香脂冷杉精油化學成分研究

楊 孔，蘇科巧，寧迪梅，李 婷，蘇 敏**

1.大理農林職業技術學院 工程學院，大理 671003；2.彌渡縣人民醫院，云南 大理 675600；3.滇西應用技術大學 健康科技學院，云南 大理 671009

香脂冷杉(AbiesbalsameaL.Mill.)隸屬于松科冷杉屬植物，是美國北部和加拿大的重要樹種，主要用于木材、景觀、生態樹種[1]。研究表明，冷杉屬植物含有大量的植物精油，具有獨特的香氣，可用于殺菌和凈化空氣；冷杉屬植物精油在日用醫藥、化妝品和食品行業中應用廣泛[2]。香脂冷杉精油主要成分β-蒎烯可作為一種天然的殺螨劑，精油在低溫(≤4 ℃)時致死率可達100%，溫度 20 ℃ 時殺螨效果降為50%，低溫增強了精油的功效[3]。此外，香脂冷杉精油還具有抗氧化、清除自由基的能力和抑制酶的活性[4]。目前，對香脂冷杉葉精油的化學成分的研究報道較少。本研究通過氣相色譜-質譜(GC-MS)聯用技術進行成分分析，結合保留時間、CAS號、匹配度和保留指數進行確認化學成分的種類及含量，以期為香脂冷杉的開發與應用提供參考。

1 實驗部分

1.1 材料與儀器

香脂冷杉精油(Doterra，葉蒸餾)，于2022年1月在多特瑞中國官方網站購買(樣品存放于大理農林職業技術學院工程學院)。精油用分析純的環己烷(阿拉丁公司)溶劑配制為 1 mg/mL 溶液，并使用聚醚砜針式過濾器(0.25 μm)過濾，裝到色譜分析瓶中備用。7890A GC/5975C MS 型氣相色譜-質譜聯用儀(配有電子電離源EI)(美國Ailent Technologies公司)。

1.2 GC-MS分析方法

色譜柱HP-5 MS柱，載氣為氮氣，流速 1.5 mL/min。進樣口溫度為 240 ℃，1.0 μL 的樣品自動進樣，后不分流。程序升溫：起始溫度 50 ℃，保持 2 min，以 5 ℃/min 的速度升溫至 220 ℃，保持 10 min，后運行至 250 ℃，保持 1 min，通過計算保留指數(Retention index，RI)進行確認[5]。保留指數(RI)由正構烷烴C9-C30的GC-MS數據，經公式計算得到[6]。

2 實驗結果

采用GC-MS對香脂冷杉精油化學成分進行分析與鑒定，通過指認匹配度大于80的化合物，結合保留時間和保留指數(RI)，分析化學成分的質量分數、結構類型、化學名稱、分子式、CAS號等，共計鑒定了35個化合物，鑒別率達到99.68%。香脂冷杉精油化學成分結構類型主要有芳香族類、單萜類、倍半萜類化合物，其中包括烷烴(2個)、烯烴(18個)、醛(3個)、酮(5個)、醇(2個)、酚(1個)、醚(1個)、酸(1個)、脂(2個)，詳見表1。香脂冷杉精油主要化學成分有(1R)-α-蒎烯、β-蒎烯、γ-萜品烯，質量分數分別為27.3%、29.2%、33.8%，占整個精油質量分數的90.3%；質量分數大于1.0%的化合物包括萜品油烯、長葉烯，質量分數分別為1.14%、1.61%；質量分數小于1.0%的化合物占精油質量分數的6.63%。通過文獻[7-8]對比發現，香脂冷杉葉精油中含有一些獨特成分，如2，5-二硝基苯甲酸、α-雪松烯、雪松-3(12)，4-二烯、β-雪松烯、Z，Z，Z-1，5，9，9-四甲基-1，4，7-環十一碳三烯、3，5-二叔丁基苯酚。采用色譜柱HP-5 MS進行分離，結果顯示α-蒎烯的R/S構型實現分離，詳見表1。Ross等[7]采用DB-5色譜柱進行分析，指認了香脂冷杉樹皮精油化學成分25個，其中主要成分為α-蒎烯(25.8%)、β-蒎烯(27.3%)、α-水芹烯(23.1%)和 檸檬烯(9.2%)。對比發現，樹皮精油和葉精油主要成分不同，共有成分有α-蒎烯、β-蒎烯、α-水芹烯、p-傘花烴、γ-萜品烯、萜品油烯、4-萜烯醇、α-松油醇、乙酸冰片酯、長葉烯、石竹烯、β-紅沒藥烯等，共計12個化合物。樹皮精油特有的化合物包括檀烯、三環烯、α-側柏烯、α-莰烯、莰烯、檜烯、月桂烯、3-蒈烯、檸檬烯、冰片、α-萜品烯、松油烯-4-乙酸酯、β-水芹烯，共計13個化合物。葉精油特有化學成分包括對二甲苯、樟腦、松莰酮、異松莰酮、桃金娘烯醛、4，6，6-三甲基二環[3.1.1]庚-3-烯-2-酮、2-異丙基-5-甲基茴香醚、4-異丙基苯甲醛、胡椒酮、茴香醛、(+)-α-長葉蒎烯、(+)-環苜蓿烯、(+)-苜蓿烯、Z，Z，Z-1，5，9，9-四甲基-1，4，7-環十一碳三烯、3，5-二叔丁基苯酚、杜松烯、鄰苯二甲酸二丁酯、α-雪松烯、雪松-3(12)，4-二烯、β-雪松烯，共計20個化合物。此外，不同型號色譜柱分析的樣品共同成分之間保留時間存在一定差異，可通過CAS號、分子式、相對分子質量、匹配度等鑒定化學成分。

表1 香脂冷杉精油GC-MS成分分析

3 總結與討論

采用GC-MS對香脂冷杉精油化學成分進行分離與鑒定，通過保留時間、CAS號、匹配度、保留指數共計鑒定35個化合物，涉及芳香族類(0.58%)、單萜類(96.07%)、倍半萜類(3.03%)化合物，其中包括烷烴(0.23%)、烯烴(96.13%)、醛(0.43%)、酮(0.33%)、醇(1.22%)、酚(0.08%)、醚(0.59%)、酸(0.07%)、脂(0.60%)，所占含量詳見圖1。通過此GC-MS的儀器方法，HP-5色譜柱分析樣品鑒別率高，未被鑒定部分僅占總精油成分的0.32%，該方法可以推廣到更多的植物精油成分分析，結合保留指數的鑒定，可保證鑒定的準確性，提高成分分析的可信度。

從香脂冷杉精油化學成分分析中發現4，6，6-三甲基二環[3.1.1]庚-3-烯-2-酮、2-異丙基-5-甲基茴香醚、4-異丙基苯甲醛、Z，Z，Z-1，5，9，9-四甲基-1，4，7-環十一碳三烯、3，5-二叔丁基苯酚等大部分植物揮發油中含量較少的特殊化學成分。分析其原因，可能是：香脂冷杉葉精油中化學成分豐富，具有較好的穩定性，在提取的過程中很多化學成分被保留下來，通過GC-MS分離與鑒定得到了這些特殊的成分。此外，通過正構烷烴(C9-C30)的測定結果，計算保留指數，進一步與國內外研究揮發油成分的保留指數進行比較。通常認為，保留指數數值差異范圍可以是計算值±30，故實際計算的結果與參考文獻的結果存在一定范圍的差異。香脂冷杉中少量的特殊成分的保留指數沒有找到相應參考文獻做支撐，但按照保留指數的計算公式把實際的結果算出，供更多研究者參考。國內外研究香脂冷杉葉精油化學成分相對較少，通過系統的分析，本文首次在國內報道香脂冷杉葉精油的詳細化學成分，以期為香脂冷杉的開發與應用提供一定的參考。