側柏葉香味成分SPME-GC/MS分析

王道平，潘衛東

(貴州省中國科學院天然產物化學重點實驗室，貴州 貴陽 550002)

側柏葉香味成分SPME-GC/MS分析

王道平，潘衛東

(貴州省中國科學院天然產物化學重點實驗室，貴州 貴陽 550002)

本研究采用固相微萃取氣質聯用儀（SPME/GC/MS）測定黔產側柏葉香味成分。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后進行GCMS分析。結果表明：鑒定出57種化學成分,占揮發性化學成分的99.74%。本法具有簡便、快速、準確、樣品量小等特點，適用于側柏葉香味成分的快速測定，是對柏樹生長狀況進行監測的一種有效手段。

側柏葉；香味成分測定；固相微萃取；氣相色譜/質譜

側柏為柏科側柏屬植物Platycladus orientali（Li） Franco,常綠喬木，又稱柏香樹、香柏，是我國特產樹木，分布極廣，北起內蒙古、吉林，南至廣東及廣西北部；人工栽培范圍幾遍全國。是優良的園林綠化樹種,資源十分豐富[1]。我國傳統中醫學認為，柏樹發出的芳香氣體具有清熱解毒、燥濕殺蟲的作用，可祛病抗邪，培養人體正氣。現代研究表明，側柏對二氧化硫、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。中醫以嫩枝、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。這些天然物質不僅能殺滅細菌、病毒，凈化空氣，而且具有松弛精神、穩定情緒的作用。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，多數患者精神狀態改善，有的還消除了化療引起的惡心嘔吐反應。而山林中彌漫的大量負氧離子，則能夠提高人體免疫機能，調節呼吸和中樞神經系統的功能，素有空氣維生素之譽[2-3]。

目前中藥香味成分常規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，在植物香味成分萃取方面具有很好的應用前景[4]。該研究采用固相微萃取（SPME）與氣相色譜質譜（GC/MS）聯用對側柏葉香味成分進行了分析測定。該法所需樣品量小、分析時間短，適用于側柏葉等植物香味成分的鑒定。

1 實驗部分

1.1 儀器與材料

Agilent5975C/6890 GC/MS氣相色譜-質譜聯用儀(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,經鑒定為側柏Platycladus orientali的葉子。

1.2 SPME 過程

取不同部位側柏葉剪碎，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樣口(溫度250 ℃)中,熱解析3min進樣。

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；發射電流34.6 μA；倍增器電壓1052V；接口溫度280 ℃；質量范圍20～450 amu。

2 實驗方法與結果

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組分進行萃取，同時還對不同SPME涂層對所有組分的總峰面積的影響進行了考察，最后確定采用70 μm PDMS涂層纖維進行SPME提取。

2.2 萃取溫度和時間

在不同萃取溫度（20～60 ℃）的系列實驗中，發現在室溫至50 ℃之前，樣品總峰數隨萃取隨溫度的增加而明顯增加，但當溫度增加到50 ℃時，色譜峰數穩定，綜合考慮各組分的萃取結果，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

按上述實驗條件進行實驗,得到側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質譜計算機數據系統檢索及核對Nist2005和Wiley275標準質譜圖 ,確定了57種側柏葉揮發性化學成分,用峰面積歸一化法測定了各化學成分在香味成分中的相對質量分數,結果見表1。

圖1 側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 論

(1) 從側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，相對質量分數較高的是檜烯（29.59%），α-側柏酮（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-側柏酮（3.12%）等。對側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。如在側柏葉揮發油中的主要萜類化合物檜烯、α-側柏酮、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 鎮咳祛痰、擴張支氣管、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) 由于側柏樹生長本身是一動態環境，其年齡、生理狀態、空間分布、季節性、土壤、光照等等的變化,均能影響它的香氣物質的組成[6-7]。本文樣品前處理方法采用SPME技術，與其他常用揮發性化學成分提取技術相比[8]，SPME具有簡便、快捷、經濟安全、分析樣品使用量少、對被測樣品選擇性高、溶質更易洗脫、幾乎無空白值、重現性好等特點,對這種動態環境下的樣品進行檢測是一種較好的前處理方法。與GC/MS 聯用可以作為側柏葉香氣成分檢測及其質量評價。

表1 側柏葉的揮發性化學成分Table 1The chemical components of volatile compounds in leaves of Platycladus orientali

(3) 側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基礎的一個部分,通過SPME-GC/MS法，快速、準確對揮發性物質的組成定性，依據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據，對于開發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展[J].中藥材,2008,31(11):1765-1769.

[2] 王承南.我國木本藥用植物開發利用發展思路[J].中南林業科技大學學報,2011,31(3):71-75.

[3] 李克家,王復華.側柏資源的利用價值與開發前景[J].陜西林業科技,1998,(1):27-29.

[4] 趙國有,殷斌志.固相微萃取(SPME)技術及其進展[J].中國衛生檢驗雜志,1999,9(4):315-319.

[5] 蔣繼宏,李曉儲,高甜惠.幾種柏科植物揮發物質及抗腫瘤活性初步研究[J].福建林業科技,2006,33(2):52-57.

[6] 郝德君,張永慧,戴華國,等.氣相色譜/質譜法分析柏樹葉揮發油的化學成分[J].色譜,2006,24(2):185-187.

[7] 杜紅巖,劉昌勇,李 欽,等.杜仲葉中3種主要活性成分含量的季節變化[J].中南林業科技大學學報,2011,31(8):6-9.

[8] 仲利濤,劉 元.超臨界流體CO2萃取杉木心材精油工藝的研究[J].中南林業科技大學學報,2012,32(1):198-200.

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前期專項課題（2009CB526512）；“貴州中藥民族藥研制創新能力建設”項目（黔科合院所創能[2009]4010號）

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

潘衛東（1975-），男，江西婺源人，副研究員, 博士,碩士生導師,主要從事天然產物研究與開發工作

[本文編校：吳 毅]