緬梔子花朵揮發(fā)性成分的全自動熱脫附-氣相色譜-質(zhì)譜分析

張雯雯，鄭 華*，張 弘 ，李 坤

(中國林業(yè)科學(xué)研究院資源昆蟲研究所，國家林業(yè)局資源昆蟲培育與利用重點實驗室，云南 昆明 650224)

緬梔子花朵揮發(fā)性成分的全自動熱脫附-氣相色譜-質(zhì)譜分析

張雯雯，鄭 華*，張 弘 ，李 坤

(中國林業(yè)科學(xué)研究院資源昆蟲研究所，國家林業(yè)局資源昆蟲培育與利用重點實驗室，云南 昆明 650224)

采用全自動熱脫附-氣相色譜-質(zhì)譜(ATD-GC-MS)聯(lián)用技術(shù)，對動態(tài)頂空密閉循環(huán)吸附捕集的緬梔子花朵的揮發(fā)性成分進(jìn)行分析檢測，并用峰面積歸一化法測定其相對含量。結(jié)果表明：在檢出的77.31%的揮發(fā)性成分中，醛類含量最高約占29.5%，其次是醛的衍生物醛肟(24.99%)，此外還有腈類(5.34%)、烷烴(3.68%)、芳香烴(1.42%)、醚類(4.64%)、萜烯類(6.67%)和醇類(1.67%)；除醛類中有多種屬香料成分外，檸檬烯(萜烯類)和苯乙醇(醇類)也具有特殊香氣。

緬梔子；揮發(fā)性成分；全自動熱脫附-氣相色譜-質(zhì)譜(ATD-GC-MS)

Abstract：An automatic thermal desorption-gas chromatography-mass spectrometric (ATD-GC-MS) system was applied to analyze the volatile composition of the fresh flowers ofPlumeria rubraLinn. cv. Acutifolia based on dynamic head-space closed cyclic adsorption sampling. The quantification of volatile compounds was carried out using area normalization method. The sum of the relative contents of identified volatile compounds in the fresh flowers ofPlumeria rubraLinn. cv. Acutifolia was 77.31%,and among them, aldehydes were the most predominant group of compounds, with a relative content of 29.5%, followed by oximes(24.99%), derivatives of aldehydes, and nitriles (5.34%), alkanes (3.68%), aromatic hydrocarbons (1.42%), ethers (4.64%),terpenes (6.67%) and alcohols (1.67%) were also included. Besides some of the identified aldehydes, the compounds responsible for the characteristic aroma ofPlumeria rubraLinn. cv. Acutifolia flowers also consist of limonene belonging to the group of terpenes and phenyl ethanol belonging to the group of alcohols.

Key words：Plumeria rubraLinn.cv.Acutifolia；volatile；automatic thermal-desorption gas chromatography-mass spectrometry (ATD-GC-MS)

緬梔子(Plumeria rubraLinn.cv.Acutifolia)為夾竹桃科的落葉小喬木，又名蛋黃花[1]，其花瓣潔白，花心淡黃，極似蛋白包裹著蛋黃，因此民間多稱為雞蛋花。緬梔子的花朵可提取香料，制造高級化妝品、香皂和食品添加劑[2]。緬梔子花可作為一種茶飲料來開發(fā)利用，云南和廣西、廣東的一些地方民間采集鮮花曬干后，用作保健茶，俗稱雞蛋花茶，有治熱下痢、潤肺解毒之功效；新鮮的花朵還可以當(dāng)作食材烹調(diào)成美食[3-5]。緬梔子的樹皮能入藥，可以清熱解毒，潤肺止咳。

緬梔子花的化學(xué)成分是雞蛋花酸、苷類及揮發(fā)油[6-7]，對緬梔子花化學(xué)成分的研究多采用水蒸氣蒸餾或溶劑萃取[8-10]，所分析成分也為樣品溶劑萃取物的揮發(fā)物，并非活體植株上的緬梔子花朵的揮發(fā)性成分。本研究采用動態(tài)頂空密閉循環(huán)式吸附捕集法采集鮮緬梔子花朵的揮發(fā)性成分，力圖真實地反映嗅覺的“氣味”，此法已經(jīng)在水果香氣等方面得到應(yīng)用[11-15]；再利用全自動熱脫附-氣相色譜-質(zhì)譜(ATD-GC-MS)聯(lián)用技術(shù)，實現(xiàn)對其揮發(fā)性成分的分析鑒定，旨在闡明緬梔子花朵揮發(fā)性物質(zhì)的化學(xué)成分，為今后緬梔子的深度開發(fā)利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

緬梔子(紅色)活體植株鮮花，生長于云南省元江縣(23°19′～23°55′N，101°39′～102°22′E)境內(nèi)，由中國林業(yè)科學(xué)研究院資源昆蟲研究所元江試驗站(海拔400m)提供，采樣時環(huán)境溫度22～23℃，相對濕度70%。Tenax-GR吸附劑，進(jìn)口分裝，填充于美國Varian公司的玻璃管(φ6mm×160mm)中；采集袋(406mm×444mm微波專用袋) 美國Reynolds 公司。

1.2 儀器與設(shè)備

QC-1型大氣采樣儀(配有便攜式充電器和手提箱) 北京市勞動保護(hù)科學(xué)研究所；HT6890 型熱解吸儀活化定標(biāo)器 山東魯南瑞虹化工有限公司；Clarus 600氣相色譜/Clarus 600T質(zhì)譜聯(lián)用儀(配有TurboMatrix 650 全自動熱脫附(ATD)及TurboMass 5.4.2 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)) 美國Perkin Elmer公司。

1.3 方法

1.3.1 揮發(fā)性成分的捕集

采用文獻(xiàn)[16-17]報道的動態(tài)頂空密閉循環(huán)式吸附捕集法，將采集袋套在自然狀態(tài)下的帶有緬梔子花朵的枝條上，用大氣采樣儀排空袋內(nèi)原有氣體并泵入經(jīng)活性炭過濾的潔凈空氣，再密閉循環(huán)捕集緬梔子花朵的揮發(fā)性成分，樣品采集時間為20min。

1.3.2 熱脫附進(jìn)樣

載氣(恒流模式)流速：2.0mL/min；樣品管溫度(一級熱脫附溫度)：260℃，加熱10min；一級熱脫附過程中冷阱溫度：－30℃；一級至二級熱脫附過程中冷阱升溫速率：40℃/s；二級熱脫附溫度：300℃，保持5min；熱脫附方式：進(jìn)口分流，一般干吹，時間1min；脫附流量：2520mL/min；入口分流流量：1520mL/min；出口分流流量：20mL/min。

1.3.3 色譜分離條件

色譜柱：Elite-5 MS毛細(xì)柱(30m×0.32mm，0.25μm)；升溫程序：40℃保持2min，以6℃/min升至130℃，保持5min，再以15℃/min 升至280℃，保持5min。

1.3.4 質(zhì)譜檢測條件

離子源溫度220℃；接口溫度250℃；掃描速度：每次掃描時間0.2s，恢復(fù)時間0.1s；掃描質(zhì)荷比(m/z)范圍29～600。

1.3.5 譜圖檢索及成分鑒定

由ATD-GC-MS操作得到各樣品質(zhì)譜相對豐度圖及總離子流(TIC)圖。將TIC圖中各峰代表的化學(xué)信息利用專用軟件Xcalibur(版本1.4)和標(biāo)準(zhǔn)譜庫NIST02，結(jié)合經(jīng)典氣相色譜保留時間數(shù)據(jù)和相關(guān)化學(xué)經(jīng)驗，進(jìn)行緬梔子花揮發(fā)性成分中各化學(xué)組分的鑒定，并用峰面積歸一化法計算相對含量。

2 結(jié)果與分析

緬梔子花朵的揮發(fā)性成分總離子流(TIC)見圖1，成分檢測結(jié)果列于表1，表中僅列出正反匹配度(最大值分別為1000)均大于800的化合物。

圖1 緬梔子花朵揮發(fā)性成分總離子流圖Fig.1 TIC of volatile components ofPlumeria rubraL. cv. Acutifolia

表1 緬梔子花朵揮發(fā)性成分檢測結(jié)果Table 1 Identified volatile components and their relative contents inPlumeria rubraLinn. cv. Acutifolia flowers

由表1可見，緬梔子花朵的揮發(fā)性成分中共鑒定出77.31%的化合物，主要是醛及其衍生物，其他成分還有腈、烷烴、芳香烴、醇、醚和萜烯類。其中，醛類及其衍生物約占54.5%(醛肟約占24.99%)，烷烴占3.68%，芳香烴占1.42%，腈類占5.34%。緬梔子花的揮發(fā)性成分中主要含4種醛和3種醛肟類化合物，C8以下的2-甲基丁醛(15.60%)和己醛(2.23%)總含量高于C8以上的壬醛(5.43%)和癸醛(6.19%)，上述醛類化合物中有不少均屬于常見香料成分[18]，而所檢出的醛衍生物均為C8以下的醛肟，除2-甲基丙醛肟(3.72%)外，2-甲基丁醛肟(18.00%)和3-甲基丁醛肟(3.27%)等兩種醛肟的總含量超過20%，占鑒定出化合物成分總含量的1/4以上；揮發(fā)性成分中雖然含有兩種腈類，即2,3-二甲基丁二腈(4.32%)和鄰甲基異苯腈(1.02%)，但總含量在5%左右；萜烯類化合物檸檬烯(6.67%)也是常見的香料成分，韓明[8]檢測出雞蛋花中萜類化合物含量較高，并推測該類化合物是緬梔子花朵的主要香氣成分，但本研究檢出的萜烯類成分僅檸檬烯一種；烷烴(壬烷3.68%)和芳香烴(對繖花烴1.42%)總含量在5%左右；所檢出的醇類僅有苯乙醇(1.67%)一種芳香族醇類，該物質(zhì)具有清甜的玫瑰樣花香[18]；檢出的醚類化合物(二乙二醇丁醚4.64%)屬于一種羥基醚。也有報道認(rèn)為緬梔子花香味物質(zhì)中有較高含量的脂肪酸和酯類[9,19]，但在本研究中均未檢測到，這一方面是與取樣的方法有關(guān)，本研究捕集的是活體緬梔子植株未受損傷的花朵的揮發(fā)性成分而不是離體花朵甚至其粉碎物的溶劑萃取物，另一方面也可能與緬梔子的產(chǎn)地和測定條件等有關(guān)系。

3 結(jié) 論

3.1 本研究用全自動熱脫附-氣相色譜-質(zhì)譜(ATD-GCMS)聯(lián)用法對活體緬梔子花朵揮發(fā)性成分進(jìn)行分離鑒定，表明其花朵的揮發(fā)性成分中，超過總含量一半以上的物質(zhì)屬于常見的香料用醛類及其衍生物醛肟，其他成分中的檸檬烯和苯乙醇也屬于具有特殊香氣的成分。

3.2 緬梔子花朵的揮發(fā)性成分中檢測到了腈類化合物，但總含量只在5%左右；烷烴、芳香烴和醚類化合物各檢出一種且含量均較低。本研究中未檢測到其他報道(非活體植物)認(rèn)為含量較高的脂肪酸和酯類。

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Volatile Composition Analysis of the Fresh Flowers ofPlumeria rubraLinn. cv. Acutifolia by Automatic Thermal Desorption-Gas Chromatography-Mass Spectrometry

ZHANG Wen-wen，ZHENG Hua*，ZHANG Hong，LI Kun
(Key Laboratory of Cultivation and Utilization of Resource Insects, State Forestry Administration,Research Institute of Resource Insects, Chinese Academy of Forestry, Kunming 650224, China)

O629.6；R284

A

1002-6630(2010)18-0236-03

2010-05-11

中國林業(yè)科學(xué)研究院資源昆蟲研究所基本科研專項(Riricaf 200903Z)

張雯雯(1985—)，女，碩士研究生，主要從事林產(chǎn)化學(xué)加工工程研究。E-mail：zhangwenwen1105@163.com

*通信作者：鄭華(1971—)，男，副研究員，博士后，主要從事天然生物資源化學(xué)加工及可持續(xù)綜合開發(fā)利用研究。E-mail：hua-zheng@sohu.com