CN116338020A - 一种花椒果实中挥发性萜类物质的检测方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种花椒果实中挥发性萜类物质的检测方法及其应用。该方法采用顶空固相微萃取技术联合气相色谱‑质谱联用技术，包括以下步骤：S1、研磨样品、密封、进行系统平衡，然后利用顶空固相微萃取仪萃取花椒中的挥发性物质；S2、将步骤S1中萃取的挥发性物质注入气相色谱‑质谱联用仪进行成分解吸、分离，计算各化合物的保留指数，通过与标准物质的保留指数和质谱库进行比较确定挥发性物质的成分；S3、采用峰面积归一化法及萜类化合物定量分析标准曲线对挥发性萜类物质进行定量。本发明中的方法检测灵敏度高，定量准确，稳定性好，不需要溶剂，操作简单，样品需要量少，适用样品广范。
Description
技术领域
本发明涉及挥发性物质检测技术领域，尤其是涉及一种花椒果实中挥发性萜类物质的检测方法及其应用。
背景技术
花椒，属于芸香科落叶灌木，原产于我国，是我国特有的一种香辛料。花椒具有特殊而强烈的芳香气，辛麻持久，是中餐烹调中不可缺少的原料，可以去膻腥味，提高食品滋味，又能增强食欲。
此外，花椒中的挥发性成分还具有温中祛寒、祛湿杀虫、健胃止泻、抑菌杀菌、抗氧化、镇痛、抗肿瘤等很多医疗效用。
袁源等利用水蒸气蒸馏法提取了花椒的挥发油，通过分析共鉴定出29种主要特征性挥发有机物，包括酮类、酯类、萜类、萜醇类。并且发现随着贮藏时间的增加，花椒挥发油含量显著下降。
侯莹莹等利用气相色谱-质谱法(GC-MS)鉴定了16个花椒品种的挥发性成分，并构建了挥发性成分的指纹图谱。他们的结果表明16个品种的挥发性成分相近且挥发性物质种类差别较小，可分为醇类、烯烃类、酯类、酮类、醛类及苯类，其中醇类、烯烃类的种类较多且相对含量较高。
尚贤毅等利用SPME-GC/MS方法，对陇南3个花椒品种的挥发性成分进行了分析。共鉴定出80种挥发性成分，不同品种鉴定的成分种类相差很大，武都大红袍和武都小红袍均共检测出41种挥发性物质，而从武选无刺大红袍中共鉴定出28种挥发性物质。相对含量最高的5种化合物种类在不同品种间也不相同。
目前，用于花椒中挥发性物质检测的材料均是干花椒，而挥发性物质的种类和含量在花椒干燥、贮藏过程中会显著下降，这不利于对花椒挥发性成分的充分利用。并且，不同的检测方法检测到的挥发性成分种类、含量均不尽相同，不能提供准确的参考。到目前为止还没有一种方法能对花椒中所含有的挥发性萜类物质进行一个全面、细致的分析和定量。
发明内容
本发明的目的是提供一种花椒果实中挥发性萜类物质的检测方法及其应用，该方法可以用于鲜花椒中挥发性萜类物质的检测，检测灵敏度高，定量准确，稳定性好，不需要溶剂，操作简单，样品需要量少。
为实现上述目的，本发明提供一种花椒果实中挥发性萜类物质的检测方法及其应用，采用顶空固相微萃取技术联合气相色谱-质谱联用技术，步骤如下：
S1、研磨样品、密封、进行系统平衡，然后利用顶空固相微萃取仪萃取花椒中的挥发性物质；
S2、将步骤S1中萃取的挥发性物质注入气相色谱-质谱联用仪进行成分解吸、分离，计算各化合物的保留指数，通过与标准物质的保留指数和质谱库进行比较确定挥发性物质的成分；
S3、采用峰面积归一化法及萜类化合物定量分析标准曲线对挥发性萜类物质进行定量。
优选的，步骤S1中，研磨样品采用液氮快速研磨，研磨后将样品置于螺旋盖顶空瓶中；密封采用聚四氟乙烯隔膜和铝盖共同完成；分析过程中，螺旋盖顶空小瓶密封1min。
优选的，步骤S1中，系统平衡采用将样品瓶振动30s来实现；利用顶空固相微萃取仪萃取/采样使用65μm PDMS/DVB萃取头，采样温度为60-70℃，采样时间为30min。
优选的，步骤S2中，解吸温度为230-250℃，解吸时间为1-3min；分离通过TG-5MS柱(30m×0.25mm，0.25μm)实现。
优选的，步骤S2中，柱温箱升温程序如下，初始温度为40℃，以5℃/min升温至150℃，以3℃/min升温至160℃，以5℃/min升温至300℃，在300℃下以分裂模式保持10min；并用上述程序检查是否存在干扰或夹带。
优选的，步骤S2中，所述柱温箱升温程序还可以如下，初始温度为50℃，保持2min，以3℃/min升温至130℃，保持2min，以4℃/min升温至200℃，保持2min，以20℃/min升温至230℃，在230℃下以分裂模式保持10min；并用上述程序检查是否存在干扰或夹带。
优选的，步骤S2中，所述气相色谱的流动相采用氦气作为载气，流速为20-80.0mL/min，优选为80.0mL/min，进样口温度保持在230-250℃。
优选的，步骤S2中，所述质谱采用70ev的电离能和50-550m/z的扫描质量范围；以正构烷烃(C7-C40)为外标，计算各化合物的保留指数；质谱库使用NIST质谱库，标准物质的保留指数采用标准物质的Kovats保留指数。优选的，步骤S3中，萜类化合物定量分析的标准曲线以芳樟醇为外标，以7种浓度(0.01、0.02、0.04、0.08、0.16、0.32和0.64mg/mL)的芳樟醇溶液建立。
因此，本发明提供的一种花椒果实中挥发性萜类物质的检测方法，既可以用于干花椒的检测，又可以用于鲜花椒的检测；检测灵敏度高、定量准确、稳定性好；样品需要量少，不需要溶剂，操作简单，省时省力；可为花椒的开发利用提供详细的萜类数据参考。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1是实施例1中样品的挥发性成分总离子流色谱图；
图2是实施例2中样品的挥发性成分总离子流色谱图；
图3是实施例3中样品的挥发性成分总离子流色谱图；
图4-图6是检测到的挥发性萜类物质。
具体实施方式
以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实验仪器均为：固相微萃取仪(HP-1510，含PDMS/DVB萃取头，美国Supelco公司)；气相色谱-质谱联用仪(Thermo Scientific Trace 1310，美国马萨诸塞州赛默飞世尔科学公司)。
均以芳樟醇为外标品，以7种浓度(0.01、0.02、0.04、0.08、0.16、0.32和0.64mg/mL)的芳樟醇标准溶液，以峰面积为纵坐标，溶液浓度为横坐标绘制萜类化合物定量分析的标准曲线。
实施例一
本发明中的实施例一采用市售的韩城大红袍花椒果实，色泽红艳，无虫蛀，无霉变，无杂质。取3份韩城大红袍花椒果实，用液氮快速研磨每份样品，将0.01g样品放置在20mL螺旋盖顶空瓶中，然后用聚四氟乙烯隔膜和铝盖密封。将样品瓶振动30s以使系统平衡。使用65μm PDMS/DVB萃取头在70℃下采样30min，然后于250℃下立即在气相色谱-质谱联用仪的进样口解吸3min。
挥发性成分在TG-5MS柱(30m×0.25mm，0.25μm)上分离，柱温箱升温程序如下：初始温度为40℃；在5℃/min的条件下升温至150℃；在3℃/min的条件下升温至160℃；在5℃/min下升温至200℃，在200℃下保持3min；在20℃/min下升温至300℃，在300℃下保持10min。使用氦气作为载气，流速为80.0mL/min，进样口温度保持在250℃。
质谱条件包括70ev的电离能和50-550m/z的扫描质量范围；使用NIST的质谱库来识别挥发性有机化合物；通过以芳樟醇为外标绘制的标准曲线对比分析，得到挥发性萜类物质的含量。
实施例二
采用市售的青花椒果实，颜色翠绿，无虫蛀，无霉变，无杂质。取3份青花椒果实，用液氮快速研磨每份样品，将0.2g样品混合在20mL螺旋盖顶空小瓶中，然后用聚四氟乙烯隔膜和铝盖密封。将样品瓶振动30s以使系统平衡。使用65-μm PDMS/DVB光纤在60℃下采样30min，然后在230℃下立即在气相色谱仪质谱仪的进样口解吸1min。
挥发性成分在TG-5MS柱(30m×0.25mm，0.25μm)上分离。柱温箱升温程序如下：在50℃的初始温度下保持2min；在3℃/min的条件下升温至130℃；在130℃下保持2min；在4℃/min下升温至200℃；在200℃下保持2min；在20℃/min下升温至230℃；在230℃下保持5min。使用氦气作为载气，流速为80.0mL/min，进样器温度保持在230℃。
质谱条件包括70ev的电离能和50-550m/z的扫描质量范围，使用NIST的质谱库来识别挥发性有机化合物；通过以芳樟醇为外标绘制的标准曲线对比分析，得到挥发性萜类物质的含量。
在分析过程中，将螺旋盖顶空小瓶密封1min。光纤在注射器中以分裂模式保持10min，并使用上述相同程序检查是否存在干扰或夹带。
实施例三
实施例三采用刚采摘的鲜花椒果实，无虫蛀，无霉变，无杂质。
取3份鲜花椒果实，用液氮快速研磨每份样品，将0.1g样品放置在20mL螺旋盖顶空瓶中，然后用聚四氟乙烯隔膜和铝盖密封。将样品瓶振动30s以使系统平衡。使用65μmPDMS/DVB萃取头在70℃下采样30min，然后于250℃下立即在气相色谱-质谱联用仪的进样口解吸3min。
挥发性成分在TG-5MS柱(30m×0.25mm，0.25μm)上分离，柱温箱升温程序如下：初始温度为40℃；在5℃/min的条件下升温至150℃；在3℃/min的条件下升温至160℃；在5℃/min下升温至200℃，在200℃下保持3min；在20℃/min下升温至300℃，在300℃下保持10min。使用氦气作为载气，流速为20.0mL/min，进样口温度保持在250℃。
质谱条件包括70ev的电离能和50-550m/z的扫描质量范围；使用NIST的质谱库来识别挥发性有机化合物；通过以芳樟醇为外标绘制的标准曲线对比分析，得到挥发性萜类物质的含量。
实施例一、二、三的样品分别共检测出147种、139种和152种挥发性物质，3种样品的挥发性成分总离子流色谱图分别见图1、图2、图3。
由此可见，各品种、干鲜花椒中检出的挥发性成分种类总数不同，含量也不尽相同，但是花椒中含量最多的挥发性成分种类大致相同。
还可以看出，鲜花椒中检出的挥发性成分种类最多，韩城大红袍次之，市售的没品种名字的青花椒的挥发性成分检出的种类相对最少，这与之前的研究结果相吻合。但是3种样品的挥发性成分的总检出量差异不是很大，均在139种(包括)之上。因此，本发明提供的检测方法检测灵敏度高，准确性和稳定性均较好。
表1为实施例三中的鲜花椒挥发性成分总离子流色谱图中各峰面积及所占比例。图4-图6为检测出的几种挥发性萜类物质。
表1样品中挥发性萜类物质的峰面积及保留时间
因此，本发明提供的一种花椒果实中挥发性萜类物质的检测方法，既可以用于干花椒的检测，又可以用于鲜花椒的检测；检测灵敏度高、定量准确、稳定性好；样品需要量少，不需要溶剂，操作简单，省时省力；可为花椒的开发利用提供详细的萜类数据参考。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种花椒果实中挥发性萜类物质的检测方法，其特征在于，采用顶空固相微萃取技术联合气相色谱-质谱联用技术，步骤如下：
S1、研磨样品、密封、进行系统平衡，然后利用顶空固相微萃取仪萃取花椒中的挥发性物质；
S2、将步骤S1中萃取的挥发性物质注入气相色谱-质谱联用仪进行成分解吸、分离，计算各化合物的保留指数，通过与标准物质的保留指数和质谱库进行比较确定挥发性物质的成分；
S3、采用峰面积归一化法及萜类化合物定量分析标准曲线对挥发性萜类物质进行定量。
2.根据权利要求1所述的一种花椒果实中挥发性萜类物质的检测方法，其特征在于：步骤S1中，研磨样品采用液氮快速研磨，研磨后将样品置于螺旋盖顶空瓶中；密封采用聚四氟乙烯隔膜和铝盖共同完成；分析过程中，螺旋盖顶空小瓶密封1min。
3.根据权利要求1所述的一种花椒果实中挥发性萜类物质的检测方法，其特征在于：步骤S1中，系统平衡采用将样品瓶振动30s来实现；利用顶空固相微萃取仪萃取/采样使用65μm PDMS/DVB萃取头，采样温度为60-70℃，采样时间为30min。
4.根据权利要求1所述的一种花椒果实中挥发性萜类物质的检测方法，其特征在于：步骤S2中，解吸温度为230-250℃，解吸时间为1-3min；分离通过TG-5MS柱(30m×0.25mm，0.25μm)实现。
5.根据权利要求1所述的一种花椒果实中挥发性萜类物质的检测方法，其特征在于：步骤S2中，柱温箱升温程序如下，初始温度为40℃，以5℃/min升温至150℃，以3℃/min升温至160℃，以5℃/min升温至300℃，在300℃下以分裂模式保持10min。
6.根据权利要求1所述的一种花椒果实中挥发性萜类物质的检测方法，其特征在于：步骤S2中，所述柱温箱升温程序如下，初始温度为50℃，保持2min，以3℃/min升温至130℃，保持2min，以4℃/min升温至200℃，保持2min，以20℃/min升温至230℃，在230℃下以分裂模式保持10min。
7.根据权利要求1所述的一种花椒果实中挥发性萜类物质的检测方法，其特征在于：步骤S2中，所述气相色谱的流动相采用氦气作为载气，流速为20-80.0mL/min，优选为80.0mL/min，进样口温度保持在230-250℃。
8.根据权利要求1所述的一种花椒果实中挥发性萜类物质的检测方法，其特征在于：步骤S2中，所述质谱采用70ev的电离能和50-550m/z的扫描质量范围；以正构烷烃(C7-C40)为外标，计算各化合物的保留指数；质谱库使用NIST质谱库，标准物质的保留指数采用标准物质的Kovats保留指数。
9.一种花椒果实中挥发性萜类物质的检测方法在检测花椒果实挥发性萜类物质中的应用。
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