GC-MS分析金釵石斛花揮發性成分

宋小蒙， 王洪新*，2， 馬朝陽，2， 寇興然，2， 賈啟海

（1.江南大學 食品學院，江蘇 無錫 214122；2.國家功能食品工程技術研究中心，江南大學，江蘇 無錫 214122；3.赤水國禮金釵石斛發展有限公司，貴州 遵義564700）

金釵石斛（Dendrobium nobileLindl.）俗稱扁金釵、扁黃草，系蘭科石斛屬，是我國傳統名貴中藥材[1-2]。金釵石斛花花形俏麗，色澤鮮艷，主要生長在貴州、四川、廣西、云南等地，具有很高的藥用價值，但產量較低且不易保存，因此價格昂貴。金釵石斛花揮發性成分所具有的特殊香氣，是評價石斛花品質的重要指標之一。國內外學者對鐵皮石斛花、銅皮石斛花、球花石斛等揮發性成分進行分析，發現不同種類石斛花揮發性成分差異顯著，因此研究金釵石斛花揮發性成分很有必要。

植物揮發油傳統提取方法有水蒸氣蒸餾法（SD）、溶劑萃取法（SE）、壓榨法（MP）、同時蒸餾萃取法（SDE）等[3]。傳統方法操作便利、成本低廉，但提取過程需要大量萃取劑，且溫度較高，導致原料受熱分解，從而降低提取物價值。和傳統方法相比，固相微萃取（SPME）集采樣、濃縮、進樣于一體，能夠與各種檢測儀器聯用，具有原料消耗少，采樣時間短，重現性好，無需萃取溶劑，可最大限度保護揮發性成分[4-5]等優點。

作者采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜（SPME-GC-MS）聯用技術檢測金釵石斛花揮發性成分，并與SD法的提取效果進行比較，為貴州金釵石斛花產品的開發和品質鑒定提供了一定依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

金釵石斛花：由貴州省赤水國禮金釵石斛發展有限公司提供。干品去除花萼和花托，剔除腐敗、枯黃的花瓣，粉碎備用；正己烷：國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 試驗儀器

SCION SQ GC-MS氣質聯用儀：美國BRUKER公司產品；固相微萃取 （SPME）進樣器：美國SUPELCO公司產品。

1.3 試驗方法

1.3.1 固相微萃取（SPME）取樣將萃取頭在氣相色譜進樣口老化，溫度260℃，載氣流量1 mL/min.將粉碎的試樣置于40 mL頂空瓶中，蓋上蓋子，插入萃取頭，60℃下邊加熱邊吸附30 min[6-12]。

1.3.2 SD法提取揮發性成分將金釵石斛花干燥樣品粉碎后，稱取20 g放入圓底燒瓶，按料液質量體積比1 g∶20 mL加去離子水，搖勻、浸泡 20 min。用電熱套緩慢加熱至沸騰，并維持微沸5 h。用正己烷洗脫油狀物2次，充分搖勻后取油層。真空濃縮去除正己烷，得樣品。

1.3.3 GC-MS分析條件氣相色譜條件：DB-5ms色譜柱（30 m×0.25 um×0.25 mm），載氣 He，進樣口溫度260℃，進樣時間1 min，不分流。程序升溫：45℃保持3 min，以10℃/min速率升至80℃，再以5℃/min速率升至150℃，最后以12℃/min速率升至250℃，保持6 min。見表1。

表1 程序升溫條件Table 1 Conditions of temperature programming

質譜條件：EI離子源，能量70 eV，離子源溫度200℃，接口溫度250℃，檢測器電壓200 V，溶劑延遲時間1.5 min，質量掃描范圍m/z 33～400。

2 結果與分析

SPME和SD法提取的金釵石斛花揮發性成分的總離子流圖見圖1，應用計算機聯機信息檢索，共鑒定出69種化合物，其中固相微萃取占63種，水蒸氣蒸餾法占24種，分別占總揮發性成分的80.49%和54.92%。采用峰面積歸一化法確定各成分的相對百分含量。GC-MS分析數據見表2。

圖1 金釵石斛花揮發性成分總離子流圖Fig.1 Total ion current chromatogram of volatile oil from flower of Dendrobium nobile Lindl.

固相微萃取[13-17]和水蒸氣蒸餾法得到揮發性成分差別較大，共鑒定出69種化合物，采用SPME法鑒定出63種化合物，而采用SD法僅鑒定出24種化合物，其中共同成分有2-呋喃甲醛、2-庚酮、苯甲醛、1-辛醇、芳樟醇、石竹烯、右旋大根香葉烯、雪松醇等。由表2可知，SPME法得到的揮發性成分種類較多，且質量分數在0.2%以下的揮發性成分也被收集，因此用SPME法代替SD法，既可以縮短時間，又能夠得到更全面的揮發成分。

表2 不同提取方法下石斛花揮發性成分種類和相對百分質量分數Table 2 Constituents and relative percentage contents of volatile oil from different extraction methods

不同種類石斛花揮發成分差異較大[18]，作者鑒定出金釵石斛花揮發性成分主要為萜烯類及其衍生物，其中相對質量分數較高的是檸檬烯（25.87%）、四氫檸檬醛（11.1%）、松油烯（8.80%）、2-呋喃甲醛 （6.51%）、3-己烯醇 （4.7%）、羅勒烯（2.32%）、甲酸己酯（2.12%）、乙酸葉醇酯（1.88%）等。這些成分具有獨特的香氣和藥理活性，己烯醇具有新鮮的青葉香氣；乙酸葉醇酯具有強烈的香蕉氣息；檸檬烯為單萜類化合物，有類似檸檬的香味，具有良好的鎮咳、祛痰、抑菌[19]和抑制腫瘤的作用[20]；松油烯有松木樹脂似的氣息，是一種珍貴的香料和有機化工原料[21]。

根據文獻[22-24]，不同種類石斛花的揮發性成分差別較大。鐵皮石斛花中相對質量分數較高的有壬醛（9.21%）、2，3-脫氫-1，8-葉油素（4.39%）、二十五烷 （4.03%）、α-柏木醇 （3.69%）、 異土木香內酯（3.65%）和 2，4-癸二烯醛（2.14%）等；銅皮石斛花中相對含量較高的有 2，4，4-三甲基二戊烯（11.17%）、5，5-二甲基-2-己烯 （11.12%）、石竹烯（6.47%）、異土木香內酯（5.95%）、領苯二甲酸二乙酯（4.7%）、異長葉烯（2.03%）和 2，2，4-三甲基-1-戊醇（4.23%）等；球花石斛花中相對含量較高的有亞油酸 （51.82%）、亞麻酸 （10.06%）、棕櫚酸（9.28%）、8-羥基-4，7-二甲基香豆素（4.73%）、硬脂酸（4.58%）、6，7-二甲基香豆素（3.08%）和二十五烷（2.02%）等。

續表2

3 結 語

金釵石斛花揮發性成分比較復雜，選用傳統提取方法常會導致含量相對較低的成分損失，對揮發油品質影響較大。作者以金釵石斛花為原料，采用SPME-GC-MS聯用技術共鑒定出63種化合物，占揮發性成分的80.49%，主要為烯烴類、酯類、醇類、醛類等，其中質量分數較高的有檸檬烯（25.87%）、四氫檸檬醛（11.1%）、松油烯（8.7%）、2-呋喃甲醛（6.51%）、甲酸己酯（2.12%）等。而SD法僅鑒定出24種化合物，含量較多的有亞油酸 （36.92%）、庚烷（7.69%），肉豆蔻酸（3.51%）等。 此外，通過對比發現，鐵皮石斛花、銅皮石斛花、球花石斛花以及金釵石斛花揮發成分有較大差異。

采用SPME-GC-MS聯用技術首次從金釵石斛花中得到四氫檸檬醛、乙酸葉醇酯、羅勒烯、香茅醛、椰子醛等成分，同時建立了SPME-GC-MS快速獲取金釵石斛花揮發性成分的分析方法。實驗表明SPME-GC-MS聯用技術在成分分析方面具有快速、穩定、高效、全面的特點，在此基礎上，可以進一步研究其生理活性，對金釵石斛花產品的開發和品質的檢測具有指導意義。