同時蒸餾萃取法結合氣-質聯用分析碰碰香精油成分

朱春陽，李河霖，任瑞冰，樸永革，李小娟，李 萌

（1. 吉林煙草工業有限責任公司，吉林長春 130000；2. 鄭州輕工業大學食品與生物工程學院，河南鄭州 450001）

碰碰香（Plectranthus hadiensisvar. tomentosus(Benth.) Codd），又名一抹香、觸留香、絨毛香茶菜，為唇形科馬刺花屬灌木狀多年生草本植物，全株被有細密的白色絨毛，因觸碰后可散發出清新香甜的氣味而得名。碰碰香香味濃甜，接近蘋果味道，聞起來令人神清氣爽，碰碰香的莖葉可以用來泡茶或炮制酒；也可用于炒菜、烹飪、涼拌，具有提神醒腦、清熱解暑、驅避蚊蟲、消炎消腫和保養皮膚的功效[1]。近年來，國內相關研究表明碰碰香具有抗菌[2-3]、吸收甲醛等生物活性。國外研究發現碰碰香地上部的甲醇提取物具有潛在的抗炎及抗病毒活性，通過DPPH 自由基法、一氧化氮自由基清除法等證實其甲醇提取物同樣具有抗氧化作用[4]。

不同樣品處理與提取方式不同，對分析鑒定出的碰碰香揮發性化合物種類影響很大。呂慧[3]采用氣體收集容器連接預濃縮儀再連接GC-MS，從碰碰香新鮮植株中檢測鑒定出26 種化合物；熊偉等人[5]對碰碰香鮮活植株采用頂空套袋與熱脫附系統-氣相色譜/質譜（TDS-GC/MS） 聯用分析檢測到葉片揮發物有44 種；王丹[6]運用SPME-GC-MS 技術對碰碰香不同狀態下（靜置、碰觸、機械損傷） 最多鑒定出60 種揮發性成分；孔維維等人[7]運用SPME-GC-MS技術對碰碰香不同部位（根、莖、葉） 揮發性成分最多鑒定出了40 個主要組分。孟雪等人[2]用水蒸氣蒸餾法提取碰碰香揮發油共鑒定出20 種化合物；張旋等人[8]運用SPME-GC-MS 技術用不同處理對碰碰香不同部位最多鑒定出44 種揮發性成分。截至目前，碰碰香精油化合物分析鑒定出來的種類相對較少，相對含量差異大，對精油化合物分析鑒定不夠精細，這將影響到碰碰香資源的開發與利用。

同時蒸餾萃取法在國內外食品、環境方面應用非常廣泛，也常應用于香精香料中揮發性、半揮發性組分分析，是一種提取、分離和富集試樣中揮發性、半揮發性成分較為有效的方法。該方法設備簡單，萃取溶劑量少，數據重復性好，結合前人研究成果，采取SDE 法提取新鮮碰碰香的精油，通過GC-MS 分析精油中化學成分，為碰碰香資源充分利用與深度開發奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

碰碰香，購自河南鄭州陳寨花卉市場，選取多盆健康植株作為供試樣品。

氯化鈉、二氯甲烷、乙醇、無水硫酸鈉，上海科豐化學試劑有限公司提供。試驗所用試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

Agilent 6890GC/5973MS 型氣質聯用儀，美國Agilent 公司產品；同時蒸餾萃取裝置，鄭州科技玻璃儀器廠產品；KPGD5/20 型低溫冷卻液循環泵，鄭州凱鵬實驗儀器有限公司產品；PL203 型電子分析天平（感量：0.001 g），瑞士Mettler Toledo 公司產品。

1.3 碰碰香精油提取方法

1.3.1 樣品處理

取碰碰香鮮葉50 g，去梗除雜，放入干凈的研缽，加5 mL 無水乙醇，快速研磨后，快速移入同時蒸餾萃取裝置1 000 mL 圓底燒瓶中。

1.3.2 碰碰香精油的提取

在上述同時蒸餾萃取裝置的1 000 mL 圓底燒瓶中，再加入350 mL 蒸餾水，混合均勻；量取60 mL二氯甲烷，置于100 mL 濃縮瓶中，放入沸石，接在同時蒸餾萃取裝置的另一端，磁力攪拌，水浴加熱，溫度控制在60 ℃左右，進行同時蒸餾萃取，當水蒸氣開始回流時計時。同時蒸餾萃取裝置的冷凝管用冷水機冷卻。濃縮萃取液至約2 mL，停止加熱。萃取時間約3 h。濃縮萃取液中加入無水硫酸鈉干燥，密閉過夜，過濾后將濾液移入色譜瓶供GC-MS 分析。濾液為淡綠色、澄清透明的油狀液體，為提取的碰碰香精油，具有濃郁的碰碰香特征香氣。

1.4 分析條件

1.4.1 色譜條件

色譜柱：HP-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；載氣為高純氮氣（99.999%）；色譜柱載氣流量1.0 mL/min；進樣口溫度250 ℃；進樣量1 μL；進樣方式為分流進樣，分流比為10∶1；升溫程序：40 ℃保持4 min，以3 ℃/min 升至200 ℃后保持3 min，以2 ℃/min 升至250 ℃后保持3 min，以5 ℃/min升至270 ℃后保持2 min。

1.4.2 質譜條件

電子轟擊離子源為EI 源，電子能量70 eV；電子倍增器（EM） 電壓1 635 V；傳輸線溫度280 ℃；四極桿溫度150 ℃。離子源溫度230 ℃，掃描方式為全掃描，質量掃描范圍30~550 amu，溶劑延遲8 min。

1.4.3 香味物質含量的計算方法

由于碰碰香香味成分種類繁多，很難得到各種香味物質的標準品。因此，主要通過NIST17 質譜數據庫檢索結合化合物匹配度對各種化合物定性分析，定量分析結果是依據總離子流色譜峰的峰面積歸一化法計算各組分相對百分含量。

2 結果與分析

2.1 總精油成分分析

依照上述處理對碰碰香提取精油揮發性成分分析。

碰碰香精油的GC-MS 總離子流圖見圖1。

圖1 碰碰香精油的GC-MS 總離子流圖

根據MSD ChemStation 數據處理系統，選擇NIST17 質譜圖數據庫對各色譜峰對應質譜圖進行檢索，采用峰面積歸一化計算分析，共檢索出216 種化合物。除去雜質峰、譜庫匹配度較低，含量較低的化合物后，共分析鑒定出86 種化合物，占總精油相對百分比91.34%。

碰碰香精油主要化合物成分明細見表1。

表1 碰碰香精油主要化合物成分明細

（續表1）

由表1 可知，碰碰香精油鑒定總化合物為86 種物質，鑒定出的化合物主要有萜烯類、醇類、酮類、酯類、烯烴類、烷烴類等10 余類化合物。

碰碰香精油主要化合物種類數及相對百分含量見圖2。

圖2 碰碰香精油主要化合物種類數及相對百分含量

由圖2 可知，萜烯類化合物種類數最多，有43種，占總精油相對百分比為34.62%；酮類11 種，占總精油相對百分比為45.82%，酯類有9 種，占總精油相對百分比為4.98%；醇類有6 種，占總精油相對百分比為3.24%，烯烴類、烷烴類、醛類、酸類、酚類、醚類及其他類化合物種類較少，相對含量也較低，均不超過1%。

2.2 萜烯類化合物組成和香型特征

萜烯類化合物是碰碰香精油中分析鑒定出種類最多的化合物。

碰碰香精油中萜烯類化合物香型特征匯總見表2。

表2 碰碰香精油中萜烯類化合物香型特征匯總

結合已有文獻、化合物百科等網上查詢，已查詢到24 種萜烯類化合物有特征香氣，其中D -檸檬烯相對百分含量18.58%，這與2013 年孔維維等人[7]的研究結果較為接近，D -檸檬烯的香氣在碰碰香特征香型中表現直觀，確實是碰碰香植株中含量較高的致香成分。另外，由表2 可知，碰碰香中的(+)-4-蒈烯、順式-p- 薄荷-1(7),8- 二烯-2- 醇、反式-p-薄荷-2,8-二烯醇、α -蒎烯等相對百分含量也較高，單組分均超過1%，其余萜烯類化合物雖然相對百分比較低，但是各自獨有的香氣特征也豐富了碰碰香甜濃的蘋果香型特征。

2.3 酮類化合物分析

酮類化合物雖然種類沒有萜烯類和醇類的多，含量卻非常高，主要是因為酮類化合物包含了精油中含量相對最高的組分5α -雄甾烷-3,17-二酮，相對百分含量31.49%，現有碰碰香研究并未見到鑒定出高含量甾體酮，研究第一次發現，可能跟樣品前處理與SDE 的精油提取方法有關。此外，稠環酮的含量也比較高，順-2,4b,8,8-四甲基-反式-2,10a-全氫稠環-12- 酮和3,3,4,5,5,8- 六甲基-2,3,5,6- 四氫稠環-1,7- 二酮相對百分比分別為5.51%和4.29%。

3 結論

采用SDE 法提取碰碰香精油后，經GC-MS 分析鑒定后化合物種類86 種，其中萜烯類化合物種類43種，占精油總成分34.62%，其中D -檸檬烯等特征成分含量高。應用SDE 法首次在碰碰香中鑒定出大量天然甾體酮，相較于SPME-GC-MS 或者水蒸餾法，SDE 法是提取碰碰香精油更為有效、易操作、重復性好的一種方法。

碰碰香的常見用途目前還比較有限，人們對其的了解還只限于作為一種園藝盆栽植物，只限于觀賞、除甲醛、簡單烹飪食用及外敷，經過研究的分析鑒定，碰碰香精油中的天然甾體酮和D -檸檬烯含量較高，且萜烯類化合物種類豐富，總相對百分含量高，有利于碰碰香在醫藥保健、香精香料、食品添加劑、食品風味劑等方向的拓展開發。

碰碰香精油提取技術主要采用的是碰碰香鮮葉，下一步研究可探索不同樣品前處理（新鮮樣品、冷凍干燥樣品、烘干磨碎樣品） 后精油的成分變化，也可進一步探索各品質成分的分離與提純工藝，為碰碰香資源充分利用與深度開發提供參考依據。