利用气相色谱-质谱测定百里香提取物香气成分分析研究

王花俊，李小福，许克静，王亦若，张文洁，黄珂，张峻松

(1.郑州轻工业大学 食品与生物工程学院，郑州 450002；2.河南中烟工业有限责任公司技术中心，郑州 450000；3.北京化工大学 巴黎居里工程师学院，北京 100029)

百里香(ThymusvulgarisL.)又称地椒、麝香草，是唇形科百里香属多年生草本植物，通常野生于地中海区域，我国也有不少野生品种，主要分布在内蒙古、陕西、甘肃、宁夏等地[1,2]。百里香茎叶均具有强烈芳香气味，全株皆可用来提取芳香油，其精油被广泛用于调味品、肉制品、饮料、糖果、焙烤食品等食品工业中，也常用于日化工业中，如牙粉、牙膏、爽身粉等中[3-5]。因百里香油具有超强的杀菌能力，其全草也可入药[6-8]。百里香作为食品工业常用的天然植物调味料，其香味品质的优劣和其含有的芳香成分有着密切关系。利用植物食用调味料对食品尤其是对加工食品的风味弥补和增强时，需要对食用植物香料本身的特征性关键香味成分有充分的了解。本研究选取百里香全株样品利用同时蒸馏萃取法对其挥发性组分进行提取，并对其提取物进行了GC-MS分析，旨在了解百里香植物的特征性关键香味成分，为其综合利用和深层次开发提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料和实验仪器

百里香：购于禹州中药材市场，自然阴凉条件下风干，粉碎过筛备用；二氯甲烷(AR)：天津市德里化学试剂有限公司；无水硫酸钠(AR)：郑州化学试剂三厂。

GC7890-MS5977气相色谱-质谱联用仪 美国Agilent公司；同时蒸馏萃取装置 郑州市中原科技玻璃仪器厂；AB265-S电子天平(感量0.001 g) 梅特勒-托利多公司；恒温水浴锅；粉碎机。

1.2 百里香香味成分提取方法[9,10]

取20 g百里香样品，放入同时蒸馏萃取装置一端的1000 mL圆底烧瓶中，加入蒸馏水500 mL，浸泡6～8 h，用电热套加热；装置的另一端为盛有60 mL二氯甲烷的100 mL圆底烧瓶，在恒温水浴60 ℃下加热，同时蒸馏萃取3 h。提取液用无水硫酸钠干燥，过滤，滤液在浓缩瓶中用Vigreux柱浓缩至约1.5～2 mL，浓缩液用GC7890-MS5977联用仪分析。

1.3 分析条件

1.3.1 GC条件

色谱柱：HP-5MS(柱长：60 m，内径：250 μm，膜厚：0.25 μm)；载气为氦气；柱流速：1.0 mL/min；进样口温度：280 ℃；进样量：1 μL；分流比：10∶1；程序升温：初温50 ℃，保持2 min，以5 ℃/min升至260 ℃，并保温10 min。

1.3.2 MS条件

质谱离子源温度230 ℃，四极杆温度150 ℃，电子倍增器电压1650 V，接口温度280 ℃，质量全扫描范围：35～550 amu。

1.3.3 定性定量方法

样品经气-质联用分析后，利用NIST 11对质谱碎片进行定性分析，并利用保留指数法和峰面积归一化法对百里香提取物的主要成分进行定性验证和定量分析。

1.3.4 百里香提取物的香气感官评价方法[11]

按GB/T 14454.2-2008《香料 香气评定法》对百里香提取物进行香气感官评价，天然香料除评辨其即时的香气外，还应注意对其在挥发过程中所呈现的头香香韵、体香香韵、尾香香韵进行过程评析，以综合评定其香气质量。

2 结果与分析

2.1 百里香提取物挥发性成分的定性、定量分析

色谱条件下所得的百里香提取物挥发性成分的GC-MS总离子流图见图1。

图1 百里香挥发性成分的总离子流色谱图Fig.1 Total ion chromatogram for volatile components of Thymus vulgaris L. essential oil

由图1可知，所选色谱条件适用于百里香提取物中挥发性成分的分离、分析，利用NIST 11谱库对百里香提取物中的主要挥发性组分进行定性分析，实验结果见表1。百里香提取物中共鉴定出44种挥发性组分，约占总质量分数的98.50%。

表1 百里香挥发性香味成分分析结果Table 1 Analysis results of flavor aroma components in Thymus vulgaris L.

续 表

2.2 百里香提取物挥发性组分

百里香提取物挥发性组分中相对含量最高的是百里香酚(33.97%)，其他成分主要为对伞花烃(29.07%)、3-甲基-4-异丙基-苯酚(8.34%)、芳樟醇(7.83%)、(1S)-(-)-α-蒎烯(5.04%)、D-柠檬烯(3.38%)、莰烯(1.52%)、龙脑(1.18%)，这些主要组分含量趋势和文献报道的基本一致。由表1分析结果可知，百里香挥发性香味成分相对比较丰富，相对含量较多的是百里香酚，又称麝香草酚，百里香酚是白色结晶固体，具有令人愉快的清甜香韵和辛香气息，且具有很强的杀菌作用，常应用于抗菌剂、食品防腐剂、食用香精、制药等[12,13]。对伞花烃气味强烈，有一种潮湿发霉的味道，因其含有苯环，对伞花烃的抗菌消炎效果明显，常用于医药工业。芳樟醇带有浓青带甜的木青气息，既有紫丁香、铃兰与玫瑰的花香，又有木香、果香气息，香气清新透发。柠檬烯具有甜的柑橘柠檬类香气，是柑橘类水果、蔬菜和香料植物的天然成分；乙酸异龙脑酯具有强烈清凉的松木气息，香气透发而扩散，冰片具有樟脑样的清凉和胡椒样的气息，香气透发而扩散。以上这些百里香中的特征香味成分比较适合作为天然调味料应用于食品加工中，不仅能去除异味，增加香气，提升食品风味特征，而且具有杀菌、抗氧化功能，对食品有保鲜作用。

2.3 百里香提取物的感官特征

百里香提取物呈微黄至淡褐色，按照GB/T 14454.2-2008《香料 香气评定法》评价表明，具有清凉带干焦的药草香，又兼有芳樟醇、松油烯等的清香气息，香气透发有力但粗糙，留香持久。

3 结论

百里香挥发性香味成分经同时蒸馏萃取分离提取和气相色谱-质谱联用仪定性、定量分析，鉴定出了其中的44种成分，占总质量分数的98.50%。

百里香提取物的主要挥发性成分分析结果为百里香酚(33.97%)、对伞花烃(29.07%)、3-甲基-4-异丙基-苯酚(8.31%)、芳樟醇(7.84%)、(1S)-(-)-α-蒎烯(5.04%)、D-柠檬烯(3.38%)、莰烯(1.52%)、α-松油醇(1.43%)、龙脑(1.18%)等，其香气具有清凉和药草香，辛香，香气强烈且粗糙，留香较长。

百里香提取物中特征香味成分比较适合作为天然调味料应用于食品加工中，不仅能去除异味，增加香气，提升食品风味特征，而且具有杀菌抗氧化功能，对食品有保鲜作用。