湖南懷化產(chǎn)山蒼子揮發(fā)油的GC—MS分析

劉政 劉秀斌 鄭亞杰 曾慶海 唐其

摘要

[目的]通過(guò)對(duì)山蒼子揮發(fā)油和商品油的氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）測(cè)定，對(duì)湖南省懷化地區(qū)產(chǎn)山蒼子揮發(fā)油進(jìn)行品質(zhì)評(píng)價(jià)。[方法] 建立了山蒼子揮發(fā)油的GC-MS分析檢測(cè)方法，通過(guò)NIST標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)檢索進(jìn)行定性分析。[結(jié)果] 從山蒼子揮發(fā)油中共檢出29種揮發(fā)性成分，按峰面積歸一化法對(duì)占總峰面積90%的揮發(fā)性成分進(jìn)行定性分析，結(jié)合文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)山蒼子揮發(fā)油中的主要成分為α-檸檬醛、β-檸檬醛和D-檸檬烯，3種成分所占比例達(dá)65.95%，其次為β-月桂烯、芳樟醇、石竹烯、α-蒎烯和香茅醛等。商品油與揮發(fā)油的化學(xué)組成基本一致，差異主要在低含量和低沸點(diǎn)組分，提示不同生產(chǎn)工藝會(huì)對(duì)產(chǎn)品組成產(chǎn)生影響。[結(jié)論]該研究為湖南懷化產(chǎn)山蒼子的資源狀況評(píng)估以及山蒼子油的質(zhì)量評(píng)價(jià)提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞 山蒼子；揮發(fā)油；GC-MS；懷化

中圖分類號(hào) S573+.8；R284.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2017）01-0130-03

Analysis of the Essential Oil in Listea cubeba from Huaihua District of Hunan Province by GCMS

LIU Zheng1，2， LIU Xiubin1， ZHENG Yajie1， TANG Qi1* et al

（1. College of Horticulture and Landscape， Hunan Agriculture University， Changsha， Hunan 410128；2. Dingzhou High School， Dingzhou， Hebei 073000）

Abstract [Objective] To evaluate quality of essential oil in Listea cubeba from Huaihua District of Hunan Province by GCMS.[Method] GCMS method for evaluating quality of essential oil in Listea cubeba was established， qualitative analysis was conducted by NIST standard library searching.[Result] There were 29 volatile components in Listea cubeba essential oil， and by means of the area normalization， the components accounting for 90% of the sum of the total peak areas were assigned to the probable compound in the NTST library and the literature. The main volatile substances were αcitral， βcitral and D limonene， which were the 65.95% of the sum peak areas， followed by βmyrcene， linalool， caryophyllene， αpinene， citronellal and so on. The practical volatile oil had the similar chromatogram to that of the oil from laboratory， and the difference between them was in low content and low boiling point components， indicating the quality of oil was affected by the production process.[Conclusion] The results can provide basis for evaluating Listea cubeba resource and quality of its essential oil in Huaihua District of Hunan Province.

Key words Listea cubeba；Essential oil；GCMS；Huaihua

山蒼子（Listea cubeba）又名山雞椒、木姜子、山胡椒，是樟科木姜子屬的多年生灌木或小喬木，主要分布在我國(guó)南方地區(qū)和東南亞，屬于我國(guó)特有的香料植物資源之一[1]。山蒼子揮發(fā)油具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，可用作食用香料添加劑和合成甲基紫羅蘭酮香料的原料[2-3]；具有抗心律失常、抗過(guò)敏、平喘等功效，還可以作為合成維生素K、E和A的原料，在醫(yī)藥方面具有較好的應(yīng)用[4]。

山蒼子油出口是我國(guó)山蒼子的主要利用途徑，每年平均出口量約占國(guó)際市場(chǎng)的70%[2，5]。湖南省是我國(guó)山蒼子的中心產(chǎn)區(qū)，全省除洞庭湖區(qū)外的山區(qū)、丘陵均有分布，目前仍以野生資源為主要來(lái)源，湖南山蒼子油的收購(gòu)量居全國(guó)首位[6]。但受地理環(huán)境、基因遺傳變異、氣候條件和采收加工等因素的影響，不同分布區(qū)域內(nèi)的山蒼子油中成分及含量存在一定的差異[7-9]。懷化地區(qū)是湖南省山蒼子的主要產(chǎn)區(qū)之一，張立等[6]對(duì)湖南省懷化市山蒼子野生資源進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)的野生山蒼子資源蘊(yùn)含量豐富，但存在資源分布不夠集中、野生資源保護(hù)力度不夠等局限性。迄今有關(guān)懷化地區(qū)山蒼子揮發(fā)油的品質(zhì)研究鮮見(jiàn)報(bào)道。

筆者利用氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）技術(shù)對(duì)懷化地區(qū)產(chǎn)山蒼子的揮發(fā)油中化學(xué)組成進(jìn)行了系統(tǒng)的定性分析，旨在為客觀地評(píng)估該地區(qū)產(chǎn)山蒼子揮發(fā)油的品質(zhì)和合理開(kāi)發(fā)利用該地區(qū)的山蒼子野生植物資源提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

新鮮山蒼子果實(shí)采摘自湖南省懷化市辰溪縣。山蒼子商品油是由辰溪縣天綠生態(tài)農(nóng)業(yè)農(nóng)民專業(yè)合作社提供，該揮發(fā)油是采用水蒸氣蒸餾工藝制備而得。

正己烷為色譜純，購(gòu)自上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司。氦氣為高純度氣體。電熱套購(gòu)自天津泰斯特儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 揮發(fā)油提取。

取適量新鮮山蒼子果實(shí)進(jìn)行粉碎后過(guò)篩，備用。從中稱取約150 g置圓底燒瓶中，加入6倍量水浸泡3 h，然后用電熱套加熱回流提取，參照《中華人民共和國(guó)藥典》（2015版四部）“揮發(fā)油測(cè)定法”中的方法制備揮發(fā)油，提取完成后充分放置待油水充分分離后，讀取揮發(fā)油提取器的刻度值并轉(zhuǎn)移揮發(fā)油至具塞玻璃瓶中，置冰箱中低溫密閉保存。

1.2.2 供試品溶液制備。

分別吸取“ 1.2.1 ”中揮發(fā)油和山蒼子商品油各20 μL，加正己烷稀釋至1 mL，搖勻，備用。

1.2.3 GC-MS分析條件。

氣相色譜-三重四級(jí)桿質(zhì)譜聯(lián)用儀配有Agilent 7890B氣相色譜儀、7000C質(zhì)譜檢測(cè)器、Agilent 7693自動(dòng)進(jìn)樣系統(tǒng)；毛細(xì)管色譜柱采用HP-5 MS 5% phenyl methyl silox（30 m×250 μm×0.25 μm）；氦氣作為載氣，載氣流量為1 mL/min；不分流進(jìn)樣口，隔墊吹掃流量為3 mL/min；程序升溫方式，初始溫度為50 ℃，以3 ℃/min速率升溫至150 ℃，再以5 ℃/min速率升溫至220 ℃，220 ℃保持3 min；進(jìn)樣體積為1 μL。

電離源為電子轟擊離子源（EI）；電子能量為70 eV；離子源溫度為230 ℃；質(zhì)量范圍為50～600 Da；溶劑延遲為3 min；采用全掃描模式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；氮?dú)鉃榕鲎矚狻?/p>

1.2.4 樣品測(cè)定。

供試品溶液經(jīng)GC-MS進(jìn)樣系統(tǒng)吸取1μL注入氣相色譜-三重四級(jí)桿質(zhì)譜聯(lián)用儀，經(jīng)HP-5 MS毛細(xì)管色譜柱分離后進(jìn)入質(zhì)譜系統(tǒng)進(jìn)行分析測(cè)定，數(shù)據(jù)由MassHunter軟件完成采集。樣品檢測(cè)過(guò)程中隨行溶劑空白。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用色譜數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中自動(dòng)解卷積發(fā)現(xiàn)化合物功能，查找色譜圖中存在的可能化合物，通過(guò)對(duì)化合物的質(zhì)譜圖進(jìn)行NIST 14標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)檢索，結(jié)合人工手動(dòng)圖譜解析及文獻(xiàn)資料對(duì)可能化合物進(jìn)行定性分析，推測(cè)化合物的可能結(jié)構(gòu)。采用峰面積歸一化法計(jì)算各成分相對(duì)含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣相色譜分離條件優(yōu)化

為了更有效地獲取山蒼子揮發(fā)油和商品油中化合物的相關(guān)信息，便于對(duì)它們的品質(zhì)進(jìn)行比較評(píng)價(jià)，該研究首先對(duì)氣相色譜分離的程序升溫條件進(jìn)行了系統(tǒng)地優(yōu)化（圖1），通過(guò)對(duì)升溫速率進(jìn)行優(yōu)化確定了色譜分離條件，該程序升溫條件使樣品中大多數(shù)化合物的色譜峰實(shí)現(xiàn)了有效的分離，且在分析時(shí)間內(nèi)色譜峰分布均勻，色譜峰峰形良好。

2.2 不同來(lái)源樣品中揮發(fā)油的差異

由圖1可知，從整體上看試驗(yàn)自制的山蒼子油和山蒼子商品油在色譜峰的分布上差異并不大，兩者之間的差別主要表現(xiàn)在峰的數(shù)量和峰的強(qiáng)度上，如揮發(fā)油在11.3～15.3和16.2～17.0 min的色譜峰的數(shù)量更多，但峰強(qiáng)度相比主要色譜峰均偏低。分析導(dǎo)致2種樣本產(chǎn)生差異的主要原因是它們獲取方式的不同，相比商品油在生產(chǎn)中采用的水蒸氣蒸餾法，實(shí)驗(yàn)室揮發(fā)油提取裝置的油水分離會(huì)更加完全，低含量、低沸點(diǎn)的揮發(fā)性成分更容易被獲取。

2.3 山蒼子揮發(fā)油的成分分析

利用“ 1.3 ”方法，從商品油樣品的GC-MS數(shù)據(jù)中共發(fā)現(xiàn)29個(gè)揮發(fā)性成分。利用峰面積歸一化法對(duì)色譜峰進(jìn)行歸一化處理，選取占總峰面積90%的目標(biāo)色譜峰，通過(guò)NIST標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)檢索對(duì)目標(biāo)化合物的可能結(jié)構(gòu)進(jìn)行定性分析，結(jié)合文獻(xiàn)進(jìn)一步確認(rèn)。從表1和圖1可知，山蒼子揮發(fā)油中的主要成分為α-檸檬醛、 β-檸檬醛和D-檸檬烯，3種成分所占比例達(dá)65.95%，其次為β-月桂烯（2.91%）、芳樟醇（2.56%）、石竹烯（2.40%）、α-蒎烯（2.20%）和香茅醛（2.18%）等，未知化合物14（16.195 min，3.14%）和未知化合物15（17.032 min，4.66%）的結(jié)構(gòu)推測(cè)有待進(jìn)一步研究。

3 討論

該研究所用樣品來(lái)自實(shí)驗(yàn)室自制和合作社提供的商品油，兩者在分析譜圖上基本一致，主要成分類別沒(méi)有明顯區(qū)別。差異主要體現(xiàn)在低沸點(diǎn)和低含量的組分，表明不同生產(chǎn)工藝存在組分差異，因此在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)盡量控制揮發(fā)油提取的工藝參數(shù)，保證揮發(fā)油產(chǎn)品的批次穩(wěn)定、品質(zhì)均一。

研究發(fā)現(xiàn)懷化地區(qū)產(chǎn)山蒼子揮發(fā)油中主要含有α-檸檬醛和β-檸檬醛，與文獻(xiàn)報(bào)道的長(zhǎng)江以南地區(qū)山蒼子揮發(fā)

油的組成研究結(jié)果具有一致性[9]。由于山蒼子果實(shí)揮發(fā)油的化學(xué)組成及其含量隨采收期、產(chǎn)地和氣候等不同而產(chǎn)生差異[10]，因此在山蒼子資源利用上應(yīng)充分了解當(dāng)?shù)刂参镔Y源，并結(jié)合揮發(fā)油中組成成分的具體情況進(jìn)行藥用和香料配方等用途的安排。

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