气相色谱/质谱法结合保留指数分析甜橙油中香味成分

李源栋， 刘秀明， 蒋举兴， 夏建军， 党立志， 段焰青， 者 为

（云南中烟工业有限责任公司 技术中心，云南 昆明 650202）

气相色谱/质谱法结合保留指数分析甜橙油中香味成分

李源栋， 刘秀明， 蒋举兴， 夏建军， 党立志， 段焰青， 者 为*

（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联用技术检测，通过质谱库检索，保留指数比对，分析并确定了60个化合物，并用峰面积归一化法计算各成分相对含量，占甜橙油香味成分98.69%，结合香气评价，确定了甜橙油中关键致香成分为柠檬烯，月桂烯，芳樟醇，癸醛，α-蒎烯，桧烯，辛醛，α-松油醇，丁酸乙酯，香茅醛，壬醛，正壬醇等。

甜橙油；气相色谱/质谱；香味成分；保留指数

甜橙全果或者果皮可用来提取甜橙油，常用于提取甜橙油方法有以下3种：冷磨法、冷榨法及水蒸气蒸馏法，目前，甜橙油主要被用于果香香料调香，另外，因其具有独特清甜花香、橘香，也被用于牙膏、肥皂等调香中，同时甜橙富含维生素才C、抗氧化物，在医药行业也经常被用到。甜橙油中萜烯、柠檬烯等含量较高，能够抑制食品中细菌生长，因此，食品行业中常用其作为抗菌剂来提高食品安全性[1-2]。为了更加科学有效利用甜橙油，分析其香味成分含量对其实际应用具有相当重要意义，目前国内关于甜橙油香味成分研究相对较少[3-5]，同时在分析天然香原料香味成分过程中，为了准确定性其中成分，常规方法是通过GC/MS分析，利用质谱库检索，根据匹配度来定性，该法不足在于不能够区分同分异构体或同系物，但是，同分异构体或同系物在天然香原料中普遍存在[6]。作者为了克服常规方法在定性过程中存在不足，结合保留指数定性，对甜橙油香味成分进行了分析研究，较好地鉴别了同分异构体或同系物，经质谱检索后，结合保留指数对其定性，避免了在定性过程中出现误判，提高定性的准确性。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 研究对象 甜橙油，由某香精香料公司提供。

1.1.2 主要试剂 二氯甲烷、甲醇、正己烷，GR级，由百灵威科技有限公司提供；正构烷烃C7-C30，由美国Sigma-Aidrich公司提供。

1.2 主要仪器

Agilent7890A/5975C气相色谱-质谱联用仪+自动进样器：美国安捷伦科技有限公司产品；电子天平：瑞士Mettler Tloede公司产品；10 mL移液器：德国Eppendorf公司产品。

1.3 仪器工作条件

1.3.1 色谱条件 RXi-5sil MS石英毛细管柱（60 m×0.25 mm×0.25μm），载气为氦气 （纯度为99.999%），流量：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：1.0μL，分流比：10∶1，溶剂延迟6min。

1.3.2 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。

1.3.3 定性定量方法 甜橙油经过GC/MS分析后，改变工作站积分参数，确保色谱图中小峰尽可能被积到，利用仪器自带的Nist11质谱库对甜橙油中成分进行自动检索，然后通过自我开发的保留指数软件求出各成分保留指数，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%），对其进行定性，之后采用色谱峰面积归一化法计算得出各化学成分的相对百分含量。

1.4 实验方法

1.4.1 样品的处理 将样品用一定量溶剂稀释后直接进气质，具体操作如下：准确称取甜橙油0.20 g，用甲醇：二氯甲烷（体积比为1∶4）混合溶液稀释到10mL，进样前需要将样品用0.45μm有机相滤膜过滤，测定按照1.3仪器工作条件进行。

1.4.2 正构烷烃溶液配制 移取正构烷烃C7-C30标准品，用正己烷溶液将其稀释成质量分数为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，为下一步计算甜橙油中各组分保留指数作准备。

2 结果与讨论

2.1 甜橙油香味成分

甜橙油经GC/MS检测所得到总离子流色谱图见图1，其结果采用Nist11进行检索后，结合ESO香精保留指数进行对比对其定性，利用峰面积归一化计算得出甜橙油中香味成分相对百分含量，结果见表1所示。

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

表1 GC/MS方法对甜橙油香味成分定性结果Table 1 Qualitative analysis of aroma components in orange oil by GC/M S

CAS号 保留指数计算值 引用值对孟--8-烯-1,2-二醇 96 0.178 1946-00-5 1 349正壬醇 97 0.146 143-08-8 1 171 1174正辛醇 99 0.115 111-87-5 1 071 1075 (Z)-香芹醇 98 0.114 1197-06-4 1 236 1232香茅醇 95 0.052 106-22-9 1 226 1231 4-松油醇 91 0.045 562-74-3 1 185 1180紫苏醇 92 0.034 536-59-4 1 303 1301异胡薄荷醇 90 0.024 7786-67-6 1 163 1155正庚醇 99 0.019 111-70-6 970 975榄香醇 94 0.014 639-99-6 1 555 1548 2,6-二甲基-1,5,7-辛三烯-3-醇 90 0.009 29414-56-0 1 157异胡薄荷醇 87 2.275 78-70-6 1 102 1101醇类化合物峰面积含量(%)：3.599癸酸 91 0.271 334-48-5 1 365 1376棕榈酸 92 0.034 57-10-3 1 957 1959酸类化合物峰面积含量(%)：0.305癸醛 93 1.352 112-31-2 1 206 1206辛醛 99 0.648 124-13-0 1 004 1002香茅醛 99 0.181 106-23-0 1 152 1158壬醛 98 0.150 124-19-6 1 105 1104癸醛二甲基缩醛 95 0.141 7779-41-1 1 373 1375十二醛 94 0.123 112-54-9 1 409 1408辛醛二甲基缩醛 99 0.093 10022-28-3 1 175 1175紫苏醛 98 0.069 2111-75-3 1 280 1281柠檬醛 98 0.061 5392-40-5 1 268 1254橙花醛 99 0.032 106-26-3 1 239 1246 α-甜橙醛 95 0.019 17909-77-2 1 756 1751醛类化合物峰面积含量(%)：2.871化合物名称相似度峰面积百分含量/%丁酸乙酯 98 105-54-4 801 802 0.253棕榈酸甲酯 95 112-39-0 1922 1 924 0.021酯类化合物峰面积含量(%)：0.274柠檬烯 99 81.631 138-86-3 1 045 1032月桂烯 98 4.355 123-35-3 991 990 α-蒎烯 99 1.325 7785-70-8 937 930桧烯 98 0.777 3387-41-5 976 975 3-蒈烯 98 0.480 13466-78-9 1 012 1011 α-咕巴烯 99 0.116 3856-25-5 1 383 1379瓦伦西亚烯 95 0.069 4630-7-3 1 501 1496 δ-杜松烯 91 0.060 483-76-1 1 525 1524 β-蒎烯 99 0.057 127-91-3 982 979 (Z)-氧化柠檬烯 98 0.056 13837-75-7 1 136 1132 β-荜澄茄烯 97 0.054 13744-15-5 1 438 1390 (Z)-β-罗勒烯 95 0.049 3338-55-4 1 050 1038萜品油烯 99 0.048 586-62-9 1 089 1089 α-依兰油烯 99 0.042 31983-22-9 1 505 1501

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ESO精油数据库中保留指数数据 （数据来源于Leffingwell.（2010）ESO 2006[DB/CD]. Georgia：Bolens Aroma Chemical Information Service）

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60个化合物，占甜橙油中香味成分98.69%，其中醇类16个（3.599%），酸类2个（0.305%）， 醛类 11个 （2.871%）， 酯类 2个（0.274%），烷烯烃类21个 （89.260%），酮类5个（5.472%），其他化合物3个（0.093%），主要香味成分为柠檬烯（82.631%），月桂烯（4.355%），芳樟醇（2.276%），癸醛（1.352），α-蒎烯（1.325%），桧烯（0.777%），辛醛（0.648%）等，从分析结果来看，甜橙油中烷烯烃类化合物占主导地位，研究结果为准确定性甜橙油中香味成分可以提供借鉴作用。

2.2 甜橙油中化学成分香气评价

甜橙油因其具有独特清甜果香，常被用于食品、饮料、牙膏、香皂等调香中，同时在化妆品和医药中的应用也较为广泛。甜橙油作为一种天然香原料，成分复杂，各种香味成分对整体香味贡献值不一样，因此对甜橙油中成分进行香气评价，分析其关键致香成分，能够为甜橙油产品质量控制提供科学依据，评价结果见表2、表3。

表2 香气评价Table 2 Aroma evaluation

峰面积分数/% δ-杜松烯 干木香，略有辛香和焦香的特征香（混合物的香味）。 0.060 β-蒎烯 干木香，树脂香，松香；似松脂的味道。 0.057 β-荜澄茄烯 温和的木香和膏香。 0.054 (Z)-β-罗勒烯 甜香，萜烯香，青香和水果香。 0.049萜品油烯 甜香、松香、微有茴香、有悦人的气息。 0.04 α-荜澄茄烯 温和的木香和膏香。 0.034 β-石竹烯 干木香，辛香；弱的木香味，略有苦味。 0.033大根香叶烯D 木香，薄荷香，干草香，茶香，烟草香。 0.019 γ-松油烯 使人清新的柑桔香和药草香。 0.016 (E)-β-金合欢烯 柑橘香，药草香，蔬菜青香，对苹果香精很重要。 0.007名称 香气特征烷烯烃类化合物丁酸乙酯 飘逸的水果香，黄油香，成熟的水果香。 0.253棕榈酸甲酯 微弱的蜡香，甜香；几乎无味。 0.021酯类化合物香芹酮 d-香芹酮：香菜的气味；l-香芹酮：荷兰薄荷的气味。 0.404 2-十一酮 脂香，果香，玫瑰-橙样的气息，油味，水果及椰子味。 0.019圆柚酮 十分强烈的柑桔香和柚子香味。 0.011薄荷酮 薄荷香，药草香（不含青香），干木香。 0.009酮类化合物大茴香脑 茴香（人工甘草）样的香甜味，药草香。 0.036石竹烯氧化物 干木香，弱的柏木香，似烟草的香韵。 0.012其它化合物

表3 致香成分Table 3 Characteristic aroma compositions

通过对甜橙油中香味成分进行香气评价，研究发现甜橙油中致香成分主要是醇类、醛类及烷烯烃类化合物，酯类及酮类含致香成分较少。

2.3 保留指数在定性鉴定中的应用

保留指数已经被国际上广泛用于未知化合物定性，但天然香原料中成分及其复杂，同时还存在大量同分异构体或同系物，往往会出现定性结果不准确[6]。ESO精油数据库已经收录了大量香精香料保留指数，作者经质谱库检索后，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准确性，尽量减少误判和错判，表4列举了保留指数用于甜橙油挥发性成分定性鉴定的2个实例。

表4 保留指数在甜橙油香味成分鉴定中的应用实例Table 4 Application of retention index used for identifying aroma components in orange oil

对自动检索出60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、参照匹配度结果进行定性，存在会难以判定甚至出现误判，如表4所示，松油醇、香芹醇经质谱检索，同分异构体、顺反式异构体相似度较接近，往往难以最终确认其化合物构型，但辅助比对保留指数，可判定出这两个化合物分别是α-松油醇、（E）-香芹醇。另外，α-蒎烯，（E）-香芹醇，（E）-β-金合欢烯等化合物定性必须采用保留指数作为辅助手段来进一步确认化合物结构式。

3 结语

利用气相色谱/质谱法，对甜橙油挥发性成分进行了分析，并用峰面积归一化法计算了各成分相对含量，通过质谱库检索，保留指数比对，分析并确定了60个挥发性化合物，占甜橙油挥发性成分的98.75%，利用保留指数来鉴别同系物及同分异构体，提高了对甜橙油中成分定性准确性。通过香气评价，确定了甜橙油中关键致香成分为柠檬烯，月桂烯，芳樟醇，癸醛，α-蒎烯，桧烯，辛醛，α-松油醇，丁酸乙酯，香茅醛，壬醛，正壬醇等。

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Analysis of Aroma Components in Orange Oil by GC/MS Combined w ith the Retention Index

LIYuandong， LIU Xiuming， JIANG Juxing， XIA Jianjun， DANG Lizhi， DUAN Yanqing， ZHEWei*
（Technology Center，China Tobacco Yunnan Industrial Co.,LTD，Kunming 650202,China）

The aroma components in orange oilwere analyzed in this study by gas chromatography spectrometry （GC-MS）.Sixty compounds account for 98.69%were identified using mass spectrometry database search.The peak area normalizationmethod wasused to calculate the relative content of each component.Combining w ith the odor evaluation，the characteristic aroma compositions in the orange oil were identified as limonene，myrcene，linalool，decanal，α-pinene，sabinene，octanal，α-terpineol，ethyl butyrate，citronellal，nonanal，1-nonanol and so on.This study provided theoreticalbasisand technicalsupport for the developmentand application oforange oil.

orange oil，gas chromatography/mass spectrometry，aroma components，retention index

O 657.71

A

1673—1689（2017）04—0438—05

2015-04-16

云南省自然科学基金项目（2015BA006）；中国烟草总公司科技项目（110201402040）。

李源栋（1985—），男，土家族，湖南永顺人，理学硕士，工程师，主要从事香精香料质量控制研究。E-mail：liyuandong03@163.com

*通信作者：者 为（1975—），男，云南昆明人，回族，高级工程师，主要从事香精香料评香选香研究。E-mail：gabbriel@139.com

李源栋，刘秀明，蒋举兴，等.气相色谱/质谱法结合保留指数分析甜橙油中香味成分[J].食品与生物技术学报，2017，36（04）：438-442.