561匙叶桉油烯醇45.82930.0486750-60-315881578异二氢香芹醇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叶醇10.94950.012928-96-1854850醇类化合物峰面积含量/%:38.504乙酸芳樟酯31.689430.685115-95-712611263乙酸香叶酯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甲酸香叶酯33.47950.030105-86-212981298香叶酸甲酯34.52930.0262349-14-613211323酯类化合物峰面积含量/%:40.209橙花醛30.95970.086106-26-312461246醛类化合物峰面积含量/%:0.086月桂烯17.69983.716123-35-3991991柠檬烯19.97963.263138-86-310331032β-蒎烯17.23972.943127-91-3982979(E)-β-罗勒烯20.76951.9413779-61-110481049β-石竹烯39.40991.85187-44-514311427α-蒎烯14.84941.3327785-26-4937930(Z)-β-罗勒烯20.16991.3003338-55-410371038

续表1

注：保留指数(计算值)由自行开发的保留指数软件计算而得，保留指数(引用值)采用文献[5]的数据。下同。

通过香气评价，确定橙叶油中关键致香成分为芳樟醇、松油醇、橙花醇、乙酸芳樟酯、乙酸香叶酯、乙酸橙花酯、月桂烯、柠檬烯、罗勒烯等。

2.3保留指数在定性鉴定中的应用

本文经质谱库检索后，利用ESO精油数据库进行辅助定性，缩小了检索范围，能够提高天然化合物定性的准确性，尽量减少误判和错判。表2列举了保留指数用于橙叶油挥发性成分定性鉴定的2个实例。

本文对检索出的56种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，尤其是顺反异构体的误判。如表2所示，别罗勒烯、氧化芳樟醇通过质谱检索，顺、反式异构体相似度较接近，难以确认其构型，比对保留指数，可确认为(Z)-别罗勒烯、(Z)-氧化芳樟醇(呋喃型)。此外(Z)-石竹烯、(E)-香芹醇、(Z)-β-金合欢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的顺反结构。

表2保留指数在橙叶油挥发性成分鉴定中的应用实例

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

需要确认化合物相似度质谱库检索CAS号保留指数引用值实测值确认化合物别罗勒烯98(E)-别罗勒烯3016-19-111401131(Z)-别罗勒烯97(Z)-别罗勒烯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　讨论

目前，国内外针对橙叶油的报道多集中于医药应用、原料来源、提取工艺、组成成分及含量等方面[6-10]，而采用GC/MS结合保留指数分析橙叶油中挥发性成分尚未见报道；另外，在天然提取物中应用保留指数法对其色谱分析结果进行鉴定的报道也较少[7-8]。天然产物中含有大量的同系物及同分异构体，仅采用质谱检索对其定性，容易出现误判及错判，ESO精油数据库收录了大量香精香料成分的保留指数，因此，在定性过程中，利用ESO精油数据库辅助对比定性，能够提高定性的准确性。

本研究首次提出采用GC/MS结合保留指数分析橙叶油中的挥发性成分，通过优化预处理方法及色谱分析条件，利用质谱检索，结合保留指数，对橙叶油的挥发性成分进行了分析研究，该法提高了橙叶油中化合物定性的准确性。另外，通过香气评价，确定橙叶油中关键致香成分，可为橙叶油成分剖析、开发应用提供依据。

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(责任编辑高峻)

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年云南省重点新产品开发计划项目(2015BA006)；中国烟草总公司科技项目 (110201402040)

李源栋(1985—)，男，湖南永顺人，硕士，工程师，从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

李源栋，刘秀明，党立志，等. GC/MS法结合保留指数分析橙叶油中挥发性成分[J]. 浙江农业学报，2016，28(4)： 665-669.