靜態頂空—氣相色譜質譜聯用法分析金絲皇菊的揮發性成分

趙燕飛，衛博慧，王 紅

(運城學院 理科實驗中心，山西 運城 044000)

菊花(Chrysanthemummorifolium)，是菊科、菊屬的多年生宿根草本植物，味微辛、甘、苦，性微寒；具有疏散風熱，清肝明目，平肝陽，解毒的功效；可作為原料入藥、也可直接食用、泡茶、煎湯、浸酒等。菊花種類豐富，不同的品種揮發性成分不同。盧琪等[1]對福白菊菊花茶的風味品質進行分析；畢淑峰等[2]采用頂空固相微萃取提取黃山野菊花中的揮發性成分；沈維治等[3]對比了雪菊與市售菊花的揮發性成分，共鑒定出8種菊花的揮發性成分52個；秦民堅等[4]、周根等[5]、韓麗娜等[6]分別對黃山貢菊、4個杭白菊品種、濟菊的揮發性成分做了分析。

金絲皇菊(ChrysanthemummorifoliumJinsihuangju)隸屬于菊科菊屬，其花形碩大，花瓣嬌美、金黃艷麗；茶湯鮮亮澄明、入口清香甘綿；其花瓣中富含多種氨基酸、維生素、微量元素及抗氧化物質，營養豐富。近年來人們對金絲皇菊的消費量呈快速增長的趨勢[7-9]。本文選用安徽黃山產的金絲皇菊進行研究，建立了靜態頂空-氣相色譜-質譜聯用技術作為檢測方法，為金絲皇菊藥用和食用價值的質量控制提供依據。

1. 材料和方法

1.1 材料和設備

儀器設備：Agilent 7890A-5975C GC-MS聯用儀(美國安捷倫科技有限公司)；7697A-Headspace-Sampler頂空自動進樣器(美國安捷倫科技公司)；FA124電子天平(上海舜宇恒平科學儀器有限公司)。

實驗材料：金絲皇菊(C.morifoliumJinsihuangju)，產自安徽黃山。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理

稱取0.6 g金絲皇菊干花置于20 mL頂空樣品瓶內，卷邊器封口。在120 ℃加熱箱內穩定加熱30 min,定量環140 ℃下提取樣品，用氣相色譜-質譜聯用儀(GC-MS)進行分析。

1.2.2 氣相色譜GC條件

DB-17MS毛細管柱(30 m×0.25 mm×0.25μm)；程序升溫：40 ℃穩定2 min,以5 ℃/min升到150 ℃穩定5 min，然后以6 ℃/min升到230 ℃穩定10 min；進樣量：1 mL；采用不分流進樣方式；進樣口溫度：250 ℃；載氣：He；流速：1.0 mL/min。

1.2.3 質譜MS條件

EI電離源；電子能量：70 eV；離子源溫度：230 ℃；四極桿溫度：150 ℃；溶劑延遲：5 min；增益系數：1；質量掃描范圍：30～450 amu。

2. 結果與分析

經GC-MS檢測，得到金絲皇菊揮發性成分的總離子流圖(TIC)，如圖1所示，共分離出54種物質。根據各組分的質譜圖、結合NIST 08標準譜庫檢索、選用匹配度大于80%的物質進行分析，金絲皇菊中共鑒定出28種揮發性化學成分；同時根據峰面積歸一法確定出各成分的相對百分含量，結果如表1所示。

表1 金絲皇菊香氣成分的GC-MS測定結果

圖1 金絲皇菊揮發性化學成分總離子流圖

金絲皇菊中的28種化合物成分占揮發性成分總量的90.34%；其中包含烯類14種、醇類3種、酯類3種、酮類5種、雜環類1種、醛類1種、醚類1種，分別占揮發性成分的18.40%、13.84%、18.64%、1.91%、0.40%、0.30%和36.84%。主要成分有桉葉素(36.84%)、合成右旋龍腦(13.07%)、L-乙酸冰片酯(11.14%)、2,6,6-三甲基-二環[3.1.1]庚-2-烯-4-醇乙酸酯(7.20%)、(1S)-(-)-α-蒎烯(4.38%)、莰烯(4.20%)、均三甲苯(3.18%)、β-萜烯(1.32%)、1,6-二甲基庚-1,3,5-三烯(1.14%)等。

金絲皇菊的成分以萜類化合物為主，還有少量的脂肪族和芳香族化合物。萜類化合物共占揮發性成分的82.33%。其中，單萜及其含氧衍生類物質有(1S)-(-)-α-蒎烯、莰烯、β-萜烯、α-松油烯、d-檸檬烯、γ-松油烯、(+)-4-蒈烯、順-β-松油醇、合成右旋龍腦、松油醇、2,6,6-三甲基-二環[3.1.1]庚-2-烯-4-醇-乙酸酯、L-乙酸冰片酯、6,6-二甲基-2-亞甲基雙環[3.1.1]庚-3-酮、藏紅花醛、桉葉素，共15種，占萜類物質含量的81.55%；倍半萜類物質有β-欖香烯、(E)-β-金合歡烯、1,2,3,4,4a,5,6,8a-八氫-4a,8-二甲基-2-(1-甲基乙烯基)-萘，共3種，占萜類物質含量的0.78%。

萜類化合物是很多天然植物藥中的主要有效成分，且很多成分具有抗癌潛力。在鑒定出的物質中，蒎烯有較強的抗炎和祛痰作用。合成右旋龍腦俗稱冰片、2-茨醇，具有鎮痛、抗炎、抗病菌、促進滲透等多種藥用價值，能夠促進藥物吸收，可長期用于治療各種疾病，無明顯毒副作用[10]；β-欖香烯具有廣譜抗腫瘤特性，作為國家以及新藥β-欖香烯乳劑以用于癌癥患者的臨床治療[11]；桉葉素具有殺菌和殺蟲作用。藏紅花醛具有抗炎、抗氧化、抗腫瘤及對抗藥物所致肝腎損傷等多種藥理作用[12-14]，楚溪等[15]還發現藏紅花醛可以通過抑制氧化損傷來實現心肌保護作用。這些成分體現了金絲皇菊藥用價值的潛能。

萜類化合物同時也是一類重要的天然香料。(1S)-(-)-α-蒎烯具有松木、針葉及樹脂樣的氣味；莰烯具有類似樟腦氣味；d-檸檬烯有新鮮橙子及檸檬氣味；松油醇有松木和丁香似的氣味；β-松油醇具有風信子氣味；L-乙酸冰片酯具有甜的草本氣味；茶香酮是一種天然產物，具有淡的木香、甜的茶香、煙草氣味，可用作食品、香煙、化妝品中的調味料或香料，也是制備多種類胡蘿卜素、維生素、香料、醫藥的中間體；1-辛烯-3-醇乙酸酯呈蘑菇香氣和金屬、泥土味；桉葉素有樟腦氣息和清涼的草藥氣味；藏紅花醛具有木香、辛香、藥香、粉香的香氣。多種萜類成分共同造就了金絲皇菊濃郁的香氣。

3. 結論

(1)本實驗采用靜態-頂空萃取的提取方式，對黃山金絲皇菊的揮發性成分進行GC-MS檢測，共鑒別出28種揮發性成分，占揮發性成分總量的90.34%。其中烯類14種、醇類3種、酯類3種、酮類5種、雜環類1種、醛類1種、醚類1種。桉葉素、合成右旋龍腦、松油醇、(E)-β-金合歡烯為大多數菊花揮發性成分的主要成分[16]，而4種成分金絲皇菊中也都有檢測到，說明該提取方法具有可行性。與其他提取方法相比，該方法更環保、便捷。

(2)金絲皇菊揮發性成分以萜類化合物為主，以及少量的脂肪族和芳香族化合物。萜類化合物具有一定的抗炎性、殺菌性以及獨特的天然味道。在金絲皇菊中鑒別到的揮發性成分中，萜類及其含氧衍生物占總含量的82.33%，其中單萜類化合物15種，占81.55%。主要成分有桉葉素、合成右旋龍腦、L-乙酸冰片酯、2,6,6-三甲基-二環[3.1.1]庚-2-烯-4-醇-乙酸酯、(1S)-(-)-α-蒎烯、莰烯，等。其中，桉葉素含量(36.84%)明顯高于其他菊花茶中檢測到的含量；金絲皇菊中還檢測到藏紅花醛成分(0.30%)，該成分在以往菊花茶揮發性成分中鮮有介紹[1-6]。桉葉素具有殺菌和殺蟲作用，藏紅花醛具有抗炎、抗氧化性，二者對金絲皇菊的藥食貢獻還需進一步探索。

綜上所述，揮發性成分組成及含量是保證菊花質量及療效的重要因素之一[5]，金絲皇菊揮發性成分研究有助于其藥學價值和天然抗菌性能的建立。靜態頂空-氣相色譜質譜聯用法檢測金絲皇菊揮發性成分可以作為一種方便、快捷的檢測技術得以推廣。