全 文 ： 作者简介：孙亚娟（1990‐），女，在读硕士研究生，研究方向：木本食用油脂加工，
E‐mail:3062212840@qq.com。 
*通讯作者：周波（1978‐），男，博士，副教授，主要从事木本油脂加工研究，E‐mail:zhbo78@126.com。 
基金资助：油料脂质化学与营养湖北省重点实验室开放性课题(编号:2014KF06)；湖南省自然科学基金(编
号:11JJ4027)；国家林业局 948项目(编号:2013‐4‐01)。 
杏仁油挥发性成分指纹图谱的构建及掺伪定量检测方法研究
孙亚娟 1,2,3，王进英 1,2,3，陈选 1,2,3，金超 1,2,3，钟海雁 1,2,3，周波 1,2,3,*
(1. 中南林业科技大学食品科学与工程学院, 湖南长沙 410004；2.粮油深加工与品质控制
湖南省重点实验室，湖南长沙 410004；3. 经济林培育与保护省部共建教育部重点实验室，
湖南长沙 410004)
摘要：以 17种不同的杏仁油为原料，采用顶空固相微萃取（SPME）和气相色谱仪测定了
其挥发性成分，建立了杏仁油挥发性成分指纹图谱，并采用向量夹角余弦法计算了指纹图
谱相似度。结果表明，杏仁油挥发性成分指纹图谱由 12个共有色谱峰构成，通过聚类分析
和相似度分析，发现该指纹图谱重复性好，专属性强。在该方法的基础上，建立了菜籽油-
杏仁油掺伪模型：Y= -2947.0X3+1254.9X2+77.661X+46.693（其中 Y为菜籽油掺假比例%，
X为夹角余弦 cosθ），适用于掺伪量 15%以上杏仁油的鉴别。
关键词：杏仁油，挥发性成分，指纹图谱，掺伪模型
Detection Method Research on Adulteration of Apricot kernel oil Based on Fingerprint of
volatile components
SUN Ya-juan1,2,3, WANG Jin-ying1,2,3, CHEN Xuan1,2,3, JIN Chao1,2,3, ZHONG Hai-yan1,2,3,ZHOU
Bo1,2,3,*
(1. School of Food Science and Engineering, Central South University of Forestry and
Technology, Changsha 410004 ，China; 2. Hunan Province Key Laboratory of Grain, Oil
Processing and Quality Control, Changsha 410004, China; 3.Key Laboratory of Cultivation
and Protection for Non-Wood Forest Trees of Education Ministry , Central South University
of Forestry and Technology ,Changsha 410004, China)

Abstract:To build a fingerprint based on volatile component of apricot kernel oil, we used the
headspace solid phase microextraction (SPME) and GC method to determinate the volatile
components of 17 kinds of different apricot kernel oil, and the fingerprint similarity was
calculated by vector included angle cosine method. The results showed that the apricot kernel oil
fingerprint of volatile component was consists of 12 common chromatographic peaks, and the
fingerprint is of good repeatability and strong specificity according to the similarity and cluster
网络出版时间：2016-10-11 11:18:09
网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1759.TS.20161011.1118.032.html
  
analysis. Based on the method, we built the adulteration model for rapeseed oil, apricot kernel oil
which is that: Y = 2947.0 X3 + 1254.9 X2 + 77.661 X + 46.693 (Y for rapeseed oil adulteration
ratio %, X for the included Angle cosine cosine theta), and this model can be applied to the
identification of more than 15% of the amount of adulteration apricot kernel oil.
Keywords: Apricot kernel oil; Volatile components; Fingerprint; Adulteration model
中图分类号：TS227 文献标志码：A
杏仁（PrunusArmeniacaL）分为苦杏仁和甜杏仁，为蔷薇科李属植物杏或山杏的种子
[1]，具有丰富的营养价值和良好的药用价值[2]。杏仁油不饱和脂肪酸含量高达 90%以上[3]，
其在营养食品、药用及轻工等方面具有很大的应用价值，可作护肤化妆品的原料、精密仪
器的润滑油、医药工业用油、食品添加剂等[4]。
由于杏仁油原料较贵，有些非法商贩销售掺假杏仁油来牟取暴利[5]。这些掺假商品外
观和气味与纯正的杏仁油相似，仅凭人的视觉和嗅觉很难区分真伪。杏仁油的特殊香气是
衡量杏仁油品质的一个重要的特征，研究杏仁油的挥发性化学成分可以确定杏仁油的香气
组成，进而可以鉴别其真伪。
固相微萃取（SPME）技术是依靠纤维头从样品中吸附待测物，并解析于分析设备中
的一种无溶剂样品预处理技术，是当今色谱分析中使用极为广泛的样品前处理方法[6]，具
有灵敏度高、重显性及线性好、操作简单的特点，与气相色谱或液相色谱联用，实验效率
高[7]。气相色谱是一种分析速度快、分离效率高的分离分析方法[8]，样品组分在流动相和
固定相之间能够瞬间达到平衡，因此气相色谱对挥发性成分的分析能起到独特的作用。陈
俊卿等[9]将顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用分析并确定了白鲢鱼中的 27种挥发性成
分。胡国栋等[10]采用 SPME-GC-MS技术分析了啤酒的微量香味组分，共分离鉴定出 41种
化合物。Mildner-Szkudlarz等[11]采用包括 SPME-GC/MS在内的方法分析了榛子油掺入到橄
榄油中的挥发性化合物，通过主成分分析，可以对 5%-50%的掺伪量进行鉴定。秦早等[12]
采用该技术研究了两种芝麻油和另外两种芝麻香精的挥发性成分，结果表明该技术能够较
好的鉴别掺伪芝麻油。Sanahuja等[13]利用杏仁油的挥发性成分特征对两种西班牙和一种美
国杏仁油进行了对比分析实验，采用石油醚浸出法制油，在优化一系列的主要实验变量后，
发现美国杏仁油的挥发性成分中壬醛含量低，并认为采用 HS–SPME/GC–MS 技术可以实
现杏仁油掺伪的鉴定。指纹图谱是利用现代仪器分析获得代表该物质特征各种图谱数据资
料的一种技术，具有信息量大且简便快捷的优点，尤其适用于含有复杂组分物质的分析鉴
定[14]。已有学者将指纹图谱应用到油脂鉴定和掺伪识别中，但基本都围绕脂肪酸组成的研
究[15-20]，基于油脂挥发性成分的掺伪鉴别还很少。
本研究拟借助气相色谱仪来测定 17种不同原料杏仁油的挥发性成分数据，并以此来构
建杏仁油挥发性成分的指纹图谱，以期为杏仁油的质量控制提供理论基础。
  
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
杏仁油（17种，分别编号为 S1～S17），其中其中 S6～S9和 S12为市售，其余均为实验
室自榨；十二烷（Dodecane，44010-5ml，纯度＞99.8%）、壬醛(442719-1G，纯度＞98%)、
2-反己烯醛(132659-5G，纯度＞98%)，均购自美国 SIGMA-ALDRICH集团 Fluka公司。
RCT basic型磁力加热搅拌装置，德国 IKA仪器有限公司；CP224C型电子天平，奥豪
斯仪器（上海）有限公司；SB-5200 DTDN型超声波清洗机，宁波新芝生物科技股份有限
公司；SPME手动进样手柄、DVB/CA/PDMS(2 cm，50/30 μm)纤维头、15 mL带有 PTFE/
硅橡胶瓶垫的透明样品瓶，美国 Supelco公司；GC-2014型气相色谱仪，日本岛津公司。
1.2 实验方法
1.2.1杏仁油挥发性成分的顶空固相微萃取（SPME）
准确称取 0.2 g杏仁油油样及 0.01g内标溶液（浓度为 0.03305mg/g的十二烷油溶液，
33.05mg的十二烷溶于 1000g的精炼杏仁油）放入 15 mL透明样品瓶中。将磁力加热搅拌
装置调至 90℃，待温度稳定后，将 SPME针管穿过样品瓶的硅橡胶瓶垫，伸出纤维头，顶
空萃取 10 min。待气相色谱仪处于准备状态后，将 SPME迅速穿过进样口硅胶隔垫，伸出
纤维头解析 10 min。SPME纤维头在下次萃取前应在进样口 200℃下洗脱 10 min以上。
1.2.2气相色谱仪（GC）分析条件
采用美国 supelco公司 Capillary Column色谱柱（60m×0.25mm×0.2 μm）；氢火焰离
子化检测器（FID）；进样口温度为 200℃；检测器温度为 250℃；进样量为 1 μL；以氮气
为载气；以氢气为燃气；以无油空气为助燃气；色谱柱升温采用程序升温，起始柱温为 40℃
（保持 2min），以 3℃/min的升温速度升至 160℃后保持 2 min，继续以 12℃/min的升温速
度升至 220℃保持 5 min。
2 结果与分析
2.1 杏仁油挥发性成分指纹图谱的构建
对各杏仁油色谱峰进行分析，去除峰面积过低（浓度较小）和保留时间长于 54 min的
峰（此类峰一般为高沸点化合物），在此基础上筛选出匹配数大于 10的 12个共有色谱峰。
将各挥发性成分数据导入到中药色谱指纹图谱相似度评价系统，经过多点校正得到 17种杏
仁油的总挥发性成分图谱叠加图(图 1)。
为了降低分析过程中由色谱图保留时间漂移、响应值变迁等带来的影响，确保所建立
指纹图谱的准确性，选定十二烷为内标参考物，分别计算各共有峰的相对保留时间和相对
  
保留峰面积，从而对其进行定性和定量分析。由指纹图谱相似度评价系统，得到 17种杏仁
油挥发性成分的共有峰色谱图，见图 2。通过与对照品比较，确定 3号峰、5号峰、7号峰、
8号峰和 10号峰分别为 2-反己烯醛、壬醛、苯甲醇、苯甲醛以及苯甲酸乙酯。












图 1 不同杏仁油样品挥发性成分的 GC指纹图谱
Fig. 1The GC fingerprint of volatile components of differentapricot kernel oil samples

图 1 不同杏仁油样品挥发性成分的 GC指纹图谱
Fig. 1The GC fingerprint of volatile components of different apricot kernel oil samples













图 2 各批次杏仁油挥发性成分 GC共有峰色谱图
Fig. 2 The GC chromatogram of volatile components common peak of apricot kernel oil
samples
2.2杏仁油挥发性成分指纹图谱构建方法的验证
对试验 2.1 所建的杏仁油挥发性成分指纹图谱方法进行方法学的验证。精密度试验：
取杏仁油样品（S1），进行挥发性成分固相微萃取，按照 1.4色谱条件重复进样 5次，其色
谱图中各共有指纹峰相对保留时间的 RSD 为 0.23％～0.38％，相对峰面积的 RSD 为
0.91％～3.63％；重现性试验：取杏仁油样品（S1）5份，进行挥发性成分固相微萃取，按
3
5
7
8
10
  
1.4 色谱条件进样分析，其色谱图中各共有指纹峰相对峰面积的 RSD 为 0.15％～0.62％，
相对峰面积的 RSD为 1.43％～4.33％；稳定性试验：取杏仁油样品（S1）6份，与内标溶
液一起加入到透明样品瓶中，于室温下放置，分别进行 0、2、4、8、12、24 h不同时间的
挥发性成分固相微萃取，按 1.4 色谱条件进样分析，各共有指纹峰与参比峰的相对保留时
间和相对峰面积的 RSD均小于 4.0％。综上，本研究所构建的杏仁油挥发性成分指纹图谱
在精密度、稳定性和重现性等方面满足指纹图谱构建的方法学要求[21]。因此，所构建的指
纹图谱方法能准确地应用于杏仁油挥发性成分的鉴别。
2.3不同产地杏仁油挥发性成分的聚类分析
聚类分析的目标是要求同一类内的数据尽可能相近，而不同类之间的数据尽可能相异
[22]。使用 SPSS 软件，采用夹角余弦作为测度，标准化全距从 0 到 1，按最近邻元素分析
法对检测到的 17个不同杏仁油样品的挥发性成分进行聚类分析，结果以树状图表示，见图
3。结合表 1相似度的结果将样品聚为 4类：样品 S14、S16、S10、S2、S4、S3、S1、S5、
S13、S9、S8、S7、S12为第一类，结合表 1，相似度均大于 0.8；从聚类分析看，S6、S11
应属于第一类，由于其相似度分别为 0.571和 0.602，均小于 0.8，建议将其单独作为一类，
即第二类；S15和 S17分别作为第三类和第四类。
此外，由图 3可知，样品（S14）和样品（S16）在夹角余弦约为 1的最小水平上形成两
个聚类，这表明 S14和 S16有最大的相似性；随着夹角余弦的逐渐变大，其他样品也随之并
入到不同的类别中，当夹角余弦值为 25时，全部样品的挥发性成分数据可并为一类，夹角
余弦的最大值和最小值相差了接近 24，可见所选的 17 个样品间的挥发性成分差异较大，
样品具有一定的代表性，需要较大的夹角余弦才能将其聚为一类，这也从一定程度上说明
所建立的杏仁油挥发性指纹图谱有较广的应用范围；当夹角余弦值接近 16时，可聚为三类，
其中样品（S15）和样品（S17）分别单独聚为一类，其余 15个样品聚为同一类，进一步分
析发现样品（S15）和样品（S17）均是来自新疆伊犁的原料经冷榨所制备的，这可推测杏仁
油原料的产地对其的挥发性成分组成有一定影响。






  











图 3 17种杏仁油样品聚类分析树状图
Fig. 3 The cluster analysis tree of 17 apricot kernel oil samples
2.4杏仁油挥发性成分相似度评价
由于指纹图谱技术具有适合从整体上分析复杂物质组成的稳定性的特点，近年来，已
成为国内外广泛接受的中药质量评价模式[23]。本研究以 2.1 杏仁油挥发性成分指纹图谱的
构建数据为基础，采用样本间夹角余弦来计算相似度，结果见表 1。
除样品 S6、S11、S15和 S17以外，其余 13批杏仁油样品的相似度均大于 0.8。这表明杏
仁油样品虽然在产地、榨油方法或者制备工艺上有所不同，但其的挥发性主要成分构成依
然具有一定的稳定性，仅在量上存在不显著性的差异。因此，以 12个共有峰构成的杏仁油
挥发性成分指纹图谱，重复性好，可用于杏仁油质量评价研究。

表 1 17种杏仁油样品的相似度
Table 1 The similarity of 17apricot kernel oil samples
样品编号 相似度 样品编号 相似度
S1 0.843 S10 0.864
S2 0.819 S11 0.602
S3 0.922 S12 0.843
S4 0.845 S13 0.816
S5 0.836 S14 0.869
S6 0.571 S15 0.731
S7 0.820 S16 0.896
S8 0.874 S17 0.761
S9 0.818

2.5菜籽油—杏仁油的掺伪定量检测
对 10 份菜籽油-杏仁油掺伪样品的挥发性成分气相色谱图数据进行直观分析与特征色
谱峰分析。由于上述特征色谱峰峰面积均呈线性变化，因而选取色谱峰面积大于 5%的色
  
谱峰峰面积作为向量计算夹角余弦。利用下式[24]来计算各掺假杏仁油对纯杏仁油的相似
度，结果见表 2。





n
i
i
n
i
i
n
i
ii
YX
YX
YX
YX
1
2
1
2
1cos


由表 2可知，掺假量越多，指纹图谱相似度越小，二者呈线性递减曲线，线性方程式
可拟和为 Y=-2947.0X3+1254.9X2+77.661X+46.693（Y 为菜籽油掺假比例%，X 为夹角余弦
cosθ）。通过线性方程式计算掺假量，与实际掺假量进行比较，并计算相对误差，相对误
差平均值为 4.01%；掺假量在 15%～100%范围内的相对误差平均值为 3.52%，且该掺假范
围内的检测相对误差均小于 10%。这从一定程度上说明，掺假量越大，相对误差越小。因
而，该模型可用于检验杏仁油掺假菜籽油的比例（以 15%～100%为宜）。

表 2 杏仁油掺菜籽油挥发性成分指纹图谱相似度与相对误差
Table2 Theapricot kernel oil mixed with canola oil volatile components fingerprint similarity
and relative error
实际掺假量（%） cosθ 相似度 计算掺假量（%） 相对误差（%）
7.979 0.523 52.3 8.976 12.50
15.505 0.518 51.8 14.032 9.50
25.269 0.506 50.6 25.493 0.89
34.973 0.492 49.2 37.694 7.78
47.758 0.482 48.2 45.663 4.39
51.975 0.476 47.6 50.155 3.50
65.844 0.451 45.1 66.626 1.19
74.091 0.431 43.1 77.331 4.37
83.333 0.422 42.2 81.472 2.23
91.533 0.398 39.8 90.590 1.03
100 0.357 35.7 100.267 0.27
均值 4.01
掺假量在 15%~100%范围内均值 3.52
3结论
建立了 17种杏仁油挥发性成分的指纹图谱，通过聚类分析和相似度分析，表明该指纹
图谱专属性强，重复性好，可应用于杏仁油质量评价研究。建立了菜籽油-杏仁油的掺伪模
型：Y=-2947.0X3+1254.9X2+77.661X+46.693，可应用于检验菜籽油掺伪量 15%以上的杏仁
油。

  
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