鮮黃芪和干黃芪揮發(fā)性化學(xué)成分比較分析

徐懷德，周 瑤，雷 霆

(西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 楊凌 712100)

鮮黃芪和干黃芪揮發(fā)性化學(xué)成分比較分析

徐懷德，周 瑤，雷 霆

(西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 楊凌 712100)

采用同時(shí)蒸餾-萃取法提取，用氣相-色譜質(zhì)譜聯(lián)用法結(jié)合計(jì)算機(jī)譜圖檢索，對(duì)鮮黃芪和干黃芪揮發(fā)性化學(xué)成分進(jìn)行分析鑒定。結(jié)果表明：鮮黃芪和干黃芪揮發(fā)性成分的得率分別為0.64%、0.43%，鮮黃芪和干黃芪共鑒定出揮發(fā)性成分76種；二者的共有成分為正己醇、(E)-2-己烯-1-醇、正己醛、己-2-烯醛等11個(gè)化合物；鮮黃芪中鑒定出43種揮發(fā)性成分，主成分是正己醇、鄰二甲苯、(E)-2-己烯-1-醇、(E)-2-己烯醛、正己醛；干黃芪中鑒定出44種香氣成分，主成分是正己醛、正己醇、己-2-烯醛。干黃芪揮發(fā)性成分與新鮮黃芪揮發(fā)性成分相比較組成和相對(duì)含量存在著較大差異。

黃芪；揮發(fā)性成分；同時(shí)蒸餾-萃取法；氣相色譜-質(zhì)譜法

黃芪是豆科植物蒙古黃芪Astragalus membranaceus(Fisch.) Bge. var. mongholicus (Bge.) Hsiao或膜莢黃芪Astragalus membra-naceus (Fisch) Bge.的干燥根[1]，主要分布于我國(guó)北部和西南地區(qū)[2]。傳統(tǒng)中醫(yī)認(rèn)為黃芪具有補(bǔ)氣固表、利尿排毒、排膿、斂瘡生肌等功效，現(xiàn)代藥理研究表明，黃芪具有增強(qiáng)機(jī)體免疫功能，強(qiáng)心降壓、降血糖、利尿、抗疲勞等作用[3-4]。黃芪含有黃酮類、皂苷類和多糖等成分，具有很高的食療價(jià)值，也是保健食品加工用原料，是百姓經(jīng)常食用的純天然品，食用方便，可煎湯、煎膏、浸酒、入菜肴等，也有黃芪奶片、黃芪餅干、黃芪口香糖等加工產(chǎn)品。

前人對(duì)黃芪及其不同部位中的揮發(fā)性成分進(jìn)行了分析[5-7]，但未見(jiàn)鮮黃芪和干黃芪揮發(fā)性成分的比較分析。本實(shí)驗(yàn)對(duì)鮮黃芪和干黃芪揮發(fā)性成分進(jìn)行比較，以期為黃芪加工、質(zhì)量控制和標(biāo)準(zhǔn)制定提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

2009年10月采集陜西子洲縣種植的3年生黃芪植株，經(jīng)鑒定為豆科植物膜夾黃芪，符合《中國(guó)藥典》(2005版)相應(yīng)的要求。鮮黃芪：去凈根部泥土及地上部分，含水量為60%～70%左右；干黃芪：去凈根部泥土及地上部分，剪光須根，晾曬干，將根理直，扎成小把，放在通風(fēng)的地方曬至全干即成(含水量為10%～13%)。

二氯甲烷、氯化鈉、無(wú)水硫酸鈉等均為分析純。

2010型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國(guó)Finnigan公司；同時(shí)蒸餾-萃取裝置 自制。

1.2 黃芪揮發(fā)性成分的提取

1.2.1 鮮黃芪揮發(fā)性成分提取

采用同時(shí)蒸餾-萃取法(simulaneous distillation extraction，SED)。取100g鮮黃芪，將樣品破碎、打漿后迅速裝入2000mL圓底燒瓶，加入1000mL 2mol/L氯化鈉溶液，同時(shí)加入少量沸石，用電熱套加熱保持樣品微沸；另取50mL二氯甲烷置于100mL圓底燒瓶中，在水浴鍋上60℃加熱，同時(shí)蒸餾萃取4h。二氯甲烷萃取液經(jīng)無(wú)水硫酸鈉干燥后，加入10mg/100mL無(wú)水硫酸鈉置－20℃冰箱中過(guò)夜，趁冷過(guò)濾除去冰塊與硫酸鈉，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮除去二氯甲烷，放置4℃冰箱中備用。

1.2.2 干黃芪揮發(fā)性成分提取

采用SED法。取100g干黃芪，加入1000mL 2mol/L氯化鈉溶液浸泡12h，將樣品破碎、打漿后迅速裝入2000mL圓底燒瓶，其他操作按照1.2.1節(jié)中的鮮黃芪提取方法進(jìn)行。

1.3 GC-MS分析

色譜柱為HP-INNOWAX(30m×0.25mm，0.25μm)彈性石英毛細(xì)管柱；色譜條件：載氣高純氮?dú)?，流?.0mL/min；分流比80:1；進(jìn)樣口溫度250℃；程序升溫為初始柱溫60℃，保留2.5min，以5℃/min升至200℃，再以10℃/min升至240℃，保持8min。質(zhì)譜條件：EI離子源，70eV；離子源溫度200℃，傳輸線溫度230℃；質(zhì)量掃描范圍35～400u；發(fā)射電流100μA。

2 結(jié)果與分析

圖1 黃芪揮發(fā)性成分的總離子流圖Fig.1 Total ion chromatograms of volatile compounds in fresh and dried Astragali Radix

同時(shí)蒸餾-萃取法提取的鮮黃芪和干黃芪揮發(fā)油的總離子流圖見(jiàn)圖1，采用隨機(jī)Xcalibur工作站NIST 2002標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)自動(dòng)檢索各組分質(zhì)譜數(shù)據(jù)，參考文獻(xiàn)資料及標(biāo)準(zhǔn)譜圖對(duì)機(jī)檢結(jié)果進(jìn)行核對(duì)和確認(rèn)，黃芪相對(duì)含量經(jīng)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)按峰面積歸一化法計(jì)算得出，結(jié)果見(jiàn)表1。

通過(guò)同時(shí)蒸餾萃取，鮮黃芪的揮發(fā)性成分的得率為0.64%，干黃芪的揮發(fā)性成分的得率為0.43%，鮮黃芪中揮發(fā)性成分含量高于干黃芪。

由表2可知，鮮黃芪和干黃芪共鑒定出香氣成分76種，其中58 種組分是前人文獻(xiàn)中沒(méi)有報(bào)道的，這與植物性揮發(fā)油隨著土壤成分、氣候條件、生長(zhǎng)季節(jié)、生成年限、采收時(shí)間、儲(chǔ)運(yùn)情況、提取工藝、檢測(cè)方法等不同，組分與含量有一定差異[8]。黃芪揮發(fā)性成分主要類型成分烴、醛、醇等；二者的共有成分為正己醇、(E)-2-己烯-1-醇、正己醛、己-2-烯醛等11個(gè)化合物；一些成分為鮮黃芪或干黃芪所獨(dú)有。

鮮黃芪中鑒定出43種香氣成分，主成分是正己醇(27.50%)、鄰二甲苯(13.62%)、(E)-2-己烯 -1-醇(10.39%)、(E)-2-己烯醛(8.67%)、正己醛(5.40%)、乙苯(4.99%)、對(duì) -甲乙苯(4.51%)、間 -甲乙苯(2.76%)、(E,E)-2,4-癸二烯醛(2.12%)、1,2,4-三甲苯(1.94%)、己酸(1.47%)等，已鑒定成分占總揮發(fā)性成分的98.48%。

干黃芪中鑒定出44種香氣成分，主成分是正己醛(13.69%)、正己醇(9.67%)、己 -2-烯醛(9.24%)、(E,E)-2,4-癸二烯醛(3.26%)、1,2,3-甲氧基-5-(2-丙烯基)-苯(2.59%)、己基-環(huán)己烷(2.21%)、2-甲基-反萘烷(2.11%)、(E)-2-己烯-1-醇(2.02%)、1-甲基環(huán)1-己基酮(1.88%)、2-己基1-癸醇(1.67%)、油酸甲酯(1.39%)等，已鑒定成分占總揮發(fā)性成分的84.54%。

由表2可以看出，干黃芪揮發(fā)性成分與新鮮黃芪揮發(fā)性成分相比較組成和相對(duì)含量存在著較大差異。醇類化合物在干黃芪中與鮮黃芪相比，種類減少且相對(duì)含量降低，而醛類化合物的相對(duì)含量升高，變化明顯的正己醇相對(duì)含量降低而正己醛的相對(duì)含量升高，這可能是正己醇可經(jīng)脂肪氧化酶(LOX)作用轉(zhuǎn)化為正己醛[9]。干黃芪與鮮黃芪相比一些低沸點(diǎn)酸類、烯烴類、酮類物質(zhì)消失，同時(shí)諸如酯類化合物的形成，這可能是干燥過(guò)程中部分物質(zhì)之間發(fā)生了一系列的反應(yīng)，最后只有一部分原始香氣物質(zhì)能保存下來(lái)。由此說(shuō)明干燥過(guò)程是影響黃芪質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，為穩(wěn)定藥材質(zhì)量，需要對(duì)干燥溫度、干燥時(shí)間等因素進(jìn)行嚴(yán)格控制。

植物中的揮發(fā)性成分大多具有濃郁香味，可用來(lái)制造各種香精香料，添加于軟飲料、冰制食品、糖果、口香糖、調(diào)味料等[10]。此外，有的揮發(fā)性物質(zhì)中含有萜類、醇類、酚類等物質(zhì)[11-13]，具有抗氧化、抗菌活性，可應(yīng)用于食品的抗氧化及其防腐保鮮。黃芪揮發(fā)性物質(zhì)中的正己醛、正己醇、2-己烯醛等物質(zhì)是構(gòu)成黃芪豆腥味的重要成分[9]，黃芪中的正己醛含量與黃芪的產(chǎn)地以及生長(zhǎng)年限密切相關(guān)，并且與黃芪質(zhì)量評(píng)價(jià)的兩個(gè)重要指標(biāo)(黃芪甲苷以及多糖)的含量呈正相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明其揮發(fā)性成分在黃芪質(zhì)量評(píng)價(jià)中發(fā)揮重要作用[14]。

表1 黃芪揮發(fā)性化學(xué)成分鑒定Table 1 Identity of volatile compounds in Radix Astragali

續(xù)表1

表2 鮮黃芪和干黃芪揮發(fā)性成分化學(xué)分類Table 2 Chemical classification of volatile compounds in fresh and dried Astragali Radix

3 結(jié) 論

采用同時(shí)蒸餾-萃取法分別提取鮮黃芪和干黃芪揮發(fā)性成分，得率分別為0.64%和0.43%，鮮黃芪的得率略高于干黃芪的得率。從鮮黃芪和干黃芪的揮發(fā)性成分共鑒定出76種化學(xué)成分，其中，鮮黃芪揮發(fā)性成分中鑒定出43種化合物，干黃芪揮發(fā)性成分中鑒定出44種化合物，這些成分主要醇、醛、烴類物質(zhì)，但是干黃芪揮發(fā)性成分與新鮮黃芪揮發(fā)性成分相比較組成和相對(duì)含量存在著較大差異。

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Volatile Analysis in Fresh and Dried Astragali Radix

XU Huai-de，ZHOU Yao，LEI Ting
(College of Food Science and Engineering, Northwest A & F University, Yangling 712100, China)

Simultaneous distillation-extraction followed by gas chromatography-mass spectroscopy (GC-MS) analysis was conducted to analyze volatiles in fresh and dried Astragali Radix. The yield of volatile compounds from fresh and dried Astragali Radix was 0.64% and 0.43%, respectively. Totally 76 chemical components were identified and 11 compounds including 1-hexanol, (E)- 2-hexen-1-ol, hexanal, 2-hexenal were presented in both fresh and dry samples. Forty three compounds were identified in fresh sample and the major ones were 1-hexanol, (E)-2-hexen-1-ol, hexanal, (E)-2-hexenal, o-xylene ; 44 compounds were identified in dry sample and the major ones were hexanal, 1-hexanol, 2-hexenal. Significant difference was found in volatile types and concentrations in fresh and dry samples.

Astragali Radix；volatile compounds；simultaneous distillation-extraction；gas chromatography-mass spectroscopy (GC-MS)

TS207.3

A

1002-6630(2011)10-0171-04

2010-07-13

徐懷德(1964—)，男，副教授，本科，主要從事軟飲料、果品蔬菜貯藏與加工、天然產(chǎn)物提取研究。E-mail：xuhuaide@yahoo.com.cn