頂空固相微萃取－氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用分析漢麻葉揮發(fā)性成分

朱晨瑜， 曹 蕊， 蔣 勇， 祝 鈞， 何聰芬， 何錦風(fēng)

(1．北京工商大學(xué)食品學(xué)院/植物資源研究開(kāi)發(fā)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100048;2．國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理局保健食品審評(píng)中心，北京 100070;3．中國(guó)人民解放軍總后勤部軍需裝備研究所軍用漢麻材料研究中心，北京 100082)

頂空固相微萃取－氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用分析漢麻葉揮發(fā)性成分

朱晨瑜1， 曹 蕊2， 蔣 勇1， 祝 鈞1， 何聰芬1， 何錦風(fēng)3

(1．北京工商大學(xué)食品學(xué)院/植物資源研究開(kāi)發(fā)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100048;2．國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理局保健食品審評(píng)中心，北京 100070;3．中國(guó)人民解放軍總后勤部軍需裝備研究所軍用漢麻材料研究中心，北京 100082)

采用頂空固相微萃取法結(jié)合氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用對(duì)漢麻葉的揮發(fā)性成分進(jìn)行分析，考察3種不同萃取纖維(DVB/CAR/PDMS，CAR/PDMS，PDMS/DVB)對(duì)分析結(jié)果的影響，結(jié)果表明較佳萃取纖維為CAR/PDMS．從漢麻葉中檢出59種揮發(fā)性成分，占揮發(fā)油總組分的93.18%，其中醛類3種(0.71%)、醇類1種(0.06%)、烴類37種(57.23%)、雜環(huán)化合物類3種(0.19%)、萜烯類12種(34.49%)、其他3 種(0.50%)．在鑒定出的成分中含量較多的是［1R-(1R*，4Z，9S*)］-4，11，11-三甲基-8-亞甲基-二環(huán)［7.2.0］4-十一烯(18.81%)、(1α，3α，5α)-1，5-二甲基-3-甲基-2-亞甲基環(huán)己烷(18.18%)、α-石竹烯(11.52%)、異檸檬烯(6.78%)等．

漢麻;頂空固相微萃取;氣相色譜－質(zhì)譜;揮發(fā)性成分

漢麻(China-Hemp)系大麻科(Cannabinaceae)、大麻屬(Cannabis)、大麻種(Cannabis Sativa L．)的一年生草本植物，且四氫大麻酚(Tetrahydrocannabinol，THC)含量低于0.3%(干物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，區(qū)分漢麻與大麻的重要特征參數(shù))［1］．大麻藥用歷史悠久，麻葉、麻花、麻根可提取藥物，有止血、散淤、解毒、安胎、利尿、鎮(zhèn)靜、麻醉等功效［2］．醫(yī)用漢麻發(fā)展始于約公元前2737年，大大滯后于漢麻作為纖維的歷史［2］．到20世紀(jì)初，由于漢麻的THC含量極低，已不具有毒品利用價(jià)值，且具有極高的經(jīng)濟(jì)利用價(jià)值，可以合法種植．大麻藥品已被作為止痙攣、鎮(zhèn)靜、止痛、催眠的藥物［3－6］．目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)大麻類植物作為精神類藥物的研究較多［7－8］，“云南一號(hào)”漢麻作為全國(guó)第一個(gè)低毒大麻新品種，于2001年7月通過(guò)云南省農(nóng)作物新品種審定委員會(huì)審定，主要利用其籽種和原麻纖維，對(duì)漢麻葉的研究和利用較少［9－10］．

頂空固相微萃取 (headspace solid phase microextraction，HS-SPME)技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種吸附型樣品前處理技術(shù)．本研究采用固相微萃取技術(shù)，氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用確定并分析漢麻葉的揮發(fā)性成分，為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用、研究漢麻葉提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論依據(jù)．

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

“云南一號(hào)”漢麻葉，中國(guó)人民解放軍總后勤部軍需裝備研究所軍用漢麻材料研究中心提供．

系列烷烴，色譜純，北京百靈威化學(xué)公司．

JA－5300型電子分析天平，上海精密科學(xué)儀器公司;DF－101S型集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，河南省予華儀器有限公司;6890N－5973i型氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國(guó)Agilent公司;手動(dòng)SPME進(jìn)樣器和固相微萃取纖維(50 μm，divinylbenzene/carboxen/polidymetylosiloxane， DVB/CAR/PDMS;65 μm，polydimetylsiloxane/divinylbenzene，PDMS/DVB;75 μm，carboxen/polydimetylsiloxane，CAR/PDMS)，美國(guó)Supelco公司．

1.2 方法

1.2.1 固相微萃取樣品制備

取5.0 g漢麻葉粉末，裝入20 mL固相微萃取專用樣品瓶，在60℃恒溫加熱磁力攪拌器中平衡40 min，將在250℃的氣相色譜進(jìn)樣口老化1 h的萃取纖維通過(guò)聚四氟乙烯隔墊迅速插入樣品瓶頂空部分，在60℃下萃取50 min后，抽出萃取纖維，迅速插入GC-MS進(jìn)樣口，在230℃下解吸3 min，進(jìn)行氣－質(zhì)聯(lián)機(jī)分析．

1.2.2 儀器分析條件

氣相色譜條件為色譜柱采用DB-WAX(30.0 m×250 μm，0.25 μm);載氣 He(99.995%)，恒流，柱流速1.0 mL/min;不分流，進(jìn)樣口溫度為250℃;起始溫度35℃(保持3min)，以5℃/min的速度升至230℃(保持10 min)．

質(zhì)譜條件為EI(electron impact ionization)源，電子能量70 eV，離子源230℃，四極桿150℃，掃描模式Scan，掃描質(zhì)量范圍33～300 m/z，電子倍增管電壓1.4 kV．

1.2.3 定性和定量分析

檢測(cè)結(jié)果的定性分析以Nist 08譜庫(kù)檢索為主，結(jié)合保留指數(shù)，綜合3個(gè)萃取纖維所得檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行人工譜圖解析，確定漢麻葉的揮發(fā)性成分．

保留指數(shù)采用式(1)計(jì)算為:

定量分析是采用較佳萃取纖維萃取GC-MS分析得到的總氣質(zhì)流圖中各種萃取物峰面積進(jìn)行面積歸一化法，確定的各揮發(fā)性成分的相對(duì)百分含量．

2 結(jié)果與分析

采用固相微萃取技術(shù)，通過(guò)比較3種不同萃取纖維結(jié)合GC-MS分析漢麻葉粉末的揮發(fā)性成分．各萃取纖維的GC-MS總離子流圖和總峰面積見(jiàn)圖1和圖2．

圖1 利用3種不同萃取纖維所得漢麻葉的固相微萃取物的總離子流圖Fig．1 Total ion current chromatograms of volatile compounds from China-Hemp leaves using SPME under three fibers

圖2 利用3種不同萃取纖維所得漢麻葉的固相微萃取物的總峰面積Fig．2 Total peak area of volatile compounds obtained from China-Hemp leaves using SPME under three fibers

由圖2可知，DVB/CAR/PDMS萃取纖維所得揮發(fā)性成分的總峰面積最小;其次是PDMS/DVB;較佳萃取纖維為CAR/PDMS．因此對(duì)CAR/PDMS萃取纖維所萃取物進(jìn)行深入的研究．

用CAR/PDMS作為萃取纖維時(shí)，從漢麻葉中提取揮發(fā)性成分，經(jīng)GC-MS分析，初步鑒定出59種揮發(fā)性成分(相對(duì)百分含量為93.18%)，見(jiàn)表1和表2，

包括醛、醇、雜環(huán)類、烴類、萜烯類、酸和酯類等，其中絕大部分為烴類和萜烯類，其相對(duì)百分含量之和為91.72%．從表1可以看出左旋-α-蒎烯、雙戊烯、反式-1，3-戊二烯、金合歡烯、香檸檬、α-石竹烯、沒(méi)藥烯、丁香酚等18種成分在其他萃取纖維中也有檢出，說(shuō)明這些組分為漢麻葉的基本香氣成分．其中

相對(duì)百分含量較大的組分有［1R-(1R*，4Z，9S*)］-4，11，11-三甲基-8-亞甲基-二環(huán)［7.2.0］4-十一烯(18.81%)、(1α，3α，5α)-1，5-二甲基-3-甲基-2-亞甲基環(huán)己烷(18.18%)、α-石竹烯(11.52%)、異檸檬烯(6.78%)、(Z)-β-金合歡烯(2.37%)、金合歡烯(2.16%)、(Z，Z)-α-金合歡烯(1.83%)、cis-α-沒(méi)藥烯(1.55%)等．

續(xù)表1

表2 漢麻葉中固相微萃取物的化合物數(shù)及其相對(duì)百分含量Tab．2 Numbers of compounds from SPME samples of China-Hemp leaves ordered by chemical groups using summarized peak area in percentages

從鑒定出成分可以初步推測(cè)，對(duì)漢麻葉氣味可能有貢獻(xiàn)的有醛類(如戊醛、(E，E)-2，4-己二烯醛、苯甲醛等)、烴類(如［1R-(1R*，4Z，9S*)］-4，11，11-三甲基-8-亞甲基-二環(huán)［7.2.0］4-十一烯、(1α，3α，5α)-1，5-二甲基-3-甲基-2-亞甲基環(huán)己烷等)、萜烯類(如雙戊烯、金合歡烯、α-石竹烯、丁香酚、異檸檬烯等)．

通過(guò)對(duì)漢麻葉揮發(fā)油成分的初步分析，結(jié)果表明，漢麻葉中含有多種具有食用或藥用價(jià)值的活性成分．如石竹烯(caryophyllene)，它是一類雙環(huán)倍半萜類化合物，是我國(guó)GB 2760—2011《食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》批準(zhǔn)允許使用的食品香料，一般用于調(diào)配丁香、胡椒、肉豆蔻、柑橘、藥草等食用香精;也可用于合成其他香料，如用來(lái)合成乙酰基石竹烯等．除此之外，石竹烯具有一定的平喘作用，對(duì)老年慢性支氣管炎有顯著療效［11］．反式和順式?jīng)]藥烯(bisabolene)是斯洛文尼亞稻綠蝽(Nezara viridula)的雄性性信息素的主要成分［12］．

3 結(jié)論

使用3種不同HS-SPME萃取纖維，考察對(duì)GCMS分析檢出的漢麻葉揮發(fā)性物質(zhì)數(shù)量和總質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響，結(jié)果表明較佳萃取纖維為CAR/PDMS．采用HS-SPME與GC-MS方法分析漢麻葉揮發(fā)性成分，共檢出59種揮發(fā)性成分，占揮發(fā)油總組分的93.18%．主要成分為烴類和萜烯類，分別占揮發(fā)油總組分的57.23% 和34.49%，其中含量較大的有［1R-(1R*，4Z，9S*)］-4，11，11-三甲基-8-亞甲基-二環(huán)［7.2.0］4-十一烯、(1α，3α，5α)-1，5-二甲基-3-甲基-2-亞甲基環(huán)己烷、α-石竹烯等．

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(責(zé)任編輯:李 寧)

Headspace Solid-phase Microextraction and GC-MS Analysis of Volatile Components of China-Hemp Leaves

ZHU Chen-yu1， CAO Rui2， JIANG Yong1， ZHU Jun1， HE Cong-fen1， HE Jin-feng3
(1．School of Food and Chemical Engineering/Beijing Key Laboratory of Plant Resources and Development，Beijing Technology and Business University，Beijing 100048，China;2．The State Food and Drug Administration Center for Health Food Evaluation，Beijing 100070，China;3．Research Center of China-Hemp Materials，Quartermaster Research Institute，General Logistic Department of Chinese People’s Liberation Army，Beijing 100082，China)

The volatile components of China-Hemp leaves were extracted by headspace solid-phase microextraction(HS-SPME)apparatus with three different fibers(divinylbenzene/carboxen/polydimethylsiloxane DVB/CAR/PDMS，carboxen/polydimetylsiloxane CAR/PDMS，polydimetylsiloxane/divinylbenzene PDMS/DVB)．The results showed that the fiber of CAR/PDMS had the best extraction efficiency．A total of 59 compounds were analyzed and identified by gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS)．The volatile components were accounted for 93.18%in total，including 3 aldehydes(0.71%)，1 alcohol(0.06%)，37 hydrocarbons(57.23%)3 heterocyclic compounds(0.19%)，12 terpenoids(34.49%)and 8 other compounds(25.64%)．The prominent compounds were［1R-(1R* ，4Z，9S*)］-4，11，11-Trimethyl-8-methylene-bicyclo［7．2．0］undec-4-ene(18.81%)，(1α，3α，5α)-1，5-Diethenyl-3-methyl-2-methylene-cyclohexane(18.18%)，α-Caryophyllene(11.52%)，(3R-trans)-3-Methyl-6-(1-methylethenyl)-cyclohexene(6.78%)etc．

China-Hemp;headspace solid-phase microextraction;gas chromatography-mass spectrometry;volatile components

TS207.3

A

1671-1513(2012)04-0044-06

2011-10-28

漢麻植物中抗菌等成分提取及應(yīng)用研究項(xiàng)目(19000551038)．

朱晨瑜，女，碩士研究生，研究方向?yàn)榛瘖y品植物添加劑;

何聰芬，女，教授，博士，主要從事化妝品生物技術(shù)方面的研究工作．通訊作者．