玫瑰精油香味成分分析及在卷烟加香中的应用

张凤梅，刘 哲，司晓喜，刘志华，申钦鹏，刘春波，朱瑞芝，张 涛，何 沛，唐石云

云南中烟工业有限责任公司技术中心，昆明市五华区红锦路367 号 650231

玫瑰精油是一种从玫瑰花瓣中提取的天然香料，具有天然无毒、优雅柔和、芳香纯正等特性，是调香中非常重要且常用的花香原料，已被广泛应用于高档化妆品、医药、食品、保健品及烟草中［1］。为提升卷烟的抽吸品质和赋予卷烟独特的香气特征，各大烟草公司越来越多地使用玫瑰精油产品。不同产地的玫瑰精油产品含有不同的化学成分，目前玫瑰精油产品质量评价主要依据ISO 9842—2003［2］和GB 1886.48—2015［3］方法，以乙醇、香茅醛、橙花醇、香叶醇、β-苯乙醇、十七烷烃、十九烷烃和二十一烷烃等组分的含量为标准来判定。对于产品质量合格的不同产地玫瑰精油产品，烟草行业通常根据加香后卷烟产品的感官评价结果来选用，该方法受调香人员的影响较大。因此，通过开展玫瑰精油中化学成分分析，寻找卷烟生产过程玫瑰精油选用的评判依据对于卷烟加香有重要意义。

目前，玫瑰精油提取工艺及化学成分分析已有较多研究报道，其中化学成分的分析主要以气相色谱质谱联用（GC/MS）［1，4-9］为主，但由于样品前处理和分析条件不同，不同品种玫瑰精油样品之间化学成分的差异缺乏可比性。顶空-固相微萃取-气相色谱质谱联用技术（HS-SPME-GC/MS）［10-16］将样品预处理浓缩和香味成分分析相结合，具有操作简便、灵敏度高、重现性好、应用广泛的特点。为此，针对玫瑰精油样品的特点，通过对顶空进样、固相微萃取、气相色谱和质谱条件进行优化，建立一种快速简便的玫瑰精油中挥发性香味成分的HS-SPME-GC/MS 分析方法。为减少样品前处理和分析方法不同对分析结果的影响，选择在相同条件下对5 种玫瑰精油进行化学成分分析，通过样品共检出成分两两比较后得到的选择相似性指数（SSI）［10］大小分析不同玫瑰精油样品化学成分之间的差异。另外，结合卷烟加香后的感官评价结果探究卷烟烟气感官质量与玫瑰精油化学成分之间的联系，旨在为玫瑰精油在卷烟加香中的选用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料和仪器

5 种不同品种的玫瑰精油（保加利亚玫瑰精油、土耳其玫瑰精油、摩洛哥玫瑰精油、中国甘肃玫瑰精油和大篷车摩洛哥玫瑰精油，购自Sigma 公司）。

6 种固相微萃取头：粉色（65µm PDMS/DVB，Stable Flex）、灰 色（50/30µm DVB/CAR/PDMS，Stable Flex）、淡黄色（30µm PDMS，Fused Silica）、白色（85µm Polyacrylate，Fused Silica）、绿色（7µm PDMS，Fused Silica）和淡蓝色（85µm CAR/PDMS，Stable Flex）（美国Supelco 公司）。4 种色谱柱：DB-WAX（30 m×0.25 mm i.d.×0.25µm d.f.）、DB-WAX（60 m×0.25 mm i.d.×0.25µm d.f.）、DB-5MS（30 m×0.25 mm i.d.×0.25µm d.f.）和DB-5MS（60 m×0.25 mm i.d.×0.25µm d.f.）（美国Agilent 公司）。Scion 456 GC-TQ 固相微萃取-气相色谱质谱联用仪（美国Bruker 公司）。

1.2 样品处理与分析

移取50 μL 玫瑰精油样品至顶空瓶中，于固相微萃取装置中在80 ℃、250 r/min 下萃取30 min，解吸3 min，进行GC/MS 分析。GC/MS 分析条件为：

进样口温度：240 ℃；载气：高纯He（99.999%）；恒流模式流速：1.5 mL/min；分流比：10∶1；色谱柱：DB-5MS 柱（30 m×0.25 mm i.d.×0.25µm d.f.）；升温程序：45 ℃保持2.0 min，以5 ℃/min 升温至240 ℃，保持8.0 min；传输线温度：240 ℃；离子源温度：200 ℃；电离方式：电子轰击源（EI）；电离能量：70 eV；溶剂延迟：1.5 min；检测方式：全扫描（Scan）；扫描范围：40～500 amu。用NIST 2.0 谱库检索。

2 结果与讨论

2.1 样品前处理条件的选择

2.1.1 萃取头

取同一玫瑰精油样品考察了不同颜色萃取头对检测结果的影响。结果表明：使用粉色萃取头和淡蓝色萃取头时从玫瑰精油样品中检测出的化合物数量最多，均为60 个；同时，选择粉色萃取头时香味成分的色谱峰总面积最大（图1）。因此，选择粉色萃取头。

图1 不同萃取头对检测结果的影响Fig.1 Effects of different extraction heads on analytical results

2.1.2 萃取温度

取同一玫瑰精油样品考察了不同萃取温度对香味成分检测结果的影响。结果（图2）表明，香味成分总峰面积在80 ℃及以上时萃取后基本稳定，因此选择萃取温度80 ℃。

图2 萃取温度对检测结果的影响Fig.2 Effect of extraction temperature on analytical results

2.1.3 萃取时间

选择同一玫瑰精油样品考察了不同萃取时间对香味成分检测结果的影响。结果（图3）表明，香味成分总峰面积在萃取30 min 后趋于稳定，因此，选择萃取时间30 min。

图3 萃取时间对检测结果的影响Fig.3 Effect of extraction time on analytical results

2.1.4 解吸时间

取同一玫瑰精油样品考察了不同解吸时间对香味成分检测结果的影响。结果（图4）表明，香味成分总峰面积在解吸3.0 min 后趋于稳定，因此，选择解吸时间3.0 min。

图4 解吸时间对检测结果的影响Fig.4 Effect of desorption time on analytical results

2.1.5 样品量

取同一玫瑰精油样品考察了不同样品量对香味成分检测结果的影响。结果（图5）表明，样品量≥50µL 时香味成分总峰面积趋于稳定，因此，选择样品量50µL。

图5 样品量对检测结果的影响Fig.5 Effect of sample volume on analytical results

2.2 色谱柱的选择

选 择30 m DB-WAX、60 m DB-WAX、30 m DB-5MS 和60 m DB-5MS 柱，取同一玫瑰精油样品比较了不同色谱柱对香味成分检测结果的影响。结果表明，选择30 m DB-5MS 柱时，香味成分数量较多且分析时间较短，因此，选择30 m DB-5MS 柱。

2.3 实际样品分析结果

分别取5 种玫瑰精油样品各5 份，测定其香味成分，以不加玫瑰精油的空瓶作为空白对照，分别扣除空白后样品中香味成分总峰面积的相对标准偏差在1.56%～4.64%之间，不同样品中香味成分的分析结果见表1。5 种玫瑰精油样品中共检测出191 种香味成分，包括醇类52 种、烯类42 种，酯类39 种、醛类15 种、烷烃15 种、酮类8 种和其他成分20 种。由表2 可知，不同玫瑰精油中的主要香味成分为醇类物质，占香味成分总量的50%以上。保加利亚、土耳其、摩洛哥、中国甘肃和大篷车摩洛哥玫瑰精油样品中分别检测出81、78、76、53 和67 种香味成分。

玫瑰精油样品中香味成分的选择相似性指数（SSI）分析结果如表3 所示。其中，“保加利亚”-“土耳其”的相似度最高，SSI 为62.44%，共检出指标达到51 个，“保加利亚”-“中国甘肃”的相似度次之，SSI 为47.56%，共检出指标为28 个。

以不加香的“玉溪（软）”烟丝卷制的卷烟为空白对照样，将5 种玫瑰精油分别按烟丝质量的0.001%加入卷烟烟丝中，制成试验卷烟。由6 位具有卷烟感官评吸资质的专家对试验卷烟和对照样品进行感官评价，结果取平均值。同一添加水平样品的感官评价结果（表4）表明：5 种玫瑰精油加入卷烟烟丝后，与对照样品相比，卷烟的感官合计得分有不同程度的提升；加香效果为“保加利亚”＞“土耳其”＞“中国甘肃”＞“摩洛哥”＞“大篷车摩洛哥”；与保加利亚玫瑰精油样品相比，样品中香味成分共检出指标相似度越高，该精油加入卷烟后烟气的感官评价结果越好。

表1 5 种玫瑰精油样品中香味成分测定结果Tab.1 Aroma components in 5 rose essential oil samples （%）

表1（续）

表1（续）

表1（续）

表1（续）

表2 5 种玫瑰精油香味成分的相对含量Tab.2 Relative contents of aroma components in 5 rose essential oil samples （%）

表3 5 种玫瑰精油样品的SSI 分析结果Tab.3 Selected similarity index for 5 rose essential oil samples

表4 玫瑰精油样品加香实验及感官评价结果Tab.4 Results of flavoring experiment and sensory evaluation for 5 rose essential oil samples

从表2 可知，比较5 种玫瑰精油中酯类、醇类、醛类和酮类的总量可以发现，保加利亚玫瑰精油中这4 类化合物的总量为64.10%；土耳其玫瑰精油中的含量最为接近，为67.43%；中国甘肃玫瑰精油次之，为79.26%；摩洛哥玫瑰精油含量排第三，为86.77%；大篷车玫瑰精油含量排第四，为90.45%。从这个角度分析，与这5 种玫瑰精油的加香感官评价的排序基本一致。

3 结论

①利用建立的HS-SPME-GC/MS 方法对5 种玫瑰精油样品进行了检测，共检测出191 种香味成分，包括醇类52 种、烯类42 种，酯类39 种、醛类15种、烷烃15 种、酮类8 种和其他成分20 种；主要香味成分为醇类物质，占到50%以上。②5 种不同玫瑰精油样品中香味成分的SSI 分析结果表明，“保加利亚”-“土耳其”的相似度最高，“保加利亚”-“中国甘肃”的相似度次之。③感官评价结果表明，5 种玫瑰精油样品中，保加利亚玫瑰精油的卷烟加香效果最好；与加香效果最好的保加利亚玫瑰精油样品相比，玫瑰精油样品的香味成分共检出指标相似度越高，该精油加入卷烟后烟气感官质量越好。本研究结果可为卷烟加香中玫瑰精油的选用提供方法参考。