“美麗”事業風味化學分析的新利器
——氣相離子遷移譜(GC-IMS)技術
香精香料行業在國民生活生產中已經發揮出了極為關鍵的作用，成為與人民生活密切相關的重要行業。從客觀上來講，目前我國香精香料行業已經得到了較為穩定的發展，與其他配套行業的發展水平相適應，如化妝品領域、醫藥工業、食品工業、環保產業和飲料工業等。
香料香精化妝品產業被喻為“美麗事業”，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含著豐富的揮發性有機物，這些看不見、摸不著卻聞得到的香味物質，如何才能精準的測定和度量？如何依托嚴格的配方配比，讓這份“美麗的事業”散發著愈加迷人的美麗呢？
氣相離子遷移譜（GC-IMS）技術，結合了氣相色譜的高分離度與離子遷移譜的高靈敏度，進樣分析后可快速得到樣品的揮發性物質指紋圖譜，即風味成分指紋譜圖，據此可用于：
l香精香料配方的研究
l新產品的研發
l真假香水的快速識別
l香水在皮膚上留香時間的確定
l香精香料一致性研究
l包裝材料氣味遷移分析
l香料香精產業廢物異味溯源
......
1、真假香水的快速識別
某品牌女士真假香水的GC-IMS偽色圖
注：
1）橫坐標為遷移時間(ms)
2）縱坐標為氣相保留時間(s)
3）RIP在7.45ms處，RIP峰右側的每一個點表示一種揮發性有機物，顏色深淺表示物質含量高低
從樣品的GC-IMS圖譜上可知，真假香水的揮發性有機物明顯不同，可用于快速識別香水的真偽。
2. 護膚品在皮膚上的留香時間研究
某香型護膚品在皮膚上的留香時間
說明：
1) 圖中每一行為一種樣品，由該樣品所含的全部揮發性有機物信號峰組成；
2) 圖中每一列為同一保留時間及漂移時間下的有機物(不同樣品中相同的物質)的信號峰；
隨著護膚品在皮膚上時間的延長，揮發性有機物的含量逐漸減少，據此可研究護膚品在皮膚上的留香時間。
定性結果
G.A.S開發的軟件可進行樣品中揮發性有機物的定性與定量，化合物的定性結合軟件內置的2014年NIST氣相保留指數數據庫及IMS數據庫進行二維定性，同時兩個數據庫均可擴展，用戶可添加建立自己的數據庫。
|
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. 不同配方護膚品在皮膚上留香時間的研究
添加不同比例香精的護膚品在皮膚上留香時間的PCA分析如下圖：
不同香精添加比例的護膚品開始時差異較大，但最終會集中于一點，也就是左側終點（化合物完全釋放的點），據此可研究化妝品的配方對留香時間的影響。
4.加香一致性的控制
注：
1）橫坐標（一行）為一個樣品中所有揮發性有機物；
2）縱坐標（一列）為同一種揮發性有機物在不同樣品中的分布情況；
3）顏色深淺表示是物質含量的多少；
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，通過指紋圖譜可快速查看加香的一致性，用于判斷工藝的穩定性。
5.香煙濾嘴中香線轉移的研究
注：樣品名中Q為含香線的棒；B為不含香線的棒；X為香線。
七號樣品添加物質較多，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；八號樣品中2-乙基己醇、苯乙醛、2-庚酮等含量高于七號和九號；由指紋譜圖可知：香線的揮發性有機物全部轉移到香煙濾嘴中。
6. 包裝材料氣味遷移分析
說明：
1）上圖中至上而下分別為正常煙盒和異味煙盒，每個樣品做兩個平行樣；
2）每一行代表一個樣品所選擇的所有區域，每一列是不同樣品間同一區域的對比；
3）有異味的煙盒中揮發性有機物的濃度普遍偏高，可能超過閾值，最終導致異味的產生。
7. 食用香精香料新產品的研發
不同部位牛肉風味差異如上圖所示，據此可對樣品進行加工適用性的研究，進行新型香精香料的研發。
8. 香料香精工廠污水治理效果檢測
注：上圖中每一行為污水處理后的一個步驟所取水樣的揮發性有機物信息
廢水經過多步處理后，其中的VOC種類逐漸減少，濃度逐漸降低，只有最后的Fenton處理是個例外。該步驟的目的是降解難揮發的有機物，雖然之后VOC的種類增加，但是惡臭類物質濃度降低，味道減輕。
氣相離子遷移譜（GC-IMS）技術，在無需復雜樣品前處理的條件下，可直接對固體/液體(頂空進樣）、氣體樣品進行進樣分析，快速分析(5-15min）可得到樣品揮發性有機物的指紋圖譜，用戶一眼便可看出樣品間的差異，據此可用于香精香料配方的研究、新產品的研發、一致性的研究等。