GC–TOF/MS及主成分投影法用于安息香膏的成分分析
来源/作者:中国标准物质网  日期:2014-5-28 15:03:11

安息香树主要分布在亚洲国家,如印度尼西亚、苏门答腊、老挝、泰国和越南等。当砍伐安息香科植物白桦树时,流出的液体即形成安息香膏。安息香膏常温下质坚脆,加热即软化,气芳香、味微辛。安息香有开窍清神、行气活血、止痛之功效,在日化和食品香精中均有广泛应用,在烟用香精中,它是赋予自然烤烟香韵的天然香料之一。目前,国内对于安息香的文献报道较少,笔者对同种安息香膏在不同极性柱下进行了挥发性成分分析,采用直接稀释进样法,用GC–TOF/MS法进行分离、辅助英文版精油库鉴定其挥发性物质,共分离鉴定出24种化合物。在优化色谱条件下对4种安息香膏的微差样品进行分离鉴定,并用主成分投影法辅助分析,能较快速准确地对微差样品进行区分,该研究结果对安息香膏的产品开发和品质控制提供了技术支撑。

1实验部分

1.1主要仪器与试剂

气相色谱–飞行时间质谱仪:Selectable1D/2DAgilent7890A型,美国LECO公司;安息香膏A,安息香膏微差样品B,C,D,H(H为样品B和C的混合样,二者比例为1∶1);氯仿、甲醇、正己烷:色谱纯,百灵威科技有限公司;正构烷烃C7~C40:纯度不低于97.0%,美国Sigma–Aidrich公司。

1.2仪器工作条件

1.2.1色谱条件

(1)色谱柱:HP–innowax柱(30m×0.25mm,0.25μm,美国Agilent公司);载气:氦气,流速为1.0mL/min;升温程序:60℃保持1min,以6℃∕min升至250℃,保持20min;进样口温度:250℃;进样量:1.0μL;分流比10∶1;溶剂延迟:360s。(2)色谱柱:DB–5MS柱(60m×0.25mm,0.25μm,美国Agilent公司);载气:氦气,流速为1.0mL/min;升温程序:70℃保持1min,以10℃∕min升至210℃,保持10min,以3℃∕min升至230℃,保持25min;进样口温度:250℃;进样量:1.0μL;分流比:10∶1;溶剂延迟450s。

1.2.2质谱条件

(1)电子轰击离子源(EI);电离能量:70eV;离子源温度:200℃;传输线温度:250℃;扫描范围(m/z):40~450,一维采集速率10spec/s(每秒采集10图谱);质谱检索采用Wiley7N库和Nist08谱库;质谱检索方式:选择离子;调谐方式:自动调谐。(2)电子轰击离子源(EI);电离能量:70eV;离子源温度:200℃;传输线温度:250℃;扫描范围(m/z):35~500;一维采集速率:10spec/s(每秒采集10图谱);质谱检索采用Wiley7N库和Nist08谱库;质谱检索方式:选择离子;调谐方式:自动。

1.2.3定性定量方法

通过Nist08和Wiley9N质谱库自动检索,扣除柱流失和溶剂残留后,比对ESO精油库的保留指数(可接受误差在±3%以内)后对其定性,并以面积归一化法确定各组分的含量。数据处理和主成分投影采用SPSS统计学软件进行。

1.3实验方法

称取安息香膏A0.20g,用CH3OH–CHCl3(体积比1∶4)定容于5mL容量瓶中;正构烷烃

C7~C40用正己烷稀释成质量分数为5%的溶液用于保留指数的测定。进样前所有样品均用0.45

μm有机相滤膜过滤,按仪器工作条件进行测定。随后分别称取微差样品B,C,D,H各0.20g,用CH3OH–CHCl3(体积比为1∶4)分别定容于5mL容量瓶中,进样前所有样品均用0.45μm有机相滤膜过滤,按最优色谱工作条件分别进样3次,然后进行测定。

2结果与讨论

2.1安息香膏A的挥发性成分在HP–innowa上对安息香膏A进行GC–TOF/MS分析,共检出12种组分,其总离子流图见图1。在DB–5MS上检测出25种成分,总离子流见图2。利用质谱库检索,辅助ESO精油库的保留指数对图图2进行定性分析,分析结果列于表1。

2.2色谱条件的选择

对两根柱子进行分析条件的优化,从图1、图2中可知,极性柱分离效果较差,HP–innowax柱

共分离出12种组分,而DB–5MS柱分离出25种组分,在检出化合物种类方面,DB–5MS柱优于

HP–innowax柱,且分离出了安息香膏的关键致香物质肉桂酸肉桂酯、肉桂酸甲酯、苯甲酸甲酯、甲酸苄酯等酯类物质,HP–innowax柱检出的重要化合物的峰强度不如DB–5MS柱。综合考虑,弱极性柱DB–5MS柱适合安息香膏的挥发性成分研究。

2.3安息香膏微差样品挥发性成分分析

在优化色谱条件下,用DB–5MS柱对安息香膏微差样品B,C,D,H进行GC/TOF–MS分析,共检出24种组分,其总离子流图见图3–6。利用质谱库检索,辅助ESO精油库的保留指数对4种微差样品进行定性分析,分析结果列于表2。


2.4主成分投影法对安息香膏微差样品的识别

由图3~图6可知,安息香膏B,C,D,H的色谱图十分相似,只从色谱图的相似度来区分4个样品很困难,因此采用主成分投影法辅助区分微差样品。由SPSS统计软件处理得到,前两个主成分的累积贡献率大于99%,因此选择作为第一、二主成分。用PC1对PC2作图,得到图7所示主成分投影图,它能表达有关组分的大部分保留时间和含量的信息,各组分的保留时间和含量都基本一致的样品数据在投影图上处于很相近的位置,保留时间和含量差别越大的,在投影图上就会越离散。很显然,4种不同批次的样品在主成分投影图上得到了显著的分开。

3结论

利用气相色谱/飞行时间质谱,在两根不同的极性柱上对安息香膏A的挥发性成分进行了分析,确定了适合安息香膏分析的色谱条件和质谱条件。在最优色谱条件下,用DB–5MS柱对安息香膏微差样品B,C,D,H进行GC–TOF/MS分析,共检出24种组分,其中主要成分是苯甲酸苄酯(25.52%)、苯甲酸(23.12%)、乙基香兰素(14.93%)、苯甲醇(14.50%)、肉桂酸肉桂酯(13.41%)、肉桂酸苄酯(7.54%)等。由于安息香膏的4种微差样品色谱图相似度很高,难以区分,采用主成分投影法,对4种微差样品进行了快速准确区分。该研究结果为安息香膏的产品开发和品质控制提供了技术支撑。