牛至精油挥发性成分的GC-MS与GC-O分析

※分析检测食品科学

2009, Vol. 30, No. 16275

牛至精油挥发性成分的GC-MS 与GC-O 分析

张玉玉，孙宝国，祝 钧*

(北京工商大学化学与环境工程学院，北京 100048)

摘 要：采用水蒸气蒸馏的方法提取牛至精油，以气相色谱-质谱联用(GC-MS)结合气相色谱-闻香器(GC-O)的方法对牛至精油中的挥发性成分进行分离鉴定。结果从牛至精油中共分离鉴定出35种挥发性化合物，占色谱总流出峰相对百分含量的97.50%，其中包括22种(60.66%)烃、6种(26.56%)酮、2种(9.18%)酚、2种(0.64%)酯、2种(0.44%)醇和1种(0.02%)醛。

关键词：牛至精油；气质联用(GC-MS)；气相色谱-闻香器(GC-O)；挥发性成分

Analysis of Volatile Compounds of Essential Oil from Origanum vulgare L. by GC-MS and GC-O

ZHANG Yu-yu，SUN Bao-guo，ZHU Jun*

(School of Chemical and Environmental Engineering, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China)Abstract ：A method based on distillation extraction followed by GC-MS coupled to GC-olfactometry was presented for theanalysis of volatile compounds of essential oil from Origanum vulgare L. Thirty-five compounds were identified, accountingfor 97.50% of total peak area, and consisted of 22 hydrocarbons (60.66%), 6 ketones (26.56%), 2 esters (0.64%), 2phenols (9.18%), 2 alcohols (0.44%) and 1 aldehyde (0.02%). All these results can provide valuable and scientific informationfor the development and utilization of Origanum vulgare L. essential oil.

Key words：essential oil from Origanum vulagare L.；GC-MS ；GC-O ；volatile compounds

中图分类号：TS207.3 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2009)16-0275-03

牛至(Origanum vulgare L.)为唇形科植物，牛至的干燥全草可用于治疗中暑、感冒、头痛、急性胃肠炎、腹痛吐泻、水肿等病症[1-2]。牛至是一种重要的香料植物，全草可提精油，其中叶子的出油率约为0. 67%[3]。一般用水蒸气蒸馏法提取精油，其挥发油广泛用于饮料、焙烤食品以及化妆品等。牛至精油为淡黄色澄清油状液体，有浓重的清凉感，给人以香辛甜美之感，在牛至全草中的大致含量为1～10ml/100g DW[4]。

气相色谱-嗅闻(GC-O)技术为一种感官检测技术，是用来研究香味混合物的有效手段，在鉴别特征香味化合物、香味活性化合物等方面具有明显的优势，是一种简单有效的香味成分分析方法，在食品以及香精特征香气成分的鉴定中有广泛的应用[5-7]。

本实验采用水蒸气蒸馏法提取牛至精油，以气质联用(GC-MS)、气相色谱-闻香器(GC-O)相结合的方法，对牛至精油中的挥发性成分进行分离鉴定，为开发利用牛至资源提供科学参考。

11.1

材料与方法

材料、试剂与仪器

天然牛至精油 中国农业科学院饲料研究所-河南项城市恒祥有限公司；正构烷烃标准品(色谱纯) 百灵威化学公司。

6890N-5973i 气质联用仪、 6890N气相色谱 美国Agilent 公司；Sniffer 9000闻香器 瑞士Brechb ühler 公司；10μl 微量进样器 上海高鸽工贸有限公司。1.21.2.1

方法实验方法

用微量进样针取0.6μl 牛至精油分别注入GC-MS 和GC-O 的进样口，分流比设为30:1。由3位嗅闻人员(每人重复一次) 轮流在SNIFFER 末端进行嗅闻，并记录保留时间及闻到的香气特征。1.2.2

分析测定条件

色谱条件：DB-MS 毛细管柱(30m×0.25mm ，0.25μm) ，

收稿日期：2009-07-22

基金项目：北京市“高层次人才资助计划”项目

作者简介：张玉玉(1982—) ，女，硕士研究生，研究方向为香精香料的分析与应用。E-mail ：[email protected]*通讯作者：祝钧(1966—) ，男，副教授，硕士，研究方向为有机合成、纳米材料。E-mail ：[email protected]

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食品科学※分析检测

载气为氦气，流速1ml/min；进样口温度260℃，分流比为30:1；升温程序：起始温度50℃(保留2min) ，以8℃/min升至90℃，再以4℃/min升至180℃，最后以10℃/min升至300℃。

质谱条件：EI 电离源，电子轰击能量70eV ；离子源温度230℃；四极杆温度150℃；质量扫描范围25～450amu ；辅助温度280℃；调谐文件stune.u ；扫描模式S c a n 。

GC-O 条件：GC-O 系统由气相色谱(配有FID 检测器) 及Sniffer 嗅闻装置组成，色谱柱为HP-5(30m×0.32mm ，0.25μm) ；1177进样口，进样口温度260℃；载气为氮气，恒流模式，流速为1.0ml/min；柱箱采用与气相色谱同样的程序升温。流出物以1:1的分流模式分别流入FID 检测器和Sniffer 闻香器。1.2.3

挥发性化合物的鉴定

GC-MS 鉴定挥发性成分通过NIST05谱库检索结果与人工图谱解析共同确定，化合物相对含量确定采用峰

面积归一化法。GC-O 通过保留指数、香气特征和GC-MS 的检索结果相结合确定化合物的种类[8]。2

结果与分析

牛至精油挥发性成分的GC-MS 总离子流图见图1，挥发性化合物种类及其相对含量见表1，GC-O 分析香气成分及特点见表2。

[***********]0

[***********]62830

时间(min)

图1 牛至精油的挥发性成分总离子流图

Fig.1 Total ion chromatogram of volatile compounds of essential

oil from Origanum vulgare L.

表1 牛至精油挥发性成分的GC-MS 分析结果

Table 1 GC-MS analysis results of volatile compounds of essential oil from Origanum vulgare L.

序号[***********][***********][***********]2333435

保留时间(min)化合物名称

7.06α-侧柏烯7.211R-α-蒎烯7.55檀紫三烯7.84苯甲醛8.122,6,6-三甲基双环[3.1.1]庚-2-烯8.204-亚甲基-1-(1-甲基乙基)-环己烯8.46β-月桂烯9.18异松油烯9.521-甲基-3-(1-甲基乙基) 苯9.63D -柠檬烯10.20γ-松油烯10.54苯乙酮10.63顺-β-松油醇11.051-甲基-4-(1-甲基乙基) 苯11.85α-侧柏酮11.99β-侧柏酮12.30顺-氧化柠檬烯13.67牛至醇14.21二氢香芹酮14.433-十一炔15.953-甲基-1-己炔16.63顺-氧化香芹酮16.884-蒈烯17.59香芹酚17.944-羟基-3-甲基苯乙酮19.065-甲基-2-(1-甲基乙基) 苯酚乙酸酯19.59百里香酚21.141,2-二甲氧基-4-(2-丙烯基)-苯21.52(Z,Z )-α-金合欢烯22.31Z -7,11-二甲基-3-亚甲基-1,6,10-十二碳三烯23.28香木兰烯23.40(Z,E )-3,7,11-三甲基-1,3,6,10-十二烷四烯24.152,3-二氢苯并呋喃-3-甲酸乙酯26.15丁香烯氧化物26.773-庚炔

分子式

C 10H 16C 10H 16C 10H 16C 7H 6O C 10H 16C 10H 16C 10H 16C 10H 16C 10H 14C 10H 16C 10H 16C 8H 8O C 10H 18O C 10H 12C 10H 16O C 10H 16O C 10H 16O C 10H 18O C 10H 16O C 11H 20C 7H 12C 10H 14O 2C 7H 16C 10H 14O C 9H 10O 2C 12H 16O 2C 10H 14O C 11H 14O 2C 15H 24C 15H 24C 15H 24C 15H 24C 11H 12O 3C 15H 24O C 7H 12

相对百分含量(%)

0.130.040.010.020.960.030.270.036.596.910.030.081540.0319.180.680.020.390.220.256.280.030.048.886.370.440.3030.550.275.450.070.030.202.330.34

匹配度[***********]9574900.[***********][***********]9158707283

保留指数[***********][***********][***********][***********][***********][***********][***********]5931616

鉴定方式M S ，R I M S ，R I MS M S ，R I MS M S ，R I M S ，R I MS M S ，R I M S ，R I M S ，R I M S ，R I MS M S ，R I M S ，R I M S ，R I M S ，R I M S ，R I MS MS MS M S ，R I MS M S ，R I MS M S ，R I MS M S ，R I MS M S ，R I MS M S ，R I MS M S ，R I MS

参考文献[3][9][11][3][9][10][11]

丰度(×106)

[3][9][11][11][3][11][11][3][10][11]

[3][9]

[9][10][3]

注：RI 表示与NIST02谱库中的保留指数一致；保留指数的计算方法参照文献[12]进行。

※分析检测食品科学

表2 牛至精油挥发性成分的GC-O 结果

2009, Vol. 30, No. 16277

Table 2 GC-O results of volatile compounds of essential oil from Origanum vulgare L.

序号[***********][***********]324

保留指数9289761034～[***********]24～[***********][***********][***********][***********]

可能的化合物1R-α-蒎烯

4-亚甲基-1-(1-甲基乙基)-环己烯

D -柠檬烯γ-松油烯顺-β-松油醇

1-甲基-4-(1-甲基乙基) 苯

顺-氧化柠檬烯未知化合物牛至醇未知化合物二氢香芹酮3-甲基-1-己炔顺-氧化香芹酮

4-蒈烯香芹酚

4-羟基-3-甲基苯乙酮

5-甲基-2-(1-甲基乙基) 苯酚乙酸酯

百里香酚

1,2-二甲氧基-4-(2-丙烯基)-苯

(Z,Z )-α-金合欢烯

Z -7,11-二甲基-3-亚甲基-1,6,10-十二碳三烯

香木兰烯丁香烯氧化物未知化合物

气味描述松油味

霉香，蘑菇味，铁锈味甜香，药草香，清凉感

枯草香，青花香青草香，水果香青草味，生土豆味

辛香，壤香，薰衣草香，青涩味

橘皮味，草药味

壤香，青香，青涩味，中草药味青香，未熟的水果味，淡壤香清凉，苦味，不愉快的涩味生土豆泥味，药草香，橘子香

中药味，甜味，留兰香

中草药香气

清凉，烟草味，草药味薄荷香，清凉油，药香淡淡的甜味，薄荷香烟熏，药草，甜，薄荷香甜味，薄荷，清凉，苦涩甜，清凉，薄荷，风油精

甜香，青香

苦涩味，药香，橘子青草味，苦，药草，辛香烟草，辛香，甜香，水果香

被嗅闻到的频次(n =6)

[***********]342234

G C-MS 分析法从水蒸气蒸馏得到的牛至精油中，共分离出72个峰，得到鉴定的有35个，占色谱总流出峰相对百分含量的97.50%。从表1可以看出，从牛至精油中共分离鉴定出35种挥发性化合物，包括22种(60.66%)烃、6种(26.56%)酮、2种(9.18%)酚、2种(0.64%)酯、2种(0.44%)醇、1种(0.02%)醛。其中含量较高的成分包括1,2-二甲氧基-4-(2-丙烯基)-苯(30.55%)、α-侧柏酮(19.18%)、香芹酚(8.88%)、D -柠檬烯(6.91%)、1-甲基-3-(1-甲基乙基) 苯(6.59%)、4-羟基-3-甲基苯乙酮(6.37%)、3-甲基-1-己炔(6.28%)、Z -7,11-二甲基-3-亚甲基-1,6,10-十二碳三烯(5.45%)和丁香烯氧化物(2.33%)。

从表2可以看出，通过气相色谱-闻香器，闻到24个有气味的峰，得到鉴定的有21个。从香气的总体特征看，以清凉薄荷香气，中草药香气，甜香和青香为主。主要成分包括α-蒎烯(具有松木、树脂样香气) 、D -柠檬烯(具有甜香、柑橘香、柠檬香) 、γ-松油烯(具有油腻的气息，也有萜香、柑橘香) 、牛至醇(具有青香、凉香、辛香、壤香、木香) 、香芹酚(辛香、药香、凉香、烟香、木香) 、百里香酚(具有百里香油似的辛香和草香) 、α-金合欢烯(具有萜香、青香、草香、药草香、松木香) 等[13]，这些组分给人以清凉辛香感。33.1

结 论

牛至作为一种重要的药用和食用香料植物，其精

基)-苯(30.55%)、D -柠檬烯(6.91%)、Z -7,11-二甲基-3-亚甲基-1,6,10-十二碳三烯(5.45%)、丁香烯氧化物(2.33%)和α-蒎烯(0.96%)等。

3.2牛至精油的挥发性成分组成与地理、气候、土壤等条件的影响有很大的关系，所以其挥发性成分与文献[3,9-11]报道的结果有所不同，但其中有11种组分相同，包括α-侧柏烯、α-蒎烯、β-月桂烯、异松油烯、D -柠檬烯、γ-松油烯、β-松油醇、4-蒈烯、香芹酚、百里香酚和α-金合欢烯。通过GC-O 嗅闻到牛至精油中的挥发性成分大多具有清凉的薄荷香气、中草药香气、甜香和青香。

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油中含有萜醇和萜烯等成分，具有抗菌、抑菌等功效[4]。本实验测的牛至精油中含量最高的化合物是烯烃类，其相对百分含量为47.17%，包括1,2-二甲氧基-4-(2-丙烯