GC-O-MS结合OAV表征苔青香料关键香气化合物

项攀，申洪涛，陈芝飞，付瑜锋，邱建华*，王红霞

河南中烟工业有限责任公司技术中心（郑州 450000）

苔青香料香气优雅，留香持久，透发性强，是一种重要的天然香料[1]。主要包括两大类：一类是松萝科扁枝衣属的栋扁枝衣[Evernia prunastrivar.Prunastri（L.）Ach.]，通常生长于橡树树干和枝条上，称为橡苔；另一类是松萝科拟扁枝衣属[Pseudevernia furfuracea（L.）Zopf.]和松萝科松萝属（Usnea caucasicaVain.），通常生长于松树或雪松上，称为树苔[2-4]。它们的提取物被广泛应用于食品、烟草和日化等行业。

有学者对苔青香料的挥发性化合物进行了研究。蒋薇等[5]利用顶空固相微萃取结合气相色谱-串联质谱分析了5种树苔提取物，鉴定出338种成分。其中，3种树苔提取物共有特征成分为苔色酸乙酯、苔黑酚酸甲酯、赤星衣酸甲酯，2种树苔提取物共有特征成分为苔黑酚酸甲酯。王凯等[6]利用气相色谱-飞行时间质谱分析橡苔精油表明，橡苔精油含有20种挥发性成分，合成橡苔、苔黑酚乙酯等化合物是主要香气成分。

尽管大量挥发性成分已从苔青香料中被鉴定，但关于它们含有的关键香气成分仍然未知。因以，试验以2种苔青香料为研究对象，利用GC-O-MS结合OAV分析关键香气化合物，并进一步剖析香韵构成和研究关键香气化合物与香韵间的相互作用。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

树苔净油和橡苔浸膏（郑州烟草研究院）；2-辛醇（AR，上海阿拉丁试剂有限公司）；食用乙醇（AR，新乡酒精厂）；丁酸乙酯、异戊酸乙酯、戊酸乙酯、己酸乙酯、庚酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯和β-苔黑酚羧酸甲酯（AR，上海美馨化学科技有限公司）。

CP224S型电子天平（感量0.000 1 g，德国Sartorius公司）；7890B-5977B气相色谱-质谱仪（Agilent）；ODP3嗅闻仪（Gerstel）。

1.2 方法

1.2.1 HS-SPME

取1 g样品于顶空瓶中，加入25 μL内标物2-辛醇（25 μg/μL）。纤维头为50/30 μm的DVB/CAR/PDMS。水浴温度80 ℃，平衡时间10 min，萃取时间30 min。萃取结束后，在250 ℃解吸5 min，进行GC-MS分析。

1.2.2 GC-O-MS分析

色谱柱：DB-WAXetr毛细管柱（30 m×250 μm×0.25 μm）；进样口温度250 ℃；载气He；流速1.0 mL/min；进样量1 μL；分流比1∶1。程序升温：以3 ℃/min升温速率从50 ℃加热到250 ℃，并保持10 min。电离方式EI；离子源温度230 ℃；电子能量70 eV；四极杆温度150 ℃；电子倍增器电压1.89 kV；质量扫描范围33~500 amu；扫描方式全扫描；溶剂延迟10.0 min。

GC-O方法：参考Gao等[7]的方法，由6名经验丰富的调香人员进行嗅闻。应用时间强度法，香气强度分为0~9共10个等级。每人对每个样品嗅闻3次，每个化合物的香气强度为6次闻香结果的平均值。

1.2.3 定性与定量

与标准谱库WILEY7、NIST11比对，匹配度大于80，确认为该化合物，采用半定量方法进行定量[8]。

1.2.4 感官分析

采用定量描述分析进行感官评价，评价小组由8名成员组成（4名男性和4名女性），年龄在25~40岁之间。根据ISO 8589（2007）进行培训，对2种香料的感官属性进行评价，10分制打分，每个样品重复3次。

1.2.5 阈值测定

参考Zhu等[9]和姚征民[10]的方法，采用最佳阈值估计法测阈值，比较混合前后，果香重组物阈值变化，研究β-苔黑酚羧酸甲酯和果香重组物的相互作用。混合物实测阈值与理论阈值比值R＞1，掩盖；R＜0.5，协同；R=1，无作用；0.5＜R＜1，加成[11-12]。

1.2.6 数据处理

采用SPSS进行方差分析（ANOVA），当p＜0.05时认为存在显著差异，使用Office 2010绘制图形。

2 结果与讨论

2.1 2种苔青香料的挥发性成分

GC-MS分析结果如表1所示。2种香料共有183种挥发性成分，其中树苔净油和橡苔浸膏分别含有105种和94种化合物，共有成分16种。树苔净油香气化合物总量37 455.89 μg/g，酯类化合物的种类和含量最多，有46种，共29 240.08 μg/g，包括丁酸乙酯、异戊酸乙酯，戊酸乙酯等。橡苔浸膏中香气化合物总量38 331.81 μg/g，萜烯化合物种类最多，有31种，主要包括α-蒎烯、莰烯、柠烯等。

表1 2种苔青香料的挥发性化合物

接表1

2.2 GC-O鉴定2种苔青香料的香气活性成分

GC-O分析结果如表2所示，树苔净油和橡苔浸膏分别含有41种和33种香气活性成分。树苔净油香气强度较大的化合物有异戊酸乙酯（6.0）、2, 4-二甲基苯乙烯（5.9）、β-罗勒烯（5.9）、β-苔黑酚羧酸甲酯（7.0）等。橡苔浸膏香气强度较大的化合物有1, 8-桉叶素（6.0）、芳樟醇（6.1）、异龙脑（6.1）、β-苔黑酚羧酸甲酯（6.5）等。

表2 2种苔青香料的香气活性成分

2.3 OAV法鉴定苔青香料关键香气化合物

OAV分析结果如表1所示。树苔净油OAV＞1的香气成分有40种。其中，OAV＞100的有21种，包括异戊酸乙酯（1.456×104）、己酸乙酯（4 060）、2, 4-二甲基苯乙烯（3 425）、2-甲基辛酸乙酯（2 319）、2-甲基萘（4 211）、甲基萘（2 392）、丁香酚（2 021）、癸酸乙酯（1 433）、β-苔黑酚羧酸甲酯（5 564）等，这些香气成分香气贡献度较大，是树苔净油的关键香气化合物。此外，扁枝衣酸乙酯、苔黑酚羧酸乙酯、赤星衣酸乙酯和柔扁枝衣酸乙酯也被检测到，因阈值未知，无法计算OAV。在之前的研究中[13-14]，它们也被认为是树苔提取物的特征香气化合物。橡苔浸膏OAV＞1的香气成分有29种，其中OAV＞100的有20种，包括α-蒎烯（3 717）、对伞花烃（2 117）、2, 4-二甲基苯乙烯（3 081）、芳樟醇（1.677×104）、异龙脑（3 456）、α-石竹烯（4 071）和β-苔黑酚羧酸甲酯（1 192）等，它们是橡苔浸膏的关键香气化合物，其中β-苔黑酚羧酸甲酯有强烈的橡苔香、木香，与苔黑酚单甲醚质量比3∶1混合，能产生逼真的橡苔香气[15]。此外，赤星衣酸乙酯和柔扁枝衣酸乙酯也在橡苔浸膏中检测到，通常也被认为是橡苔浸膏特征香气成分[6]。

2.4 定量描述分析

感官评价结果图1所示。方差分析表明，2种苔青香料的同种属性间存在显著差异（p＜0.05），差异最大的是药草香，其次是果香、脂肪香和甜香，最后是青香、花香和膏香。树苔净油较橡苔浸膏青香、甜香、花香、膏香和果香更强，药草香和脂肪香要弱。

图1 苔青香料的感官评价结果

2.5 β-苔黑酚羧酸甲酯对果香重组物的感官作用

选择树苔净油中OAV＞1的低碳酯类制成果香重组物，包括丁酸乙脂、异戊酸乙酯、戊酸乙酯、己酸乙酯、庚酸乙酯、辛酸乙酯和癸酸乙酯，各化合物浓度为GC-MS实测值，结果如表3所示。果香重组物和β-苔黑酚羧酸甲酯的阈值分别为0.423 μg/g和0.308 μg/g。混合后，混合物实测阈值0.025 5 μg/g，理论阈值0.731 μg/g，实测阈值与理论阈值比值为0.035（R＜0.5），说明发生了协同作用。

表3 β-苔黑酚羧酸甲酯和果香重组物间的相互作用

3 结论

试验利用分子感官科学的方法阐明了2种苔青香料中的关键香气化合物和香气特征。2种香料共含有183种挥发性成分，共有成分16种。GC-O表明树苔净油和橡苔浸膏分别含有41种和33种香气活性成分。OAV表明，树苔净油有21种关键香气化合物，包括异戊酸乙酯、4-松油烯醇、2-甲基萘、苔黑酚单甲醚、β-苔黑酚羧酸甲酯等。橡苔浸膏有20种关键香气化合物，包括对伞花烃、2, 4-二甲基苯乙烯、芳樟醇、β-苔黑酚羧酸甲酯、β-紫罗酮等。定量描述分析表明树苔净油有较强的青香和甜香，橡苔浸膏有较强的药草和脂肪香。将β-苔黑酚羧酸甲酯加入果香重组物，可产生协同作用，起到柔和果香、提高香气品质的作用。