番木瓜花揮發(fā)油提取及GC-MS分析

王府潤(rùn) 于可新 柯樹(shù)煒 趙秋鳳 陳萍

摘 要 為研究番木瓜花的化學(xué)成分，以番木瓜花為材料，采用水蒸氣蒸餾萃取法、揮發(fā)油提取器蒸餾萃取兩種方式分別提取番木瓜花的揮發(fā)油，并利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀對(duì)提取出的番木瓜花的揮發(fā)油化學(xué)成分進(jìn)行分離和鑒定。結(jié)果表明，利用揮發(fā)油提取器提取率約是水蒸氣蒸餾法提取率的20倍，說(shuō)明揮發(fā)油提取器提取效果更佳;通過(guò)GC-MS對(duì)樣品進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，番木瓜花揮發(fā)油中主要包括苯乙醛、芳樟醇、古巴烯、石竹烯等成分，共26種化合物，其中9種是烷烯烴，8種是醇，2種是醛，1種是酯，1種是腈，1種是酚，4種其他化合物。

關(guān)鍵詞 番木瓜花;揮發(fā)油提取;化學(xué)成分;GC-MS分析

番木瓜（Carica Paonpy L.）是番木瓜科（Caricaceae）番木瓜屬（Carica）的多年生草本植物，墨西哥、中美洲等地為番木瓜原產(chǎn)地，世界其他熱帶、亞熱帶等地域也有大量培植[1]，17世紀(jì)傳入我國(guó)，到現(xiàn)代已有300多年歷史。在中國(guó)亞熱帶地區(qū)，番木瓜與香蕉和菠蘿都被稱(chēng)為“嶺南佳果”，且番木瓜又名“萬(wàn)壽果”，多食用可延年益壽[2]。番木瓜中維生素C含量很高，有通乳抗癌、抗疫殺蟲(chóng)等作用，也有強(qiáng)心等功效。通過(guò)干燥番木瓜的乳汁可以得到木瓜蛋白酶[2-3]，可用來(lái)做餅干膨松劑、嫩肉劑。據(jù)研究，番木瓜中含有如芥子酸、對(duì)羥基苯甲酸等多種多酚[4]。近年來(lái)，對(duì)番木瓜多酚成分、生物堿、木瓜蛋白酶的分析和研究較多，未見(jiàn)番木瓜花揮發(fā)油研究的公開(kāi)報(bào)道。植物的揮發(fā)油又稱(chēng)為“液體黃金”，作為一種天然產(chǎn)物，具有抗菌、消炎、抗氧化等作用，同時(shí)又是天然香料的重要組成部分。提取的植物揮發(fā)油不僅在化妝品業(yè)、食品工業(yè)、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)防治等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，還在人類(lèi)保健方面有很大價(jià)值，故受到眾多研究者的青睞[5]。近年來(lái)，一種名為“螺旋粉虱”（Aleurodicus dispersus Russell）的新入侵害蟲(chóng)在我國(guó)海南島被發(fā)現(xiàn)，極大程度為害番木瓜葉片[6]。高澤正等[7]通過(guò)氣相色譜分析測(cè)定番木瓜葉片揮發(fā)油成分來(lái)研究螺旋粉虱宿主選擇性的化學(xué)生態(tài)學(xué)機(jī)制，以便于更加深入地研究番木瓜。本研究通過(guò)提取番木瓜花中的揮發(fā)油進(jìn)行化學(xué)成分分析，為番木瓜花揮發(fā)油在日用食品和化學(xué)工業(yè)等領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用提供理論和應(yīng)用依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實(shí)驗(yàn)材料

番木瓜花（海南省三亞市）

1.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器與器具

7890B-7000B氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國(guó)安捷倫科技有限公司）、鼓風(fēng)干燥箱DHG-9053A（上海恒一科學(xué)儀器有限公司）、玻璃儀器氣流烘干箱（鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司）、SXKW數(shù)顯控溫電熱套（北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司）、立式壓力蒸氣滅菌器LDZX-50KBS（上海申安醫(yī)療器械廠(chǎng)）、揮發(fā)油提取器、量筒、鐵架臺(tái)、1 000 mL圓底燒瓶、球形冷凝管、錐形瓶。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 番木瓜花揮發(fā)油提取方法

1.2.1.1 水蒸氣蒸餾萃取法提取番木瓜花揮發(fā)油

將500 g番木瓜花搗碎放置于10 L蒸餾燒瓶中，加入八倍量的蒸餾水，充分混合并搖勻[8]。按照從上到下的順序依次裝置水蒸氣發(fā)生器、長(zhǎng)頸圓底燒瓶、直形冷凝管、接引管和接收瓶，檢查裝置的氣密性。打開(kāi)開(kāi)關(guān)，加熱至沸，一直保持沸騰狀態(tài)大約8～10 h后，當(dāng)冷凝水蒸氣凝聚在接收瓶后，關(guān)閉加熱套管的開(kāi)關(guān)，靜置片刻。蒸餾完畢后，待溫度下降，拆除儀器。用乙醚溶液萃取至與水分層，收集番木瓜花精油至棕色瓶中，冷藏以備后續(xù)使用。

1.2.1.2 揮發(fā)油提取器提取法提取番木瓜花揮發(fā)油

稱(chēng)取番木瓜花500 g，在圓底燒瓶中裝入番木瓜花（適當(dāng)粉碎）和蒸餾水的混合液，連接揮發(fā)油提取裝置。從冷凝管上部添加蒸餾水直到?jīng)]過(guò)揮發(fā)油提取器刻度部分。維持混合液微沸約6～8 h，直到油量停止增加，則不再加溫，待稍冷卻后收集揮發(fā)油。待完成，用乙醚試劑萃取揮發(fā)油，然后打開(kāi)揮發(fā)油提取器下部活塞，緩慢釋放水至油層下降至0刻度，并以棕色瓶收集所得番木瓜花精油，備用。

1.2.2 番木瓜花揮發(fā)油化學(xué)成分的鑒定分析方法

使用安捷倫7890B-7000B氣質(zhì)聯(lián)用儀，Hp-5ms（30×0.25 mm×0.25 μm），色譜條件為分流樣量，分流比為5∶1，進(jìn)樣口和接口溫度分別是250 ℃、260 ℃。

柱升溫程序?yàn)槠鹗紲囟?0 ℃，保持3 min，以每分鐘6 ℃的溫度速率升至300 ℃，保持55 min。質(zhì)譜條件為EI離子源250 ℃，電子能量70 eV，掃描質(zhì)量范圍為20～450 amu。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同方式提取的揮發(fā)油得率結(jié)果

結(jié)果如表1，在番木瓜花質(zhì)量同為500 g條件下，分別用水蒸氣蒸餾萃取法和揮發(fā)油提取器提取法提取番木瓜花揮發(fā)油。水蒸氣蒸餾萃取法提取的揮發(fā)油質(zhì)量最大為0.001 4 g，最小為0.000 8 g，平均質(zhì)量為0.001 1 g;揮發(fā)油提取器提取法提取的揮發(fā)油質(zhì)量最大為0.025 0 g，最小為0.017 0 g，平均質(zhì)量為0.020 3 g。番木瓜花揮發(fā)油用水蒸氣蒸餾萃取法提取率為2.2 ppm，用揮發(fā)油提取器提取率為40.6 ppm，由此可見(jiàn)，揮發(fā)油提取器提取出的番木瓜花精油約是水蒸氣蒸餾法提取出番木瓜花精油的20倍，所以利用揮發(fā)油提取器提取番木瓜花精油的效率更佳。

2.2 番木瓜花揮發(fā)油主要成分的分析結(jié)果

利用隨機(jī)GC-MS Solution工作站美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)譜圖庫(kù)（NIST-MS，2005）自動(dòng)檢索的每個(gè)組分質(zhì)譜數(shù)據(jù)，參考相關(guān)的文獻(xiàn)資料，并結(jié)合保留指數(shù)（RI）鑒定，在程序升溫的條件下保留指數(shù)（RI）按公式（1）計(jì)算[7]。

番木瓜花揮發(fā)性物質(zhì)化學(xué)成分GC-MS的總離子流圖如圖1所示。圖中各峰對(duì)應(yīng)的質(zhì)譜圖經(jīng)過(guò)GC-MS聯(lián)用儀的計(jì)算機(jī)譜庫(kù)檢索進(jìn)行定性，質(zhì)譜庫(kù)為NIST庫(kù)。

結(jié)合離子流圖、相似度等數(shù)據(jù)，共鑒定出匹配度較高的化學(xué)成分26種，包括9種烷烯烴，8種醇，2種醛，1種酯，1種腈，1種酚以及其他4種化合物，如表2。其中有些化學(xué)成分有很大的藥用價(jià)值，比如芳樟醇有鎮(zhèn)痛和催眠的療效[9]。

3 結(jié)論

通過(guò)提取番木瓜花揮發(fā)油，并經(jīng)GC-MS對(duì)揮發(fā)油進(jìn)行化學(xué)成分分析，確定了番木瓜花揮發(fā)油中的主要成分，可以為番木瓜花的進(jìn)一步利用提供依據(jù)[10]。經(jīng)分析，共從番木瓜花揮發(fā)油中鑒定出26種化合物，如表2所示，其中9種是烷烯烴，8種是醇，2種是醛，1種是酯，1種是腈，1種是酚以及4種其他化合物。番木瓜利用價(jià)值極高，不僅可以作為鮮果食用，還具有一定藥用價(jià)值。精油是一類(lèi)存在于植物體內(nèi)的次生代謝物，是可從組織中提取而來(lái)的可揮發(fā)的油狀液體芳香物質(zhì)，天然、無(wú)毒、無(wú)害，可用作抗氧化劑和抗菌劑。當(dāng)前，通過(guò)對(duì)植物精油化學(xué)成分和生物活性進(jìn)行深入研究發(fā)展，番木瓜花中含有的有效成分具有較大的開(kāi)發(fā)價(jià)值。番木瓜花揮發(fā)油具有消炎抑菌、抗癌、提高免疫力、誘使腫瘤細(xì)胞凋亡等多種生物活性，在醫(yī)藥和其他產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用前景廣闊。利用番木瓜花揮發(fā)油可以開(kāi)發(fā)一些抗菌消炎、保肝護(hù)肝、抗疲勞、提高免疫力以及抗腫瘤的保健品或者生物制劑，且其具有特殊香味，可以制作成高級(jí)香水、番木瓜花的護(hù)膚品等。番木瓜花揮發(fā)油中的苯乙醛作為重要有機(jī)中間體，是調(diào)和具有花香香精的原料之一，廣泛應(yīng)用于芳香劑、合成藥物和食品添加劑等多種精細(xì)化學(xué)品的工業(yè)生產(chǎn)中[11，12];芳樟醇具有鈴蘭花香氣，應(yīng)用于化妝品、醫(yī)藥等領(lǐng)域，有抗菌、除臭等功效，還可用于各種香精的調(diào)配[13，14];苯甲腈作為有機(jī)合成過(guò)程中的重要中間體，在各個(gè)方面應(yīng)用廣泛[15]。石竹烯和欖香烯具有獨(dú)特香氣，欖香烯具有抗腫瘤作用[16]，可以降低腫瘤細(xì)胞的活性甚至使其凋亡;蛇麻烯可以消炎、抑菌，還可以減少水腫和治療肺炎;橙花叔醇具有微弱香氣，可作為食品加工中的香精[17];亞油酸乙酯具有抗癌、調(diào)控代謝的性能，作為藥物原料，性能優(yōu)于亞油酸，可作為其優(yōu)良替代品[18]。到目前為止，對(duì)于番木瓜其他部位的研究已經(jīng)比較深入，但對(duì)于番木瓜花的研究還處于基礎(chǔ)階段，因此研究番木瓜花揮發(fā)油提取及分析對(duì)更加全面、深入地對(duì)番木瓜各部位進(jìn)行利用以及提高番木瓜產(chǎn)業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)效益都具有重要意義。

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