(廣東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，廣州 510385)

桂花屬木犀科木犀屬,是我國特有的常綠闊葉灌木或小喬木經(jīng)濟樹種，主要分布于廣西、江蘇、浙江、湖南、湖北等地[1]。桂花香精廣泛應(yīng)用于食品、化妝品、香皂香精，也可用于酒用香精及煙用香精中，是我國特產(chǎn)的天然香料之一[2]。桂花香精香氣幽雅濃郁而留長，具有幽清香韻的甜清花香，以紫羅蘭酮類的柔甜為主，兼帶玫瑰的清甜和醇甜。

在桂花凈油或精油香氣成分的研究方面，施婷婷等[3]綜述了桂花花朵香氣成分的研究進展，包括桂花花朵香氣成分的物質(zhì)種類、影響因素、提取與分析方法等，并綜述了桂花花朵香氣成分的提取與分析方法主要有：水蒸氣蒸餾法、揮發(fā)性有機溶劑萃取法、動態(tài)頂空法、超臨界萃取法、固相微萃取法以及活性炭吸附絲吸附法等；麥秋君[4]采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析了桂花凈油的香氣成分，共鑒定出35種香味成分，主要包括順式芳樟醇氧化物、反式芳樟醇氧化物、茶香螺烷B、茶香螺烷A、芳樟醇、芳樟醇環(huán)氧化物、β-二氫紫羅蘭酮、β-紫羅蘭酮、棕櫚酸、棕櫚酸乙酯、亞油酸、亞麻酸、亞油酸乙酯、亞麻酸乙酯等特征成分；徐繼明等[5]用水蒸汽蒸餾法對江蘇產(chǎn)桂花精油進行了提取，并用GC-MS 聯(lián)用儀對其有效成分進行了測定，鑒定的香味成分主要是萜烯、醇類、氧化芳樟醇類、5-己基二氫呋喃-2-酮、紫羅蘭酮類、鄰苯二甲酸酯類等；張堅[6]以干銀桂為原料，采用微波-同時蒸餾萃取和超臨界萃取兩種方法進行桂花精油的提取，分析精油的成分及其相對百分含量，并與固相微萃取中的揮發(fā)性成分相比較，并確定了精油的主要芳香成分。固相微萃取結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(SPME-GC/MS)是分析精油或凈油中揮發(fā)性香味成分的有效手段。

熱裂解-氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)可有效模擬燃燒產(chǎn)物的分析，已廣泛應(yīng)用于香精香料、煙用輔料及煙絲等樣品的模擬燃燒產(chǎn)物的揮發(fā)性成分鑒定與半定量測定[7-10]。桂花凈油作為卷煙煙絲配方設(shè)計中常用的煙用香精之一，其參與燃燒裂解后揮發(fā)性成分的組成情況是配方人員需了解掌握的，以便于調(diào)整配方設(shè)計。桂花凈油的熱裂解產(chǎn)物揮發(fā)性成分分析研究的文獻較少，本實驗采用在線裂解-冷肼捕集-氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用法分析桂花凈油熱裂解揮發(fā)性成分，旨為桂花凈油的應(yīng)用提供理論數(shù)據(jù)支撐。

1 實驗部分

1.1 儀器、試劑與材料

儀器：氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國Agilent公司，7890A-5975C)；CDS 5250T熱裂解儀(美國CDS公司)；分析天平(感量0.0001 g，瑞士METTLER TOLEDO公司)。

試劑：無水乙醇、正己烷、甲醇(分析純，德國Merck公司)；高純氦氣(純度>99.999%)、液氮、氮氧混合氣(氧氣占9%)(佛山科的氣體化工有限公司)。

材料：桂花凈油(廣東中煙提供)。

1.2 試驗方法1.2.1 熱裂解條件

熱裂解測試條件[7,10]：

使用微量注射器準(zhǔn)確吸取2 μL桂花凈油注入載有石英棉的石英裂解管內(nèi)，在氮氧混合氣(氧氣占9%)氛圍下進行熱裂解。裂解升溫程序：初始溫度300℃(保持5 s)，以30℃/s的速率升至900 ℃，保持5 s；載氣流量：70 mL/min；冷阱(液氮制冷)：捕集溫度：-60 ℃；冷阱進樣條件：在5 min內(nèi)由-60 ℃升至280℃。

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀條件：

a)色譜柱：DB-5MS彈性毛細管柱；規(guī)格，30m(長度)×0.25mm(內(nèi)徑)×0.25μm(膜厚)；升溫程序：初始溫度40 ℃，保持3 min，以10 ℃/min的速率升至240 ℃，再以20 ℃/min的速率升至280℃，保持15 min；分流比：100∶1；質(zhì)譜傳輸線溫度：280 ℃；離子源溫度：230 ℃；四極桿溫度：150℃；質(zhì)量掃描范圍： 29～450a.m.u；溶劑延遲時間：3 min。

1.2.2 桂花凈油成分分析

使用微量注射器準(zhǔn)確吸取2 μL桂花凈油注入氣相色譜儀進樣口，按1.2.1中氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀條件進行分析，采用NIST 2008 和WILEY07標(biāo)準(zhǔn)譜庫檢索定性，采用峰面積歸一化法半定量。

1.2.3 熱裂解產(chǎn)物定性及半定量分析

熱裂解產(chǎn)物應(yīng)用質(zhì)譜譜庫進行檢索定性，采用RTE積分方式，峰面積歸一化百分含量半定量計算。

2 結(jié)果與討論

2.1 桂花凈油成分分析結(jié)果

根據(jù)GC/MS分析得出桂花凈油成分響應(yīng)總離子流色譜圖(圖1)，結(jié)合NIST 2008和WILEY07標(biāo)準(zhǔn)譜庫檢索定性及響應(yīng)峰面積歸一化百分比含量得出桂花凈油成分定性半定量結(jié)果(表1)。

由表1可知，桂花凈油主要成分包括順式芳樟醇氧化物、反式芳樟醇氧化物、芳樟醇、芳樟醇環(huán)氧化物、香葉醇、茶香螺烷A、茶香螺烷B、對甲氧基苯乙醇、β-二氫紫羅蘭酮、β-二氫紫羅蘭醇、γ-癸內(nèi)酯、β-紫羅蘭酮、3-氧代-α-紫羅蘭醇、4-羥基-β-紫羅蘭酮、3-氧代-β-二氫紫羅蘭酮、3-氧代-α-二氫紫羅蘭酮、3-氧代-β-二氫紫羅蘭醇、棕櫚酸、棕櫚酸乙酯、亞油酸、亞麻酸、亞油酸乙酯、亞麻酸乙酯等成分，其中順式芳樟醇氧化物、反式芳樟醇氧化物、芳樟醇、芳樟醇環(huán)氧化物等成分具有典型的花香香氣，香氣清新飄逸并有淡弱的柑橘類果香韻調(diào)；茶香螺烷具有松木樣木香、薄荷腦樣氣息，并有微弱的涼香香氣；β-二氫紫羅蘭酮、β-二氫紫羅蘭醇、β-紫羅蘭酮、3-氧代-α-紫羅蘭醇、4-羥基-β-紫羅蘭酮、3-氧代-β-二氫紫羅蘭酮、3-氧代-α-二氫紫羅蘭酮、3-氧代-β-二氫紫羅蘭醇等成分具有紫羅蘭花香氣，并有木香香韻，香氣清甜濃郁；γ-癸內(nèi)酯具有令人愉快的桃子特征香氣，濃度低時還有奶油樣香氣；棕櫚酸、棕櫚酸乙酯、亞油酸、亞麻酸、亞油酸乙酯、亞麻酸乙酯等高級脂肪酸及其酯類具有微弱的蠟質(zhì)的甜的花果香香氣。以上主要成分共同構(gòu)成桂花凈油特征香氣味。

圖1 桂花凈油總離子流色譜圖

序號保留時間裂解化合物名稱CAS號百分含量(%)18.75己酸142-62-10.0729.19己酸乙酯123-66-00.06310.50順式芳樟醇氧化物34995-77-21.77410.77反式芳樟醇氧化物5989-33-31.86510.96芳樟醇78-70-60.75611.18苯乙醇60-12-80.35711.95對乙基苯酚123-07-90.67812.12芳樟醇環(huán)氧化物14049-11-70.73912.18芳樟醇環(huán)氧化物14049-11-71.121012.52α-松油醇98-55-50.111113.28香葉醇106-24-10.531213.43壬酸112-05-00.101313.654-乙基愈創(chuàng)木酚2785-89-90.111413.91壬酸乙酯123-29-50.091514.11茶香螺烷B36431-72-80.57

續(xù)表1

2.2 桂花凈油熱裂解產(chǎn)物分析

根據(jù)Py-GC/MS分析得出桂花凈油熱烈解產(chǎn)物成分響應(yīng)總離子流色譜圖(圖2)，結(jié)合NIST 2008和WILEY 07標(biāo)準(zhǔn)譜庫檢索定性及響應(yīng)峰面積歸一化百分比含量得出桂花凈油熱裂解產(chǎn)物主要成分定性半定量結(jié)果(表2)。

圖2 桂花凈油熱裂解產(chǎn)物總離子流色譜圖

由表2可知，桂花凈油熱裂解產(chǎn)物主要揮發(fā)性成分包括順式芳樟醇氧化物、反式芳樟醇氧化物、芳樟醇、芳樟醇環(huán)氧化物、香葉醇、茶香螺烷A、茶香螺烷B、對甲氧基苯乙醇、β-二氫紫羅蘭酮、β-二氫紫羅蘭醇、γ-癸內(nèi)酯、β-紫羅蘭酮、3-氧代-α-紫羅蘭醇、4-羥基-β-紫羅蘭酮、3-氧代-β-二氫紫羅蘭酮、3-氧代-α-二氫紫羅蘭酮、3-氧代-β-二氫紫羅蘭醇、棕櫚酸、棕櫚酸乙酯、亞油酸、亞麻酸、亞油酸乙酯、亞麻酸乙酯等桂花凈油原有特征香味成分，這些成分可能在熱裂解測試中發(fā)生原形轉(zhuǎn)移。熱裂解測試與桂花凈油原有成分總離子流色譜圖中最大的區(qū)別是原有成分中含量很高的高級脂肪酸棕櫚酸與亞麻酸在熱裂解測試產(chǎn)物中的含量極低或未檢出，表明這兩種成分可能發(fā)生了熱裂解或轉(zhuǎn)化生成了其它成分。同時，在熱裂解產(chǎn)物主要揮發(fā)性成分中發(fā)現(xiàn)有正己醛、正庚醛、對甲氧基苯乙烯、對丙基苯甲醚、2,6-Dimethyl-1,7-octadien-3,6-diol、Ethyl 9-oxononanoate等成分，可能為熱裂解轉(zhuǎn)化而來。

表2 桂花凈油熱裂解主要產(chǎn)物成分及半定量結(jié)果

續(xù)表2

續(xù)表2

2.3 方法重復(fù)性評價

根據(jù)上述Py-GC/MS方法，分別取5份桂花凈油樣品進樣分析，以考察本方法的重復(fù)性，選取熱裂解產(chǎn)物中涵蓋低、中、高含量的9種主要揮發(fā)性成分進行計算，結(jié)果見表3。

表3 桂花凈油熱裂解測試重復(fù)性評價結(jié)果

由表3可知，5次平行實驗條件下，含量在1%以下的揮發(fā)性成分重復(fù)性RSD小于20%，含量在1～10%之間的揮發(fā)性成分的重復(fù)性RSD為2.66～7.22%，含量在大于10%的揮發(fā)性成分重復(fù)性RSD小于5%。因此，本方法滿足桂花凈油熱裂解產(chǎn)物主要揮發(fā)性成分的分析測試要求。

3 結(jié)論

本實驗采用在線熱裂解-冷肼捕集-氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)分析了桂花凈油熱裂解產(chǎn)物中主要揮發(fā)性成分，從桂花凈油熱裂解產(chǎn)物中共鑒定并半定量了46種主要揮發(fā)性成分，主要包括順式芳樟醇氧化物、反式芳樟醇氧化物、芳樟醇、芳樟醇環(huán)氧化物、香葉醇、茶香螺烷A、茶香螺烷B、對甲氧基苯乙醇、β-二氫紫羅蘭酮、β-二氫紫羅蘭醇、γ-癸內(nèi)酯、β-紫羅蘭酮、3-氧代-α-紫羅蘭醇、4-羥基-β-紫羅蘭酮、3-氧代-β-二氫紫羅蘭酮、3-氧代-α-二氫紫羅蘭酮、3-氧代-β-二氫紫羅蘭醇、棕櫚酸、棕櫚酸乙酯、亞油酸、亞麻酸、亞油酸乙酯、亞麻酸乙酯等桂花凈油原有特征香味成分，這些成分可能在熱裂解測試中發(fā)生原形轉(zhuǎn)移，而原有成分中含量很高的高級脂肪酸棕櫚酸與亞麻酸在熱裂解測試中可能發(fā)生了熱裂解或轉(zhuǎn)化生成了其它成分。本方法重復(fù)性較好，可滿足桂花凈油熱裂解產(chǎn)物主要揮發(fā)性成分的分析測試要求。