張沖，李磊，李恩霞，許慧

（山東省分析測試中心，山東 濟(jì)南 250014）

固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法分析草豆寇揮發(fā)性風(fēng)味成分

張沖，李磊，李恩霞，許慧

（山東省分析測試中心，山東 濟(jì)南 250014）

采用頂空固相微萃前處理方法，氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀定性分析了草豆蔻的揮發(fā)性香味成分，討論了萃取時間、萃取溫度對所鑒定出的化合物數(shù)量和百分含量的影響，從而得到了固相微萃取方法的最佳條件：萃取時間30 min，萃取溫度60℃，草豆蔻揮發(fā)成分經(jīng)氣相色譜共分離出47種揮發(fā)性成分，經(jīng)計算機(jī)質(zhì)譜庫（NIST/WILEY）的檢索，共可鑒定出了化合物41種，其中含量較高的且對草豆蔻味貢獻(xiàn)較大的有：茴香腦（48.82%）、肉桂醛（7.335%）、酚類（10.79%）。

草豆蔻；頂空固相微萃取；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用；揮發(fā)性風(fēng)味成分

固相微萃?。⊿PME）是一種可以用于氣體、液體、固體等樣品中各類揮發(fā)性或半揮發(fā)性物質(zhì)的分析技術(shù)［1-15］。發(fā)展至今短短的十幾年時間，已在環(huán)境、生物、工業(yè)、食品、臨床醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的各個方面得到廣泛的應(yīng)用。在發(fā)展過程中，主要涉及到探針的固相涂層材料及涂漬技術(shù)、萃取方法、聯(lián)用技術(shù)的發(fā)展、理論的進(jìn)一步完善和的應(yīng)用等幾個方面。頂空固相微萃取作為一種先進(jìn)的萃取技術(shù)，集合樣品采集、目標(biāo)物萃取、樣品濃縮和進(jìn)樣等過程于一身，能夠簡便和快速地檢測待檢物，整個檢測過程不需要任何溶劑而且具有良好的選擇性和高的靈敏度等特點，常結(jié)合GC - MS聯(lián)用技術(shù)，在食品藥品揮發(fā)性風(fēng)味組分的分析檢測中有著廣泛地應(yīng)用。目前，關(guān)于草豆蔻揮發(fā)油中揮發(fā)性成分的研究已有報道，但未見關(guān)于固相微萃取技術(shù)的研究報道。目前，關(guān)于草豆蔻揮發(fā)油中揮發(fā)性成分的研究已有報道，但未見關(guān)于固相微萃取技術(shù)的研究報道。

草豆蔻（Alpinia katsumadai Hayata）又稱草寇仁等，是姜科山姜屬植物草豆蔻的干燥近成熟種子，其性溫，味辛辣，具有祛寒燥濕、溫胃止嘔的功效。草豆蔻既可以入藥也可作為香料，已在食品烹飪和加工中普遍使用。草豆蔻因含有揮發(fā)油而香氣馥郁，可使肉類菜肴祛腥解膩，芳香可口，進(jìn)而令人食欲大增。因此對于其揮發(fā)性氣味的研究也具有重要意義。

1.　材料與方法

1.1試驗材料與儀器

市售食用草豆蔻；20ml自動頂空瓶（美國Agilent公司制造）；數(shù)顯恒溫水浴鍋（金壇市江南儀器廠）；手動SPME進(jìn)樣器，85μm聚丙烯酸酯（ PA）萃取頭；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀Agilent6890N-5973N，美國Agilent公司制造。

1.2試驗方法

1.2.1樣品處理

先將萃取頭在氣相色譜的進(jìn)樣口老化，老化溫度為220℃。將草豆蔻剪切成小片，取5g迅速放入20mL樣品瓶中，橡膠塞密封。將配有85μm聚丙烯酸酯（ PA）萃取頭插入到樣品瓶中，推出纖維頭，不可使萃取頭碰到樣品，在40℃下吸附萃取30min。隨后抽回纖維頭，從樣品瓶上拔出萃取頭，將其插入氣相色譜儀推出纖維頭，于250 ℃解吸2.0min，之后抽回纖維頭后拔出萃取頭。同時啟動氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀器采集數(shù)據(jù)。

1.2.2試驗條件

色譜條件：HP-5毛細(xì)管色譜柱（30m ×0. 25mm×0. 25μm）；載氣高純氦；不分流，恒壓35kPa ；起始柱溫50℃（2min），以5 ℃/ min 至100 ℃，保留3min；再以10 ℃/ min 至200 ℃，保持10min。進(jìn)樣口溫度與接口溫度均為250 ℃。

質(zhì)譜條件: 離子源溫度230 ℃，電離方式EI，電子能量70ev，燈絲電流150μA，掃描質(zhì)量范圍為29～500amu。

1.2.3定性定量方法

定性：化合物經(jīng)計算機(jī)檢索同時與NIST11 library（107k compunds）和Wiley Library（320k compound，version 6. 0）相匹配。僅報道匹配度和純度大于80（最大值100）的鑒定結(jié)果。

定量：相對百分含量按峰面積歸一化法計算。

2.　結(jié)果與討論

2.1草豆蔻樣品前處理分析條件的優(yōu)化

2.1.1萃取時間的優(yōu)化

為考察萃取時間對草豆蔻揮發(fā)性成分分析的影響，選取了10，20，30，40，50min 5個萃取條件，萃取溫度固定在40℃，GC-MS分析所檢出的揮發(fā)性物質(zhì)數(shù)量如圖1所示。

圖1　相同溫度下不同萃取時間揮發(fā)性物質(zhì)的變化

2.2.2萃取溫度的優(yōu)化

選取在30℃，35℃，40℃，45℃，50℃5個萃取溫度，萃取時間為30min，GC-MS分析所檢出的揮發(fā)性物質(zhì)數(shù)量如圖2所示。

圖2　相同萃取時間不同溫度下?lián)]發(fā)性物質(zhì)的數(shù)量變化

由圖1可知，當(dāng)萃取時間達(dá)到30min時，草豆蔻揮發(fā)性物質(zhì)基本揮發(fā)，隨著時間數(shù)量變化不大，故選取30min為最佳萃取時間；圖2表明萃取溫度達(dá)到40℃時，揮發(fā)物質(zhì)的數(shù)量達(dá)到最大值，溫度繼續(xù)升高其變化不大，綜合兩圖可得到最佳的萃取條件為：40℃溫度下萃取30min。

2.2草豆蔻揮發(fā)性成分色譜

圖3為在萃取溫度為40 ℃、萃取時間為30 min條件下利用頂空固相微萃取-氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)檢測得到的總離子流圖譜。在色譜條件下草豆蔻的揮發(fā)性組分得到了很好分離，且個別組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對較高。對其中匹配度大于80%的揮發(fā)性組分進(jìn)行了質(zhì)譜檢索定性，結(jié)果見表1。

圖3　草豆蔻揮發(fā)性成分總離子流色譜圖

從圖3可以看出，利用HS-SPME法萃取出的揮發(fā)性成分較多而且萃取效果良好；大多數(shù)的揮發(fā)性成分在色譜條件下得到了較好分離，個別成分含量相對較高。

2.3草豆蔻揮發(fā)性成分分析

由表1可知，草豆蔻揮發(fā)成分經(jīng)氣相色譜分析共分離出47種揮發(fā)性成分，經(jīng)機(jī)質(zhì)譜庫（NIST/WILEY）的檢索，共可鑒定出了化合物41種，經(jīng)面積歸一化法分析，其中含量較高的且對草豆蔻味貢獻(xiàn)較大的有：茴香腦（48.82%）、肉桂醛（7.335%）、酚類（10.79%）。

結(jié)果分析

表2顯示，草豆蔻揮發(fā)性風(fēng)味中茴香腦含量最高。

2.4檢出各類化合物對香味的貢獻(xiàn)

草豆蔻具有特殊的香味，通過對其成分分析可知，其香氣主要來自其主成分茴香腦。

3.　結(jié)論

（1）本文考察了固相微萃取時間、萃取溫度對氣相-質(zhì)譜聯(lián)用分析檢出的中藥草豆蔻揮發(fā)性物質(zhì)的數(shù)量，找到優(yōu)化的前處理固相微萃取條件為：萃取時間30min，萃取溫度40℃。

（2）通過頂空固相微萃取與氣-質(zhì)聯(lián)用分析草豆蔻揮發(fā)性成分，共檢出47種揮發(fā)性物質(zhì)，其中對草豆蔻風(fēng)味貢獻(xiàn)較大的化合物是茴香腦（48.82%）、肉桂醛（7.335%）、酚類（10.79%）。

表1　草豆蔻揮發(fā)性各成分及百分含量

表2　各類物質(zhì)的所占百分比總匯表

［1］ 趙亭亭，李霞，李磊，等. 中藥材良姜揮發(fā)性組分分析［J］. 濟(jì)南大學(xué)（自然科學(xué)版），2012，26（3）: 271-275.

［2］ 楊學(xué)雨，王仲鵬，李霞，等. 快速分析香料檳榔片的揮發(fā)性組分［J］. 濟(jì)南大學(xué)（自然科學(xué)版），2012，26（3）: 236-240.

［3］ 周江菊. 頂空固相微萃取氣質(zhì)聯(lián)用分析大蒜揮發(fā)性風(fēng)味成分［J］. 中國調(diào)味品，2010，35（9）: 95-99.

［4］ 趙峰，王少敏，高華君，等. 頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用分析紅富士蘋果中的芳香物質(zhì)［J］. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2006，37（2）: 181-184.

［5］ 彌宏，曲莉莉，任玉林. 超臨界萃取中藥白芷的化學(xué)成分的氣相色譜-質(zhì)譜分析［J］. 分析化學(xué)研究簡報，2005，33（3）: 366-370.

［6］ Guillost S，Peytavi L，Bureau S，et al. Aroma characterization of various apricot varities using headspace-solid phase microextraction combined with gas chromatography-mass spectrometry and gas chromatography-olfactometry［J］. Food Chemistry，2006，96（1）:147-155.

［7］ 劉源，周光宏，徐幸蓮. 固相微萃取及其在食品分析中的應(yīng)用［J］. 食品與發(fā)酵工業(yè)，2003，29（7）: 83-87.

［8］ Segovia M L，Bouzas B A，Campings F，et al. Improving detection limits for organotin compounds inseveral matrix water samples by derivatization-headspace-solidphasemicroextraction and GC-MS［J］. Talanta，2010，80（5）: 1888-1893.

［9］ 李英，王樓明，張琛，等. 固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜法測定水中雙酚A［J］. 質(zhì)譜學(xué)報，2005，26（1）: 18-21.

［10］ 王海濱，徐驊，李蕓. 固相微萃取技術(shù)及其應(yīng)用現(xiàn)狀綜述［J］.上海環(huán)境科學(xué)，2006，25（6）: 260-262.

［11］ 郭瑩瑩，趙鴻雁，乙小娟. 頂空固相微萃取- 氣相色譜-質(zhì)譜法測定食用植物油中揮發(fā)性有機(jī)物［J］. 理化檢驗（ 化學(xué)分冊），2011，47（ 5）: 550- 554.

［12］ 張義，高蓓，徐玉娟，等. 頂空固相微萃取- 氣質(zhì)聯(lián)用方法分析龍眼中的揮發(fā)性化合物［J］. 食品科學(xué)，2010，31（ 16）: 156-160.

［13］ 李潤巖，原現(xiàn)瑞，李揮，等. 頂空固相微萃取- 氣質(zhì)聯(lián)用快速測定草莓中5 種有機(jī)磷農(nóng)藥［J］. 食品科學(xué)，2009，30（ 14）: 191-193.

［14］ 張俊花，張洪林. 固相微萃取- 氣相色譜在水中有機(jī)污染物測定中的應(yīng)用［J］. 中國環(huán)境監(jiān)測，2011，27（ 4）: 41-44.

［15］ 秦金平，高俊偉，徐春祥，等. 固相微萃取- 氣相色譜法測定食品包裝材料中殘留有機(jī)溶劑［J］. 理化檢驗-化學(xué)分冊，2010，46（ 3）: 260-265.

Analysis of Volatile Flavors of Alpinia Katsumadai by Solid Phase Microextraction combined with Gas Chromatography - Mass Spectrometry

Chong Zhang，Lei Li，Enxiang Li，Hui Xu
（Shandong Analysis and Test Center，Jinan 250014，China）

In this work，volatile flavors of Alpinia Katsumadai were analyzed by HS-SPME coupling with GC-MS. Effect of extraction time and temperature on the number of identified compounds and total mass fraction were discussed for the optimal SPME conditions: extraction time 30 min，extraction temperature 60℃. 47 kinds of volatile components were detected by GC-MS with good chromatographic separation，41 of which could be identified. The main components was Benzene，1-methoxy-4-（1-propenyl）（48.82%）and other ingredients with higher levels were cinnamaldehyde（7.335%），and phenol（10.793%），etc.

Alpinia Katsumadai；HS-SPME；GC-MS；Volatile flavor components

Q65 ［Document Code］ A

10. 11967/ 2016140408

Q65

ADOI: 10. 11967/ 2016140408

山東省自然科學(xué)基金（ZR201213Q009）。

單位名稱：山東省分析測試中心 。

張沖，（1981-），女，山東淄博人，實驗師。

聯(lián)系方式：0531-82605345 zhangch@sdatc.com.cn。