粘稠狀香原料的氣質聯用分析研究

天然提取的粘稠狀香原料由于含有蠟質，所以多數品種在常溫下呈半固態或較粘稠的液態，也就是通常我們所說的浸膏，如香茹浸膏、甘草浸膏、桂花浸膏等，這些粘稠狀香原料的成分十分復雜，一般由數十種具有揮發性的化合物組成，其中的微小變化也許能使對整體的香味產生較大的改變[1-4]。 
　　氣質聯用（GC-MS）方法作為香精香料分析檢測的常用方法，可同時對復雜組分進行定性和定量分析。采用GC-MS的指紋圖譜對照法，通過樣品和標樣的圖譜對照可以檢驗不同批次香精的質量狀況[7-8]。 
　　1 材料與方法 
　　1.1 材料與儀器 
　　香原料，由廣東中煙公司提供。丙酮，乙酸乙酯、乙二醇、丙二醇、二氯甲烷、正己烷，乙醇，二甲亞砜。6890 N氣相色譜/5973N質譜聯用儀，CP 224S型電子天平，HY-5回旋振蕩器。 
　　1.2 前處理條件 
　　取1.0 g樣品加入1.25 mL溶劑，聲振蕩10 min，靜置，用0.45 μm膜過濾后，取澄清溶液在GC-MS中進樣檢測。 
　　1.3 GC-MS測試條件 
　　色譜條件：色譜柱FFAP石英毛細管柱，進樣口溫度250 ℃，柱溫60 ℃保持4 min，以4℃/min速率升至230 ℃，恒溫10 min。后運行230 ℃，保持15 min。載氣為氦氣，流速1.2 mL/min;分流進樣，分流比20∶1，進樣量1.0 μL。 
　　質譜條件：電子轟擊離子源，電離電壓70 eV，傳輸線溫度230 ℃，離子源溫度230 ℃，檢測器在18.00～22.00 min關閉。掃描方式為全掃描。對檢測結果使用NIST數據庫檢索。 
　　2 結果與討論 
　　2.1 溶劑選擇 
　　通過采用乙醇、丙酮、乙酸乙酯、丙二醇、二氯甲烷、正己烷.其溶解后的效果如圖1所示。由圖1可看出：加入乙醇，聲后溶液呈淺黃色，樣品部分溶解，有沉淀;加入丙酮，大部分不溶解，溶液渾濁;加入乙酸乙酯，大部分不溶解，有明顯沉淀，上層清液呈黃色;加入丙二醇，聲后為懸濁液，靜置后分層，上層略顯澄清，下層渾濁;加入二氯甲烷或正己烷，基本不溶解，上下分層，二氯甲烷層或正己烷層基本無色由此可知水、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、丙二醇、二氯甲烷和正己烷等七種常規溶劑均無法較好溶解待測香原料。 
　　為了更好地說明各種溶劑對浸膏的溶解情況，將溶解將清液用GC-FID檢測。由于各種溶劑沸點、極性等性質不同，GC分析中溶劑出峰時間皆不相同。對不同溶劑的溶解在用香原料的溶液進行GC-FID分析，得到在用香原料溶解在不同溶劑的FID圖，如圖2所示，對比分析譜圖，比較不同溶劑對*類香原料的實際萃取效果，篩選效果較好的再進行GC-MS檢測。根據GC-FID分析得出，乙醇、二氯甲烷、丙酮、正己烷、乙酸乙酯、丙二醇溶解的樣品的譜圖沒有或只有很少的特征峰，萃取效果皆不佳，其FID圖無法真實反映浸膏組成。圖3在不同比例的DMSO的溶解實驗的效果圖。 
　　經過實驗，選擇二甲亞砜對樣品進行溶解，可以較好的溶解待測樣品，得到澄清透明的黃棕色溶液，見圖3。所以，終選擇低毒性的二甲亞砜（DMSO）對待測樣品進行溶解試驗。 
　　2.2 不同稀釋比例的影響 
　　取1.0 g待測香原料，分別加入1.00mL、1.25mL、1.50mL二甲亞砜作為溶劑，經聲后發現：當采用1∶1比例時，待測香原料無法*溶解在溶劑中。采用1.00∶1.25與1.00∶2.50時，均可得到澄清透明溶液。把后兩種濃度的溶液在GC-MS中進行檢測，總離子流圖如圖2所示。從圖4可看出，隨著溶劑用量的增加，樣品的濃度降低，同樣的進樣量得到的譜圖盡管出峰數相同，但0.40 g/mL樣品的峰高低于0.80 g/mL，但從峰形上看，較低濃度的樣品損失了細節。 
　　2.3 升溫速率的優化 
　　色譜柱FFAP石英毛細管柱的耐受穩定一般到230 ℃，因此，常規方法一般以10 ℃/min速率升至230 ℃，但在此種條件下，由于香原料中包含的物質太多，過快的升溫速率會導致色譜峰無法很好的分離。因此，分別以4 ℃/min、6 ℃/min、8 ℃/min和10 ℃/min的升溫速率進行檢測，結果見圖5。由10℃開始逐步遞減升溫速率，到4 ℃/min時，物質峰能基本分離，以A組峰與B組峰為例，A組峰的呋喃酮與2-羥基-2-環戊烯-1-酮，B組峰的香草醛與α-1，2二羥基乙基呋喃需要在4℃/min的升溫速率下才能分離。為了分析時間不會過長，不再減低升溫速率，選定升溫速率為4℃/min。 
　　2.4 不同分流比的影響 
　　為平衡香精中小峰物質的檢出靈敏度以及進樣量大小對溶劑殘留的影響，需要調整優化分流比，分別選取分流比為50∶1、30∶1、20∶1、10∶1，進行GC-MS分析。對比不同分流比的TIC圖如圖6，分流比為50∶1與30∶1時，由于進入色譜柱內的樣品量太少，譜圖中的物質峰太小。 
　　2.5 檢測器關閉時間的確定 
　　由于二甲亞砜的沸點較高，溶劑的出峰時間靠后，難以通過常規的手段（如溶劑延時等）來減少溶劑對燈絲的損傷，以及對測試譜圖的影響。需要采用分時段關閉與開啟檢測器的方法來克服這一問題。把純溶劑二甲亞砜直接進樣，分流比50∶1，出峰時間為16.80～20.20 min。由于對待測樣品進行分析時所采用的分流比為20∶1，溶劑峰的峰寬會隨著溶劑進樣量的加大而展開，并且推遲出峰，因此檢測器的關閉時間設定為17.50～22.00 min。 
　　2.6 香氣成分分析 
　　GC-MS分析得到的總離子流圖見圖3。通過對各色譜峰進行計算機譜庫檢索，鑒定的化合物。鑒定出匹配度≥80的風味物質成分33個，其中烴類6種，酮類9種，醇類8種，酯類7種，醛類5種及雜環類3種。進行不同批次香原料的質量檢驗時，采用GC-MS指紋圖譜對照法，通過對比新樣品和標樣的之間香氣物質的色譜峰數量與相對含量，達到香原料質量控制的目的。 
　　3 結論 
　　通過詳細研究不同溶劑對待測粘稠膏狀香原料的溶解性能，確定佳溶劑為二甲亞砜，適稀釋比為1.00∶1.25，通過對分析條件的優化得到的佳分離條件為：色譜升溫速率為4 ℃/min，分流比為20∶1，檢測器的關閉時間設定為17.50～22.00 min。建立了一種針對粘稠香原料直接檢測的方法，該方法具有操作快速、方便、簡單等優點，可作為企業進行大批量香原料質量監控方法。