气相色谱法分析玫瑰花露水中香气成分及含量变化

气相色谱法分析玫瑰花露水中香气成分及含量变化
孟瑞云;鲁雯慧;姚琪齐;杨挚诚;王玉铃;梅瑜
【摘要】为了评价玫瑰花露水质量,建立气相色谱法测定玫瑰花露水主要香气成分及其含量变化.以二氯甲烷为萃取剂,萃取玫瑰花露中香茅醇、香叶醇和苯乙醇3种主要成分,经涡旋,离心,采用外标法定量.香茅醇、香叶醇和苯乙醇的质量浓度分别在0.48～25.00,0.45～25.50,0.48～26.50 mg/L范围内与其色谱峰面积的线性关系良好,相关系数分别为0.9992,0.9992,0.9990,方法检出限分别为
0.50,0.60,0.45μg/g.样品加标回收率为88.7％～97.9％,测定结果的相对标准偏差为1.8％～2.9％(n=6).采用该方法对云南红河、浙江丽水、江苏徐州、湖北武汉和山东济南5个典型区域不同月份、不同保存方式的玫瑰花露水进行测定,云南红河玫瑰花提取的花露水中,香茅醇、香叶醇和苯乙醇浓度最高,浙江丽水的3种香气成分浓度最低.该方法具有前处理简单,分析测试快速等优点,可为玫瑰花露水的开发利用提供了基础数据.
【期刊名称】《化学分析计量》
【年(卷),期】2018(027)006
【总页数】5页(P42-46)
【关键词】气相色谱法;玫瑰花露水;香茅醇;香叶醇;苯乙醇
【作者】孟瑞云;鲁雯慧;姚琪齐;杨挚诚;王玉铃;梅瑜
【作者单位】浙江树人大学,杭州310015;浙江树人大学,杭州310015;浙江树人大学,杭州310015;浙江树人大学,杭州310015;浙江树人大学,杭州310015;浙江树人大学,杭州310015
【正文语种】中文
【中图分类】O657.7
玫瑰在水蒸馏萃取过程中产生大量的玫瑰水溶液，分离上层漂浮精油后得到的水层部分，简称玫瑰花露，又称纯露、水精油［1–3］。

玫瑰花露水是一种纯天然产品，不掺杂任何香精和防腐剂［4］。

玫瑰花露水香气怡人，具有抗过敏、消炎、抗菌等作用，是开发玫瑰系列保健食品、化妆品、清新剂、医用用水等的重要原料，具有很高的开发利用价值［5–10］。

香气是反应玫瑰花露水质量的重要指标，是人
们通过嗅觉可感觉到的挥发性物质，香气的成分种类、浓度及化合物之间的相互作用赋予了花露水特有的香味，因此对挥发性成分的研究具有重要意义［11］。

目前国内外玫瑰水挥发性成分的研究方法有热解吸–气相色谱–质谱法、热脱附–气相色谱法、大孔树脂吸附–气相色谱法等。

但这些方法对仪器设备均有较高的要求。

玫瑰花露水香气成分可采用静态吸附法、二次蒸馏法、溶剂萃取法、固相微萃取等进行富集［12–16］。

溶剂萃取法是目前典型且应用广泛的分析方法，其方法简单，富集效果理想。

KURKCUOLU等［17］在研究土耳其地区生产的玫瑰水的挥发性成分时，采用了有机溶剂萃取法和固相萃取法对样品进行前处理。

玫瑰花香气除了由本身遗传性质决定外，很大程度上受环境、气候和花期等因素的影响。

玫瑰主体香气成分大致相同，但在含量上相差较大［18］。

不同产地的玫
瑰在不同的经纬度下的光照、温度不同，香气成分和相对含量不同；同一产地的玫瑰在不同花期，香气成分和相对含量也不同。

由此获得的玫瑰花露水的香气主要成分在含量上相差很大。

近年来，玫瑰花露水在化妆品及食品行业的应用已日益广泛，但目前对不同地域、不同月份、不同保存方式的玫瑰花露水成分的研究未见报道。

笔者对我国从南至北的5个典型区域，不同月份的玫瑰进行水蒸馏，从而能制备
玫瑰花露水，然后采用溶剂萃取法富集花露香气，以气相色谱法测定，分析玫瑰花露水中主要香气成分及其随不同地域，不同时间，不同保存方式而产生的含量变化，为玫瑰花露水中的香气特征研究、产品开发应用和质量控制提供基础数据。

1 实验部分
1.1 主要仪器与试剂
气相色谱仪：GC 2014型，配有数据处理系统，日本岛津公司；
气相色谱–质谱仪：Agilent 6890–5973型，配有数据处理系统，美国安捷伦科技有限公司；
电子天平：FA 114型，感量为0.1 mg，北京赛多利斯仪器系统有限公司；
香茅醇、香叶醇标准品：纯度不低于98%，编号分别为B21368和B27034，上
海源叶生物公司产品；
苯乙醇标准品：纯度大于99%，编号为B27034，上海源叶生物公司产品；
石油醚、环己烷：色谱纯，江苏强盛功能化学股份有限公司；
二氯甲烷：色谱纯，永华化学科技(江苏)有限公司；
玫瑰：分别采摘自云南红河、浙江丽水、江苏徐州、湖北武汉和山东济南玫瑰种植园基地。

实验用水为蒸馏水。

1.2 标准溶液配制
香茅醇、苯乙醇、香叶醇标准储备溶液：分别准确移取0.004 8 g香茅醇标准品、0.004 8 g苯乙醇标准品、0.004 5 g香叶醇标准品于3只10 mL容量瓶中，用二氯甲烷定容至标线，得香茅醇、苯乙醇、香叶醇的质量浓度分别为480，480，450 mg/L的3种单元素标准储备溶液。

混合标准储备溶液：分别准确移取0.004 8 g香茅醇标准品、0.004 8 g苯乙醇标准品、0.004 5 g香叶醇标准品于同一个具塞容量瓶中，用二氯甲烷定容至10 mL，
得香茅醇、苯乙醇、香叶醇的质量浓度分别为480，480，450 mg/L的混合标准储备溶液。

系列混合标准工作溶液：分别准确移取10，20，40，60，100，200 μL 混合标准储备溶液，用二氯甲烷定容至10 mL容量瓶中，充分摇匀，配制成系列混合标准工作溶液，各成分的质量浓度见表1。

表1 系列混合标准工作溶液中各成分的质量浓度 mg/L成分 1 2 3 4 5 6香茅醇0.48 0.96 1.92 2.88 4.80 9.60香叶醇 0.45 0.90 1.80 2.70 4.50 9.00苯乙醇
0.48 0.96 1.92 2.88 4.80 9.60
1.3 样品前处理
1.3.1 样品采集
分别选取云南红河、浙江丽水、江苏徐州、湖北武汉和山东济南玫瑰种植园基地5个地区2017年8月中旬和9月中旬已开放的新鲜花朵。

1.3.2 玫瑰花露水提取
将采集的同一批次的玫瑰花瓣混合均匀。

称取30 g玫瑰花瓣，用蒸馏水过洗，剪碎至1 cm×1 cm，置于圆底烧瓶中，加入蒸馏水，加热，沸腾后收集花露水，待花露水冷却，用20 mL二氯甲烷萃取后，涡旋2 min，离心3 min，取下层有机溶液进行测定。

1.3.3 香气提取正交试验设计
确定4种因素分别为萃取剂种类（A）、旋涡时间（B）、离心时间（C）、萃取剂与花露水的体积比（D）。

萃取玫瑰花水中主要香气成分条件的正交试验因素水平见表2。

表2 正交试验因素与水平水平 A B/min C/min D 1 石油醚 2 3 3∶1 2 环己烷 3 5 2∶1 3 二氯甲烷5 7 4∶1
1.4 仪器工作条件
1.4.1 气相色谱–质谱条件
色谱柱：HP–5柱(30 m×0.25 mm，美国安捷伦科技有限公司)；进样口温度：250℃；升温程序：于50℃条件下保持2 min，以10℃/min升温至120℃，保持2 min，再以5℃/min，升至210℃，保持5 min，然后以8℃/min升至230℃，最后保持15 min；载气：氦气，流量为1.0 mL/min；燃气：氢气，流量为40 mL/min；空气助燃流量：450 mL/min；检测器：FID，温度为270℃；进样体积：1 μL。

接口温度：240℃；EI电离源电压：70 eV；扫描方式：线形；分辨率：2 000。

1.4.2 气相色谱条件
色谱柱：HP–INNOWAX柱(30 m×0.250 mm，0.25 μm，美国安捷伦科技有限公司)；进样口温度：260℃；升温程序：初温为60℃，保持1.0 min，以
2℃/min升到212℃，保持1 min；载气：氮气，流量为0.8 mL/min；检测器：FID，温度为260℃；进样体积：1 μL。

2 结果与讨论
2.1 蒸馏时间的确定
考察蒸馏时间分别为45，50，55，60 min时对玫瑰花露水香气浓度的影响。

结果表明，蒸馏时间为55 min时玫瑰花露水中香茅醇、香叶醇、苯乙醇的色谱峰面积明显大于蒸馏45，50 min时的色谱峰面积；蒸馏60 min时，3种成分的色谱峰面积没有增大，因此制取玫瑰花露水时选择蒸馏时间为55 min。

2.2 料液比的确定
考察花瓣和水料液比（g∶mL）分别为30∶200，30∶250，30∶300时玫瑰花露水中主要香气成分的浓度，结果表明，料液比为30∶250时，香茅醇、香叶醇、苯乙醇的色谱峰面积较大，因此选择30 g玫瑰花瓣，250 mL蒸馏水。

2.3 正交试验
按照1.3.3方法进行正交试验，结果见表3、表4。

由表3、表4可知，影响玫瑰
花露水中主要香气成分提取因素的主次顺序为A，D，C，B，即萃取剂种类、萃
取剂与花水比、离心时间、涡旋时间。

花水与二氯甲烷的比为2∶1，涡旋2 min，离心5 min为香茅醇的最佳萃取条件；花水与二氯甲烷的比为4∶1，涡旋2 min，离心3 min为香叶醇的最佳萃取条件；花水与二氯甲烷的比为4∶1，涡旋3 min，离心3 min为苯乙醇的最佳萃取条件。

综合考虑，最终确定较优组合为
A3B1C1D3，即二氯甲烷为萃取剂，涡旋2 min，离心3 min，萃取剂与花露水
体积比为4∶1。

表3 玫瑰花露水中主要香气成分提取正交试验结果序号 A B/min C/min D 含量
/(mg·L–1)香茅醇香叶醇苯乙醇1 1 1 1 1 0.72 2.91 1.97 2 1 2 2 2 0.97 1.58
2.38 3 1 3 3 3 0.78 1.29 2.25 4 2 1 2 3 0.92 2.18 4.66 5 2 2 3 1 0.61 0.83
3.56 6 2 3 1 2 0.75 0.84 3.69 7 3 1 3 2 1.56 2.22 12.40 8 3 2 1 3 1.37 2.46 19.29 9 3 3 2 1 1.07 1.69 1
4.42
表4 同一因素不同水平平均值的极差成分 A B/min C/min D香茅醇 0.58 0.21
0.05 0.30香叶醇 0.84 1.16 0.55 0.61苯乙醇 13.11 2.00 2.19 2.52
2.4 香气成分的测定
江苏徐州玫瑰花露水中香气成分测定气质色谱图见图1。

由图1可知，江苏徐州玫瑰花露水香气成分中，以苯乙醇、香茅醇和香叶醇的浓度最高，与文献［19–20］报道一致。

因此实验对玫瑰花露水中苯乙醇、香茅醇和香叶醇3种主要香气成分
进行气相色谱测定。

图1 江苏徐州玫瑰花露水中香气成分的气质色谱图
2.5 气相色谱条件的优化
分别考察了 HP–INNOWAX 柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；HP–5 柱 (30
m×0.25 mm，0.25 μm)；HP–1柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm) 3种色谱柱的
分离效果，仅有HP–INNOWAX柱能将各组分完全分离，因此色谱柱选择HP–INNOWAX柱。

通过对比分流和不分流两种进样方式下得到的谱图，结果发现分流进样时的谱图基线较平滑，噪声较低，因此采用分流进样方式。

各组分的色谱峰面积受进样口温度、分流比、载气流量等因素的影响，仅改变一种因素，考察峰面积的变化，计算各组分的总峰面积，以总峰面积最大作为最佳条件的判断依据，最终确定最佳气相色谱分析条件见1.4.2。

在此条件下，测定江苏徐
州玫瑰花露水中香气成分的气相色谱图见图2。

由图2可知，香茅醇、香叶醇和苯乙醇峰谱对称性好，峰形尖锐，适于定量。

图2 江苏徐州玫瑰花露水中香气成分的气相色谱图
2.6 线性关系与检出限
以不含玫瑰花露的水为空白基质，添加不同浓度的混合标准溶液，按所建方法进行测定，以待测元素的质量浓度（x）为横坐标，以色谱峰面积（y）为纵坐标，绘
制标准工作曲线。

以3倍信噪比计算方法检出限。

各香气成分的线性范围、线性
方程、相关系数及检出限见表5。

由表5可知，香茅醇、香叶醇和苯乙醇的质量浓度分别在0.48～25.00，0.45～25.50，0.48～26.50 mg/L范围内与其色谱峰面
积的线性关系良好，相关系数分别为0.999 2，0.999 2和0.999 0，方法检出限
分别为 0.50，0.60，0.45 μg/g。

表5 线性范围、线性方程、相关系数及检出限检出限/(μg ·g–1)香茅醇 0.48～25.00 y=1 145.7x–10.963 0.999 2 0.50香叶醇 0.45～25.50 y=579.12x–0.923 0.999 2 0.60苯乙醇 0.48～26.50 y=1 379x+79.703 0.999 0 0.45成分线性范
围/(mg·L–1)线性方程相关系数
2.7 加标回收与精密度试验
以不含玫瑰花露的水为空白基质，分别添加低（1倍）、中（2倍）、高（10倍）
3个水平的混合标准溶液，每个浓度水平制备6个平行样品，按所建方法进行测定，结果见表6。

由表6可知，香茅醇、香叶醇和苯乙醇的加标回收率为88.7%～97.9%，测定结果的相对标准偏差为1.8%～2.9%。

表明该方法的准确度和精密度较高。

表6 加标回收与精密度试验结果成分添加量/(mg ·L–1)测得量/(mg ·L–1)平均值
/(mg ·L–1)回收率/%RSD/%香茅醇0.96 2.62，2.61，2.60，2.55，2.61，2.62 2.60 96.6 2.7 1.92 3.53，3.52，3.54，3.48，3.66，3.58 3.55 97.9 2.9 9.6
10.68，10.79，10.36，10.68，10.42，10.28 10.53 92.3 2.0香叶醇1.80 3.30，3.28，3.39，3.33，3.27，3.31 3.31 91.4 2.4 3.60 5.09，5.00，5.24，5.06，5.11，5.01 5.09 95.1 2.2 18.0 17.58，18.07，17.68，17.94，17.27，17.21 17.63 88.7 1.8苯乙醇1.92 3.85，3.79，3.88，3.91，3.81，3.83 3.84 96.4 2.2 3.84 5.61，5.55，5.64，5.71，5.69，5.46 5.61 94.3 2.2 19.2 19.94，19.85，20.38，20.08，19.5，20.64 20.07 94.1 1.9
2.8 实际样品测定
2.8.1 不同地域、不同月份玫瑰花露水的香气差异
分别考察不同地域、不同月份玫瑰花露水的香气成分差异，分析结果见图3。

图3 不同地域、不同月份玫瑰花露水香气成分差异分析图
由图3可知，苯乙醇的浓度最高，其次是香茅醇、香叶醇。

产地为云南红河、浙
江丽水、江苏徐州和湖北武汉的玫瑰花水中，8月份香茅醇的浓度高于9月份，产地为山东济南的花露水反之；在5个产地的花露水中，9月份香叶醇的浓度均大于8月份；除云南红河外，剩余4个产地花水中，8月份苯乙醇的浓度大于9月份。

在5个地域中，8～9月份，云南红河的花露水中香气成分的浓度最高，而湖北武
汉的花水香气浓度最低。

2.8.2 不同保存方式下玫瑰花露水香气成分的变化
选取了8月的云南红河、浙江丽水制备所得的花露水为研究对象，分别在2℃和室温下保存12 d，苯乙醇、香茅醇和香叶醇的浓度变化见图4。

产地为浙江丽水玫瑰花露水中，香叶醇已检测不到。

由图4可知，低温保存的玫瑰花水香气成分不易挥发，香茅醇、香叶醇和苯乙醇浓度均大于室温保存的玫瑰花露水的香气浓度。

在玫瑰花露水中，苯乙醇的浓度最高且较其它两种香气成分不易挥发，其次是香茅醇，而香叶醇的浓度非常低，保存时间较短。

图4 8月份玫瑰花露水中香气成分的含量变化
3 结语
建立了气相色谱法测定玫瑰花露水中主要香气成分和含量变化的方法。

以二氯甲烷为萃取剂，经涡旋，离心，外标法定量分析。

该方法可靠、灵敏，为玫瑰花露水中的香气特征研究、产品开发应用和质量控制提供了基础数据。

在玫瑰花水中，苯乙醇的浓度最高且较其它两种香气成分不易挥发，其次是香茅醇，而香叶醇的浓度较低且保存时长短暂。

低温保存的玫瑰花露水香气成分的浓度高于室温保存的玫瑰花露水。

5个地域中，云南红河提取的玫瑰花露水中，香茅醇、香叶醇和苯乙醇的浓度最高。

参考文献
【相关文献】
［1］虞伊林.玫瑰活体香气和花水成分及含量变化研究［D］.上海：上海交通大学，2012. ［2］LOHANI H, ANDOLA H C, CHAUHAN N K. Volatile constituent of rose water of Dmask rose(Rosa damascene Mill.) from Uttarakhand Himalayas ［J］. Medicinal plants–internation journal of phytomedicines and related industries，2013，5(2): 102–104. ［3］赵彩云，薛洁，蔡旭东，等.玫瑰深加工产品关键香气成分的分析［J］.分析与检测，2013，39(12): 157–161.
［4］石双妮.玫瑰精油提取后副产物的功效成分分析及利用［D］.杭州：浙江工商大学，2013.
［5］刘丽.不依赖于保湿剂的保湿产品–澳洲花道玫瑰花水纯露［J］.中国化妆品，2015(4): 231. ［6］张博昶，钟宝.软枣猕猴桃玫瑰饮料的研制［J］.保鲜与加工，2015，15(2): 40–43.
［7］王燕.食用玫瑰保藏技术及其口服液制备工艺研究［D］.济南：山东轻工业学院，2012. ［8］龙刚.玫瑰水提物的毒理学与抗衰老功效研究［D］.广州：华南师范大学，2005.
［9］王彦淳.中国苦水玫瑰花中香气成分的鉴定及指纹图谱的建立［D］.甘肃：甘肃农业大学，2016.
［10］赵慧芬，朱大恒，韩锦峰，等.玫瑰花提取液对氧自由基的清除效应研究［J］.河南农业科学，2009(12): 102–103.
［11］张海云，孟宪水，王庆文，等.天然玫瑰水生产工艺与质量控制的初报［J］.香料香精化妆品，2013(1): 14–16.
［12］李爱萍，徐晓俞，陈峥，等.不同加工工艺与收集时段对‘大马士革’玫瑰花水香气成分的
影响［J］.中国农业科学，2017，50(4): 720–731.
［13］VERMA R S, PASALIA R C, CHAUHAN A, et al. Volatile constituents of essential oil and rose water of damask rose (Rosa damascene Mill.) cultivars from North Indian hills ［J］. Natural product research formerly natural product letters，2011，25(17):1 577–1 584.
［14］王亚芸，杨丽娜，王雁，等.不同保藏条件下大马士革玫瑰颜色和香气变化研究［J］.食品工业科技，2015，36(12): 311–313.
［15］虞伊林，王秋云，姚雷.玫瑰自然香气成分及含量变化分析［J］.上海交通大学学报(农业科
学版)，2012，29(2): 80–87.
［16］弓宝，陈德力，赵祥升，等.突厥玫瑰挥发油成分的GC–MS分析及其抗氧化活性研究［J］.化学与生物工程，2016，33(4):62–65.
［17］KURKCUOLU M, BASER K H C. Studies in Turkish rose concrete, absolute, and hydrosol［J］. Chemistry of natural compounds，2003，39(5):457–464.
［18］杨丽娜.保加利亚玫瑰香气成分分析研究［D］.北京：北京林业大学，2012.
［19］MOEIN M, ZARSHENAS M, DELNAVAZ S. Chemical composition analysis of rose water samples from Iran［J］.Pharmaceutical biology，2014，52(10): 1 358–1 361.
［20］AGARWAL S G, GUPTA A, KAPAHI B K, et al. Chemical composition of rose water volatiles［J］. Journal of essential oil research，2005，17(3): 265–267.。