鸢尾油热裂解产物分析

第2期(总第308期)农产品加工·学刊No. 22013年2月Academic Periodical of Farm Products Processing文章编号:1671-9646(2013)02b-0027-03鸢尾油热裂解产物分析许学坤1,郭春生2,徐如彦',张峻松2(1.江苏中烟工业有限责任公司徐州卷烟厂,江苏徐州221005;2郑州轻工业学院食品与生物工程学院,河南郑州45000摘要:利用在线热裂解气相色谱/质谱联用技术(Py-CCMS),模拟卷烟燃吸状态,研究鸢尾油在无氧条件下的热裂解行为,为其在卷烟中的应用提供了理论依据。将鸢尾油样品分别在不同温度(300,600,900℃)下进行热裂解,将热解产物直接引人气相色谱一质谱仪进行定性和半定量分析。结果表明,鸢尾油裂解产物中主要包括酯类、酮类和有机酸等致香成分,其中含量较高的物质包括十四烷酸乙酯、鸢尾酮、香叶醇和肉豆蔻酸等香味化合物,这些物质有助于卷烟增加甜香味、掩盖杂气和柔和香气。随着裂解温度的升高,裂解产物变复杂,裂解温度对聋尾油裂解产物的种类和相对含量有明显的影响关键词:热裂解;鸢尾油;在线裂解一气相色谱/质谱联用中图分类号:TQ221文献标志码:Adoi:10.3969/is1671-9646(X).201302.033Analysis of Pyrolysis Products of Essential Oil of Iris TectprumXU Xue-kun', GUO Chun-sheng, XU Ru-yan', ZHANG Jun-gong2(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, China,tract: The pyrolytic properties of the iris Tectprum essential oil are studied by online pyrolysis-gas chromatography-massspectrometry(Py-GC/S), to provide a theoretical basis for its application in cigarette. The Iris Tectprum essential oil ispyrolyzed at at 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, ketonesand organic acids, it content high substances including tetradecane acid ethyl ester, irone, geraniol and myristic acid etcthese 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 great influence on the type and relative content.Key words: pyrolysis; essential oil of Iris Tectprum; pyrolysis-GC/MS鸢尾( Iris Tectorum)为鸢尾科植物,是原产于有指导意义叽。目前对鸢尾油热裂解产物对卷烟香我国中部地区的一种花卉,现在主要分布在我国中气品质的影响未见报道。因此,本文采用热裂解南部,其根状茎可作中药,全年可采,具有消炎作气相色谱/质谱联用技术,模拟卷烟燃烧过程,对鸢用。鸢尾的根茎经贮藏陈化后是一种重要的香味原尾油在不同温度下的热裂解产物进行分析,以期为料,其主要香成分鸢尾酮( Irone),具有柔和的甜香鸢尾油在卷烟中的应用提供理论支撑。味,香气清新纯正,是配制高级香精的原料,这些香精被广泛应用于烟草、食品、化妆品等产品中,1材料与方法其浸膏和衍生物已被列人食用添加剂行列习11试剂与仪器热裂解分析技术始于20世纪70年代,随着仪鸢尾油,广州伟伯化工有限公司提供; Agilent器不断更新,逐步实现了热裂解一气相色谱/质谱联GC6890-MS5973N型气相色谱一质谱联用仪,美国用技术(Py-CCMs),目前已成为一种有效预测燃 Agilent公司提供;CDS5000型热裂解仪,美国CDS烧产物的技术,并逐渐应用到烟草研究中μ。在卷公司提供,配备热裂解专用石英管烟燃吸过程中,卷烟中的添加剂会发生热解过程,1.2试验方法产生许多复杂的物质。分析卷烟添加剂在烟气中的12.1裂解方法裂解行为及裂解产物,可以模拟卷烟添加剂在卷烟用液体进样钍(10uL)吸取02μ鸢尾油样燃烧过程化学物质变化,对卷烟加香及感官评价具品,注入中中国煤化工英棉,再置于CNMHG收稿日期:2012-09-24作者简介:许学坤(179—),男,江苏人,硕士,工程师,研究方向:卷烟管理。农产品加工·学刊2013年第2期热裂解仪的裂解头加热丝中。裂解的初始温度为800000040℃,以20℃/ms的升温速率升到300,600,900℃持续15s。在氮气氛围中,将裂解产物导人GCMS6000000分析。122仪器条件气相色谱/质谱条件:DB-5MS型弹性石英毛3000000细管色谱柱(30m×025mmx0.25μm);进样口温2000度:260℃;载气:氦气(纯度为9999%),流速100010mL/min;升温程序:50℃保持2min,然后以50010001500200025.0030003500400045.0050005/min升到280℃,保持10min;分流比:50:1。间质谱条件:电子轰击离子源(ED,离子源温图3900℃时鸢尾油的裂解产物总离子流图度:230℃;E源电子能量:70eV;质量扫描范表1鸢尾油的裂解产物分析结果围:30-550amu;传输线温度:280℃序号保留时间相对含量%匹配度化合物名称300℃600℃9002结果与讨论0630.68266300℃时鸢尾油的裂解产物总离子流见图1乙酸烯丙酯0.13600℃时鸢尾油的裂解产物总离子流见图2,900℃33.7294甲苯时鸢尾油的裂解产物总离子流见图3。90羟基丙酮乙酸酯58961-癸烯0.106120190异丁酸乙酯065700000011-十二烯024-二甲基苯甲醚922,3-二羟基乙酸酯0911.30果5000101761十三烯0.12400000111971884-甲基辛烷0.273000000041癸酸乙酯0.350.310.3414240090香叶醇5.104984.811000000酸1.321301.2762487β-紫罗兰酮0420420.39500100015002000250030.0035004000450017252291时间tmin月桂酸乙酯21220420410对薄荷-3-烯图1300℃时鸢尾油的裂解产物总离子流图19274691三癸酸乙酯0.l10.112028923-甲氧基苯甲醛212916肉豆蔻酸22298098四烷酸乙酯74557304627423300293棕榈酸562.26据5000002431.1891邻苯二甲酸二异丁酯2533.5998棕榈酸乙酯1411391.30263668亚油酸乙酯0.350.330.302736.79油酸乙酯0.320310.28100000042178313-二十二碳烯酸033500100015002000250030.00350040004500时间tmin热裂解产物的相对含量值。从总体分析,鸢尾油的图2600℃时鸢尾油的裂解产物总离子流图热裂解产物主要是酯类、酮类和有机酸等挥发性成由图1—图3可以观察到特征化合物峰的强度与分,鸢尾油分别在300,600,900℃时产生14,16,分离度。用质谱法对裂解产物进行了定性分析,并27种裂解产物,裂解温度对鸢尾油裂解产物变化的用面积归一法测定了裂解产物的百分含量。影响十分显著中国煤化工少.60℃时21裂解产物成分分析裂解产物的当温度达到鸢尾油的裂解产物分析结果见表1。900℃时,裂以,新产生了苯环由表1可知,鸢尾油在N2氛围中不同温度下的类化合物和较多的烯烃类化合物。鸢尾油检测出相年第2期许学坤,等:鸢尾油热裂解产物分析对含量最高的4种主要裂解产物为十四烷酸乙酯、类、酮类和有机酸等致香成分,其中含量较高的物鸢尾酮、香叶醇和肉豆蔻酸,十四烷酸乙酯的相对质包括十四烷酸乙酯、鸢尾酮、香叶醇和肉豆蔻酸含量随着裂解温度的升高而降低,3种温度下相对含等香味化合物,这些物质有助于卷烟增加甜香,掩量分别为74.55%,7304%,6274%;鸢尾酮随着裂盖杂气,柔和香气。随着裂解温度的升高,裂解产解温度的升高而增大,不同温度下相对含量分别为物变复杂,裂解温度对鸢尾油裂解产物的种类和相629%,7.08%,8.92%;香叶醇的相对含量随着裂解对含量产生明显影响。温度的升高而减小,不同温度下相对含量分别为5.10%,498%,481%;肉豆蔻酸随着裂解温度的参考文献:升高而降低,不同温度下相对含量分别为482%,秦民坚,王强,徐珞珊,等.射干和鸢尾的挥发性成3.72%,3.62%。分.植物资源与环境,1997,6222裂解所产生的主要致香成分2]凌关庭天然食品填加剂手册[M].北京:化学工业出以增加烤烟甜香,掩盖杂气,柔和香气。如十四烷鸢尾油的热裂解产生了大量的酯类化合物,可Salwa FF, Enaam Y, Backheet N. Flavonoids and flavone酸乙酯和癸酸乙酯具有甜味、醇和烟气、增加烟气glycosides from rhizomes of iriscarthalinioe [) PhytochemIstry,50(8):1407-1410.浓度的作用,月桂酸乙酯和亚油酸乙酯使烟气具有4] Schmeltz I, Scholotzhauer W. Benzo [a] pyrene, phenols甜的吃味、醇和、烟气香气,棕榈酸乙酯能够平和and other products from the pyrolysis of the cigarette烟气,油酸乙酯具有甜的坚果味和辣味,也可以柔additive, menthol [ Nature, 1968, 219: 370-371和烟气;鸢尾油热裂解产生的酮类物质主要是鸢尾5] Jenkins R, Newman R,HniM. Cigarette smoke form-酮和β-紫罗兰酮,可以产生令人愉快的、清新的tion mechanism [J]. Beitr Tabakforsch Int, 1970(5)鸢尾样和紫罗兰样的持续性香气;高级脂肪酸可以调节烟草pH值,使吃味改进,变得醇和,鸢尾油裂{] Richard R, Louise I The pyrolysis of tobaco∞ ingredients叨J Anal Appl Pyrolysis, 2004, 71: 223-311解产生的高级脂肪酸包括十二烷酸、肉豆蔻酸和棕]克玉卷烟烟气化学M.郑州:郑州大学出版社,榈酸;裂解产生醇类主要是香叶醇,具有玫瑰香甜2002.香韵。[8] Richard R B, Steven C, Chuan L Pyrolysis of saccharide首次对鸢尾油进行了裂解试验,分别对(94叫 Pyrolysis,,20014(1): m-1e tion U.JAmd结论xf19SennecaO,CiaravolS,NunztataA.compOsitionofthe300,600,900℃三个温度下产生的物质进行了鉴gaseous products of pyrolysis of tobacco under inert and定,并比较其不同,鸢尾油裂解产物中主要包括酯oxidative conditions [J].J Anal Appl Pyrolysis, 200779:234-243.农业部抓紧建设农产品加工重点实验室学科群2012年12月7日,农业部农产品加工重点实戴小枫主任要求,重点实验室要定位在基础验室学科群建设年度总结会议在广州市召开。中和应用基础研究领域,致力于解决农产品加工涉国农业科学院副院长、综合性重点实验室学术委及的重大科学问题,可以适当向高技术领域延伸,员会主任委员刘旭院士,中国农业科学院农产品但不能纯粹搞技术和产品研发。他要求,学科群加工所所长、综合性重点实验室主任戴小枫研究各实验室间要进一步加强学术交流和信息共享员,广东省农业科学院党组副书记廖森泰研究员、各单位要充分发挥各自优势,组织开展形式多样副院长肖更生研究员等领导出席会议,6个专业性的专题研讨会,发挥重点实验室在重大成果产出重点实验室主任、秘书、信息员等近50人参加会人才培养、行业标准制修订、服务社会和服务产议,会议由综合性重点实验室副主任王强研究员业等方面的突出优势,加强协冋创新和联合攻关主持获得一批国家级奖励和标志性成果,通过基础研刘旭院士指出,农产品加工学科是近20年发究的创新性成采引领技术创新,推动产业发展展起来的新兴学科,具有较强的生命力和广阔的与会代表针对各专业性重点实验室的定位前景。近年来,农产品加工业在国民经济中的主优先发展领中国煤化工和目标等进体地位愈发凸显,其产值与农业产值之比已达到行了热烈的代表还应邀17:1,但与欧洲、美国、日本等发达国家和地区赴中国水CNMH性行了交流,相比还有很大差距,发展空间巨大。参观了水产品加工专业性重点实验室。(葆颗)