基于頂空氣質(zhì)聯(lián)用法研究梔子花中揮發(fā)性成分

嚴(yán)志宏 頓珠次仁 占秀秀 拉巴扎西 周翔

（1.江西中醫(yī)藥大學(xué)，江西 南昌 330004；2.西藏藏醫(yī)學(xué)院；3.西藏自治區(qū)藏醫(yī)院，西藏 拉薩 850000）

梔子花（Gardenia jasminoides），常見(jiàn)的為白色或黃色，有濃郁香味，龍膽目茜草科植物山梔子的花，中國(guó)大部分地區(qū)都可種植，花期一般為5-7月，別名雀舌花、野桂花、黃梔子等，中國(guó)八大香花之一，其性寒、味甘苦，能夠清肺止咳、涼血止血。梔子還是中國(guó)衛(wèi)生部公布的第一批藥食兩用品，極具觀賞性、食用性與藥用性，得到大家不少的關(guān)注，當(dāng)代研究下發(fā)現(xiàn)梔子的各個(gè)部位均有應(yīng)用價(jià)值。梔子花、葉、根、果實(shí)化學(xué)成分有較大差異，目前，梔子應(yīng)用最廣泛的是梔子果。果實(shí)中的梔子苷具有緩解疼痛、保護(hù)肝臟、預(yù)防治療流感等功效，在臨床運(yùn)用甚多。從梔子果中提取出的梔子色素常常用于食物、藥品、染料，梔子色素種類也比較多，有黃色素、紅色素、藍(lán)色素等，黃色素的使用范圍最為廣泛。梔子葉能夠活血消腫、清熱解毒，近年來(lái)在食品產(chǎn)業(yè)上多有出現(xiàn)。藥用價(jià)值極高的梔子根則主要用于中藥研發(fā)方面。梔子花可提取出名貴的香料和精油，從梔子花中提取的精油有令人神清氣爽的香味，所以人們可將精油用作化妝品、香皂、香水等高檔產(chǎn)品的添加劑，安全綠色無(wú)毒。關(guān)于果實(shí)和梔子葉、根的研究已有很多文獻(xiàn)報(bào)道，而對(duì)梔子花的則比較少，因此文章利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)頂空氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)對(duì)干梔子花中揮發(fā)油成分進(jìn)行了定性定量分析，為梔子花日后的開(kāi)發(fā)利用提供一些科學(xué)依據(jù)。

1 儀器與試藥

Agilent7890A/5975C型氣相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）(美國(guó)安捷倫公司）；頂空儀（型號(hào)Agilent7697A美國(guó)安捷倫公司）；色譜柱為DB-5石英毛細(xì)管柱（0.25μmx250μmx30.0m）；MH-1000型1000mL可調(diào)式電熱套(北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司)；TG328A型萬(wàn)分之一電子天平(北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司)；離心機(jī)（上海安亭科學(xué)儀器廠）；精密鼓風(fēng)干燥箱（BPG-9070A，上海一恒科學(xué)儀器有限公司）。

無(wú)水硫酸鈉（分析純，天津市大茂化學(xué)試劑廠）；水蒸氣蒸餾裝置(自制)；蒸餾水（自制）；

干梔子花，產(chǎn)地為福建，貯存于陰涼、干燥處備用。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 揮發(fā)油的提取

常見(jiàn)的精油提煉方法有蒸餾法，擠壓法，浸漬法等。預(yù)實(shí)驗(yàn)后筆者采用了水蒸氣蒸餾法提取梔子花中的揮發(fā)油。先將梔子花在50℃恒溫干燥1h，粉碎，稱取100g的梔子花粗粉，置于揮發(fā)油萃取裝置中，加6倍量水，電熱套的功率設(shè)置為100W，恒溫加熱7小時(shí)，收集揮發(fā)油之后，用適量無(wú)水硫酸鈉干燥得淺黃色有芳香氣味精油，經(jīng)稱重為1.02g。用保鮮膜密封瓶口，以防揮發(fā)，冰箱4℃下保存，備用。

2.2 頂空進(jìn)樣GC/MS檢測(cè)條件

2.2.1 頂空進(jìn)樣條件。毛細(xì)管吸取梔子花揮發(fā)油，精密稱定0.1g，放入20mL頂空瓶密封并置于樣品盤(pán)；頂空樣品平衡時(shí)間為40min；分別設(shè)置樣品瓶加熱溫度、定量環(huán)溫度、傳輸線溫度見(jiàn)表1。

表1 梔子花頂空溫度條件

2.2.2 氣相色譜條件。HP-5毛細(xì)管柱型彈性色譜柱（0.25μm×250μm×30m）；載氣：高純氦氣，純度≥99.999%；柱流量1.0mL/min；進(jìn)樣量1.0uL，分流進(jìn)樣，分流比50∶1。進(jìn)樣口溫度為250℃，程序升溫條件∶初始溫度為40℃，保持2min，以10℃/min的速度升溫至250℃，保持2min，再以20℃/min的速度升溫至280℃，保持 1min[5]。

2.2.3 質(zhì)譜條件。EI離子源，電子能量70eV；離子源溫度為230℃；四級(jí)桿溫度為150℃；傳輸線溫度為280℃；全掃描模式；掃描范圍：m/z 50-500。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析

3.1 數(shù)據(jù)分析

梔子花揮發(fā)性成分經(jīng)HS-GC-MS進(jìn)樣分析所得數(shù)據(jù)經(jīng)OriginPro8科學(xué)繪圖軟件處理得總離子流圖，如圖1。由圖1可看出不同溫度條件下大部分峰出現(xiàn)在10min至15min左右。最佳條件90℃時(shí)，豐度最高的是在11.629min。

圖1 不同頂空溫度下的梔子花揮發(fā)性成分總離子流圖

分析獲得的HS-GC-MS數(shù)據(jù)，通過(guò)色譜數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，采用峰面積歸一化的方法測(cè)定各組分相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)?？傠x子流圖中各峰經(jīng)質(zhì)譜經(jīng)掃描后得到質(zhì)譜圖，結(jié)合人工譜圖分析，不同溫度條件下所分離的化學(xué)成分分別見(jiàn)表2、表3、表4、表5、表6，總離子流圖如圖1。最佳的溫度條件為90℃，檢測(cè)出的化學(xué)成分見(jiàn)表3，共測(cè)出38種化學(xué)成分，6種物質(zhì)的含量超過(guò)5%，其中右旋萜二烯（14.74%）、丁酸-1-乙烯基-1,5-二甲基-4-己烯基酯（13.25%）、環(huán)氧乙烷（12.45%）、芳樟醇（8.32%）、香葉基芳樟醇異構(gòu)體（6.91%）、丙烷（6.24%）、香橙烯（2.69%）、亞油酸（2.71%）占揮發(fā)油成分的65%以上。其中β-香葉烯、羅勒烯互為同分異構(gòu)體，1,2,3,4-四甲基苯和芳樟醇為常見(jiàn)的食品香料，作為添加劑廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)。

有文獻(xiàn)顯示，梔子花香氣成分與花期也有很大關(guān)系，將不同花期的梔子花應(yīng)用于梔子花茶的生產(chǎn)過(guò)程中，能夠賦予茶葉不一樣的味道以適應(yīng)不同人群的需求。文章所用梔子花均產(chǎn)自福建，為經(jīng)炮制的干燥藥材飲片。因此文章所述梔子花揮發(fā)油成分對(duì)于更加深入全面的研究?jī)H作為參考，不能包括所有梔子花品種。

3.2 結(jié)果分析

實(shí)驗(yàn)運(yùn)用頂空氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)，測(cè)定了不同溫度條件下梔子花中的揮發(fā)性成分，60℃時(shí)測(cè)出15種化學(xué)成分，70℃時(shí)測(cè)出20種化學(xué)成分，80℃時(shí)測(cè)出29種化學(xué)成分，90℃時(shí)測(cè)出38種化學(xué)成分，120℃時(shí)測(cè)出32種化學(xué)成分。五個(gè)溫度條件下測(cè)出的相同化學(xué)成分有芳樟醇、d-檸檬烯、β-香葉烯、α-金合歡烯、甲基丁香酚、萜品烯、馬兜鈴?fù)取Ｗ顑?yōu)條件為頂空90℃，與已報(bào)道的文獻(xiàn)相比，黃巧巧、蔣可志、馮建躍、陳關(guān)喜等人采用活性炭吸附絲吸附自然生長(zhǎng)狀態(tài)下活體梔子花的頭香方法，共鑒定梔子花頭香組分86種，主要成分為芳樟醇(43.0%)、β-香葉烯(8.3%)、苯甲酸甲酯(7.6%)[1]。甘秀海等人從梔子花精油中鑒定出了51種化學(xué)成分，占總峰面積的86.9%，主要成分為芳樟醇(21.09%)、莰烯(7.25%)、α－石竹烯(6.49%)、香葉醇(5.72%)、α－法呢烯(5.35%)等[4]；趙喜蘭、常陸林、任麗平建立梔子花揮發(fā)油的指紋圖譜測(cè)定分析方法中，以河南信陽(yáng)、河南漯河、江蘇淮安、江蘇無(wú)錫、安徽滁州、安徽淮南、湖北恩施、湖北武漢的樣品為基礎(chǔ)，發(fā)現(xiàn)了10個(gè)共有峰，分別為苯甲酸己酯、茉莉內(nèi)酯、羅勒烯、L-檸檬烯、苯甲酸甲酯、金合歡烯、惕各酸順-3-己烯酯、異戊酸順-3-己烯酯、β-香葉烯、芳樟醇[3]。對(duì)比參考文獻(xiàn)，不難發(fā)現(xiàn)梔子花揮發(fā)油中含量最多的是芳樟醇，而此次實(shí)驗(yàn)含量最多的是右旋萜二烯，與趙喜蘭等人研究的8個(gè)不同地區(qū)的梔子花揮發(fā)油指紋圖譜共有峰也僅有3個(gè)相同，分別是羅勒烯、β-香葉烯、芳樟醇。實(shí)驗(yàn)新測(cè)出的組分有喇叭茶醇、甲基丁香酚、順-α,α-5-三甲基-5-乙烯基四氫化呋喃-2-甲醇、丁酸-1-乙烯基-1,5-二甲基-4-己烯基酯、月桂烯醇、異龍腦、2-茨醇等。

表2 梔子花頂空60℃的揮發(fā)油成分及相對(duì)含量

表3 梔子花頂空70℃的揮發(fā)油成分及相對(duì)含量

表4 梔子花頂空80℃的揮發(fā)油成分及相對(duì)含量

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知梔子花的揮發(fā)性成分主要是萜類、烯類、醇類、酯類及一些脂肪酸，與已經(jīng)發(fā)表的相關(guān)文獻(xiàn)對(duì)比有所差異，關(guān)于梔子花揮發(fā)油的HS-GCMS分析，有文獻(xiàn)已經(jīng)檢測(cè)出50多種成分，而此次實(shí)驗(yàn)最佳溫度條件下僅得38種化學(xué)成分，分析比較可能是氣質(zhì)條件不一致或者梔子花種類不同導(dǎo)致的。

表5 梔子花頂空90℃的揮發(fā)油成分及相對(duì)含量

3.3 小結(jié)與討論

查閱已發(fā)表的文獻(xiàn)可知，梔子花具有極高的藥用價(jià)值和開(kāi)發(fā)前景。在食用方面，有涼拌梔子花、梔子蛋花、梔子花鮮湯、花茶、腌制蜜餞等多種食用方法。梔子花含有纖維素，能預(yù)防痔瘡的發(fā)作和直腸癌瘤的發(fā)生。李開(kāi)泉，陶華蕾等人發(fā)現(xiàn)梔子花含有豐富的維生素，且微量元素含量高于生梔子，維生素含量依次為維生素E＞維生素B2＞維生素B1＞維生素A[7]。其中維生素E和維生素B的含量較高，維生素E是人體內(nèi)不可或缺的營(yíng)養(yǎng)元素，與神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育和正常功能的保持有著密切的關(guān)系。梔子花中還含有人體必需的多種微量元素，其含量由高到低依次為鐵、鋅、錳、銅、鉬、鈷、硒、鍺。梔子花中除了有很多微量元素，還含有17種氨基酸，質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)7.3%，值得關(guān)注的是，其中7種是人體必需氨基酸，含量高達(dá)總量的36.6%.梔子花提取出的精油具有一定的抑菌作用，其天然氣味芳香，比市面上的抑菌劑產(chǎn)品更加適合人體使用。通過(guò)實(shí)驗(yàn)提取梔子花精油，并對(duì)精油做抗氧化實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明梔子花精油的抗氧化能力較強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中提取的梔子花揮發(fā)油也聞到明顯的清香味，對(duì)浸膏也進(jìn)行了濃縮。目前，梔子花在藥用和食用方面，還沒(méi)有推出可供人們使用的相關(guān)產(chǎn)品，有待進(jìn)一步探索，然而此研究為梔子花安全可靠產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供了一定的科學(xué)依據(jù)。

表6 梔子花頂空120℃的揮發(fā)油成分及相對(duì)含量