GC-MS/MS分析玫瑰花水的揮發性成分

張 文，吳福祥，閆 君，張新中，趙 波，張 婕

（蘭州市食品藥品檢驗檢測研究院 國家市場監管重點實驗室（食品中農藥獸藥殘留監控），甘肅 蘭州 730500）

玫瑰屬于薔薇科薔薇屬，在中國、保加利亞、印度、土耳其等國均有分布[1]，現在應用較廣的加工產品主要為玫瑰精油及玫瑰花水。用于生產精油及花水的玫瑰品種主要有大馬士革玫瑰（Rosa damascena）、白薔薇（Rosa alba）、百葉玫瑰（Rosa centifolia）、中國的重瓣玫瑰和苦水玫瑰[2]等。玫瑰花水為精油的副產物，產量卻遠遠高于精油，因其含微量玫瑰精油成分，具有抗過敏、消炎、抗菌、補充皮膚水分、緩解皮膚衰老等作用，被作為化妝品、食品和醫療等的重要原料，具有較好的發展前景[3-5]。玫瑰花水也被稱為玫瑰純露、玫瑰細胞液等[6]，其生產工藝除了傳統的水蒸氣蒸餾法[7-8]，還有共水蒸餾法[9-10]、微波輔助蒸餾法、超聲波輔助蒸餾法[11-12]、分子蒸餾法等[13-14]，不同的生產工藝對其香氣等成分有一定的影響[15]。

玫瑰花水的香氣成分與其質量和經濟效益密不可分，是消費者重點關注的指標[6]，同時還能以此判斷生產工藝、儲存條件[16]的合理性。目前，國內外對于玫瑰花水香氣成分的研究較少，且國內外也沒有發布玫瑰花水相關的加工工藝標準及該類產品的行業和國家標準[6]，玫瑰花水產品質量參差不齊。本研究對玫瑰花水樣品進行液液萃取、濃縮，以提高揮發性成分的濃度便于儀器分析，采用氣相色譜-串聯質譜（GC-MS/MS）檢測10種不同來源的玫瑰花水揮發性成分，運用保留指數、質譜標準譜庫（NIST14）檢索相結合的方法，結合文獻資料，鑒定不同來源玫瑰花水的香氣成分，評價玫瑰花水的質量現狀。

1 儀器與材料

1.1 儀器

Agilent 7890B-7000D GC/TQ氣相色譜-質譜聯用儀（美國Agilent公司）；ME204型萬分之一電子天平（美國Mettler Toledo公司）；Centrifuge 5424高速離心機（德國Eppendorf公司）；VORTEX-5渦旋混勻器（海門市其林貝爾儀器制造有限公司）。

1.2 試藥

玫瑰花水樣品：樣品1：大馬士革白玫瑰細胞液；樣品2：苦水玫瑰純露A；樣品3：苦水玫瑰細胞液B；樣品4：苦水玫瑰細胞液C；樣品5：苦水玫瑰純露D；樣品6：大馬士革玫瑰純露A；樣品7：大馬士革玫瑰純露B；樣品8：土耳其玫瑰純露；樣品9：大馬士革玫瑰純露C；樣品10：苦水玫瑰細胞液E（市售）。二氯甲烷，正己烷（色譜純，德國Merck公司）。

2 方法與結果

2.1 色譜條件

HP-5 MSUI毛細管柱（0.25 mm×30 m，0.25 μm），程序升溫（方法1：初始溫度60 ℃，停留1 min，以5 ℃/min的速度升至150 ℃，停留2 min；以10 ℃/min的速度升至280 ℃；方法2：初始溫度60 ℃，停留4 min，以4 ℃/min的速度升至180 ℃，停留4 min；以5 ℃/min的速度升至280 ℃，停留4 min，采用分流進樣（分流比5:1），載氣：氦氣，流速1.0 ml/min，進樣口溫度250 ℃，隔墊吹掃流量：3 ml/min，離子源溫度280 ℃，接口溫度250 ℃，四極桿溫度150 ℃，電子轟擊電壓70 eV，質譜掃描范圍m/z30～500，全掃描（scan）模式。

2.2 樣品前處理

準確稱取約10.0 g玫瑰花水樣品，加入二氯甲烷2.00 ml，振搖10 min，取有機相層1.00 ml進行旋轉蒸發，加入二氯甲烷200.0 μl復溶，渦旋混勻，過0.22 μm有機濾膜，上機測定。

2.3 色譜方法的建立

考慮到玫瑰花水中低沸點組分和高沸點組分在色譜柱中都有適宜的保留，采用程序升溫方法，色譜升溫程序設置為從60 ℃升溫至280 ℃。結合玫瑰揮發成分的極性等性質，選用HP-5 MS UI色譜柱進行分離。本研究在前期實驗的基礎上，對2.1項下兩種程序升溫方法進行比較。方法2升溫速度較慢，便于化合物分離，但分析時間過長（62 min），方法1的檢測時間較短，批量處理樣品更快捷，且兩種程序升溫方法的化合物的分析結果一致，故確定2.1項下的方法1為本研究的程序升溫方法。

實驗比較了分流比5:1、10:1、不分流對樣品分離效果的影響，得到分流比為10:1時，色譜峰的峰形較好，但由于玫瑰花水是以水為主體的液體樣品，揮發油成分含量較低，選擇分流比為5:1時，既可保證峰形又可檢測到更多的揮發性成分，提高了檢測的靈敏度，因此選擇分流比為5:1。

2.4 前處理條件的優化

玫瑰花水是水基質樣品，選用弱極性的二氯甲烷、正己烷作為溶劑，分別提取其中的揮發性成分進行分析。結果顯示，兩種提取溶劑得到的譜圖相似，譜圖所顯示的色譜峰一致，但正己烷作為提取溶劑的譜圖基線較高，會影響部分化合物的分析，因此選用二氯甲烷作為提取溶劑。

對提取溶液進行常溫旋轉蒸發濃縮，顯著提高了樣品中各組分的濃度，分析結果顯示各組分離子響應高，MS信息更全，化合物的識別會更加準確。結果顯示樣品提取液濃縮5倍，可達到最佳檢測效果。

2.5 精密度和重復性試驗

精密量取同一份玫瑰純露，按2.2項下方法制備供試品溶液，按2.1項下色譜條件連續進樣6次，分別計算總離子流圖中8個特征峰的相對保留時間和相對峰面積。結果表明，8個特征峰的相對保留時間RSD均<0.2 %，相對峰面積RSD均<3.5 %，表明所建方法精密度良好。精密量取同一樣品6份，按2.2項下方法制備供試品溶液，按2.1項下色譜條件進樣測定，其峰面積的RSD均小于4.2 %，其保留時間的RSD均小于0.2 %，說明該方法的重復性良好，可用于樣品批量分析。精密度和重復性試驗結果見表1。

表1 玫瑰花水中主要香氣成分的精密度、重復性試驗結果（n=6）

2.6 不同來源的玫瑰花水的測定與分析

采用GC-MS/MS分析10種玫瑰花水的揮發性成分，樣品1～10的全掃描譜圖見圖1。由圖1 可知，玫瑰花水的譜圖中色譜峰眾多，化學組分復雜，采用峰面積歸一化法計算各組分的相對質量分數，然后選取相對質量分數大于0.2 的化學成分進行分析。運用保留指數、質譜標準譜庫（NIST14）檢索相結合的方法，選取各色譜峰質譜匹配度高的可能物質，結合文獻資料，得到不同來源的玫瑰花水中檢出的成分及相對質量分數結果見表1。

圖1 10批玫瑰花水樣品譜圖

由表2可知，玫瑰花水揮發性成分中共鑒定出51種化合物，10批不同來源的玫瑰花水中香氣成分的種類和含量不盡相同。結合相關文獻資料進行分析，得到玫瑰花水中的主要香氣成分為芳樟醇、苯乙醇、α-松油醇、香茅醇、香葉醇、丁香酚，以及長鏈烷烴，部分玫瑰花水含苯甲醇、甲基丁香酚等。這與不同檢測方法得到玫瑰花水中的主要香氣成分一致[17-19]。香氣成分的絕對含量結果表明，芳樟醇、香茅醇、香葉醇、苯乙醇、丁香酚是玫瑰花水的主要成分，這些化合物均為玫瑰、玫瑰精油中重要的活性物質[20-21]，這5種香氣成分的總含量在7批玫瑰花水中均大于37 %（含量范圍37 %～71 %），而另外3批的總含量均小于1 %，由此可反映出市售玫瑰花水的有效成分含量差距較大。

5種主要香氣成分總含量小于1 %的3批玫瑰花水分析結果顯示，樣品7（大馬士革玫瑰純露B）主要成分為尼泊金甲酯（＞85 %），不含玫瑰的特征香氣成分。尼泊金甲酯是一種防腐劑，常用于以水作溶劑的液體制劑、日化產品，其在化妝品中的限量為0.4 %，本樣品中玫瑰的主要香氣成分未檢測出，而防腐劑含量很高，說明該樣品為劣質產品。樣品1（大馬士革白玫瑰細胞液）和樣品5（苦水玫瑰純露）的圖譜相似，玫瑰的主要香氣成分較少，均不含苯乙醇、香茅醇、丁香酚，僅含少量的芳樟醇、α-松油醇、香葉醇，相對含量均小于1 %（與其他玫瑰花水相比，絕對峰面積也小2～3個數量級）。分析其原因可能為原料投入量不足或樣品是由原玫瑰純露稀釋所得。

5種主要香氣成分總含量大于37 %的7批玫瑰花水分析結果顯示：（1）土耳其玫瑰純露（樣品8）中芳樟醇、α-松油醇、丁香酚含量較其他樣品低，且無甲基丁香酚檢出，但香葉醇的相對含量在10個樣品中最高，與苦水玫瑰、大馬士革玫瑰花水中香氣成分的含量有較大差異，與喬佳等[22]得到的土耳其玫瑰精油中香葉醇含量高于苦水玫瑰精油中的結論相符，分析可能是原料不同導致。（2）樣品6（大馬士革玫瑰純露A）與樣品9（大馬士革玫瑰純露C）的香氣成分含量及譜圖相近，區別為樣品6的α-松油醇、香葉醇含量低于樣品9，但甲基丁香酚含量高于樣品9，分析原因為生產工藝不同引起。（3）樣品2、3、4、10均為苦水玫瑰花水，樣品2、3譜圖相近，樣品4、10色譜圖相近。樣品2僅香茅醇、甲基丁香酚的相對含量較樣品3高，其他成分的相對含量基本一致；樣品4、10峰形相近，苯甲醇含量均較高，但樣品10的香茅醇含量為所有樣品中最高。這4批樣品的原料相同，香氣成分含量的差異可能是加工工藝不同或儲存時間不同導致。文獻顯示，李愛萍等[9]對水蒸氣蒸餾技術與共水蒸餾技術得到的玫瑰花水香氣成分進行比較，得到水蒸氣蒸餾技術下香茅醇的相對含量較高。李程勛等[16]研究了儲存時間對玫瑰純露標志性香氣成分的影響，得到玫瑰純露儲存1年，苯乙醇含量幾乎不變，而香茅醇含量下降約40 %。

另外，圖譜及各成分分析結果顯示，譜圖中保留時間大于18 min的色譜峰主要為烷烴類化合物。保留時間為33.3 min的色譜峰為油酸酰胺，該物質主要來自于塑料離心管及一次性塑料注射器。甲基丁香酚的相對含量為0.16 %～10.70 %。甲基丁香酚是一種苯丙素類天然化合物，具有鎮痛、抗過敏、抗炎、抗氧化等多種生物學活性[23]，但有報道稱其也有一定的肝毒性、致癌性[24]，引起了較多關注，由表2可見，部分玫瑰花水含甲基丁香酚，檢出的含量也較低，且此含量是玫瑰花水提取濃縮后的結果，在花水中實際含量很低。文獻報道玫瑰精油中的甲基丁香酚含量可通過嚴格控制玫瑰花采收時節來降低[25]。

3 討論與結論

本實驗建立了玫瑰花水中揮發性成分的檢測方法，精密度和重復性為：保留時間RSD＜0.2 %，峰面積RSD＜4.2 %。通過對10批不同來源的玫瑰花水進行檢測及譜圖、成分、含量的分析，得到玫瑰花水的主要香氣成分為：芳樟醇、苯乙醇、α-松油醇、香茅醇、香葉醇、丁香酚，以及長鏈烷烴，部分玫瑰花水含苯甲醇、甲基丁香酚。以其主要香氣成分（芳樟醇、香茅醇、香葉醇、苯乙醇、丁香酚）的總含量作為質量評價指標，7批樣品主要香氣成分的總含量大于37 %；3批樣品的總含量低于1 %，缺少玫瑰的香氣成分，或香氣成分的種類少且含量偏低，由此可判定含量過低的為劣質產品。建議將玫瑰花水的主要香氣成分設定限量指標以控制其產品質量，含量的限值需依據大量的實驗數據確定。其次，得到標識為大馬士玫瑰花水、土耳其玫瑰花水、苦水玫瑰花水的特征香氣成分相對含量差異較大，而同品種的玫瑰（大馬士革玫瑰、苦水玫瑰）花水間特征香氣成分的譜圖相近，分析得到玫瑰花水的香氣成分含量與原料的品種有一定關系。同品種的玫瑰花水香氣成分的種類、含量有較小差異，分析與提取工藝、儲存時間有關。