主题：【第十二届原创】香精样品的定量方法比较

香精样品的定量方法比较

香精样品里面的成分比较复杂，成分种类数目多，可能达数千种。浓度范围很宽。化学性质，结构都各不相同，有非极性，也有极性很强的。有各种酯、醇、醛、酮、酸、醚、萜烯、含氮化合物、含硫化合物等。有的香气香味物质的浓度虽然很低，但它的气味很明显。有的香精含大量溶剂，有的不含溶剂或含少量溶剂。样品包括日化香精、食品香精等。要想得到准确定量结果或得到接近实际香精含量的结果，也是一件不容易的事情。选择不同的定量方式方法对结果的准确性影响不一样。本篇探讨一下几种定量方法对结果的影响。
1试验部分
1.1 仪器与装置
美国安捷伦7890A/5975C气相色谱-质谱联用仪，7890A气相色谱（FID检测器），
1.2 样品和标样
样品：实验室香料配制。
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。
1.3 gc/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（MSD和FID相同）；
升温程序： 60℃，以5 ℃/min升至250℃，保持26 min；
载气（He, 纯度99.999%以上）流速1.8 mL/min;
进样口温度250℃，分流进样，分流比80:1， 进样量：1微升；
检测器：FID， 氢气：30ml/min, 空气：350ml/min, 尾吹：N2, 30ml/min ，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：29-450。
电子倍增电压EMV: 1289V。
1.4样品的提取处理及分析方法
样品不处理，直接进样。
在分析样品前，和样品分析完全相同的程序升温条件，用0.05%的C6-C30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。此保留指数结合质谱来定性确认色谱峰。事先也用同样方法测定标样的保留指数备用。
事先用香料标准品进行FID相对校正因子测定备用。
2 结果与讨论
下面通过一个比较简单配方香精例子来比较不同的定量方法的差异。
2.1 香精的总离子色谱图（TIC）和氢火焰离子检测器FID的色谱图

图1  某香精的总离子色谱图（TIC）

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图2  某香精的氢火焰离子检测器FID的色谱图

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从上面TIC和FID色谱图看出，两者的色谱图轮廓相似，但峰大小（面积）比例有差异。所以两者得到面积百分数不一样。
2.2 香精TIC%，FID%和FID内标法%结果比较
    TIC%，FID%直接利用各自的峰面积直接计算。
FID内标法计算公式：
Ci =(Ai/As)*Cs*Fi/S
Ci为香气组分浓度（%）
Ai为香气组分FID峰面积
As为内标物FID峰面积
Cs为加入到样品的浓度（%）
Fi/s为组分i相对内标物的相对校正因子。
S为香精样品量

表1 香精TIC%，FID%和FID内标法%结果比较

     

RT(min)	组分名称	TIC%	FID%	内标法 %
4.437	乙醇	12.342	34.09	39.351
13.019	正己醇	0.018	0.013	0.007
19.891	壬酸乙酯	1.209	0.527	0.327
22.168	丙二醇	28.798	26.97	30.400
23.689	癸酸乙酯	0.021	0.01	0.006
29.971	辛酸己酯	0.005	0.014	0.008
31.176	碳12酸乙酯	4.584	1.925	1.408
36.33	4-甲基-γ-壬内酯 （C18醛杂质）	0.236	0.114	0.063
37.548	C18醛	49.137	34.31	23.953
41.192	C18醛杂质	0.050	0.032	0.017
44.39	癸酸	1.255	0.736	0.546
44.476	二氢香豆素	0.490	0.301	0.214
61.098	棕榈酸	1.422	0.75	0.412

SUM

总计

99.593

99.83

96.735

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从表1看出了，TIC%，FID%和内标法%的数值结果还是相差比较大的，例如乙醇含量尤为明显，TIC为12.342%，FID为34.09%，C18醛也是差别比较大。而内标法为39.351%，相差差不多3倍左右。C18醛也是差别比较大。其它组分也有相差一倍的情况。
2.3  TIC%，FID%和内标法%的数值结果对比原香精配方

表2  原香精配方

 

组分名称	配方 %
乙醇 95%	43.258
正己醇	0.007
壬酸乙酯	0.33
丙二醇	31
癸酸乙酯	0.005
碳12酸乙酯	1.3
C18醛	23
癸酸	0.5
二氢香豆素	0.2
棕榈酸	0.4
总计	100

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2.3.1 质谱总离子色谱图面积百分比（TIC%）：比较方便，直接在气质上面得到数据。但质谱总离子色谱图(TIC)稳定性差，线性范围窄。和原香精配方对比，误差相对要大的多。比FID%和内标法误差大。
2.3.2 氢火焰离子化检测器色谱图面积百分比（FID%）：FID的稳定性好、动态线性范围很宽。从表2 看出，FID%比TIC%要好许多，和原配方比较误差要小些。所以香气香味样品一般最好用气相色谱FID来定量，而不用质谱总离子色谱图(TIC)来定量。
由于不同化合物在MS或FID上面的响应大小不一样，没有考虑校正因子，TIC和FID的直接面积百分数还是有一定的误差的。
2.3.3  FID绝对含量百分比（%）由于采用相对校正因子对结果进一步校正，相对于质谱总离子色谱图面积百分比（TIC%）或氢火焰离子化检测器色谱图面积百分比（FID%），其准确度更好一些。和原香精配方对比，FID内标法结果比较接近一些。另外注意香料里面的杂质，酒精里面含5%左右的水分，计算结果也要考虑进来。
FID绝对含量百分比（%）或绝对含量值（单位值）：这种定量结果是最准确的一种。但需要引入校正因子引入（得到绝对含量或半定量结果）。需要测定校正因子，有一定的工作量。每次需要加入内标物，多一道操作步骤。
2.3.4 不同组分比例的香精配方得到结果可能不一样，有时候也许三种定量结果相差很大，有时候差别可能小一些（碰巧校正因子差不太多，在线性范围以内），不过差别小的情况可能较少。
总之，定量效果：FID+校正因子 > FID%> TIC%。如果想要得到更准确的定量结果，校正因子就要测定准确，其它香料纯度等也要考虑进来，另外应该加入适合的内标量。也可以对结果进一步来复配来校正。当然准确结果和所花费的工作量相对应。