全 文 ：香草兰（Vanilla planifolia Andrews）是著名热带
植物， 原产于墨西哥， 现已引种至中国、 马达加斯
加、 科摩罗、 印度尼西亚、 乌干达、 印度等地区。
香草兰因其独特的香味而闻名， 作为增香剂广泛用
于食品、 冰激凌、 化妆品等行业[1-2]， 因此其也被认
为是最具经济价值的兰科植物 [3]。 目前香草兰香味
成分的研究报道较多。 Adedeji 等[4]利用直接热力解
析法鉴定出香草兰中 61 种成分； Perez-Silva[5]利用
溶剂萃取法鉴定出墨西哥地区香草兰中 65 种挥发
性成分； Toth[6]对波旁、 塔西提岛、 乌干达和印度
尼西亚地区的香草兰中进行鉴定比较； Brunschwig
等[7]利用同时蒸馏萃取法萃取塔西提岛香草兰中 96
种挥发性成分。
前人采用不同的萃取方法对香草兰中挥发性或
半挥发性成分进行萃取， 但定性方法均为气相色
谱-质谱联用仪(GC-MS)。 全二维气相色谱/飞行时
间质谱(GC×GC/TOFMS)能克服传统单柱气相色谱对
多组分样品分离能力相对较差的问题， 具有分辨率
热带作物学报 2015， 36（1）： 185-191
Chinese Journal of Tropical Crops
收稿日期 2014-06-04 修回日期 2014-08-01
基金项目 国家科技支撑计划课题（No. 2012BAD36B03）； 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（No. 1630052012017）。
作者简介 谷风林（1976年—）， 男， 副研究员； 研究方向： 食品化学。 *通讯作者（Corresponding author）： 赵建平（ZHAO Jianping）， E-mail:
kjb3687@163.com。
利用 SPME-GC×GC/TOFMS对香草兰中挥发、
半挥发性成分萃取与分析研究
谷风林 1，3， 董智哲 2， 徐 飞 1，3， 赵建平 1，3*
1 中国热带农业科学院香料饮料研究所， 海南万宁 571533
2 华中农业大学食品科技学院， 湖北武汉 430070
3 农业部香辛饮料作物遗传资源利用重点实验室， 海南万宁 571533
摘 要 利用固相微萃取（SPME）法萃取香草兰中挥发和半挥发性的成分， 再结合全二维气相色谱/飞行时间质
谱(GC×GC/TOFMS)技术进行定性分析。 试验共鉴定出香草兰中 181 种挥发、 半挥发性化合物， 其中含量较高的
成分主要有香兰素、 呋喃甲醛、 (2S,3S)-(+)-2,3-丁二醇、 邻甲氧基苯酚、 2,3-丁二醇、 苯酚、 正己醛、 (2R,3R)-
(-)-2,3-丁二醇、 对羟基苯甲醛、 3-甲基丁酸、 2,3,5,6-四甲基吡嗪、 3-羟基-2-丁酮、 香草酸、 壬醛、 正己酸、
1-辛烯-3-酮。 结果表明， GC×GC/TOFMS 高分辨率和高灵敏度的特点非常适合复杂组分体系的定性分析。
关键词 香草兰； 全二维气相色谱； 飞行时间质谱
中图分类号 TQ651 文献标识码 A
Analysis of Volatile and Semi-volatile Compounds in Vanilla Using
Solid Phase Micro-Extraction-Comprehensive Two
Dimensional Gas Chromatography/Time of
Flight Mass Spectrometry
GU Fenglin1,3, DONG Zhizhe2, XU Fei1,3, ZHAO Jianping1,3 *
1 Spice and Beverage Research Institute, Chinese Academy of Tropical Agricultural, Wanning, Hainan 571533, China
2 College of Food Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan, Hubei 430070, China
3 Key Laboratory of Genetic Resources Utilization of Spice and Beverage Crops, Ministry of Agriculture, Wanning, Hainan
571533, China
Abstract Volatile and semi-volatile compounds in vanilla were extracted by using solid phase micro-extraction
and were identified by comprehensive two-dimensional gas chromatography/time of flight mass spectrometer. A total
of 181 volatile or semi -volatile compounds in vanilla were identified and compounds with high content were
vanillin, 2-furancarboxaldehyde, [S- (R*,R*)] -2,3-butanediol, 2-methoxy-phenol, 2,3-butanediol, phenol, hexanal,
[R- (R*,R*)] -2,3-butanediol, 4-hydroxy-benzaldehyde, 3-methyl-butanoic acid, tetramethyl-pyrazine, 3-hydroxy-
2-butanone, 4-hydroxy-3-methoxy-benzoic acid, nonanal, hexanoic acid, 1-octen-3-one.The results showed that
GC×GC/TOFMS with high resolution and sensitivity is suitable for the identification of complex system.
Key words Vanilla; Comprehensive two-dimensional gas chromatography; Time of flight mass spectrometer
doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2015.01.031
第 36 卷热 带 作 物 学 报
图1 香草兰中挥发、 半挥发性组分GC×GC/TOFMS二维色谱图
Fig. 1 GC×GC/TOFMS 2D chromatogram of volatile and semi-volatile compounds in vanilla
3.88
2.88
1.88
0.88
180 680 1 180 1 680
Masses: TIC
高、 灵敏度高等特点， 在分析复杂体系样品中的应
用越来越广泛[8-10]。
香草兰挥发性成分具有组分多、 难分离的特
点， 因此可借助 GC×GC/TOFMS 技术对香草兰中挥
发性成分进行分析， 而目前暂未见相关报道， 因此
本研究在前期研究的基础上将固相微萃取技术
（SPME）与 GC×GC/TOFMS 技术相结合， 对中国海
南地区香草兰中挥发性成分进行分析探讨。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 植物材料 香草兰由中国热带农业科学院
香料饮料研究所提供
1.1.2 设备仪器 手动固相微萃取装置 、 CAR/
PDMS（75 μm）纤维头(美国 SUPELCO 公司 )； 全二
维气相色谱-飞行时间质谱仪由 Agilent 6890N（美国
安捷伦公司）和配备有 Pegasus4D 工作站的TOFMS
(美国LECO公司)组成。
1.2 方法
1.2.1 固相微萃取 萃取条件参照董智哲等 [11]报
道的方法。
1.2.2 全二维气相色谱-飞行时间质谱分析 色谱
柱： 色谱柱 1为 Rxi-XLB, 30 m×0.25 mm×0.25 μm，
色谱柱 2为 Rxi-200, 1.5 m×0.18 mm×0.2 μm； 程序
升温： 柱温箱 1 为初始温度 50 ℃保持 1 min， 再
以 8℃/min 升温至 270℃保持 10 min； 柱温箱 2 为
初始温度 55 ℃保持 1 min， 再以 8 ℃/min 升温至
275℃保持 10 min。 载气： He（流速为 1.0 mL/min）；
进样口温度： 250 ℃； 调制器调制周期： 5 s（热吹
时间 1 s）； 传输线温度： 270 ℃； 电子轰击电离源
的电压： 70 eV； 离子源温度： 220 ℃； 检测器电
压： 1 600 V； 数据采集频率: 100 Hz； 质量数采集
范围: 45～550 amu； 软件将解卷积后得到的质谱图
与标准 Wiley谱库和 NIST谱库进行匹配定性。
2 结果与分析
GC×GC 由两根色谱柱组成， 通过改变固定相
极性和柱温可实现混合物在两维色谱柱中的正交分
离[12-13]。 本研究中， 第一根色谱柱极性较弱， 第二
根色谱柱极性较强， 则色谱柱 1中混合物根据其沸
点由低到高依次流出， 色谱柱 2中混合物根据其极
性强弱依次流出。
图 1 和图 2 是香草兰中挥发、 半挥发性组分
GC×GC/TOFMS 二维图和三维图， 从图中可看出，
GC×GC/TOFMS 分离的组分较多， 并且多数组分都
可以得到较好分离， 显示了 GC×GC/TOFMS 对复杂
组分的较强分离能力。
186- -
第 1 期
续表1 香草兰中挥发、半挥发成分
Table 1 Volatile and semi-volatile compounds
in vanilla（continued）
化合物名称 保留时间/s 匹配度 相对含量/％
(E,E)-2,4-己二烯醛 185， 1.260 886 0.08
正戊醛 185， 1.540 929 0.60
2,3-戊二酮 185， 1.610 884 0.02
乙酸 195， 1.220 954 0.02
3-羟基-2-丁酮 195， 1.760 940 1.60
3-甲基-1-丁醇 205， 1.340 936 0.04
2-甲基丙酸 210， 1.450 954 0.53
1,2-丙二醇 210， 1.490 960 0.02
1-烯-4-甲基-3-戊酮 215， 1.540 848 0.09
2,3-庚烷二酮 220， 1.570 855 0.03
1-戊醇 230， 1.360 892 0.25
正丁酸 235， 1.450 932 0.15
3-甲基戊烷 235， 1.630 808 0.02
反式-2-戊烯醛 235， 1.760 892 0.10
化合物名称 保留时间/s 匹配度 相对含量/％
3-甲基-2-丁烯-1-醇 240， 1.410 815 0.04
环戊烷甲醛 240， 1.530 810 0.04
2,3-丁二醇 240， 1.650 939 7.63
1-辛烯 245， 1.210 867 0.02
2-正丙基呋喃 245， 1.300 894 0.10
2R,3R)-(-)-2,3-丁二醇 245， 1.860 899 3.38
3-乙基己烷 250， 1.200 806 0.02
2S,3S)-(+)-2,3-丁二醇 255， 1.770 925 8.97
3-甲基-2-丁烯醛 260， 1.930 819 0.02
顺-3-辛烯 265， 1.220 843 0.09
正己醛 265， 1.650 905 3.45
乙酸丁酯 270， 1.580 884 0.09
2,3,5-三甲基呋喃 275， 1.290 850 0.03
1，3-辛二烯 280， 1.280 927 0.11
3-甲基丁酸 285， 1.580 929 2.02
2-乙烯基-5-甲基呋喃 290， 1.380 801 0.02
2,4-二甲基-3-戊酮 290， 1.880 815 0.08
2-甲基丁酸 295， 1.530 910 0.63
6-甲基-3，5-二烯-2-庚酮 305， 1.300 865 0.07
呋喃甲醛 305， 1.940 970 10.21
糠醇 315， 1.560 945 0.08
戊酸 325， 1.580 919 0.35
正己醇 330， 1.440 891 0.02
利用全二维气相色谱/飞行时间质谱的方法共
鉴定出香草兰中 181 种挥发、 半挥发性成分。 表 1
中列出这些化合物的相关信息。 这些成分中含量较
高的成分有： 香兰素、 呋喃甲醛、 (2S,3S)-(+)-2,3-
丁二醇、 邻甲氧基苯酚、 2,3-丁二醇、 苯酚、 正己
醛、 (2R,3R)-(-)-2,3-丁二醇、 对羟基苯甲醛、 3-甲
基丁酸、 2,3,5,6-四甲基吡嗪、 3-羟基-2-丁酮、 香
草酸、 壬醛、 正己酸、 1-辛烯-3-酮等。
Masses: TIC
0.88
1.88
2.88
3.88
180
680
1 180
1 680
图2 香草兰中挥发、 半挥发性组分GC×GC/TOFMS三维色谱图
Fig. 2 GC×GC/TOFMS 3D chromatogram of volatile and semi-volatile compounds in vanilla
表1 香草兰中挥发、半挥发成分
Table 1 Volatile and semi-volatile compounds in vanilla
谷风林等： 利用SPME-GC×GC/TOFMS对香草兰中挥发、 半挥发性成分萃取与分析研究 187- -
第 36 卷热 带 作 物 学 报
化合物名称 保留时间/s 匹配度 相对含量/％
甲氧基乙酸甲酯 330， 1.880 805 1.01
反式-2-己烯醛 330， 1.910 942 0.08
对二甲苯 335， 1.380 944 0.12
2-丙酰呋喃 340， 1.330 825 0.07
1-甲氧基-2-丁酮 340， 1.620 844 0.23
顺丁烯二酸 345， 2.590 864 0.03
2-正丁基呋喃 350， 1.360 806 0.09
1,2-二甲苯 360， 1.420 878 0.07
丙烯酸正丁酯 360， 1.580 909 0.19
甲基戊基甲酮 360， 1.820 853 0.06
3-羟基丙酸 365， 1.750 818 0.04
丙酸丁酯 370， 1.590 903 0.30
4-环戊烯-1,3-二酮 370， 2.330 876 0.11
正庚醛 375， 1.720 940 0.16
2-乙基苯酚 385， 1.410 806 0.02
2-乙酰基呋喃 390， 1.990 845 0.12
甲氧基乙酸乙酯 395， 1.990 806 0.76
2,3-二甲基吡嗪 400， 1.550 890 0.05
(E,E)-2,4-己二烯醛 405， 1.960 930 0.18
4-羟基丁酸内酯 405， 2.970 828 0.10
间乙基甲苯 440， 1.390 824 0.02
正己酸 440， 1.630 944 1.41
吡啶-2-甲醛 445， 1.800 809 0.03
(E)-2-庚烯醛 450， 1.950 944 0.64
1-辛烯-3-醇 455， 1.490 926 0.73
苯酚 455， 1.520 958 3.79
丙位戊内酯 455， 2.970 822 0.05
苯甲醛 460， 1.820 946 0.39
5-甲基呋喃醛 460， 2.060 956 0.45
正癸烷 465， 1.270 844 0.02
2-正戊基呋喃 465， 1.380 938 1.03
1-辛烯-3-酮 465， 1.730 904 1.26
丁酸丁酯 470， 1.600 917 0.05
6-甲基-5-庚烯-2-酮 470， 1.770 831 0.18
1-烯庚醛 480， 1.810 806 0.02
1,2,3-三甲苯 485， 1.410 911 0.07
1-烯-3-庚酮 490， 1.650 816 0.18
2,2,4,6,6-五甲基庚烷 495， 1.340 802 0.04
正辛醛 495， 1.720 950 0.30
十二烷 500， 1.360 864 0.23
2-吡咯甲醛 510， 1.830 887 0.07
2-乙基己醇 515， 1.470 881 0.39
正辛醛 515， 1.650 853 0.02
(S)-1-甲基-4-(1-甲基乙烯
基)环己烯
520， 1.310 891 0.04
化合物名称 保留时间/s 匹配度 相对含量/％
2,2,3,4-四甲基戊烷 525， 1.360 837 0.10
反式-2,4-庚二烯醛 525， 1.940 896 0.13
2,6-二甲基辛烷 535， 1.330 824 0.10
苄基醇 535， 1.580 924 0.45
2-丁烯酸异丁酯 535， 1.640 872 0.07
3-辛烯-2-酮 540， 1.950 852 0.20
4-丙基甲苯 545， 1.390 816 0.06
糠酸 545， 1.770 856 0.04
甘菊蓝 550， 2.200 904 0.42
正庚酸 555， 1.580 848 0.07
苯乙醛 555， 1.830 865 0.06
2-乙基对二甲苯 560， 1.360 892 0.08
反式-2-辛烯-1-醇 560， 1.500 895 0.23
2-苯基丙醛 565， 1.420 806 0.04
3-甲酚 570， 1.510 893 0.69
2-乙酰基吡咯 575， 1.830 885 0.06
2-辛烯醛 575， 1.900 929 0.07
苯乙酮 585， 1.890 841 0.04
邻异丙基甲苯 590， 1.380 926 0.38
2-丁基辛醇 600， 1.310 801 0.23
2,3,5,6-四甲基吡嗪 600， 1.440 894 1.80
邻甲氧基苯酚 600， 1.730 961 8.41
2-庚烯酸 605， 1.670 808 0.04
壬醛 615， 1.690 941 1.48
2,5-呋喃二甲醛 625， 2.260 888 0.19
苯乙醇 630， 1.610 909 0.41
甲基-3-羟基-4-吡喃酮 640， 1.980 905 0.03
2,5-二氢吡咯 640， 2.200 801 0.06
3-甲基十一烷 665， 1.280 909 0.04
邻甲基烯丙基苯 665， 1.380 849 0.08
苯甲酸 665， 1.640 918 0.15
2,4-二甲基苯乙烯 675， 1.410 868 0.13
间异丙基甲苯 685， 1.310 841 0.01
3,5-二乙基甲苯 685， 1.360 809 0.01
乙酸苯甲酯 685， 1.690 839 0.02
1,2,3,4-四氢萘 690， 1.410 856 0.03
反式-2-壬烯醛 690， 1.850 939 0.06
十二烷 700， 1.270 931 0.36
2，6-二甲基十一烷 710， 1.290 901 0.06
丁氧基苯 710， 1.450 804 0.03
邻苯二酚 710， 1.540 814 0.02
萘 725， 1.550 954 1.19
2-甲氧基-4-甲基苯酚 725， 1.660 928 0.25
水杨酸甲酯 730， 1.670 809 0.02
2,4-二烯壬烷 760， 1.850 804 0.03
续表1 香草兰中挥发、半挥发成分
Table 1 Volatile and semi-volatile compounds
in vanilla（continued）
续表1 香草兰中挥发、半挥发成分
Table 1 Volatile and semi-volatile compounds
in vanilla（continued）
188- -
第 1 期
化合物名称 保留时间/s 匹配度 相对含量/％
2,3,5,8-四甲基癸烷 775， 1.300 810 0.22
5-羟甲基糠醛 775， 2.050 863 0.82
对烯丙基苯酚 780， 1.460 851 0.01
壬酸 780， 1.540 904 0.11
2,3-二氢-2-甲
氧苯并呋喃 800， 1.560 804 0.04
十三烷 805， 1.260 912 0.12
反式-2-癸烯醛 805， 1.790 851 0.02
对甲氧基苯甲醛 820， 1.880 941 0.10
4-甲基十一烷 825， 1.300 808 0.05
4-甲氧甲基苯酚 835， 1.560 867 0.09
4-甲氧基苄醇 835， 1.610 849 0.07
2-甲基萘 855， 1.520 928 0.15
4-乙烯基-2-甲氧基苯酚; 860， 1.650 929 0.07
5-乙酰氧基甲基呋喃醛 860， 2.130 819 0.01
1-甲基萘 870， 1.520 921 0.09
胡椒醛 875， 1.910 933 0.82
邻苯二甲酸酐 875， 2.550 873 0.06
对羟基苯甲醇 890， 1.650 939 0.12
十四烷 895， 1.280 929 0.16
2-甲氧基-4-烯丙基酚 900， 1.590 868 0.01
甲基环辛烷 905， 1.300 809 0.19
α-蒎烯 910， 1.320 844 0.02
联二苯 910， 1.510 886 0.04
对羟基苯甲醛 910， 1.850 969 2.10
二苯基甲烷 925， 1.420 825 0.01
椰子醛 925， 2.330 806 0.04
2-甲氧基对苯二酚 930， 1.780 878 0.07
续表1 香草兰中挥发、半挥发成分
Table 1 Volatile and semi-volatile compounds
in vanilla（continued）
在此基础上， 根据结构的不同对香草兰中鉴定
出来的化合物进行分类， 图 3和图 4列出了各类化
合物个数和相对含量。 从图中看出香草兰中芳香族
化合物的种类最多而且相对含量最大， 是香草兰中
最重要的一类香气成分。 其中含量最高的成分是香
兰素， 它是香草兰中整体香气贡献最大的香气成分，
对整体香气的贡献率高达 1/3[14]。 此外邻甲氧基苯
酚的含量也较高， 也是香草兰中重要香气成分 ，
Brunschwig[7]研究表明邻甲氧基苯酚是塔西提岛香
草兰中关键香气成分之一。
在先前利用 HS-SPME-GC-MS 技术研究香草
兰中挥发性成分的相关报道中， 醇类化合物含量并
不占优势[11]， 但本研究中醇类化合物的相对含量仅
次于芳香族化合物， 这可能是由分析仪器的差异所
造成的， GC×GC/TOFMS 相对于 GC-MS 而言能更
好的分离组分， 因此能鉴定出更多的醇类物质。 例
如先前研究中利用 GC-MS 只能鉴定出 2 种 2,3-
丁二醇的同分异构 [11]， 而本研究中利用 GC×GC/
TOFMS 则能鉴定出 3 种 2,3-丁二醇同分异构体，
而且这 3种同分异构体的含量均较高， 共占总峰面
积的 18.9％。
香草兰中醛类化合物个数为 18 种， 相对总峰
面积为 7.5%， 其含量与芳香族化合相比虽然较少，
对香草兰的香气贡献较大， 主要呈巧克力、 水果等
令人愉快的香味 [7,11]， 如(E)-2-庚烯醛、 反式-2-壬
烯醛、 辛醛等。 Brunschwig 等的研究表明塔西提岛
香草兰中醛类化合物的香气强度仅低于以芳香族化
合物的香味 [7]。 本研究中醛类化合物中正己醛和壬
醛的相对含量最高， 分别为 3.4％和 1.5％， 呈水果
香和油脂味。
化合物名称 保留时间/s 匹配度 相对含量/％
肉桂酸甲酯 940， 1.650 918 0.07
1-石竹烯 960， 1.390 935 0.10
香兰素 965， 1.990 933 16.35
2,6-二甲基萘 970， 1.520 907 0.07
对羟基苯乙酮 985， 1.830 841 0.05
1-十二烯 1000， 1.270 811 0.11
酞酸二甲酯 1000， 1.940 832 0.01
3-羟基-4-甲氧基苯甲醇 1010， 1.730 906 0.03
合金欢醇 1020， 1.310 821 0.23
2,6-二叔丁基对甲酚 1030， 1.380 834 0.02
对羟基苯甲酸 1035， 1.640 857 0.03
3,4-二甲氧基苯甲醛 1040， 1.820 870 0.02
3,4-亚甲二氧基苯甲酸 1050， 1.650 870 0.07
4-羟基-3-甲氧基苯乙酮 1050， 1.920 877 0.10
香草酸甲酯 1065， 1.740 948 0.13
乙酰香兰素 1085， 2.070 900 0.06
十六烷 1100， 1.250 907 0.07
香草酸 1100， 1.850 926 1.52
邻苯二甲酸二乙酯 1125， 1.850 924 0.08
二苯甲酮 1175， 1.680 837 0.02
1-异丙基-4，8-二甲基萘 1210， 1.410 823 0.01
顺-均二苯乙烯 1250， 1.500 910 0.08
邻苯二甲酸二异丁酯 1345， 1.740 836 0.02
十六酸 1405， 1.440 874 0.03
2,2-双对羟苯基丙烷 1595， 1.530 886 0.17
17-十八炔酸 1680， 1.250 874 0.06
亚油酸 1765， 1.210 841 0.28
邻苯二甲酸单(2-乙基己基) 1810， 1.780 826 0.02
续表1 香草兰中挥发、半挥发成分
Table 1 Volatile and semi-volatile compounds
in vanilla（continued）
谷风林等： 利用SPME-GC×GC/TOFMS对香草兰中挥发、 半挥发性成分萃取与分析研究 189- -
第 36 卷热 带 作 物 学 报
杂环类化合物的种类较多、 相对含量较大。 在
已鉴定的杂环化合物中呋喃甲醛的相对含量最高，
在所有化合物中仅次于香草醛， 含量为 10.2％， 呈
杏仁味。 2,3,5,6-四甲基吡嗪的相对含量也较高约
为 1.8％， 呈烘烤、 坚果香味。 此外， 烷烃类物质
种类较多， 仅次于芳香族化和杂环合物， 但是其峰
面积相对较小， 香气也强度较弱， 对香草兰整体香
气贡献不大。
3 讨论与结论
香草兰的香气成分十分复杂， 产地不同， 加工
方法不同， 香气组成就差异明显， 文献中香草兰的
香气成分已检出 250多种， 本实验中通过全二维气
相色谱/飞行时间质谱鉴定出 181 种， 而以前的报
道中一次实验中最多检出 96种香气成分[7]， 由此可
以看出， 全二维气相色谱/飞行时间质谱适合用于
香草兰这类复杂化学成分体系中挥发性、 半挥发性
组分的研究分析， 这主要是由于全二维气相色谱/
飞行时间质谱高分辨率和高灵敏度的优点。 通过提
取条件的优化， 香草兰的未被检出的微量香气成分
也可以通过全二维气相色谱/飞行时间质谱进行鉴
定， 从而为香草兰风味指纹图谱的构建提供基础。
与普通 GCMS 相比， 全二维气相色谱/飞行时
间质谱的分离部分是由两根色谱柱组成， 色谱柱间
由调制器连接。 调制器对第一根色谱柱中流出组分
进行冷凝和聚焦并注入第二根色谱柱。 这种冷凝聚
焦作用一方面减小了第二维峰宽、 提高了柱效， 另
一方面很大程度上增强了色谱峰的信噪比， 使得一
些痕量化合物在 GC×GC 上有较高的响应值 [15]， 因
此对一些一维色谱上难以检测的痕量成分有较高的
灵敏度[12]。 另外许多结构相近的化合物如同分异构
体有相同或相似的沸点或极性， 在一维色谱上极易
出现 “共馏峰”， 导致难以分离鉴定。 而 GC×GC
的瓦片和族分离效应使得 GC×GC 具有较高的分辨
率， 能分离对这类重叠峰有较好的分离效果[9]。
本研究中借助全二维气相色谱/飞行时间质谱
技术的高分辨率和高灵敏度， 再将其与固相微萃取
技术相结合共鉴定出香草兰中 181种挥发、 半挥发
性成分， 这些成分包含有芳香族、 醛、 醇 、 酮、
酸、 酯、 杂环、 烷烃等化合物， 其中芳香族化合物
在种类和含量方面均有显著的优势， 是香草兰中最
重要的一些成分。 在已鉴定出来的成分中含量较高
的物质主要有香兰素、 呋喃甲醛、 (2S,3S)-(+)-2,3-
丁二醇、 邻甲氧基苯酚、 2,3-丁二醇、 苯酚、 正己
醛、 (2R,3R)-(-)-2,3-丁二醇、 对羟基苯甲醛、 3-甲
基丁酸、 2,3,5,6-四甲基吡嗪、 3-羟基-2-丁酮、 香
草酸、 壬醛、 正己酸、 1-辛烯-3-酮等。
参考文献
[1] Dong Z Z， Gu F L， Xu F， et al. Comparison of Four Kinds
of Extraction Techniques and Kinetics of Microwave -Assisted
Extraction of Vanillin from Vanilla planifolia Andrews[J]. Food
Chemistry， 2014， 149(15)： 54-61.
[2] Gu F L， Xu F， Tan L H， et al. Optimization of enzymatic
process for vanillin extraction using response surface methodology[J].
Molecules， 2012， 17： 8 753-8 761.
[3] 陈庆文， 郭运青． 海南香草兰产业发展概况[J]． 热带农业科学，
2010， 30(7)： 61-64．
[4] Adedeji J， Hartman T G， Ho C. Flavor characterization of different
varieties of vanilla beans[J]. Perfumer and Flavors， 1993， 18：
115-133.
[5] Perze-Silva A， Odoux E， Bart P， et al. GC-MS and GC-olfactometry
analysis of aroma compounds in a representative organic aroma
extract from cured Vanilla(Vanilla planifolia G. Jackson)beans[J].
Food Chemistry， 2006， 99(4)： 728-735.
[6] Toth S J. Comparison and integration of analytical methods for
图3 香草兰中不同种类化合物的数量
Fig. 3 Quantity of different kinds of compounds in vanilla
70
60
50
40
30
20
10
0
芳香族 醛 酮 酸 醇 杂环 烷烃 酯
图4 香草兰中不同种类化合物的相对含量
Fig. 4 Relative content of different kinds of compounds in vanilla
芳香族 醛 酮 酸 醇 杂环 烷烃 酯
相
对
含
量
/％
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
化
合
物
数
量
190- -
第 1 期
the characterization of vanilla chemistry. (Ph D dissertation)[M].
Rutgers： The State University of New Jersey， 2012.
[7] Brunschwig C， Senger-Emonmot P， Aubanel M L， et al. Odor-
active compounds of Tahitian vanilla flavor[J]. Food Research
International， 2012， 46： 148-157.
[8] Phillips J B， Xu J. Comprehensive multi -dimensional gas
chromatography[J]. Journal of Chromatography A， 1995， 703(1)：
327-334.
[9] 李海峰， 钟科军， 路 鑫， 等 ． 全二维气相色谱/飞行时间质
谱(GC×GC/TOFMS)用于烟叶中挥发、半挥发性碱性化合物的组
成研究[J]． 化学学报， 2006， 64(18)： 1 897-1 903.
[10] 李海峰， 路 鑫， 鹿洪亮， 等 ． 全二维气相色谱/飞行时间质
谱(GC×GC/TOFMS)用于烟叶中酸性成分的分离与分析[J]． 化学
学报， 2006， 27(4)： 612-617.
[11] 董智哲， 谷风林， 徐 飞， 等． 固相微萃取和同时蒸馏萃取法
分析海南香草兰挥发性成分 [J]． 食品科学 ， 2014， 35(02)：
158-163.
[12] 路 鑫， 蔡君兰， 武建芳， 等 ． 全二维气相色谱/飞行时间质
谱用于卷烟主流烟气中酚类化合物的表征 [J]． 化学学报 ，
2004， 62(8)： 804-810.
[13] Dallüge J， Vreuls R J J， Beens J， et al. Optimization and
characterization of comprehensive two -dimensional gas
chromatography with time -of -flight mass spectrometric
detection(GC×GC-TOF MS)[J]. Journal of Separation Science，
2002， 25(4)： 201-214.
[14] Ranadive A S. Vanilla -Cultivation， curing， chemistry，
technology and commercial products [J]. Developments in
Food Science， 1994.
[15] 李 莉， 蔡君兰， 蒋锦锋， 等． 全二维气相色谱/飞行时间质
谱法分析烟草挥发和半挥发性酸性成分 [J]． 烟草科技， 2006
(5)： 25-32.
责任编辑： 沈德发
谷风林等： 利用SPME-GC×GC/TOFMS对香草兰中挥发、 半挥发性成分萃取与分析研究 191- -