主题：【第十届原创】GCMS分析云南玫瑰鲜花饼的香气成分

GCMS分析云南玫瑰鲜花饼的香气成分

前  言
    鲜花饼是以云南特有的食用玫瑰花入料的酥饼，是具有云南特色的云南经典点心代表。鲜花饼具有花香沁心、甜而不腻、养颜美容的特点，深受人们的喜欢。鲜花饼也是中国四大月饼流派滇式月饼的经典代表之一。也是古代的宫廷御点。大家也许想知道里面是什么香气组分带来甜韵玫瑰花香呢？看看本文解密玫瑰鲜花饼香气之谜。
本文采用顶空固相微萃取-气相色谱质谱法分析鉴定的云南玫瑰鲜花饼香气物质。利用Amdis质谱解卷积软件识别拆分共流出色谱峰，得到更纯净的质谱图，更利于质谱检索。并结合保留指数校正使质谱检索结果更为准确。
1试验部分
1.1 仪器与装置
美国安捷伦6890N/5975C气相色谱-质谱联用仪，带有德国Gerstel的MPS2多功能自动
进样系统（可以进行全自动固相微萃取操作），带FID检测器，同时带德国Gerstel毛细管柱分流装置。
固相微萃取萃取头采用DVB/CAR/PDMS，65μm, 2cm(美国Supelco公司)。
1.2样品和标样
样品：购买于云南大理（已经常温存放10天）。


图1 样品实物（饼本身是很圆的，在途中受压而变形）
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图2 网络照片（注：实际玫瑰鲜花饼皮更薄，馅料足，颜色稍深一点）
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香气化合物标准品均来自Sigma-Aldrich等主要试剂公司，少数为实验室内部精制标样。C6-C30正构烷混合标准物来自安谱公司。
1.3GC/MS条件
1.3.1 色谱条件:
色谱柱：安捷伦HP-Innowax (60m×0. 25 mm ( i.d.)×0.25μm)毛细管柱；
升温程序： 40℃保持2 min，以5 ℃/min升至250℃，保持26 min；
载气（He, 纯度99.999%以上）流速1.8mL/min;
进样口温度250℃，分流进样，分流比1:1;
检测器：FID，氢气：30ml/min, 空气：350ml/min,尾吹：30ml/min N2, 温度：270℃。
1.3.2质谱条件:
电子轰击（EI）离子源；电子能量70eV；传输线温度280℃；离子源温度230℃；四级
杆温度150℃。SCAN扫描范围：29-400。
增益电子倍增EMV: 1306V (增益因子Gain Factor=1，原EMV=1200V，适当提高检测灵敏度)
1.4样品的提取处理及分析方法
样品的提取处理
因为样品为固体，无法直接进样，本文采取SPME（固相微萃取）法提取香气香味成分。
鲜花饼的主要香气来自玫瑰馅料，掰开玫瑰鲜花饼，取出2g玫瑰花陷部分于20ml顶空瓶中。置于全自动固相微萃取的进样装置。平衡时间：10min, 提取温度：60度，提取时间：40min，解析温度：250度，解析时间1min。萃取头：DVB/CAR/PDMS，65μm,2cm。

图3. 20ml顶空瓶中的样品
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在分析样品前，和样品分析完全相同的条件下，用0.05%的C6-C26的正构烷标样注射到GCMS，获得正构烷的保留时间，用于计算保留指数。分析样品后，用软件计算样品各个组分的保留指数，并和标样的保留指数对比来，结合质谱来定性。事先也用同样方法测定标样的保留指数备用。
2 结果与讨论
2.1 实验结果
用固相微萃取处理玫瑰鲜花饼样品，简单方便，灵敏度高，有利于香气化合物的提取。
固相微萃取的萃取头在进样口自动经过解析后，进入GC进行分离。用一根毛细管通过分流器分流后分别进入MSD和FID。这样一次同时得到总离子色谱图TIC和FID色谱图两个结果，方便定性和定量。即用GC-MS的TIC定性，GC-FID定量。同时得到TIC和FID的色谱图（见图4 TIC）：

图4 玫瑰鲜花饼香气的总离子色谱图（TIC）

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2.2数据处理：
先用Amdis质谱数据解卷积处理质谱数据，减少本底干扰，对共流出峰拆分，提取出大峰下面的峰或隐藏在里面的色谱峰。同时用Amdis的MSL质谱数据库和工作站的PBM（L）质谱数据库检索，并结合保留指数来鉴定峰。所有保留指数均由标准样品测定。极少数没有保留指数的化合物，参照其它资料和以往的经验，在保证良好匹配度的情况下确认。用MS定性鉴定香气化合物，用GC-FID色谱图的面积归一化法来计算相对含量。
例如，月桂烯和来至萃取头的降解硅氧烷化合物重叠在一起，delta-cadinene和萃取头的干扰物在一起，geraniol和capronic acid重合，苯乙醇和BHT重合等，都是利用amdis来进行拆分解卷积处理。

图5. Amdis拆分苯乙醇和BHT的示例
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2.3玫瑰鲜花饼香气成分

表 玫瑰鲜花饼香气成分表

No	名称Name	RT	相对比例（%）
1	1,3-Butadiene,  2-methyl-	4.053	0.050
2	METHANOL	6.276	0.188
3	METHYLBUTYRALDEHYDE,  2-	6.656	0.010
4	ISOVALERALDEHYDE 异戊醛	6.750	0.018
5	ALCOHOL	7.067	13.640
6	PENTANONE, 2-	8.228	0.057
7	PINENE, ALPHA- 甲位蒎稀	9.364	0.011
8	Decane, 3,7-dimethyl-	9.759	0.110
9	ETHYL BUTYRATE	9.918	0.074
10	CYCLOHEPTATRIENE	10.081	0.037
11	PROPYL  2-METHYLBUTYRATE, ISO-	10.249	0.011
12	Decane, 3,7-dimethyl-	11.358	0.094
13	ALDEHYDE C 6	11.513	0.166
14	Decane,  2,3,7-trimethyl-	11.596	0.049
15	ISOBUTANOL	11.840	0.061
16	Undecane, 4-methyl-	11.970	0.023
17	MYRCENE	14.627	0.136
18	AMYL ACETATE	15.100	0.011
19	TERPINENE, ALPHA-	15.252	0.017
20	HEPTANONE, 2	15.488	0.116
21	ALDEHYDE C 7	15.616	0.058
22	LIMONENE 柠稀	16.064	0.176
23	METHYL THIOBUTYRATE	16.173	0.089
24	ISOAMYL ALCOHOL	16.440	0.282
25	HEXENAL, 2E-	17.077	0.045
26	PENTYL FURAN-2	17.566	0.080
27	ETHYL CAPRONATE	17.674	0.135
28	Hexadecane,  2,6,10,14-tetramethyl-	18.050	0.053
29	ALCOHOL C 5	18.279	0.141
30	OCIMENE E-BETA	18.432	0.116
31	STYRENE	18.769	0.024
32	METHYLPYRAZINE, 2-	19.107	0.061
33	CYMENE, P-	19.273	0.024
34	HEXYL ACETATE	19.367	0.216
35	TERPINOLENE	19.770	0.034
36	OCTANONE, 2-	19.927	0.014
37	ACETYL METHYL  CARBINOL	20.026	0.681
38	ALDEHYDE C 8	20.119	0.048
39	TRIDECANE	20.378	0.031
40	PROPANOL, 2-OXO-	20.710	0.022
41	HEXENYL ACETATE, 3Z-	21.340	0.272
42	DIMETHYLPYRAZINE,  2,5-	21.531	0.070
43	HEPTENAL, 2E-	21.682	0.050
44	DIMETHYLPYRAZINE,  2,6-	21.791	0.036
45	HEXENYL ACETATE, 2E-	22.071	0.045
46	METHYL HEPTENONE,  6,5,2-	22.245	0.130
47	ETHYL LACTATE	22.464	0.130
48	DIMETHYLPYRAZINE,  2,3-	22.586	0.023
49	ALCOHOL C 6	22.771	1.645
50	ROSEOXIDE, CIS- 顺式玫瑰醚	22.855	0.409
51	HEXENOL, 3Z-	23.262	0.029
52	ROSEOXIDE, TRANS- 反式玫瑰醚	23.505	0.163
53	HEXENOL, 3Z-	24.173	0.804
54	NONANONE, 2-	24.462	0.061
55	ALDEHYDE C 9	24.674	0.374
56	HEXENOL, 2Z-	25.098	0.168
57	CYCLOPENTENE,  3-ETHYL-2-FORMYL-	25.697	0.020
58	PERILLEN	25.784	0.040
59	OCTENAL, 2E-	26.239	0.045
60	ETHYL CAPRYLATE	26.392	0.066
61	LINALOOLOXIDE	26.713	0.050
62	ACETIC ACID	27.171	0.852
63	HEPTEN-2-OL,  6-METHYL-5-	27.507	0.069
64	MENTHONE	27.662	0.063
65	FURFURAL	27.790	0.437
66	NEROLOXIDE	27.931	0.197
67	CITRONELLAL	28.333	0.029
68	ISOOCTANOL	28.615	0.054
69	ISOMENTHONE	28.845	0.108
70	BENZALDEHYDE	30.270	0.772
71	ETHYL PELARGONATE	30.622	0.292
72	THEASPIRANE B	30.796	0.080
73	LINALOOL	31.027	0.309
74	ALCOHOL C 8	31.385	0.055
75	ISOBUTYRIC ACID	31.971	0.057
76	ELEMENE, BETA-	32.831	0.129
77	CARYOPHYLLENE	33.128	0.136
78	GUAJENE, CIS-GAMMA-	33.467	0.033
79	ETHYL LEVULINATE	33.683	0.047
80	SOLUTOL A	33.922	0.053
81	CITRONELLYL FORMATE	34.036	0.050
82	BUTYRIC ACID	34.329	0.399
83	BUTYROLACTONE, GAMMA-	34.535	0.110
84	ETHYL CAPRINATE	34.701	0.050
85	PHENYLACETALDEHYDE	35.071	1.250
86	DIHYDRO CITRONELLOL	35.526	0.298
87	CITRONELLYL ACETATE	35.608	0.228
88	METHYLBUTYRIC ACID,  2-	35.960	0.146
89	NERAL	36.437	0.294
90	GERMACRENE D	36.667	0.038
91	METHYL  GERANIATE-TRANS-	36.922	0.234
92	Borneol	37.120	0.017
93	CAPROLACTONE, GAMMA-	37.327	0.057
94	NERYL ACETATE	38.052	0.117
95	GERANIAL	38.338	0.405
96	VALERIC ACID	38.487	0.135
97	NAPHTHALENE	38.739	0.063
98	FARNESENE,  3E,6E-ALPHA-	38.880	0.018
99	CADINENE, DELTA	39.183	0.087
100	CITRONELLOL 香茅醇	39.472	7.348
101	HEXENYL LACTATE,  3Z-	39.905	0.270
102	NEROL 橙花醇	40.741	3.787
103	HEPTALACTONE, GAMMA-	41.045	0.093
104	PHENYLETHYL ALCOHOL,  1-	41.239	0.118
105	PHENYLETHYL ACETATE,  2-	41.442	0.315
106	CAPRONIC ACID	42.391	0.783
107	GERANIOL 香叶醇	42.391	5.236
108	BENZYLALCOHOL 苯甲醇	43.532	8.001
109	Isobuttersaeure-(1-hydroxy-2,2,4-trimethyl-pent-3-yl)-ester	43.760	0.074
110	NONADECANE	44.240	0.149
111	TRIISOBUTYL PHOSPHATE	44.557	0.026
112	BHT	44.797	3.893
113	PHENYLETHYL ALCOHOL,  2- 苯乙醇	44.797	33.605
114	OCTALACTONE, GAMMA-	45.013	0.190
115	HEXANOIC ACID,  2-ETHYL-	45.935	0.640
116	HEPTANOIC ACID	46.036	0.295
117	IONOL,  7,8-DIHYDRO-BETA-	46.477	0.069
118	MALTOL	46.543	0.057
119	PHENYLETHYL  ISOVALERIANATE, 2-	47.425	0.088
120	ETHYLMALTOL	48.174	0.232
121	NONALACTONE, GAMMA-	48.767	0.141
122	Pentanoic acid,  2-methyl-, methyl ester?	49.242	0.123
123	CAPRYLIC ACID	49.550	0.429
124	METHYL  4-TERT.-BUTYLPHENYLACETATE	49.718	0.087
125	2,4,7,9-Tetramethyl-5-decyn-4,7-diol	50.675	0.091
126	m/z 43,109,151...? 未知物	50.860	0.196
127	m/z 91,83,102...? 未知物	51.358	0.041
128	SULFURYL ACETATE	51.980	0.114
129	SORBIC ACID	52.327	0.495
130	BENZENE  1,3,5-TRIMETHOXY-	52.539	0.069
131	PELARGONIC ACID	52.902	0.847
132	EUGENOL	53.072	0.256
133	DECALACTONE, DELTA-	53.962	0.160
134	EUDESMOL, ALPHA-	54.684	0.034
135	EUDESMOL, BETA-	54.967	0.029
136	ETHYL PALMITATE	55.615	0.048
137	CAPRIC ACID	56.094	0.099
138	SULFURYL BUTYRATE	56.413	0.080
139	SULFUROL	57.189	0.074
140	Benzeneethanol,  3-methoxy-	57.684	0.040
141	GERANIC ACID	58.036	0.449
142	BENZOIC ACID	60.112	0.171
143	BHA	61.589	0.625
144	PHENYLACETIC ACID	62.200	0.426
SUM	100

   

2.3.1从上述结果来看，从玫瑰鲜花饼馅料里一共鉴定测定了约141个组分，3个尚未未确定。这个样品已经在室温下存放10天后测试，如果新鲜样品，可能会更好些。
2.3.2含量最大的几个组分：香茅醇7.348%，香叶醇5.246%，橙花醇3.787%，苯甲醇8.001%，苯乙醇33.605%。这些化合物（苯甲醇除外）是玫瑰香气主要贡献。苯乙醇是最重要的玫瑰香气，但高达33%的比例，和天然玫瑰的组成有点不符，有认为添加的可能。
2.3.3叶醇和己烯醇，叶醇酯和己烯醇酯类化合物给予玫瑰的清香感。
2.3.4吡嗪类，吡嗪，甲基吡嗪，二甲基吡嗪，三甲基吡嗪等来自鲜花饼的焙烤过程产生的香气物质。
2.3.5热加工出现一些化合物。例如醋嗡，2-oxo-propanol，糠醛类等化合物。
2.3.6许多萜烯化合物，例如蒎稀，月桂烯，柠稀，松油烯，石竹烯等。
2.3.7醇类化合物：香茅醇，香叶醇，橙花醇，乙醇，芳樟醇，苯乙醇，苯甲醇等。少许甲醇是天然而来。
2.3.8酸类化合物：己酸，庚酸，辛酸，癸酸等。
2.3.9醛类：异戊醛，己醛，辛醛，苯甲醛，苯乙醛，烯醛等。苯乙醛甜香味。
2.310酮类：甲基庚烯酮，薄荷酮，2-酮等。
2.3.11酯类： 丁酸乙酯，乙酸戊酯，乙酸己酯等。
2.3.12酚类化合物：丁香酚，麦芽酚等。
2.3.13醚类化合物：玫瑰醚等，玫瑰特征香气。
2.3.14抗氧化剂：BHT，BHA添加和来自油脂。原来以为鲜花饼不添加抗氧化剂这类物质，看来不是的。
2.3.15防腐剂：山梨酸，原来也没有想到。
2.3.16烷烃化合物：来自玫瑰和来自油脂的分解。