气相色谱法测定藏香产品中8 种成分的含量*

涂永元

（国家燃香类产品质量检验检测中心（福建）永春县产品质量检验所，福建省香产品质量检验中心，福建 泉州 362600）

藏香是特产于我国藏族地区的燃香类产品，以其配料考究、工艺精良、历史悠久，被列为“藏域三宝”之一。传统制作的藏香是以柏木为主要原料，遵循藏医理论，选用一定比例的檀香、麝香、木香、豆蔻、藏红花等多种香药与之混合后，再依特定制香工序，制成线香、末香、塔香等不同外形的藏香产品[1]。前期研究表明，藏香含有较多萜、烯、醇、酚类等多种挥发性化学成分，具备抗菌、抗病毒、驱虫、调节免疫等潜在药用价值，燃香使用时可用于安神助眠、预防疾病、净化空气[2]，是一种市场潜力广阔的日用养生型产品。

然而，藏香这类燃香产品配料信息复杂且多由十几味贵细药材组成，其原材料市场混淆品众多、鱼龙混杂。一些制香生产者为攫取利润，会使用低廉化学合成类香精替代昂贵传统植物源香料，化学成分信息尚不明确，技术上也长期缺少有针对性的检测手段和质量标准。因此，为遏制藏香产品低端化趋势，避免藏香行业失范和监管缺失，亟需开发一种适用于藏香产品鉴别和质量评价的检测方法，以保证藏香产品品质和监管科学性，促使传统藏香产业可持续发展。

目前，关于藏香的研究文献主要集中于藏香中苯系物、甲醛、多环芳烃、重金属元素等有毒有害物质的分析评价[3-9]，而关于藏香原料中常见的特征性、功能性成分研究却鲜有报道。现行标准仅地方标准DB54/T 0080-2014《藏香》规定[10]，樟脑、丁香酚、雪松醇、表木栓醇和木栓酮这5 种共有成分可用于鉴别藏香产品真伪，但该法局限于藏香提取物中几种成分的定性分析，却未能建立多种特征成分含量的测定方法。笔者经前期多批次样品研究，发现除上述共有成分外，藏香中还含有其他检出频率高、含量较多的成分，如土木香内酯、异土木香内酯、去氢木香内酯等可作为藏香特征成分研究使用。基于上述研究，本实验采用超声辅助溶剂优化提取藏香产品中樟脑、丁香酚、雪松醇、土木香内酯、异土木香内酯、去氢木香内酯、表木栓醇、木栓酮8 种化学成分，经GC-MS 定性后，建立起GC-FID 定量测定的分析方法，以期为今后藏香产品品质保证及质量评价提供有益借鉴和技术支撑。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

7890B 型气相色谱仪（配氢火焰离子化检测器美国安捷伦公司）；7890B-5977B 型气相色谱-质谱联用仪（配单四极杆质谱检测器 美国安捷伦公司）；CPA225D 型电子天平（北京赛多利斯仪器系统有限公司）；KQ-500DE 型超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）。

樟脑、丁香酚、雪松醇、土木香内酯、异土木香内酯、去氢木香内酯、表木栓醇、木栓酮，纯度均不小于96%，上海诗丹德标准技术服务有限公司；正己烷、丙酮、乙酸乙酯、乙腈、乙醇，均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司；藏香样品为产自西藏各地区的代表性产品，且均由西藏自治区标准化研究所提供。

1.2 实验方法

1.2.1 混合对照品溶液的制备 称取适量的8 种化学成分的标准品于20mL 容量瓶，用正己烷-丙酮混合溶液（V/V，1∶1，下同）稀释、定容成含有以下8 种化学成分和浓度的混合标准储备溶液：5mg·mL-1樟 脑、8.4mg·mL-1丁香酚、6.2mg·mL-1雪松醇、4.6mg·mL-1土木香内酯、4.9mg·mL-1异土木香内酯、4.05mg·mL-1去氢木香内酯、2.2mg·mL-1表木栓醇、2.1mg·mL-1木栓酮。

分析前移取2mL 的混合对照品储备溶液于10mL 容量瓶，以正己烷-丙酮混合溶液为稀释溶剂定容，再分6 次逐级稀释，每次稀释2 倍，即取5mL的该浓度级别对照品溶液于另一10mL 容量瓶继续稀释定容，同法重复操作数次，稀释后各目标成分浓度为：樟脑的质量浓度为15.63、31.25、62.50、125.00、250.00、500.00、1000.00μg·mL-1；丁香酚的质量浓度为26.25、52.50、105.00、210.00、420.00、840.00、1680.00μg·mL-1；雪松醇的质量浓度为19.38、38.75、77.50、155.00、310.00、620.00、1240.00μg·mL-1；土木香内酯的质量浓度为14.38、28.75、57.50、115.00、230.00、460.00、920.00μg·mL-1；异土木香内酯的质量浓度为15.31、30.63、61.25、122.50、245.00、490.00、980.00μg·mL-1；去氢木香内酯的质量浓度为12.66、25.31、50.63、101.25、202.50、405.00、810.00μg·mL-1；表木栓醇的质量浓度为6.88、13.75、27.50、55.00、110.00、220.00、440.00μg·mL-1以及木栓酮的质量浓度为6.56、13.13、26.25、52.50、105.00、210.00、420.00μg·mL-1。

1.2.2 样品预处理及试样溶液的制备 取20g 藏香样品分别经粉碎、过80 目筛处理后，称取上述均匀样品1g 于20mL 具塞刻度试管中，加入10mL 正己烷-丙酮混合溶液，设置超声提取温度为35℃，超声功率为300W，超声提取45min，再用0.22μm 尼龙有机滤膜过滤，取滤液5mL 并氮吹至溶液消失，精密量取1mL 正己烷-丙酮混合溶液再次溶解，试液供分析仪器检测使用。

1.3 藏香产品中8 种化学成分定性分析

取10 批次藏香样品，按1.2.2 项样品预处理后的试样溶液进样至GC-MS 仪器中，按文献分析条件分析[7]，获得各样品总离子流色谱图，所得质谱图经与NIST 17.L 标准谱库检索、对照品保留时间比对，样品中樟脑、丁香酚、雪松醇、土木香内酯、异土木香内酯、去氢木香内酯、表木栓醇、木栓酮检出情况详见表1，混标对照溶液及典型藏香样品总离子流色谱图见图1。

图1 混标对照溶液（A）及典型藏香样品（B）总离子流色谱图Fig.1 Total ion current chromatogram of mixed standard reference solution（A）and typical Tibetan incense samples（B）

表1 样品检出目标成分情况Tab.1 Detection of target compounds in samples

1.4 藏香产品中8 种化学成分含量的测定

1.4.1 GC-FID 分析条件

色谱条件 色谱柱为HP-5 型毛细管柱（30m×0.32mm，0.25μm），载气为 N2（纯度不小于99.999%），柱流量1.3mL·min-1；进样量1μL；进样口温度260℃；进样方式为分流进样，分流比为20∶1。

柱温箱升温程序 初始温度40℃，保持3min，以20℃·min-1的速率升温至250℃，保持5min，再以20℃·min-1的速率升温至290℃，保持25min。FID 检测器温度290℃；尾吹气流量25mL·min-1；H2流量30mL·min-1；空气流量400mL·min-1。

1.4.2 校准曲线的建立 分别取1.2.1 逐级稀释后的混合对照品溶液，按1.4.1 分析条件分别进样至GC 仪器中分析，各对照品保留时间及色谱图见图2。以目标成分质量浓度（μg·mL-1）为横坐标，峰面积为纵坐标，绘制校准曲线并计算回归方程。

图2 对照品混合溶液色谱图Fig.2 Chromatogram of mixed solution of reference substance

1.4.3 测定成分的含量 取藏香样品，按1.2.2 项样品预处理后的试样溶液，进样至GC 仪器中分析，测得各目标成分的峰面积，代入相应校准曲线公式，得到待测样品中各目标成分的质量浓度，再根据公式（1）计算待测样品中8 种目标成分的含量Xi（μg·g-1）。

式中 f：稀释倍数；Ci：校准曲线计算样品溶液中目标成分质量浓度，μg·mL-1；V：1.2.2 步骤中最终样品溶液体积数值，mL；mi：样品重量，g。

2 结果与讨论

2.1 检测器的使用

藏香成分多为挥发性有机物，目前，挥发有机物的研究多采用气相色谱仪和气相色谱质谱仪进行分析，配置的检测器分别为氢火焰离子化和质谱检测器两种。本研究考察了氢火焰离子化和质谱检测器定量测定樟脑、丁香酚、雪松醇、土木香内酯、异土木香内酯、去氢木香内酯、表木栓醇、木栓酮8 种成分的差异，二者均可实现藏香中8 种成分的准确定量分析。相比氢火焰离子化检测器，质谱检测器检测灵敏度高但浓度范围较窄，当样品浓度过高时易产生信号饱和、色谱峰峰形不佳、样品数据交叉污染现象，这将影响定量数据的准确性，因而选用质谱检测器用于定性特征成分的分析更有优势。考虑到藏香原料基质成分较为复杂，目标成分在天然产物中同分异构体众多，且目标成分在实际样品中含量差异较大，为提高对藏香中8 种化学成分定性定量结果的准确性、适用性及针对性，因而采用以质谱检测器定性、氢火焰离子化检测器定量相结合的方法进行分析。

2.2 超声萃取条件的优化

2.2.1 提取溶剂的选择 向空白的藏香样品基质中加入含有8 种成分的混合对照液，以该加标样品为研究对象，分别以正己烷-丙酮混合液、丙酮、正己烷、乙酸乙酯、乙腈、乙醇6 种有机溶剂为提取溶剂，固定其他条件不变，考察不同有机溶剂对上述目标成分的提取效果，结果见图3。

图3 提取溶剂对8 种目标成分回收率的影响Fig.3 Effect of extraction solvent on recovery rate of 8 target compounds

由图3 可见，采用正己烷-丙酮混合液提取8 种化合物回收率最优，为94.0%～104.3%，提取力较强。因此，选择正己烷-丙酮混合溶液为提取溶剂。

2.2.2 超声提取时间的优化 固定其他条件不变，以加标样为研究对象，分别考察5、15、30、45、60min超声提取时间对回收率的影响。

结果发现，随着超声时间的增加，8 种化合物回收率趋于增加，其中樟脑、丁香酚、雪松醇、土木香内酯、异土木香内酯、去氢木香内酯6 种化合物回收率在30min 后趋于稳定，而表木栓醇、木栓酮2 种化合物回收率则在超声45min 时达到最大，此时8 种化合物回收率为95.3%～108.0%，但当超声时间为60min 时，8 种化合物回收率均出现下降，因此，选择超声时间为45min 最适宜。

2.2.3 超声提取温度的优化 固定其他条件不变，以加标样为研究对象，分别考察25、35、40、45℃超声温度对回收率的影响。

结果发现，随着超声温度的增加，8 种化合物回收率趋于增加，其中樟脑、丁香酚、雪松醇、土木香内酯、异土木香内酯、去氢木香内酯6 种化合物在45℃时回收率达到最大，表木栓醇、木栓酮两种化合物回收率则随着温度的升高先升后降，在35℃时，表木栓酮回收率达到最大，当温度达到40℃时，各目标成分回收率趋于稳定，此时各化合物回收率在97.5%～104.0%之间，考虑温度升高可能对表木栓醇、木栓酮两种萜类化合物影响较大，且长时间加热容易导致丙酮、正己烷有机溶剂挥发，因此，选择超声温度为35℃。

2.2.4 提取功率的优化 固定其他条件不变，以加标样为研究对象，分别考察超声功率为200、300、400、500W 对回收率的影响。

结果发现，当超声功率为200～400W 时，8 种化合物回收率趋于相同，超声功率为500W 时，8 种化合物回收率均较低，为保证8 种化合物稳定提取，选择超声功率为300W 较为适宜，此时各化合物回收率在95.9%～105.3%之间。

2.3 方法学评价

2.3.1 线性关系和检出限 分别以目标成分的质量浓度为横坐标，以其对应的峰面积为纵坐标绘制校准工作曲线，计算线性回归方程、相关系数（R2），以3倍信噪比（S/N）计算各成分检出限（3S/N），以10 倍信噪比计算方法各成分定量限（10S/N），结果见表2。

表2 藏香中8 种化合物的线性关系、检测限和定量限Tab.2 Linear relationship,limit of detection（LOD）and limit of quantification（LOQ）of eight kinds of compounds in Tibetan incense

由表2 可见，校准工作曲线线性相关系数均大于0.9981，检出限在0.53～15.75μg·mL-1之间，定量限为1.76～52.50μg·mL-1，表明本测定方法在一定浓度范围内线性关系良好，检测灵敏度较高。

2.3.2 精密度和加标回收实验 按照上述方法在空白样品中添加4 个浓度水平，分别对其进行加标回收实验，每个浓度水平重复进样7 次，计算回收率和实际测定值的相对标准偏差（RSD），结果见表3。

表3 精密度和回收率试验结果（n=7）Tab.3 Results of tests for precision and recovery（n=7）

由表3 可见，8 种目标物的回收率为96.3%～107.5%，测定值的RSD 为0.32%～5.2%，满足实际分析要求。

2.3.3 实际样品测定 取10 批藏香样品，按照1.2.2 项方法提取并获得试样溶液，依1.4.1 项色谱条件进样分析，采用1.4.3 项中式（1）分别计算藏香8 种目标成分含量，结果见表4。

表4 实际样品测定结果Tab.4 Determination results of actual samples

由表4 可见，10 批样品中樟脑仅一批次检出，其余物质均不同程度地被检出，检出情况与表1 气相色谱-质谱法定性结果基本一致；其中，平均检出含量较高的物质为表木栓醇、丁香酚和土木香内酯，其平均含量分别可达455.60μg·g-1、450.71μg·g-1和322.48μg·g-1。

典型样品（S07）的色谱图见图4。

图4 典型样品色谱图Fig.4 Chromatogram of typical sample

3 结语

建立了同时分析藏香中8 种化学成分的GCFID 定量方法。通过优化样品预处理方法、超声条件及仪器方法，使其前处理操作简便、快速、重复性好，定性定量结果准确可靠、适用性强，方法具有良好的回收率、精密度。该方法可以用于实际藏香样品中特征成分的测定和快速分析。