第2期(總第308期)農(nóng)產(chǎn)品加工·學刊No. 22013年2月Academic Periodical of Farm Products Processing文章編號:1671-9646(2013)02b-0027-03鳶尾油熱裂解產(chǎn)物分析許學坤1,郭春生2,徐如彥1,張峻松2(1.江蘇中煙工業(yè)有限責任公司徐州卷煙廠,江蘇徐州221005;2.鄭州輕工業(yè)學院食品與生物工程學院,河南鄭州450002摘要:利用在線熱裂解氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(Py-CCMs),模擬卷煙燃吸狀態(tài),研究鳶尾油在無氧條件下的熱裂解行為,為其在卷煙中的應用提供了理論依據(jù)。將鳶尾油樣品分別在不同溫度(300,600,900℃)下進行熱裂解,將熱解產(chǎn)物直接引人氣相色譜一質(zhì)譜儀進行定性和半定量分析。結(jié)果表明,鳶尾油裂解產(chǎn)物中主要包括酯類、酮類和有機酸等致香成分,其中含量較高的物質(zhì)包括十四烷酸乙酯、鳶尾酮、香葉醇和肉豆蔻酸等香味化合物,這些物質(zhì)有助于卷煙增加甜香味、掩蓋雜氣和柔和香氣。隨著裂解溫度的升高,裂解產(chǎn)物變復雜,裂解溫度對鳶尾油裂解產(chǎn)物的種類和相對含量有明顯的影響。關(guān)鍵詞:熱裂解;鳶尾油;在線裂解一氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用中圖分類號:TQ221文獻標志碼:Adoi:10.3969isn1671-9646X).201302.033Analysis of Pyrolysis Products of Essential Oil of Iris TectprumXU Xue-kun', GUO Chun-sheng, XU Ru-yan', ZHANG Jun-song,(L. Xuzhou Cigarette Factory, China Tobacco Jiangsu Industrial Corporation, Xuzhou, Jiangsu 221005, China;2. School of Food and Bioengineering, Zhengzhou University of Light Industry, Zhengzhou, He'nan 450002, ChinaAbstract: The pyrolytic properties of the Iris Tectprum essential oil are studied by online pyrolysis-gas chromatography-masspectrometry (Py-GCMS), to provide a theoretical basis for its application in cigarette. The Iris Tectprum essential oil ispyrolyzed atat different temperatures(300, 600, 900 C), the pyrolysis products are directly introduced into GC/S andqualitatively and semiqualitatively analyzed. The results show that the pyrolysis aroma constituents are mainly esters, ketonesKey words: pyrolysis; essential oil of Iris Tectprum; pyrolysis-ccmlp at influence on the type and relative comle&and organic acids, it content high substances including tetradecane acid ethyl ester, irone, geraniol and myristic acid etethese substances improve quality of cigarettes, to cover up the odor, smoother aroma. With the increase of temperaturepyrolysis is more and more complex; the pyrolysis temperature has a gre鳶尾( Iris Tectorum)為鳶尾科植物,是原產(chǎn)于有指導意義6。目前對鳶尾油熱裂解產(chǎn)物對卷煙香我國中部地區(qū)的一種花卉,現(xiàn)在主要分布在我國中氣品質(zhì)的影響未見報道。因此,本文采用熱裂解一南部,其根狀莖可作中藥,全年可采,具有消炎作氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù),模擬卷煙燃燒過程,對鳶用。鳶尾的根莖經(jīng)貯藏陳化后是一種重要的香味原尾油在不同溫度下的熱裂解產(chǎn)物進行分析,以期為料,其主要香成分鳶尾酮(rone),具有柔和的甜香鳶尾油在卷煙中的應用提供理論支撐味,香氣清新純正,是配制高級香精的原料,這些香精被廣泛應用于煙草、食品、化妝品等產(chǎn)品中1材料與方法其浸膏和衍生物已被列人食用添加劑行列習。11試劑與儀器熱裂解分析技術(shù)始于20世紀70年代,隨著儀鳶尾油,廣州偉伯化工有限公司提供; agilent器不斷更新,逐步實現(xiàn)了熱裂解一氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)GC6890-M5973N型氣相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用儀,美國用技術(shù)(Py-CCMs),目前已成為一種有效預測燃 Agilent公司提供;CDs500型熱裂解儀,美國CDs燒產(chǎn)物的技術(shù),并逐漸應用到煙草研究中M。在卷公司提供,配備熱裂解專用石英管。煙燃吸過程中,卷煙中的添加劑會發(fā)生熱解過程,1.2試驗方法產(chǎn)生許多復雜的物質(zhì)。分析卷煙添加劑在煙氣中的121裂解方法裂解行為及裂解產(chǎn)物,可以模擬卷煙添加劑在卷煙用液體進樣針(10μ吸取02μ鳶尾油樣燃燒過程化學物質(zhì)變化,對卷煙加香及感官評價具品,注入中空石英管中,兩端塞入石英棉,再置于收稿日期:2012-09-24作者簡介:許學坤(1979—),男,江蘇人,碩士,工程師,研究方向:卷煙管理農(nóng)產(chǎn)品加工·學刊2013年第2期熱裂解儀的裂解頭加熱絲中。裂解的初始溫度為800000040℃,以20℃/ms的升溫速率升到300,600,900℃7000000持續(xù)15s在氦氣氛圍中,將裂解產(chǎn)物導入GCMs6000000分析。122儀器條件氣相色譜/質(zhì)譜條件:DB-5MS型彈性石英毛3000000細管色譜柱(30mx025mm×025μm);進樣口溫20000度:260℃;載氣:氦氣(純度為9999%),流速100010mL/min;升溫程序:50℃保持2min,然后以5001000150020002500300035004000450050005/min升到280℃,保持10min;分流比:50:1。時間tmin質(zhì)譜條件:電子轟擊離子源(E,離子源溫圖3900℃時鳶尾油的裂解產(chǎn)物總離子流圖度:230℃;E源電子能量:70eV;質(zhì)量掃描范表1鳶尾油的裂解產(chǎn)物分析結(jié)果圍:30-550amu;傳輸線溫度:280℃序號保留時間相對含量%匹配度化合物名稱300℃600℃900℃2結(jié)果與討論乙酸0.630.682.66300℃時鳶尾油的裂解產(chǎn)物總離子流見圖12乙酸烯丙酯0.13600℃時鳶尾油的裂解產(chǎn)物總離子流見圖2,900℃時鳶尾油的裂解產(chǎn)物總離子流見圖3。羥基丙酮乙酸酯1-癸烯異丁酸乙酯700000071481981-十二烯815.188624-二甲基苯甲醚0.1291667922,3-二羥基乙酸酯0911.30501017614000000l11971884-甲基辛烷30000001122041癸酸乙酯0350310.3413234597鳶尾酮62970889220000001424.00香葉醇5.104984.811000000十二烷酸B-紫羅蘭酮0420420.39500100015002000250030.00350040.004500172522時間tmin月桂酸乙酯2122042.041826.10對薄荷-3-烯圖1300℃時鳶尾油的裂解產(chǎn)物總離子流圖19274691三癸酸乙酯0.l10.1202892923-甲氧基苯甲醛0.16212916肉豆蔻酸4823.723.622229.8098十四烷酸乙酯7455730462.7423300293棕櫚酸0422562.2624311891鄰苯二甲酸二異丁酯0.112533.5998棕櫚酸乙酯1411391.30亞油酸乙酯0.350330.302736.7999油酸乙酯0.320.310.282178313-二十二碳烯酸033047:“-表示未檢出。5.00100015002000250030.00350040004500時間tmin圖2600℃時鳶尾油的裂解產(chǎn)物總離子流圖熱裂解產(chǎn)物的相對含量值。從總體分析,鳶尾油的熱裂解產(chǎn)物主要是酯類、酮類和有機酸等揮發(fā)性成由圖1—圖3可以觀察到特征化合物峰的強度與分,鳶尾油分別在300,600,900℃時產(chǎn)生14,16,分離度。用質(zhì)譜法對裂解產(chǎn)物進行了定性分析,并27種裂解產(chǎn)物,裂解溫度對鳶尾油裂解產(chǎn)物變化的用面積歸一法測定了裂解產(chǎn)物的百分含量。影響十分顯著,在300℃裂解的成分很少,600℃時,21裂解產(chǎn)物成分分析裂解產(chǎn)物的種類和相對含量略有增加,當溫度達到鳶尾油的裂解產(chǎn)物分析結(jié)果見表1。900℃時,裂解加劇,產(chǎn)物變得復雜,新產(chǎn)生了苯環(huán)由表1可知,鳶尾油在N2氛圍中不同溫度下的類化合物和較多的烯烴類化合物。鳶尾油檢測出相13年第2期許學坤,等:煮鳶尾油熱裂解產(chǎn)物分析對含量最高的4種主要裂解產(chǎn)物為十四烷酸乙酯、類、酮類和有機酸等致香成分,其中含量較高的物鳶尾酮、香葉醇和肉豆蔻酸,十四烷酸乙酯的相對質(zhì)包括十四烷酸乙酯、鳶尾酮、香葉醇和肉豆蔻酸含量隨著裂解溫度的升高而降低,3種溫度下相對含等香味化合物,這些物質(zhì)有助于卷煙增加甜香,掩量分別為7455%,73.04%,6274%;鳶尾酮隨著裂蓋雜氣,柔和香氣。隨著裂解溫度的升高,裂解產(chǎn)解溫度的升高而增大,不同溫度下相對含量分別為物變復雜,裂解溫度對鳶尾油裂解產(chǎn)物的種類和相629%,708%,8.92%;香葉醇的相對含量隨著裂解對含量產(chǎn)生明顯影響。溫度的升高而減小,不同溫度下相對含量分別為5.10%,4.98%,4.81%;肉豆蔻酸隨著裂解溫度的參考文獻:升高而降低,不同溫度下相對含量分別為482%,叫秦民堅,王強,徐珞珊,等.射干和鳶尾的揮發(fā)性成3.72%,362%。分叮.植物資源與環(huán)境,1997,62(2):54-522裂解所產(chǎn)生的主要致香成分2]凌關(guān)庭天然食品填加劑手冊M].北京:化學工業(yè)出鳶尾油的熱裂解產(chǎn)生了大量的酯類化合物,可版社,200以增加烤煙甜香,掩蓋雜氣,柔和香氣。如十四烷[ 3] Salwa FF, Enaam Y, Backheet N Flavonoids and flavone酸乙酯和癸酸乙酯具有甜味、醇和煙氣、增加煙氣glycosides from rhizomes of Iriscarthaliniae [] PhytochemIstry,50(8):1407-1410.濃度的作用,月桂酸乙酯和亞油酸乙酯使煙氣具有{ Schmeltz I, Scholotzhauer. Benzo [a] pyrene, enols甜的吃味、醇和、煙氣香氣,棕櫚酸乙酯能夠平和煙氣,油酸乙酯具有甜的堅果味和辣味,也可以柔additive, menthol []. Nature, 1968, 219: 370-371和煙氣;鳶尾油熱裂解產(chǎn)生的酮類物質(zhì)主要是鳶尾5] Jenkins R, Newman R, Havis M. Cigarette smoke forma-酮和β-紫羅蘭酮,可以產(chǎn)生令人愉快的、清新的tion mechanism [J). Beitr Tabakforsch Int, 1970(5)鳶尾樣和紫羅蘭樣的持續(xù)性香氣;高級脂肪酸可以299-301.調(diào)節(jié)煙草pH值,使吃味改進,變得醇和,鳶尾油裂向HmdR,buiu1 The pyrolysis of tobacoo ingredients解產(chǎn)生的高級脂肪酸包括十二烷酸、肉豆蔻酸和棕門閆克玉卷煙煙氣化學[,鄭州:鄭州大學出版社,櫚酸;裂解產(chǎn)生醇類主要是香葉醇,具有玫瑰香甜2002.香韻。[8] Richard R B, Steven C, Chuan L Pyrolysis of saccharide3結(jié)論tobacco ingredients: a TGA-FTIR investigation [J. J AnAppl Pyrolysis,2005,74(1):171-180首次對鳶尾油進行了裂解試驗,分別對 Senneca O. Ciaravol s, Nunztata. Composition of the300,600,900℃三個溫度下產(chǎn)生的物質(zhì)進行了鑒gaseous products of pyrolysis of tobacco under inert and定,并比較其不同,鳶尾油裂解產(chǎn)物中主要包括酯oxidative conditions [J].J Anal Appl Pyrolysis, 200779:234-243.農(nóng)業(yè)部抓緊建設(shè)農(nóng)產(chǎn)品加工重點實驗室學科群2012年12月7日,農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品加工重點實戴小楓主任要求,重點實驗室要定位在基礎(chǔ)驗室學科群建設(shè)年度總結(jié)會議在廣州市召開。中和應用基礎(chǔ)研究領(lǐng)域,致力于解決農(nóng)產(chǎn)品加工涉國農(nóng)業(yè)科學院副院長、綜合性重點實驗室學術(shù)委及的重大科學問題,可以適當向髙技術(shù)領(lǐng)域延伸員會主任委員劉旭院士,中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品但不能純粹搞技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)。他要求,學科群加工所所長、綜合性重點實驗室主任戴小楓研究各實驗室間要進一步加強學術(shù)交流和信息共享員,廣東省農(nóng)業(yè)科學院黨組副書記廖森泰研究員、各單位要充分發(fā)揮各自優(yōu)勢,組織開展形式多樣副院長肖更生研究員等領(lǐng)導出席會議,6個專業(yè)性的專題研討會,發(fā)揮重點實驗室在重大成果產(chǎn)出、重點實驗室主任、秘書、信息員等近50人參加會人才培養(yǎng)、行業(yè)標準制修訂、服務(wù)社會和服務(wù)產(chǎn)議,會議由綜合性重點實臉室副主任王強研究員業(yè)等方面的突出優(yōu)勢,加強協(xié)同創(chuàng)新和聯(lián)合攻關(guān),主持。獲得一批國家級獎勵和標志性成果,通過基礎(chǔ)研劉旭院士指出,農(nóng)產(chǎn)品加工學科是近20年發(fā)究的創(chuàng)新性成果引領(lǐng)技術(shù)創(chuàng)新,推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展。展起來的新興學科,具有較強的生命力和廣闊的與會代表針對各專業(yè)性重點實驗室的前景。近年來,農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)在國民經(jīng)濟中的主優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域、研究方向、重點任務(wù)和目標等進體地位愈發(fā)凸顯,其產(chǎn)值與農(nóng)業(yè)產(chǎn)值之比已達到行了熱烈的討論,并達成共識。與會代表還應邀1.7:1,但與歐洲、美國、日本等發(fā)達國家和地區(qū)赴中國水產(chǎn)科學院南海水產(chǎn)研究所進行了交流,相比還有很大差距,發(fā)展空間巨大。參觀了水產(chǎn)品加工專業(yè)性重點實驗室。(葆穎)