满满干货 | 全二维气相色谱-飞行时间质谱法检测两种玫瑰精油成分

企业   科学   2024-05-06 14:01   广东  


摘要

全二维气相色谱-飞行时间质谱联用法测定土耳其玫瑰精油和苦水玫瑰精油成分的分析方法。样品经过稀释后进样分析,两种玫瑰精油共计检出501种成分,通过质谱数据库比对后选择正反匹配度均大于800的色谱峰,共有329种成分得到鉴定,两种精油分别鉴定出246和193种成分。329种成分中醇类74种、烯烃类80种、酯类71种、醛 类31种、酮类23种、烷烃类15种、芳香烃类18种、醚类3种、酚类2种、其他类12种,为两种玫瑰精油共有的成分有110种,但共有成分在不同玫瑰精油中的含量存在明显差异。在构成玫瑰精油的10类化合物中,醇类均为含量最高的成分种类,而其他类化合物的种类和含量也存在差异。

作者:乔佳、黄豆、曹烙文

关键词:玫瑰精油,香气成分,全二维气相色谱-飞行时间质谱联用法。


采用 GC-MS方法对新鲜苦水玫瑰花的精油和盐处理后的苦水玫瑰花精油分别检测到70和71种成分,而采用全二维气相色谱-飞行时间 质谱技术(GC×GC-TOFMS)检测时,分别检测到140和145种成分,得到更多的有用信息。本文采用全二维气相色谱-飞行时间质谱联用法,对土耳其玫瑰精油和苦水玫瑰精油进行了全组分定性和对比分析,分析了两种玫瑰精油在成分组成上的差异。



1.材料与方法


标准品和溶剂 


土耳其玫瑰精油、苦水玫瑰精油、正构烷烃 (C7 ~ C30,1 000 mg/L)均购于西格玛奥德里奇公 司;甲醇(色谱纯)、正己烷(色谱纯)。

1.1 仪器配置 



智达 InLab 全自动多功能在线前处理进样平台 -广州智达实验室科技有限公司;
GGT 0620 型全二维气相色谱-飞行时间质谱联用仪-广州禾信仪器股份有限公司;

1.2 实验方法 

 
将土耳其玫瑰精油和苦水玫瑰精油分别用甲醇稀释 50倍。
萃取条件:SPME Arrow萃取头:DVB/PDMS/CW, 80 um;萃取时间:30 min;萃取温度:60 °C”
气相色谱条件:进样口温度 280 ℃;分流进样 0.5 μL;分流比为 200︰1;一维色谱柱 DB-5MS (30 m×0.25 mm×0.25 μm);二维色谱柱 BPX-50 (1.2 m×0.1 mm×0.1 μm);载气为氦气;柱流量为 1 mL/min;柱箱温度采用程序升温,起始温度40 ℃, 保持 3 min,以 5 K/min升温到 280 ℃,保持 5 min。
全二维气相调制器条件:采用固态热调制器, 选择 HV调制柱(1.2 m×0.25 mm),调制周期为 5 s,其中解析时间为 1 s;冷阱保持-50 ℃。
飞行时间质谱条件:电子轰击源(EI源);电离 能 70 eV;离子源温度为 230 ℃;接口温度为 280 ℃;检测器电压为-1 850 V;采集质量范围 40 ~ 500 u;采集速度为 100谱/s;溶剂延迟为 2 min。


1.3 数据处理 


采用全二维数据处理工作站软件 Canvas载入数据,并对图中信噪比大于 20的峰自动识别,标识出的每一个峰点即代表一种化合物,每个化合物 由一对保留时间确定,X 轴方向为第一维保留时间(min),Y 轴方向为第二维保留时间(s)。通过对每个化合物的质谱图进行谱库比对检索、结合相对保留指数(Retention Index,RI)等信息,对化合物进行定性分析;同时,采用峰面积归 一化法自动生成各成分的相对质量分数。根据各化合物的定性定量信息,并根据化合物官能团进行分类,统计成分个数和相对质量分数,分析其香气成分构成的差异。


2.结果与分析



2.1 两种玫瑰精油 GC×GC-TOFMS 轮廓图


图 1和图 2分别是土耳其玫瑰精油和苦水玫瑰精油的 GC×GC-TOFMS轮廓图。土耳其玫瑰精油检测到的成分有301种,苦水玫瑰精油检测到的成分有302种。取正反向匹配度均大于 800的成分后,前者有 246种,后者有 193种,两种玫瑰精油共计检测出 329种成分,其中醇类 74种、烯烃类 80 种、酯类 71种、醛类 31种、酮类 23种、烷烃类 15 种、芳香烃类 18种、醚类 3种、酚类 2种、其他类 12种。具体结果见表1,从表 1中可以看到两种玫瑰精油的组成成分及其含量存在显著差异。



2.2 两种玫瑰精油的组成成分及含量对比分析 


在 329种成分中,两种精油共同含有的成分有 110种,包括醇类 31种、烯烃类 18种、酯类 21种、 醛类 10种、酮类 7种、烷烃类 11种、芳香烃类 3种、 醚类 3种、酚类 2种、其他类 4种。特别是醇类在两种玫瑰精油的成分构成中都占有较大比例,分别达到 38.09%和 36.16%,代表玫瑰花特征香气的香茅醇(淡淡的玫瑰清香)和芳樟醇(浓清带甜的木香) 含量接近,即两种玫瑰精油主体香气成分相近,而香叶醇(玫瑰木香,醇甜)和苯乙醇(玫瑰花香,柠 檬香)在土耳其玫瑰精油中的含量明显更高,使得土耳其玫瑰精油更具甜香 。醇类以外的共有成分,土耳其玫瑰精油中愈创木烯、乙酸香叶酯(玫瑰花香,醇甜)、乙酸丁香酚酯、对伞花烃、丁香酚(丁香味)、甲基丁香酚(豆 味)和玫瑰醚(茴香,辛甜)的含量明显更高;而苦 水玫瑰精油中 α-法呢烯、γ-依兰油烯、乙酸香茅酯 (略微变质的玫瑰花香)和 2-十三烷酮(油脂气)的含量明显更高


2.3 两种玫瑰精油中特有成分香气分析 


土耳其玫瑰精油独有的成分有 137种,相对质量分数之和为 26.83%;苦水玫瑰精油独有成分有 83种,相对质量分数之和为 29.1%。可以看出土耳其玫瑰精油比苦水玫瑰精油多 54种成分,主要是前者的烯烃化合物较后者多了 20种,含量较高的组分有 β-榄香烯、α-葎草烯、丁香烯、α-布藜烯和 9-十九烯;酯类多了 26种,含量较高的组分有甲酸香叶酯、癸酸乙酯、月桂酸乙酯。这些多出的烯烃和酯类化合物使得土耳其玫瑰精油香气更加丰富、 均匀,品质更好。将成分中的单萜烯氧化物和倍半萜烯氧化物统计比较,发现土耳其玫瑰精油中前者数量更多, 含量明显更高,香气成分的沸点范围集中在正十三烷以前,小分子易挥发,香气清甜苦水玫瑰精油中后者的数量更多,含量明显更高,香气成分的沸点范围集中在正十三烷以后,倍半萜烯氧化物挥发较慢,特别是还存在更多的脂肪醇,这些化合物起到定香作用,使苦水玫瑰的香气更持久


2.4 两种玫瑰精油中成分构成与香气差异的关系分析 


将土耳其玫瑰精油和苦水玫瑰精油成分按照官能团分类,结果如图 3所示。

可以看到,两种玫瑰精油均由 10类化合物构成,但各类别的成分数量和含量存在较大差异。两种玫瑰精油成分中含量最高的均为醇类化合物,且数量和含量接近,说明两种玫瑰精油的主体香气成分接近。不同的是,土耳其玫瑰精油还含有数量较多、含量较高的烯烃和酯类,各种香气物质丰富、 和谐,其香气清甜、纯正,具有类似于新鲜玫瑰的花香;而苦水玫瑰精油中烯烃和酯类成分含量明显较土耳其玫瑰精油偏低,成分配比上不够满意,以致花香气不足,它还含有较多的酮类,含量为土耳其玫瑰精油的 8倍,特别是 2-十三烷酮、2-十四烷 酮以及 2-十五烷酮,这使苦水玫瑰精油显油脂气。

土耳其玫瑰精油中长链烷烃含量更高,长链烷烃是构成玫瑰蜡的主要成分,但其对玫瑰精油的香气影响尚不能确定。苦水玫瑰精油中芳香烃的数量更多,含量更高,会带来一些特异的香味,另外两者的醛类、醚类和酚类成分的数量和含量接近。
这些香气成分的种类及含量在不同品种玫瑰精油中的差异正是两种玫瑰精油具有不同香气的主要原因。


2.结论




本文采用全二维气相色谱-飞行时间质谱联用方法对土耳其玫瑰精油和苦水玫瑰精油成分进行了分析鉴定。结果表明,两种玫瑰精油共计检测到 501种成分,通过质谱数据库比对选择正反匹配度均大于 800的色谱峰,共得到 329种成分,土耳其玫瑰精油和苦水玫瑰精油分别鉴定出 246和 193种成分。329种成分中醇类 74种、烯烃类 80种、酯类 71种、醛类 31种、酮类 23种、烷烃类 15种、芳香烃 类 18种、醚类 3种、酚类 2种、其他类 12种,其中两种玫瑰精油共有的成分有 110种,但共有成分在不同玫瑰精油中的含量存在明显差异。

在构成玫瑰精油的 10类化合物中,醇类在两种精油中均为含量最高的种类,而其他化合物的种类和含量也存在显著差异。土耳其玫瑰精油香气更加丰富、均匀,品质更好,苦水玫瑰精油成分配比上不够满意、花香气不足,较多的酮类使苦水玫瑰精油显油脂气。该方法可以用于玫瑰精油的香气全成分分析,探寻玫瑰精油成分与其香气之间的关系。








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