全 文 ：园　艺　学　报　2009, 36 (11):1676-1680
ActaHorticulturaeSinica
收稿日期:2009-05-14;修回日期:2009-08-05
基金项目:国家 `十一五 科技支撑计划项目 (2006BAD27B09)
＊通讯作者 Authorforcorrespondence(E-mail:yangerning@mail.hzau.edu.cn)
气相色谱 —嗅觉测量法鉴定蒌蒿中的香气化合物
徐　莺 , 倪光远 , 陈清婵 , 孙智达 , 杨尔宁＊
(华中农业大学食品科技学院 , 武汉 430070)
摘　要:采用顶空固相微萃取法提取了蒌蒿样品中的挥发性成分 , 利用气相色谱—嗅觉测量法
(GC-O)并结合气相色谱质谱联用分析 (GC-MS), 鉴定了萎蒿中的香气化合物。 共检出 21个呈香化合
物 , 基于其嗅感强度 , 反式 -2-己烯醛 、 水芹烯 、 顺式 -罗勒烯 、 3-崖柏酮 、 樟脑 , 黄瓜醛 、 (-)-龙
脑和 (-)-乙酸龙脑酯被认定为形成蒌蒿香气的重要化合物。
关键词:蒌蒿;香气化合物;固相微萃取;气相色谱—嗅觉测量法
中图分类号:S647　　文献标识码:A　　文章编号:0513-353X(2009) 11-1676-05
IdentificationoftheAromaCompoundsinSelengWormwoodbyGasChromatography-Olfactometry
XUYing, NIGuang-yuan, CHENQing-chan, SUNZhi-da, andYANGEr-ning＊
(ColegeofFoodScienceandTechnology, HuazhongAgriculturalUniversity, Wuhan430070, China)
Abstract:Thevolatilecompoundsinselengwormwoodwereextractedbyusingheadspacesolidphase
micro-extractiontechnologyandanalyzedbybothgaschromatography-olfactometryandgaschromatography-
massspectrometry.Thereweretotalytwenty-onecompoundsidentified.Basedontheodorintensity, themost
importantaromacompoundinselengwormwoodwastrans-2-hexenal, α-phelandrene, cis-ocimene, 3-thu-
janone, camphor, cucumberaldehyde, (-)-borneoland(-)-bornylacetate.
Keywords:selengwormwood;aromacompound;solidphasemicro-extraction;gaschromatography-
olfactometry
蒌蒿 (ArtemisiaselengensisTurcz.), 又称藜蒿 , 水蒿 , 为菊科蒿属多年生草本植物 (中国科学院
北京植物研究所 , 1975;陶桂全 , 1987;杨震国 等 , 1995)。新鲜蒌蒿的茎秆作为食用蔬菜 , 因其特
殊的香气受到消费者青睐 。近年来 , 用气相色谱质谱联用方法 (gaschromatography-masspectrometry,
GC-MS)对蒌蒿茎叶中挥发性成分进行了一系列化学分析 (李保同 等 , 2002;陈新 等 , 2004;徐
中海 等 , 2007), 但均未涉及这些挥发性化合物与蒌蒿香气之间的关系 。
气相色谱—嗅觉测量法 (gaschromatography-olfactometry, GC-O)是在气相色谱仪上安装与传统
检测器平行的嗅探口 , 嗅觉测量人员同步嗅觉测量色谱柱流出物的香气特征和强度 , 从而鉴定香气化
合物的方法 , 被认为是香气成分鉴定的必要手段 , 因而广泛用于风味研究中 (Mayol＆Acree, 2001)。
近年来 , 国内已有不少学者采用 GC-O方法研究食品的香气组成 (李景明 等 , 2004;田怀香 等 ,
2004)。
顶空固相微萃取 (headspacesolidphasemicro-extraction, HS-SPME)是一种集提取 、 浓缩 、 进样
于一体的香气取样技术 , 虽然对香气成分存在一定的选择性 , 但仍不失为一种快速 、 有效的取样方
　11期 徐　莺等:气相色谱—嗅觉测量法鉴定蒌蒿中的香气化合物　
法 , 在本研究中用来提取蒌蒿中的挥发性化合物。
1　材料与方法
1.1　材料
2007年 4月于华中农业大学集贸市场采购柳叶型青蒌蒿 , 洗净 , 去叶 , 吸干茎杆可食部分表面
的水分 , 剪成小段 , 密封于广口瓶中 , 在 -18 ℃冰箱内冷藏待用。在华中农业大学食品科技学院完
成试验工作 。
1.2　方法
1.2.1　挥发性化合物的萃取　
萃取前 , 先将固相微萃取的萃取头 (DVB/CAR/PDMS2 cm美国 Supelco公司)在气相色谱仪进
样口 (250 ℃)活化 5 min。
将 50g蒌蒿装入 250 mL塑料烧杯中 , 加入液氮 , 将蒌蒿浸没冻结 , 移入搅拌机粉碎 , 迅速称取
5 g样品粉末于预先装有 2 g氯化钠 、 3 mL蒸馏水和一个磁力搅拌头的萃取瓶 (40 mL)中 , 瓶口放
聚四氟乙烯 /硅胶复合密封垫 , 压铝盖密封。插入已活化的萃取头于萃取瓶的顶空部分 , 在 35℃下搅
拌萃取 90min, 得到蒌蒿挥发性成分萃取样品。
1.2.2　挥发性化合物的 GC-O分析　
GC-O装置的改装参考嗅觉测量仪 Snifer9000 (瑞士 Brechbǜhler)。在毛细管柱出口用分流器将
色谱柱流出物按 1 ∶1分流 , 通过两支长度和内径相同的石英毛细管 , 一路引向氢火焰离子化检测器
(FID), 另一路引向嗅觉测量仪的嗅探口 , 在色谱柱炉外的毛细管用电加热带保温 , 以防止高沸点化
合物在此区域遇冷凝结 , 影响嗅觉分析。
用美国安捷伦 6890气相色谱仪。毛细管柱 (HP-5):30 m×0.32 mm, 膜厚度 0.25μm;载气为
氮气 , 恒流 2.0mL·min-1;程序升温:40℃, 保持 1min, 以 4℃·min-1升温至 170 ℃后 , 再以 8
℃·min-1升温至 230 ℃, 保持 4 min;进样口温度 250 ℃, 不分流;氢火焰离子化检测器 (FID)温
度 260℃, 氢气流量 30 mL·min-1 , 空气流量 400 mL· min-1 , 辅助气流量 25 mL·min-1。
将萃取头插入气相色谱进样口热解吸 5 min, 嗅觉分析员同步进行嗅觉感官分析。 3人 (1名男
性和 2名女性)在进行 30h训练后被选定为嗅觉分析员。每位嗅觉分析员对相同样品做 3次平行测
定 , 记录香气出现时间即香气嗅感时间 , 嗅感强度 (以 9组数据求出算术平均值)和化合物的香气
特征。
香气嗅感强度采用 16级评级法 , 0为未检测到 , 1为产生嗅感最低强度 , 7代表中等强度 , 15为
极强刺激。 3名嗅觉分析员在嗅觉感官分析的训练过程中 , 对不同浓度的标准样品反复接受嗅觉刺
激 , 以达到对同一刺激物能做出相同级别的嗅觉反应。
1.2.3　挥发性化合物的 GC-MS分析　
用美国安捷伦气相色谱质谱联用仪 (5973型)。毛细管柱 (HP-5ms):30 m×0.25 mm, 膜厚度
0.25μm;载气为氦气 , 恒流 1.0 mL·min-1;程序升温:40 ℃, 保持 1 min, 以 4℃· min-1升温至
170℃后 , 再以 8 ℃· min-1升温至 230℃, 保持 4 min;进样口温度 250 ℃, 不分流;质谱检测器传
输管 280 ℃, EI源能量 70eV, 扫描范围 35至 350 m/z。
1.2.4　挥发性化合物的保留指数 (RI)测定　
按上述 1.2.3描述的方法分别分析 C5 ～ C20正构烷烃标样和蒌蒿萃取样品 , 记录下各色谱峰的保
留时间 (tR), 色谱系统的死时间 (tM)=色谱柱长度 /载气线速度 , 色谱峰的调整保留时间 (t′R) =
tR-tM。然后采用 Kováts保留指数测定方法 (Van＆Kratz, 1963)得到各个色谱峰的 RI。
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2　结果与分析
2.1　蒌蒿提取物的 GC-O分析
图 1 , a是蒌蒿萃取样品在 GC-O分析中由氢火焰离子化检测器给出的色谱图 。由嗅觉分析员记
录的香气嗅感强度对香气嗅感时间作图 , 得到蒌蒿的香气图谱 (图 1, b)。对比图 1, a和 b, GC-O
分析中嗅觉分析员记录的香气嗅感时间和 FID检测器给出的色谱峰保留时间高度一致。
同时可以看出 , 并非所有的挥发物对蒌蒿的香气都有贡献 , 一些很小的色谱峰 (如色谱图中的
峰 2、峰 15)产生的香气贡献远远大于一些峰面积较大的色谱峰 (如峰 17), 其原因是人的嗅觉系统
对不同化合物刺激产生反应的阈值差别非常大 。
图 1　蒌蒿中挥发物的气相色谱图 (a)和香气图谱 (b)
数字 1 ～ 21是被鉴定的蒌蒿香气化合物色谱峰序号, 其对应化合物名称列于表 1。
Fig. 1　TheChromatogram(a)andthearoma-gram(b)ofthevolatilesinselengwormwood
Peaknumbers1to21corespondtotwenty-onearomacompoundsbeenidentifiedinseleng
wormwood, whosechemicalnameswerelistedintable1.
2.2　蒌蒿挥发性化合物的 GC-MS鉴定及其保留指数比对
蒌蒿中挥发性成分经 GC-MS分析 , 所得质谱图在 Wiley质谱数据库中自动检索 , 匹配度最高的
化合物列在表 1 “化合物 ” 一栏中 。将化合物实测的保留指数与风味数据库 (www.flavornet.com)中
报道此化合物保留指数比较 , 若两者高度相符 (通常差值小于 10), 则在表 1中 “保留指数对比” 栏
里标注 “ +”, 表明通过保留指数比对。若化合物在 GC-O分析中记录的香气特征与风味数据库中
报道的香气特征一致或相似 , 则在表 1 “嗅感” 栏中标注 “ +” , 表示通过香气特征比对 。
研究中共有 28个挥发性化合物被 GC-MS鉴定 , 其中 7个化合物因为没有引起嗅觉分析员的嗅
觉反应 , 而没有列入表 1。表 1中的 21个化合物 , 其中 15个化合物通过保留指数和香气特征比对。
其余 6个香气化合物在 GC-O嗅探口记录到了明确的香气特征 , 但其保留指数和香气特征未能检索
到相应的文献报道。
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根据表 1中各个化合物的香气特征 , 归类分析发现反式 -2-己烯醛 、黄瓜醛表现了明显的青草
气味 , 这是大多数绿色蔬菜共有的气味特征;α-蒎烯 、水芹烯和 3-崖柏酮则贡献出蒌蒿中类似松
节油和薄荷的清凉风味 , 是蒌蒿香气区别于其它蔬菜的一个重要特征;顺式 -罗勒烯 、 (-)-乙酸
龙脑酯表达了蒌蒿中的花草气味;樟脑 、 (-)-龙脑则体现了蒌蒿香气中有类似樟树的芳香 , 是形
成蒌蒿独特风味的另一个重要特征。由表 1中各个化合物的嗅感强度 , 判断反式 -2-己烯醛 、 水芹
烯 、顺式 -罗勒烯 、 3-崖柏酮 、樟脑 、 黄瓜醛 、 (-)-龙脑和 (-)-乙酸龙脑酯这 8种化合物是
形成蒌蒿香气的重要成分 。当然 , 其它呈香化合物也共同参与了蒌蒿香气的表达。
表 1　蒌蒿中香气化合物鉴定结果
Table1　Identificationofthearomacompoundsinselengwormwood
色谱峰
序号
PeakNo.
化合物
Compounds
保留指数(RI)Retentionindex
实测值
Measuredvalue
文献值
Referencevalue
鉴定依据 Identification
保留指数对比
RIidentification
嗅感
Ordor
香气特征
Ordordescription
嗅感强度
Ordorintensity
1 己醛 Hexanal 802 801 + + 青草 Grass 4
2 反式 -2-己烯醛 852 844 + + 青苹果 6
Trans-2-Hexenal Greenapple
3 α-蒎烯 α-pinene 936 939 + + 松节油 Turpentine4
4 辛醇 Octanol 974 982 + + 蘑菇 Mushroom 4
5 月桂烯 β-myrcene 996 992 + + 潮湿泥土 Musty 4
6 水芹烯 α-phelandrene 1 011 1 007 + + 薄荷 Mint 5
7 对 -伞花烃 p-cymene 1 026 1 027 + + 汽油 Gasoline 3
8 反式 -罗勒烯 Trans-ocimene 1 039 1 038 + + 草药 Herb 3
9 顺式 -罗勒烯 Cis-ocimene 1 043 1 043 + + 月季 Rose 6
10 (+)-4-蒈烯 1 089 - - - 泥土 Earth 4
(+)-4-carene
11 3-崖柏酮 3-thujanone 1 106 - - - 薄荷 Mint 5
12 樟脑 Camphor 1 142 1 139 + + 樟树 Camphor 5
13 黄瓜醛 Cucumberaldehyde 1 153 1 154 + + 黄瓜 Cucumber 6
14 龙脑 Borneol 1 166 1 162 + + 中药 Herb 4
15 (-)-龙脑 (-)-Borneol 1 179 - - - 干草 ,樟脑 5
Hay, camphor
16 (-)-乙酸龙脑酯 1 289 1 274 + + 草药 ,青草 5
(-)-Bornylacetate Herb, grass
17 石竹烯 Caryophylene 1 424 1 418 + + 甜香 ,苹果 3
Sweet, apple
18 异石竹烯 Isocaryophillene 1 449 1 438 + + 干花香 Wood 4
19 β -荜澄茄油烯 β-cubebene 1 497 - - - 蘑菇 ,青草 3
Mushroom, grass
20 乙酸法呢酯 Farnesylacetate 1 611 - - - 奶香 Dairy 3
21 十七碳三烯 Heptadecatriene 1 666 - - - 油脂 Balsamic 4
3　讨论
由于香气化合物具有较强的挥发性 , 而且新鲜植物组织中生理代谢还没有停止 , 被选取的样品应
该尽可能及时地进行分析 。在本研究中 , GC-MS和 GC-O分析无法在短时间内完成 , 因此参考相
关方法 (Jetietal., 2007)将蒌蒿样品速冻后 , 低温保存。分析工作在其后一个月内完成 , 整个过
程中 , 与用新鲜蒌蒿样品分析结果比较 , 各挥发性化合物的色谱峰面积的变化小于 7%, 说明冷藏处
理能有效地保存目标分析物的性状。
对于蒌蒿的研究 , 李保同等 (2002)曾在 9月中旬采集蒌蒿枝叶 , 采用水蒸气蒸馏得到精油 ,
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用 GC-MS鉴定出 47个化合物。虽然采样时间和挥发物提取方法与本研究所用方法有较大差异 , 但
是 β -蒎烯 、 水芹烯 、 月桂烯 、 罗勒烯 、 β -石竹烯 、 樟脑 、 龙脑 、 乙酸龙脑酯和对 -伞花烃等 9种
化合物在两项研究中的质谱鉴定结果一致。本研究结果与徐中海等 (2007)测定洞庭湖地区蒌蒿挥
发油化学成分结果相比 , 被鉴定一致的化合物有 β -蒎烯 、 水芹烯 、月桂烯 、樟脑 、 龙脑 。
本研究在对挥发物 GC-MS鉴定的基础上 , 用 GC-O方法找到了 21个对蒌蒿香气有明确贡献的
香气化合物 , 将挥发物信息转化为风味概念 , 对风味研究工作来说是至关重要的。依据各个化合物嗅
感强度 , 反式 -2-己烯醛 、 水芹烯 、 顺式 -罗勒烯 、 3-崖柏酮 、 樟脑 , 黄瓜醛 、 (-)-龙脑和
(-)-乙酸龙脑酯被认定为形成蒌蒿风味的重要化合物 。
保留指数是反映化合物在色谱体系中色谱行为的一个参数 , 保留指数数值越高 , 化合物在色谱柱
上的保留时间越长。在不同类型的色谱柱上 , 化合物的保留指数的数值是不同的 , 但是 , 在同样的色
谱系统中 , 测定的保留指数应该是非常接近的 , 受仪器型号 、操作条件的影响较小 , 通常在实验室中
不具备大量化合物色谱标样的情况下 , 测定保留指数与文献值比对 , 是化合物定性鉴定的有力依据 。
研究中采用了 SPME技术来提取蒌蒿风味。 SPME萃取头对香气成分存在一定的选择性 , 因此为
了进一步认识蒌蒿风味 , 有必要采用其它风味提取技术 , 做进一步的对比研究 。
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