CN107796891B - 一种姜精油的指纹图谱检测方法 - Google Patents

一种姜精油的指纹图谱检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种姜精油指纹图谱检测技术。姜精油以正己烷作为稀释溶剂，以合相色谱仪检测，结合PDA检测器测定，建立特征峰PDA谱图库，并建立姜精油标准对照指纹图谱。提取待检测姜精油的合相色谱指纹图谱中色谱峰PDA光谱图与特征峰光谱谱图库检索比对，识别共有特征峰；再以夹角余弦法进行与姜精油标准对照指纹图谱相似度评价，当相似度≥0.90时，确定待检测的姜精油为纯品姜精油；当相似度＜0.90时，确定待检测的姜精油为非纯品姜精油；实现姜精油的快速、有效鉴别，对于薄荷精油质量控制及其掺假识别具有一定意义。

Description

一种姜精油的指纹图谱检测方法
技术领域
本发明属于检测分析技术领域，具体涉及一种姜精油指纹图谱检测技术。
背景技术
姜属于姜科姜属，为多年生草本植物，主产区为中国、印度、斯里兰卡、美国和欧洲，是重要的天然香料植物。姜精油为姜块茎经干燥、磨碎并用水蒸气蒸馏而得的挥发油，为淡黄色液体，有姜的辛辣气味，主成分为姜烯、生姜酚、姜醇、姜酮、柠檬醛、水芹烯等。姜精油主要用于配制食用香精、各种含酒精饮料、软饮料和糖果，也用于香水等化妆品。在个人护理品领域，姜精油作为单方或复方精油已被广泛使用，具有的消散淤血、促进血液循环的功效，深受市场亲睐。
然而由于纯天然植物精油价格高，姜精油掺假问题也一直存在。目前检测方法主要为常规理化及气相色谱法，存在检测时间长、定性效果不好等技术问题。因此研究和开发一种能够快速、有效的鉴别姜精油的方法，对于其掺假识别及质量控制而言显得尤为重要。
发明内容
为解决现有技术中存在的检测时间长、定性效果不好等技术问题，本发明提供一种快速、有效的姜精油的指纹图谱检测方法。
本发明以正己烷作为姜精油稀释溶剂，以合相色谱仪检测，PDA检测器测定，建立姜精油特征峰PDA光谱谱图库，并建立姜精油标准对照指纹图谱。结合待检样品与标准对照指纹图谱特征峰PDA谱图检索比对及色谱图相似度评价，进行姜精油的快速、有效鉴别。
本发明的具体操作步骤如下：
（1）建立姜精油标准对照指纹图谱
在姜精油中加入正己烷，得到姜精油稀释液；对姜精油稀释液进行合相色谱仪检测，结合PDA检测器测定，得到214nm波长下的姜精油的合相色谱指纹图谱；
根据20份姜精油的合相色谱指纹图谱，选取20份姜精油中共有率大于70%的峰作为共有特征峰，提取特征峰PDA光谱图，建立特征峰光谱谱图库；计算出20份姜精油中每一个共有峰的平均峰面积、平均保留时间以及对应平均强度信号值，绘制姜精油标准对照指纹图谱；
（2）检测鉴别
（2.1）在待检测的姜精油中加入正己烷，得到待测姜精油稀释液；对待测姜精油稀释液进行合相色谱仪检测，结合PDA检测器测定，得到待测姜精油的合相色谱指纹图谱；
（2.2）提取待测姜精油的合相色谱指纹图谱中色谱峰PDA光谱图与特征峰光谱谱图库检索比对，识别共有特征峰；再以夹角余弦法进行姜精油标准对照指纹图谱相似度评价，当相似度≥0.90时，确定待检测的姜精油为纯品姜精油；当相似度＜0.90时，确定待检测的姜精油为非纯品姜精油；
实现姜精油的快速、有效鉴别，以应用于姜精油质量控制及其掺假识别。
进一步限定的技术方案如下：
步骤（1）中，取100 μL姜精油，加入正己烷至1 mL，得到姜精油稀释液；过0.22µm有机滤膜进合相色谱仪检测。
步骤（1）中，合相色谱条件：采用Acqtity UPC2 BEH 色谱柱（50 mm×2.1 mm，1.8 μm），PDA检测器，系统背压为2000 psi，色谱柱温度为40 ℃，柱流速为0.8 mL /min，流动相分别为超临界CO2（流动相A）和体积比为1:1的乙腈-甲醇溶液（流动相B），初始流动相为100%A，梯度洗脱，进样量为4.0μL。
步骤（1）中的梯度洗脱为：初始流动相保持2 min；2 ~ 3 min，100% A ~ 99.8% A，保持2分钟；5 ~ 6 min，99.8% A~ 99.5% A，保持2 min；8 ~ 10 min，99.5% A~ 98.0% A，保持2 min；之后由98% A升到100% A，保持5 min。
步骤（2）中，取100 μL待检测的姜精油，加入正己烷至1 mL，得到待测姜精油稀释液；过0.22µm有机滤膜进合相色谱仪检测。
步骤（2）中，合相色谱条件：采用Acqtity UPC2 BEH 色谱柱（50 mm×2.1 mm，1.8 μm），PDA检测器，系统背压为2000 psi，色谱柱温度为40 ℃，柱流速为0.8 mL /min，流动相分别为超临界CO2（流动相A）和体积比为1:1的乙腈-甲醇溶液（流动相B），初始流动相为100%A，梯度洗脱，进样量为4.0μL。
步骤（2）中的梯度洗脱为：初始流动相保持2 min；2 ~ 3 min，100% A ~ 99.8% A，保持2分钟；5 ~ 6 min，99.8% A~ 99.5% A，保持2 min；8 ~ 10 min，99.5% A~ 98.0% A，保持2 min；之后由98% A升到100% A，保持5 min。
本发明与现有技术相比具有以下优势：
1.本发明的姜精油指纹图谱检测方法结合光谱谱图比对及指纹图谱相似度评价双重定性，基于成分组成及含量差异、色谱保留行为的不同，能够有效应用于天然姜精油与合成姜精油、掺假姜精油的区分，为姜精油质量控制提供有效手段。
2.针对姜精油掺低廉植物油检测，与气相色谱法不同，本发明不需要甲酯化衍生等繁琐步骤，样品直接稀释进样既可，大大简化了前处理工作，同时避免了气相色谱可能导致样品中相关成分发生热重拍和热转化效应。
3.本发明的姜精油指纹图谱检测方法不需要样品前处理，每针样品在10min内出峰完毕，大大减少了检测时间，降低了检测成本，成为一种快速、方便鉴定姜精油的方法。
附图说明
图1为姜精油标准对照指纹图谱。
图2为实施例2中姜精油的合相色谱指纹图谱。
图3为实施例3中大豆油的合相色谱指纹图谱。
图4为实施例4中姜香精溶液的合相色谱指纹图谱。
图5为实施例5中掺假姜精油的合相色谱指纹图谱。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地说明。
本发明中涉及的实验仪器和药品、试剂如下：
实验仪器：ACQUITY 超高效合相色谱仪（美国Waters 公司）；合相色谱柱：AcqtityUPC2 BEH 色谱柱（50 mm×2.1 mm, 1.8 μm，美国Waters 公司）；检测器：PDA 检测器。
实验药品及试剂：姜精油（安徽省土产进出口有限公司提供），正己烷（色谱纯，美国Tedia试剂公司）。
实施例1
建立姜精油标准对照指纹图谱
取100 μL姜精油，加入正己烷至1 mL，得到纯姜精油稀释液，过0.22µm有机滤膜进合相色谱仪检测，PDA检测器测定（波长采集范围：200～310 nm）。
合相色谱条件：采用Acqtity UPC2 BEH 色谱柱（50 mm×2.1 mm，1.8 μm），PDA检测器，系统背压为2000 psi，色谱柱温度为40 ℃，柱流速为0.8 mL /min，流动相分别为超临界CO2（流动相A）和体积比为1:1的乙腈-甲醇溶液（流动相B），初始流动相为100%A，梯度洗脱，采集波长范围200 nm ~ 310 nm，进样量优选为4.0μL。
梯度洗脱条件：初始流动相保持2 min；2 ~ 3 min，100% A ~ 99.8% A，保持2分钟；5 ~ 6 min，99.8% A~ 99.5% A，保持2 min；8 ~ 10 min，99.5% A~ 98.0%A，保持2 min；之后由98% A升到100% A，保持5 min。
以214nm 波长下色谱图作为纯姜精油的合相色谱指纹图谱，见图1。根据20份纯姜精油的合相色谱指纹图谱，选取20份纯姜精油样品中共有率大于70%的峰作为共有特征峰，提取特征峰PDA光谱图，建立特征峰光谱谱图库。计算出纯姜精油样品中每一个共有峰的平均峰面积、平均保留时间以及对应平均强度信号值，绘制得到姜精油标准对照指纹图谱。
以下实施例2-6为姜精油合相色谱检测的具体操作方法。
实施例2
样品：姜精油
1. 取100 μL待检测的姜精油，加入正己烷至1 mL，得到待测姜精油稀释液，过0.22µm有机滤膜待进样；
2.对待测姜精油稀释液进行合相色谱仪检测，结合PDA检测器测定，得到待测姜精油的合相色谱指纹图谱，见图2。
合相色谱条件：采用Acqtity UPC2 BEH 色谱柱（50 mm×2.1 mm，1.8 μm），PDA检测器，系统背压为2000 psi，色谱柱温度为40 ℃，柱流速为0.8 mL /min，流动相分别为超临界CO2（流动相A）和体积比为1:1的乙腈-甲醇溶液（流动相B），初始流动相为100%A，梯度洗脱，采集波长范围200 nm ~ 310 nm，进样量优选为4.0μL。
梯度洗脱条件：初始流动相保持2 min；2 ~ 3 min，100% A ~ 99.8% A，保持2分钟；5 ~ 6 min，99.8% A~ 99.5% A，保持2 min；8 ~ 10 min，99.5% A~ 98.0%A，保持2 min；之后由98% A升到100% A，保持5 min。
3.提取待测姜精油的合相色谱指纹图谱中色谱峰PDA光谱图，与特征峰光谱谱图库数据检索比对，经过归一化处理、相似度分析，共有特征峰7个；以214nm 波长下色谱图作为待测姜精油的合相色谱指纹图谱。同时以夹角余弦法进行与姜精油标准对照指纹图谱相似度评价，相似度为0.92，相似度≥0.90，确定待检测的姜精油为纯品姜精油。
实施例3
样品：大豆油
1.取100 μL大豆油，加入正己烷至1 mL，得到待检测大豆油稀释液，过0.22µm有机滤膜待进样；
2. 对待检测大豆油稀释液进行合相色谱仪检测，结合PDA检测器测定，得到大豆油的合相色谱指纹图谱，见图3。
合相色谱条件：采用Acqtity UPC2 BEH 色谱柱（50 mm×2.1 mm，1.8 μm），PDA检测器，系统背压为2000 psi，色谱柱温度为40 ℃，柱流速为0.8 mL/min，流动相分别为超临界CO2（流动相A）和体积比为1:1的乙腈-甲醇溶液（流动相B），初始流动相为100%A，梯度洗脱，采集波长范围200 nm ~ 310 nm，进样量优选为4.0 μL。
梯度洗脱条件：初始流动相保持2 min；2 ~ 3 min，100% A ~ 99.8% A，保持2分钟；5 ~ 6 min，99.8% A~ 99.5% A，保持2 min；8 ~ 10 min，99.5% A~ 98.0%A，保持2 min；之后由98% A升到100% A，保持5 min。
3.提取待检测大豆油的合相色谱指纹图谱中色谱峰PDA光谱图，与特征峰光谱谱图库数据检索比对，经过归一化处理、相似度分析，发现无共有特征峰；以214nm 波长下待测样色谱图为大豆油的合相色谱指纹图谱，同时以夹角余弦法进行与姜精油标准对照指纹图谱相似度评价，相似度<0.90，确定待检测的大豆油为非姜精油。
实施例4
样品：姜香精溶液
1.取100 μL姜香精溶液，加入正己烷至1 mL，得到待检测的姜香精溶液稀释液，过0.22µm有机滤膜待进样；
2. 对待检测的姜香精溶液稀释液进行合相色谱仪检测，结合PDA检测器测定，得到姜香精溶液的合相色谱指纹图谱，见图4。
合相色谱条件：采用Acqtity UPC2 BEH 色谱柱（50 mm×2.1 mm，1.8 μm），PDA检测器，系统背压为2000 psi，色谱柱温度为40 ℃，柱流速为0.8 mL/min，流动相分别为超临界CO2（流动相A）和体积比为1:1的乙腈-甲醇溶液（流动相B），初始流动相为100%A，梯度洗脱，采集波长范围200 nm ~ 310 nm，进样量优选为4.0 μL。
梯度洗脱条件：初始流动相保持2 min；2 ~ 3 min，100% A ~ 99.8% A，保持2分钟；5 ~ 6 min，99.8% A~ 99.5% A，保持2 min；8 ~ 10 min，99.5% A~ 98.0%A，保持2 min；之后由98% A升到100% A，保持5 min。
3.提取待检测姜香精溶液的合相色谱指纹图谱中色谱峰PDA光谱图，与特征峰光谱谱图库数据检索比对，经过归一化处理、相似度分析，发现共有特征峰1个；以214nm 波长下色谱图作为姜香精溶液的合相色谱指纹图谱，同时以夹角余弦法进行与姜精油标准对照指纹图谱相似度评价，相似度<0.90，确定待检测的姜香精溶液为非纯品姜精油。
实施例5
样品：掺入40%大豆油的姜精油
1. 取100 μL掺入40%大豆油的姜精油，加入正己烷至1 mL，得到待检测的掺假姜精油稀释液，过0.22µm有机滤膜待进样；
2. 对待检测的掺假姜精油稀释液进行合相色谱仪检测，结合PDA检测器测定，得到掺假姜精油的合相色谱指纹图谱，见图5。
合相色谱条件：采用Acqtity UPC2 BEH 色谱柱（50 mm×2.1 mm，1.8 μm），PDA检测器，系统背压为2000 psi，色谱柱温度为40 ℃，柱流速为0.8 mL/min，流动相分别为超临界CO2（流动相A）和体积比为1:1的乙腈-甲醇溶液（流动相B），初始流动相为100%A，梯度洗脱，采集波长范围200 nm ~ 310 nm，进样量优选为4.0 μL。
梯度洗脱条件：初始流动相保持2 min；2 ~ 3 min，100% A ~ 99.8% A，保持2分钟；5 ~ 6 min，99.8% A~ 99.5% A，保持2 min；8 ~ 10 min，99.5% A~ 98.0%A，保持2 min；之后由98% A升到100% A，保持5 min。
3.提取掺假姜精油的合相色谱指纹图谱中色谱峰PDA光谱图，与特征峰光谱谱图库数据检索比对，发现11 min后有异常非姜精油特征峰出现；以214nm 波长下色谱图作为掺假姜精油的合相色谱指纹图谱，同时以夹角余弦法进行与姜精油标准对照指纹图谱相似度评价，相似度<0.90，确定待检测的掺入40%大豆油的姜精油为非纯品姜精油。

Claims (4)

1.一种姜精油的指纹图谱检测方法，其特征在于操作步骤如下：
（1）建立姜精油标准对照指纹图谱
在姜精油中加入正己烷，得到姜精油稀释液；对姜精油稀释液进行合相色谱仪检测，结合PDA检测器测定，得到214nm波长下的姜精油的合相色谱指纹图谱；
合相色谱条件：采用Acqtity UPC2 BEH 色谱柱，PDA检测器，系统背压为2000 psi，色谱柱温度为40 ℃，柱流速为0.8 mL /min，流动相分别为流动相A和流动相B，流动相A为超临界CO2，流动相B为体积比1:1的乙腈-甲醇溶液，初始流动相为100%A，梯度洗脱，进样量为4.0μL；
所述梯度洗脱为：初始流动相保持2 min；2 ~ 3 min，100% A ~ 99.8% A，保持2分钟；5~ 6 min，99.8% A~ 99.5% A，保持2 min；8 ~ 10 min，99.5% A~ 98.0% A，保持2 min；之后由98% A升到100% A，保持5 min；
根据20份姜精油的合相色谱指纹图谱，选取20份姜精油中共有率大于70%的峰作为共有特征峰，提取特征峰PDA光谱图，建立特征峰光谱谱图库；计算出20份姜精油中每一个共有峰的平均峰面积、平均保留时间以及对应平均强度信号值，绘制姜精油标准对照指纹图谱；
（2）检测鉴别
（2.1）在待检测的姜精油中加入正己烷，得到待测姜精油稀释液；对待测姜精油稀释液进行合相色谱仪检测，结合PDA检测器测定，得到待测姜精油的合相色谱指纹图谱；
合相色谱条件：采用Acqtity UPC2 BEH 色谱柱，PDA检测器，系统背压为2000 psi，色谱柱温度为40 ℃，柱流速为0.8 mL /min，流动相分别为为流动相A和流动相B，流动相A为超临界CO2，流动相B为体积比1:1的乙腈-甲醇溶液，初始流动相为100%A，梯度洗脱，进样量为4.0μL；
所述梯度洗脱为：初始流动相保持2 min；2 ~ 3 min，100% A ~ 99.8% A，保持2分钟；5~ 6 min，99.8% A~ 99.5% A，保持2 min；8 ~ 10 min，99.5% A~ 98.0% A，保持2 min；之后由98% A升到100% A，保持5 min；
（2.2）提取待测姜精油的合相色谱指纹图谱中色谱峰PDA光谱图与特征峰光谱谱图库检索比对，识别共有特征峰；再以夹角余弦法进行与姜精油标准对照指纹图谱相似度评价，当相似度≥0.90时，确定待检测的姜精油为纯品姜精油；当相似度＜0.90时，确定待检测的姜精油为非纯品姜精油。
2.根据权利要求1所述的一种姜精油的指纹图谱检测方法，其特征在于：步骤（1）中，取100 μL姜精油，加入正己烷至1 mL，得到姜精油稀释液，过0.22µm有机滤膜进合相色谱仪检测。
3.根据权利要求1所述的一种姜精油的指纹图谱检测方法，其特征在于：步骤（1）中或步骤（2.1）中，所述Acqtity UPC2 BEH 色谱柱规格为50 mm×2.1 mm，1.8 μm。
4.根据权利要求1所述的一种姜精油的指纹图谱检测方法，其特征在于：步骤（2）中，取100 μL待检测的姜精油，加入1 mL正己烷，得到待测姜精油稀释液，过0.22µm有机滤膜进合相色谱仪检测。
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