側(cè)柏葉香味成分SPME-GC/MS分析

王道平，潘衛(wèi)東

(貴州省中國科學(xué)院天然產(chǎn)物化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽 550002)

側(cè)柏葉香味成分SPME-GC/MS分析

王道平，潘衛(wèi)東

(貴州省中國科學(xué)院天然產(chǎn)物化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽 550002)

本研究采用固相微萃取氣質(zhì)聯(lián)用儀（SPME/GC/MS）測定黔產(chǎn)側(cè)柏葉香味成分。采用70 μm PDMS的萃取纖維頭，在50 ℃下對2g新鮮樣品頂空萃取20 min后進(jìn)行GCMS分析。結(jié)果表明：鑒定出57種化學(xué)成分,占揮發(fā)性化學(xué)成分的99.74%。本法具有簡便、快速、準(zhǔn)確、樣品量小等特點(diǎn)，適用于側(cè)柏葉香味成分的快速測定，是對柏樹生長狀況進(jìn)行監(jiān)測的一種有效手段。

側(cè)柏葉；香味成分測定；固相微萃??；氣相色譜/質(zhì)譜

側(cè)柏為柏科側(cè)柏屬植物Platycladus orientali（Li） Franco,常綠喬木，又稱柏香樹、香柏，是我國特產(chǎn)樹木，分布極廣，北起內(nèi)蒙古、吉林，南至廣東及廣西北部；人工栽培范圍幾遍全國。是優(yōu)良的園林綠化樹種,資源十分豐富[1]。我國傳統(tǒng)中醫(yī)學(xué)認(rèn)為，柏樹發(fā)出的芳香氣體具有清熱解毒、燥濕殺蟲的作用，可祛病抗邪，培養(yǎng)人體正氣?，F(xiàn)代研究表明，側(cè)柏對二氧化硫、氯氣、氯化氫等有毒氣體具有中等抗性，吸滯粉塵的性能較強(qiáng)。中醫(yī)以嫩枝、葉、種仁入藥。枝葉有涼血、止血之功效。主治吐血、鼻衄、便血、尿血及慢性氣管炎。其主要成分為萜烯類物質(zhì)。這些天然物質(zhì)不僅能殺滅細(xì)菌、病毒，凈化空氣，而且具有松弛精神、穩(wěn)定情緒的作用。人們吸入柏樹的香味后，可使血壓下降，大腦血流量減少，抑郁情緒得到緩解。有些國家開展森林療法，讓癌癥病人到柏樹林中去休閑娛樂，多數(shù)患者精神狀態(tài)改善，有的還消除了化療引起的惡心嘔吐反應(yīng)。而山林中彌漫的大量負(fù)氧離子，則能夠提高人體免疫機(jī)能，調(diào)節(jié)呼吸和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的功能，素有空氣維生素之譽(yù)[2-3]。

目前中藥香味成分常規(guī)提取方法是水蒸氣蒸餾法，其所需的樣品量較大且周期長。固相微萃取法（SPME）是一種無溶劑、快速、簡便的樣品前處理與富集技術(shù)，在植物香味成分萃取方面具有很好的應(yīng)用前景[4]。該研究采用固相微萃取（SPME）與氣相色譜質(zhì)譜（GC/MS）聯(lián)用對側(cè)柏葉香味成分進(jìn)行了分析測定。該法所需樣品量小、分析時間短，適用于側(cè)柏葉等植物香味成分的鑒定。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與材料

Agilent5975C/6890 GC/MS氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國安捷倫公司)；手動固相微萃取裝置(美國Supelco公司),萃取纖維頭為:70 μm PDMS。

藥材鮮品于2011年03月采自貴陽市藥用植物園內(nèi),經(jīng)鑒定為側(cè)柏Platycladus orientali的葉子。

1.2 SPME 過程

取不同部位側(cè)柏葉剪碎，取約2.0 g，置于15 mL固相微萃取儀采樣瓶中,插入裝有70 μm PDMS纖維頭的手動進(jìn)樣器,在50℃左右頂空萃取保持20 min取出,快速移出萃取頭并立即插入氣相色譜儀進(jìn)樣口(溫度250 ℃)中,熱解析3min進(jìn)樣。

1.3 GC-MS 測定條件

色譜柱為Zebron ZB-5MSI 5% Phenyl-95%DiMethylpolysiloxane (30 m×0.25 mm×0.25 μm)彈性石英毛細(xì)管柱，柱溫40 ℃（保留2min），以4 ℃/min升溫至200 ℃，氣化室溫度250 ℃；載氣為高純He(99.999%)；柱前壓7.62psi,載氣流量1.0 mL/min；不分流進(jìn)樣，延遲時間：1min。

離子源為EI源；離子源溫度230 ℃；四極桿溫度150 ℃；電子能量70 eV；發(fā)射電流34.6 μA；倍增器電壓1052V；接口溫度280 ℃；質(zhì)量范圍20～450 amu。

2 實(shí)驗(yàn)方法與結(jié)果

本研究考察了SPME 條件（包括萃取涂層類型、萃取溫度、樣品量和解析時間等）對側(cè)柏葉中主要香氣成分的影響，確定了最佳SPME條件。

2.1 SPME 涂層種類

分別選擇了 100 μm PDMS、70 μm PDMS、PA三種涂層纖維對目標(biāo)組分進(jìn)行萃取，同時還對不同SPME涂層對所有組分的總峰面積的影響進(jìn)行了考察，最后確定采用70 μm PDMS涂層纖維進(jìn)行SPME提取。

2.2 萃取溫度和時間

在不同萃取溫度（20～60 ℃）的系列實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)在室溫至50 ℃之前，樣品總峰數(shù)隨萃取隨溫度的增加而明顯增加，但當(dāng)溫度增加到50 ℃時，色譜峰數(shù)穩(wěn)定，綜合考慮各組分的萃取結(jié)果，最終選定的萃取溫度為50 ℃。并在此萃取溫度下考察了萃取時間（10～40 min）對香味成分的影響，結(jié)果表明，萃取時間為20 min 時即有最佳效果。

2.3 樣品量的選擇

本研究還考察了樣品量（0.5～3.0 g）的影響。結(jié)果表明，樣品量為2.0 g 時，即可滿足測定要求。

2.4 SPME/GC/MS 測定

按上述實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到側(cè)柏葉香味成分總離子流色譜圖,見圖1。對總離子流圖中的各峰經(jīng)質(zhì)譜計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)系統(tǒng)檢索及核對Nist2005和Wiley275標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖 ,確定了57種側(cè)柏葉揮發(fā)性化學(xué)成分,用峰面積歸一化法測定了各化學(xué)成分在香味成分中的相對質(zhì)量分?jǐn)?shù),結(jié)果見表1。

圖1 側(cè)柏葉香味成分總離子流色譜圖像Fig. 1TIC of the volatile compounds in leaves of Platycladus orientali

3 結(jié) 論

(1) 從側(cè)柏葉全草中萃取分離出61個成分，鑒定了其中的57個成分,已鑒定成分占揮發(fā)油總峰面積的99.74%,還有4個微量成分因含量極低、背景干擾的原因未能定性。已鑒定主要成分為單萜、倍半萜及脂肪烴類等，相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高的是檜烯（29.59%），α-側(cè)柏酮（16.43%），α-乙酸葑酯（7.55%），L-葑酮（7.55%）、α-蒎烯（7.02%），β-月桂烯（5.87%），乙酸龍腦酯（4.25%），β-側(cè)柏酮（3.12%）等。對側(cè)柏樹葉的香氣起著決定性的作用。萜類化合物是存在于植物界的一類化合物 其生物活性是多方面的,并且是某些中藥的主要有效成分。如在側(cè)柏葉揮發(fā)油中的主要萜類化合物檜烯、α-側(cè)柏酮、α-乙酸葑酯、L-葑酮、α-蒎烯、β-月桂烯等活性有效成分,具有止血 鎮(zhèn)咳祛痰、擴(kuò)張支氣管、抑菌、抗腫瘤、抗氧化等多種藥理作用。丁子香酚、對聚傘素具有抗菌、殺蟲、殺真菌作用[5]。

(2) 由于側(cè)柏樹生長本身是一動態(tài)環(huán)境，其年齡、生理狀態(tài)、空間分布、季節(jié)性、土壤、光照等等的變化,均能影響它的香氣物質(zhì)的組成[6-7]。本文樣品前處理方法采用SPME技術(shù)，與其他常用揮發(fā)性化學(xué)成分提取技術(shù)相比[8]，SPME具有簡便、快捷、經(jīng)濟(jì)安全、分析樣品使用量少、對被測樣品選擇性高、溶質(zhì)更易洗脫、幾乎無空白值、重現(xiàn)性好等特點(diǎn),對這種動態(tài)環(huán)境下的樣品進(jìn)行檢測是一種較好的前處理方法。與GC/MS 聯(lián)用可以作為側(cè)柏葉香氣成分檢測及其質(zhì)量評價。

表1 側(cè)柏葉的揮發(fā)性化學(xué)成分Table 1The chemical components of volatile compounds in leaves of Platycladus orientali

(3) 側(cè)柏葉中大量具有生物活性的單萜和倍半萜化合物，是該藥用植物活性物質(zhì)基礎(chǔ)的一個部分,通過SPME-GC/MS法，快速、準(zhǔn)確對揮發(fā)性物質(zhì)的組成定性，依據(jù)這些香氣成分相對含量的變化,為柏樹害蟲的綜合治理提供一些參考數(shù)據(jù)，對于開發(fā)利用這一資源具有一定的適用價值。

[1] 高 靜,單鳴秋,丁安偉,等.柏科藥用植物研究進(jìn)展[J].中藥材,2008,31(11):1765-1769.

[2] 王承南.我國木本藥用植物開發(fā)利用發(fā)展思路[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),2011,31(3):71-75.

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SPME-GC/MS analysis of fl avor compounds in leaves of Platycladus orientali

WANG Dao-ping, PAN Wei-dong
(The Key Labortary of Chemistry for Natural Product of Guizhou Province and Chinese Academy of Sciences, Guiyang 550002,Guizhou, China)

The fl avor compounds in leaves ofPlatycladus orientalihave been determined by using solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry (SPME-GC/MS). The optimal SPME condition was achieved by using PDMS extraction fi ber head,with 2.0 g of the powdered sample, at 50℃, headspace extraction for 20 min by SPME, and then identif i ed by GC/MS. The results show that 57 compounds were identif i ed, which accounted for 99.74% of the total fl avor components. Compared with traditional steam distillation, the present method have features of more simple, rapid and less sample-demanding and can be used for the fast analysis of fl avor compounds in leaves ofPlatycladus orientali.

leaves ofPlatycladus orientali; determination of fl avor compounds; SPME; GC-MS

S791.38

A

1673-923X(2012)09-0135-03

2012-06-21

科技部973前期專項(xiàng)課題（2009CB526512）；“貴州中藥民族藥研制創(chuàng)新能力建設(shè)”項(xiàng)目（黔科合院所創(chuàng)能[2009]4010號）

王道平（1979-），男，貴州遵義人，助理研究員,從事天然產(chǎn)物化學(xué)分析工作，E-mail:wdp_7897@yahoo.com.cn

潘衛(wèi)東（1975-），男，江西婺源人，副研究員, 博士,碩士生導(dǎo)師,主要從事天然產(chǎn)物研究與開發(fā)工作

[本文編校：吳 毅]