“美麗”事業(yè)風(fēng)味化學(xué)分析的新利器
——?dú)庀嚯x子遷移譜(GC-IMS)技術(shù)
香精香料行業(yè)在國(guó)民生活生產(chǎn)中已經(jīng)發(fā)揮出了極為關(guān)鍵的作用，成為與人民生活密切相關(guān)的重要行業(yè)。從客觀上來(lái)講，目前我國(guó)香精香料行業(yè)已經(jīng)得到了較為穩(wěn)定的發(fā)展，與其他配套行業(yè)的發(fā)展水平相適應(yīng)，如化妝品領(lǐng)域、醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、環(huán)保產(chǎn)業(yè)和飲料工業(yè)等。
香料香精化妝品產(chǎn)業(yè)被喻為“美麗事業(yè)”，與美麗打交道，即美好又浪漫。而在浪漫背后，香料香精化妝品中蘊(yùn)含著豐富的揮發(fā)性有機(jī)物，這些看不見(jiàn)、摸不著卻聞得到的香味物質(zhì)，如何才能精準(zhǔn)的測(cè)定和度量？如何依托嚴(yán)格的配方配比，讓這份“美麗的事業(yè)”散發(fā)著愈加迷人的美麗呢？
氣相離子遷移譜（GC-IMS）技術(shù)，結(jié)合了氣相色譜的高分離度與離子遷移譜的高靈敏度，進(jìn)樣分析后可快速得到樣品的揮發(fā)性物質(zhì)指紋圖譜，即風(fēng)味成分指紋譜圖，據(jù)此可用于：
l香精香料配方的研究
l新產(chǎn)品的研發(fā)
l真假香水的快速識(shí)別
l香水在皮膚上留香時(shí)間的確定
l香精香料一致性研究
l包裝材料氣味遷移分析
l香料香精產(chǎn)業(yè)廢物異味溯源
......
1、真假香水的快速識(shí)別
某品牌女士真假香水的GC-IMS偽色圖
注：
1）橫坐標(biāo)為遷移時(shí)間(ms)
2）縱坐標(biāo)為氣相保留時(shí)間(s)
3）RIP在7.45ms處，RIP峰右側(cè)的每一個(gè)點(diǎn)表示一種揮發(fā)性有機(jī)物，顏色深淺表示物質(zhì)含量高低
從樣品的GC-IMS圖譜上可知，真假香水的揮發(fā)性有機(jī)物明顯不同，可用于快速識(shí)別香水的真?zhèn)巍?/span>
2. 護(hù)膚品在皮膚上的留香時(shí)間研究
某香型護(hù)膚品在皮膚上的留香時(shí)間
說(shuō)明：
1) 圖中每一行為一種樣品，由該樣品所含的全部揮發(fā)性有機(jī)物信號(hào)峰組成；
2) 圖中每一列為同一保留時(shí)間及漂移時(shí)間下的有機(jī)物(不同樣品中相同的物質(zhì))的信號(hào)峰；
隨著護(hù)膚品在皮膚上時(shí)間的延長(zhǎng)，揮發(fā)性有機(jī)物的含量逐漸減少，據(jù)此可研究護(hù)膚品在皮膚上的留香時(shí)間。
定性結(jié)果
G.A.S開(kāi)發(fā)的軟件可進(jìn)行樣品中揮發(fā)性有機(jī)物的定性與定量，化合物的定性結(jié)合軟件內(nèi)置的2014年NIST氣相保留指數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)及IMS數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行二維定性，同時(shí)兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)均可擴(kuò)展，用戶可添加建立自己的數(shù)據(jù)庫(kù)。
|
Count |
Compound |
CAS# |
Formula |
Rt [sec] |
Dt [RIPrel] |
|
1 |
Geraniol |
C106241 |
C10H18O |
1588.723 |
1.2208 |
|
2 |
Linalool monomer |
C78706 |
C10H18O |
880.088 |
1.2208 |
|
3 |
Linalool dimer |
C78706 |
C10H18O |
868.84 |
1.694 |
|
4 |
Linalool trimer |
C78706 |
C10H18O |
868.84 |
1.7566 |
|
5 |
Linalool tetramer |
C78706 |
C10H18O |
871.652 |
2.2424 |
|
6 |
2-Phenylethanol |
C60128 |
C8H10O |
910.432 |
1.295 |
|
7 |
2-Ethylhexanol |
C104767 |
C8H18O |
690.624 |
1.416 |
|
8 |
1,8-Cineol monomer |
C470826 |
C10H18O |
653.242 |
1.295 |
|
9 |
1,8-Cineol dimer |
C470826 |
C10H18O |
657.552 |
1.7336 |
|
10 |
?alpha?-Pinene monomer |
C80568 |
C10H16 |
415.634 |
1.2158 |
|
11 |
?alpha?-Pinene dimer |
C80568 |
C10H16 |
413.651 |
1.294 |
|
12 |
?alpha?-Pinene trimer |
C80568 |
C10H16 |
413.651 |
1.6715 |
|
13 |
?alpha?-Pinene tetramer |
C80568 |
C10H16 |
412.66 |
1.7336 |
|
14 |
2-heptanone |
C110430 |
C7H14O |
344.249 |
1.2641 |
|
15 |
Heptanal |
C111717 |
C7H14O |
359.121 |
1.3378 |
|
16 |
Benzaldehyde |
C100527 |
C7H6O |
468.182 |
1.1513 |
|
17 |
Limonene monomer |
C138863 |
C10H16 |
571.294 |
1.2181 |
|
18 |
Limonene dimer |
C138863 |
C10H16 |
570.303 |
1.2894 |
|
19 |
Limonene trimer |
C138863 |
C10H16 |
565.346 |
1.7198 |
|
20 |
Octanal |
C124130 |
C8H16O |
598.811 |
1.4042 |
|
21 |
Ethyl 3-methylbutanoate |
C108645 |
C7H14O2 |
251.536 |
1.2504 |
|
22 |
ethyl butyrate |
C105544 |
C6H12O2 |
216.06 |
1.2053 |
|
23 |
methyl 2-methylbutyrate monomer |
C868575 |
C6H12O2 |
172.801 |
1.2012 |
|
24 |
3-methylbutanal |
C590863 |
C5H10O |
97.739 |
1.1628 |
|
25 |
Propanone |
C67641 |
C3H6O |
51.527 |
1.113 |
|
26 |
Menth-1-en-8-ol |
C98555 |
C10H18O |
1055.85 |
1.2216 |
|
27 |
Hexanal monomer |
C66251 |
C6H12O |
211.342 |
1.2585 |
|
28 |
Hexanal dimer |
C66251 |
C6H12O |
211.77 |
1.5625 |
3. 不同配方護(hù)膚品在皮膚上留香時(shí)間的研究
添加不同比例香精的護(hù)膚品在皮膚上留香時(shí)間的PCA分析如下圖：
不同香精添加比例的護(hù)膚品開(kāi)始時(shí)差異較大，但最終會(huì)集中于一點(diǎn)，也就是左側(cè)終點(diǎn)（化合物完全釋放的點(diǎn)），據(jù)此可研究化妝品的配方對(duì)留香時(shí)間的影響。
4.加香一致性的控制
注：
1）橫坐標(biāo)（一行）為一個(gè)樣品中所有揮發(fā)性有機(jī)物；
2）縱坐標(biāo)（一列）為同一種揮發(fā)性有機(jī)物在不同樣品中的分布情況；
3）顏色深淺表示是物質(zhì)含量的多少；
由上圖知，1和2、3和4、5和6分別為同一種香精香料，將其中一種香精香料添加到樣品中，通過(guò)指紋圖譜可快速查看加香的一致性，用于判斷工藝的穩(wěn)定性。
5.香煙濾嘴中香線轉(zhuǎn)移的研究
注：樣品名中Q為含香線的棒；B為不含香線的棒；X為香線。
七號(hào)樣品添加物質(zhì)較多，如芳樟醇、苯甲醛、苯甲醇、Z-3-辛烯-1-醇、呋喃酮、4-甲基-2-戊酮、α-松油醇等；八號(hào)樣品中2-乙基己醇、苯乙醛、2-庚酮等含量高于七號(hào)和九號(hào)；由指紋譜圖可知：香線的揮發(fā)性有機(jī)物全部轉(zhuǎn)移到香煙濾嘴中。
6. 包裝材料氣味遷移分析
說(shuō)明：
1）上圖中至上而下分別為正常煙盒和異味煙盒，每個(gè)樣品做兩個(gè)平行樣；
2）每一行代表一個(gè)樣品所選擇的所有區(qū)域，每一列是不同樣品間同一區(qū)域的對(duì)比；
3）有異味的煙盒中揮發(fā)性有機(jī)物的濃度普遍偏高，可能超過(guò)閾值，最終導(dǎo)致異味的產(chǎn)生。
7. 食用香精香料新產(chǎn)品的研發(fā)
不同部位牛肉風(fēng)味差異如上圖所示，據(jù)此可對(duì)樣品進(jìn)行加工適用性的研究，進(jìn)行新型香精香料的研發(fā)。
8. 香料香精工廠污水治理效果檢測(cè)
注：上圖中每一行為污水處理后的一個(gè)步驟所取水樣的揮發(fā)性有機(jī)物信息
廢水經(jīng)過(guò)多步處理后，其中的VOC種類逐漸減少，濃度逐漸降低，只有最后的Fenton處理是個(gè)例外。該步驟的目的是降解難揮發(fā)的有機(jī)物，雖然之后VOC的種類增加，但是惡臭類物質(zhì)濃度降低，味道減輕。
氣相離子遷移譜（GC-IMS）技術(shù)，在無(wú)需復(fù)雜樣品前處理的條件下，可直接對(duì)固體/液體(頂空進(jìn)樣）、氣體樣品進(jìn)行進(jìn)樣分析，快速分析(5-15min）可得到樣品揮發(fā)性有機(jī)物的指紋圖譜，用戶一眼便可看出樣品間的差異，據(jù)此可用于香精香料配方的研究、新產(chǎn)品的研發(fā)、一致性的研究等。