全 文 ：园 　艺 　学 　报 　2009, 36 (11) : 1676 - 1680
Acta Horticulturae Sinica
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)3 通讯作者 Author for correspondence ( E2mail: yangerning@mail1hzau1edu1cn)
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 3
(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 : S 647　　文献标识码 : A　　文章编号 : 05132353X (2009) 1121676205
Iden tif ica tion of the Aroma Com pounds in Seleng W orm wood by Ga s
Chroma tography - O lfactom etry
XU Ying, N I Guang2yuan, CHEN Q ing2chan, SUN Zhi2da, and YANG Er2ning3
(College of Food Science and Technology, Huazhong A gricu ltural U niversity, W uhan 430070, China)
Abstract: The volatile compounds in seleng wormwood were extracted by using headspace solid phase
m icro2extraction technology and analyzed by both gas chromatography2olfactometry and gas chromatography2
mass spectrometry. There were totally twenty2one compounds identified. Based on the odor intensity, the most
important aroma compound in seleng wormwood was trans222hexenal, α2phellandrene, cis2ocimene, 32thu2
janone, camphor, cucumber aldehyde, ( 2) 2borneol and ( 2) 2bornylacetate.
Key words: seleng wormwood; aroma compound; solid phase m icro2extraction; gas chromatography -
olfactometry
蒌蒿 (A rtem isia selengensis Turcz. ) , 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 ( gas chromatography2mass spectrometry,
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 ( gas chromatography2olfactometry, 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 ( headspace solid phase m icro2extraction, HS2SPME) 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
111　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。
112　方法
11211　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 /PDMS 2 cm美国 Supelco公司 ) 在气相色谱仪进
样口 (250 ℃) 活化 5 m in。
将 50 g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 90 m in, 得到蒌蒿挥发性成分萃取样品。
11212　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 Sniffer 9000 (瑞士 B rechbühler)。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
( F ID) , 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 (HP25) : 30 m ×0132 mm , 膜厚度 0125μm; 载气为
氮气 , 恒流 210 mL·m in - 1 ; 程序升温 : 40 ℃, 保持 1 m in, 以 4 ℃·m in - 1升温至 170 ℃后 , 再以 8
℃·m in - 1升温至 230 ℃, 保持 4 m in; 进样口温度 250 ℃, 不分流 ; 氢火焰离子化检测器 ( F ID ) 温
度 260 ℃, 氢气流量 30 mL·m in - 1 , 空气流量 400 mL·m in - 1 , 辅助气流量 25 mL·m in - 1。
将萃取头插入气相色谱进样口热解吸 5 m in, 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 30 h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。
11213　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 (HP25m s) : 30 m ×0125 mm, 膜厚度
0125μm; 载气为氦气 , 恒流 110 mL·m in - 1 ; 程序升温 : 40 ℃, 保持 1 m in, 以 4 ℃·m in - 1升温至
170 ℃后 , 再以 8 ℃·m in - 1升温至 230 ℃, 保持 4 m in; 进样口温度 250 ℃, 不分流 ; 质谱检测器传
输管 280 ℃, E I源能量 70 eV , 扫描范围 35至 350 m /z。
11214　挥发性化合物的保留指数 (R I) 测定 　
按上述 11213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 R I。
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2　结果与分析
211　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 F ID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。
F ig. 1　The Chroma togram ( a) and the aroma2gram ( b) of the vola tiles in seleng worm wood
Peak numbers 1 to 21 correspond to twenty2one aroma compounds been identified in seleng
wormwood, whose chem ical names were listed in table 1.
212　蒌蒿挥发性化合物的 GC - M S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 W iley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 (www1flavornet1com ) 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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　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 　
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
Table 1　 Iden tif ica tion of the aroma com pounds in seleng worm wood
色谱峰
序号
Peak No.
化合物
Compounds
保留指数 (R I) Retention index
实测值
Measured value
文献值
Reference value
鉴定依据 Identification
保留指数对比
R Iidentification
嗅感
O rdor
香气特征
O rdor descrip tion
嗅感强度
O rdor intensity
1 己醛 Hexanal 802 801 + + 青草 Grass 4
2 反式 - 2 -己烯醛 852 844 + + 青苹果 6
Trans222Hexenal Green app le
3 α -蒎烯 α2p inene 936 939 + + 松节油 Turpentine 4
4 辛醇 Octanol 974 982 + + 蘑菇 Mushroom 4
5 月桂烯 β2myrcene 996 992 + + 潮湿泥土 Musty 4
6 水芹烯 α2phellandrene 1 011 1 007 + + 薄荷 M int 5
7 对 -伞花烃 p2cymene 1 026 1 027 + + 汽油 Gasoline 3
8 反式 - 罗勒烯 Trans2ocimene 1 039 1 038 + + 草药 Herb 3
9 顺式 - 罗勒烯 Cis2ocimene 1 043 1 043 + + 月季 Rose 6
10 ( + ) - 4 - 蒈烯 1 089 - - - 泥土 Earth 4
( + ) 242carene
11 3 - 崖柏酮 32thujanone 1 106 - - - 薄荷 M int 5
12 樟脑 Camphor 1 142 1 139 + + 樟树 Camphor 5
13 黄瓜醛 Cucumber aldehyde 1 153 1 154 + + 黄瓜 Cucumber 6
14 龙脑 Borneol 1 166 1 162 + + 中药 Herb 4
15 ( - ) - 龙脑 ( - ) 2Borneol 1 179 - - - 干草 ,樟脑 5
Hay, camphor
16 ( - ) - 乙酸龙脑酯 1 289 1 274 + + 草药 ,青草 5
(
-
) 2Bornylacetate Herb, grass
17 石竹烯 Caryophyllene 1 424 1 418 + + 甜香 ,苹果 3
Sweet, app le
18 异石竹烯 Isocaryophillene 1 449 1 438 + + 干花香 Wood 4
19 β -荜澄茄油烯 β2cubebene 1 497 - - - 蘑菇 ,青草 3
Mushroom, grass
20 乙酸法呢酯 Farnesyl acetate 1 611 - - - 奶香 Dairy 3
21 十七碳三烯 Hep tadecatriene 1 666 - - - 油脂 Balsam ic 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 (Jetti et al. , 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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