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香精香料质谱谱库建立小贴士

气质联用(GCMS)

  • 香精香料质谱谱库建立小贴士

    前面有网友问我有关香精香料质谱谱库建立的一些问题,我只是简单回复了一下,现在再简单和大家探讨一下。

    大家知道,香精是由多种香(原)料成分组成的复杂混合物,可能包含各种天然提取物,各种合成的香料,溶剂等。由于其原料的组成本身就极为复杂,例如天然香精油就是一种复杂的混合物,许多单体原料就有多种异构体及其众多杂质在里面,这样给GCMS解析整个香精的构成带来了一定的困扰。既然是多种化合物在一起,在存放老化过程,不可避免的会产生某些反应,生产新的物质。对于这种复杂混合物,分析鉴定里面的组分是一项比较麻烦的事情。谱库检索是香精香料化合物定性的一个重要手段。首先要求有较大完整的质谱数据库(MSdatabaseMS library)。目前主要使用的商业质谱库有NISTWiley。其中NIST081013等,还包含NIST检索,AMDIS,部分化合物的保留指数数据库等。虽然它们收集几十万张标准质谱图或化合物,但收集的香精香料化合物不够全面,特别是近几年新发现的香气香味化合物,新合成的香料化合物没有收入,另外收集的化合物多只是化学名称,没有商品名或行业俗名不方便使用。另外,也有出售香料香精专用质谱库,如FFNSC(Flavor & Fragrance Natural & Synthetic Compounds)等。有的公司或研究机构有自己的香气香味化合物专用谱库,但一般不对外,属于保密知识财产。这样有时候需要自己建立专用香精香料谱库。

    自己建立谱库,当然这是件费功夫而辛苦的工作,还要有足够的标样。标样可以从试剂公司或香料供应商购买。有纯度高的标样,最好纯度越高越好,因为杂质对质谱图的可能有干扰。如果无法得到很纯的标样也无太大关系,因为可以利用GC/MS中色谱分离的优势得到纯物质进入质谱而获得标准质谱图。也可以从天然物等来分离提纯标样。自建谱库的另一好处是,由于用自己的仪器类型和相同操作条件得到的质谱图,使用时匹配度很好。

    自建立谱库时候,仪器已经正确的调谐过,仪器处于最佳状态。数据采集的质量范围要合适,建议从29开始扫描到400左右即可,这样可以涵盖绝大多数香料香精化合物。例如有人为了减少氧,氮,CO2离子对基流的影响,从45开始扫描,这样会使质谱图上没有如29,30,31,42,43等离子,失去某些有用的离子信息,对将来实际样品的质谱图检索可能造成匹配度过低。如果扫描范围过大,则扫描速度慢,MS文件也太大。背景扣除要正确。

    获得的化合物的峰丰强度不要太高或过小,即进样浓度要合适,不可过载或丢失某些离子信息。可以通过调整进样量或稀释或加大分流比来实现,一般讲纯品不能直接进样必须稀释,否则容易过载。

    可以直接把商业库里面的现有谱图直接转过来使用(一般最好验证一下,商业库有时候个别图谱可能有误),一般讲在正常情况下(70ev)图谱是基本一致的,都能够有较好的匹配,自己的条件下有时候可能和自己的待测样品更好匹配。

    也可以在现有的商业库增加自己的新谱图。

    如果需要得到多个厂家工作站格式的谱库,可以把原始图谱转换成AIA格式后,用别家工作站建立谱库。

    最好使用行业俗名和商品名,注明化学名或来源。

    另外有条件的话,把保留指数信息也写入数据库里面,方便今后未知物鉴定确认。
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  • symmacros

    第1楼2014/04/27

    应助达人

    1 单体单一成分香料

    单体单一成分香料建库相对简单,对于绝大多数单体单一原料直接把谱图加入到谱库即可。但注意个别原料可能讲是单一体,不过里面可能有异构体,即很难得到完全的单一体,有时候两个异构体还不好分开,例如异戊醇里面常常会有2-甲基丁醇(往往在同一位置出峰),需要注意。

    2 两个或多个组分的混合成分(多异构体及多成分原料)

    在香精里面的某些原料,即某些香(原)料或所使用的溶剂是多异构体或多组分组成,会出现多个色谱峰。

    分离多异构体和及其杂质后的多峰物质,可以标记为主峰1,23等,杂质1,2,3等。

    如果有可能,顺便写上大约的峰面积比例。对于单体化合物,一个混合物可能与另一个混合物有相同的杂质的情况不是很多,如果遇到再做进一步的标记更新。

    如果知道每种异构体名称也可以输入,例如柠檬醛有橙花醛和香叶醇,氧化芳樟醇里面有顺式和反式或呋喃和吡喃型四种。

    举个简单的例子,日化香精里面最常见的溶剂二聚丙醇(DPG)就有五个异构体,就可以标记为DPG P1,DPG P2到P5(这里P可以看做peak或part)。也可以写的更详细点,例如1,1’-氧双-2-丙醇(1,1’-oxybis-2-propanol) 、

    2,2’-氧双-1-丙醇(2,2’-oxybis-1-propanol)、2-(2-羟基丙氧基)-1-丙醇(2-(2-hydroxypropoxy)-1-propanol)等。

    食品香精辛酸和癸酸甘油酯混合物(ODO)有多个峰,也可以标记为ODOp1p2…Pn等。

    佳乐麝香(Galaxolide)有两个主要异构体峰及许多异构体小峰和杂质。

    Iso E Super也是多异构体原料。

    檀香803Sandel)也是一个多组分异构体,峰数很多。多组分异构体原料很多,例如牛奶内酯、甲基柏木酮、松油醇,大马(烯)酮、紫罗兰酮及其衍生物等等。多峰的原料很多, 在检索的时候应注意,应仔细核对主要异构体,也有对杂质的位置,不要把杂质当成一种原料。可以把一般常用的多组分原料进行GCMS分析标注,收集备用,建立数据库。

    还有许多原料组分是两三个的少量异构体,不要漏掉其中之一,有时候仅仅发现一个的话,就要考虑是否检索鉴定准确性了。例如茉莉酮酸甲酯、己基桂醛、柠檬醛等有两个主要异构体。

    以上例子(大家都知道如何添加或本身谱库已有)只是个方法,遇到相类似或更复杂的照此办理就行。

    3 原料带来的杂质

    如果知道杂质的具体名称就直接输入,并注明是哪个原料的杂质。一时无法知道的话,就写是来自什么原料,最好注明大致的含量范围,等今后知道后再更新补充。

    有些原料的杂质是本身固有的,由于工艺过程带进来或其原料而来,例如酯里面可能会有相应的醇和酸。有些是原料在存储过程反应生成的,例如苯甲醛里面的苯甲酸,铃兰醛生成铃兰酸,兔耳草醛生成兔耳草酸,桂醛生成桂酸等。

    4 精油,浸膏,酊等提取物

    混合物首先需要分离后对每个单一成分建立谱库。精油、浸膏、酊先最好得到有一定纯度的标品来建,对于暂时无法得到或知道的组分标记一下输入记录下来以备后用。精油也可以参考相关的标准或分析文献里面鉴定结果,以及手册和文献的保留指数来判断。

    精油、浸膏和酊里面大量的萜烯或其衍生化合物建库是比较麻烦,许多化合物分子量一样,结构相近,甚至谱图相似或几乎一样,需要注意,仔细辨认确认。

    酊剂、提取液、浸膏可能需要同时蒸馏萃取,SPME,稀释过滤等方法来做GCMS,分离后提取质谱图。

    5香精样品中的反应物

    香精是由多种香料成分组成的复杂混合物,可能包含溶剂。既然是多种化合物在一起,在存放老化过程,不可避免的会产生某些反应,生产新的物质。这些新物质和原来香精的成分是有关联的,对这些新物质的测定,利用这些信息,就能对原香精的组分更好的还原,使香精剖析更全面准确。所以也要重视反应物的质谱信息,建立相应的反应物谱库数据备用。

    可以购买现有的香精反应物标准或产品,例如香兰素及乙基香兰素丙二醇缩醛,洋茉莉醛丙二醇缩醛等都有商品所售,直接拿来进样后建立谱库。

    自己制作反应物,例如在丙二醇里加入脂肪醛,就会生成脂肪醛丙二醇缩醛。

    利用分析香精时候看到的反应物来建库,一般情况下,如果样品里面同时有醛和溶剂丙二醇,一般就会生成相应的缩醛,经过分子量计算和观察图谱确认后,也可以加入到谱库中。再例如丙二醇和酸也会生成相应的酯。醛氧化成酸。醛和邻氨基酯化合物生成希夫碱。这些都可以加进来。

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  • symmacros

    第2楼2014/04/27

    应助达人

    和网友讨论的问题

    1 难以获得原料的问题

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  • 花开见我

    第3楼2014/04/27

    自建谱库,原料来源是个问题。
    常见的原料,商业库中都有,不常见的,寻找样品很费时间,而且不一定能找到。
    另外公司制度等原因,也会加大寻找样品的难度,比如公司不允许使用(包括索样)规定范围之外的原料。

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  • everlastingz

    第4楼2014/04/27

    可以直接把商业库里面的现有谱图直接转过来使用——这个怎么操作实现呢

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  • 牛二

    第5楼2014/04/27

    应助达人

    日化香精,基本都能出峰 在自建普库的时候还好一点,食品香精就真心不知道了,前阵子,搞到了芬美意的一款巧克力食品香精,很粘稠,于是用丙酮稀释进样,大概稀释了100倍左右。进样就悲催了、只看到几个常见的原料,有巧克力味道的根本看不出

    还有一些食品的酊剂、提取液、浸膏等都不敢进仪器

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  • 花开见我

    第6楼2014/04/27

    岛津的仪器可以,A的还没发现怎么弄

    everlastingz(everlastingz) 发表:可以直接把商业库里面的现有谱图直接转过来使用——这个怎么操作实现呢

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  • 花开见我

    第7楼2014/04/27

    稀释100倍,当然就很少物质出峰啦。

    不能直接进样的,都得处理后进样

    牛二(v2651621) 发表:日化香精,基本都能出峰 在自建普库的时候还好一点,食品香精就真心不知道了,前阵子,搞到了芬美意的一款巧克力食品香精,很粘稠,于是用丙酮稀释进样,大概稀释了100倍左右。进样就悲催了、只看到几个常见的原料,有巧克力味道的根本看不出

    还有一些食品的酊剂、提取液、浸膏等都不敢进仪器

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  • symmacros

    第8楼2014/04/27

    应助达人

    A的以前弄过,也是可以的,回头想想怎么转。

    花开见我(cai008) 发表:岛津的仪器可以,A的还没发现怎么弄

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  • symmacros

    第9楼2014/04/27

    应助达人

    日化香精组分的含量高,做GCMS比较好做,数据容易取得。食品香精里面的溶剂多,组分的含量低,如果加入少量提取物就更不好做。有时候需要用适当的方法提取来做。这款巧克力可能含天然提取物,可能需要提取后再做。

    食品的酊剂、提取液、浸膏可能需要同时蒸馏萃取,SPME,稀释过滤等方法来做。

    牛二(v2651621) 发表:日化香精,基本都能出峰 在自建普库的时候还好一点,食品香精就真心不知道了,前阵子,搞到了芬美意的一款巧克力食品香精,很粘稠,于是用丙酮稀释进样,大概稀释了100倍左右。进样就悲催了、只看到几个常见的原料,有巧克力味道的根本看不出

    还有一些食品的酊剂、提取液、浸膏等都不敢进仪器

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  • symmacros

    第10楼2014/04/27

    应助达人

    有时候原料是个问题,找全原料很难。新版本的商业库里面收入的香料化合物越来越多,但仍然不够。对于研究和鉴定目的不应该受公司这种制度的束缚,另外对待,以利于工作。

    花开见我(cai008) 发表:自建谱库,原料来源是个问题。
    常见的原料,商业库中都有,不常见的,寻找样品很费时间,而且不一定能找到。
    另外公司制度等原因,也会加大寻找样品的难度,比如公司不允许使用(包括索样)规定范围之外的原料。

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