宋小蒙, 王洪新*,2, 馬朝陽(yáng),2, 寇興然,2, 賈啟海
(1.江南大學(xué) 食品學(xué)院,江蘇 無(wú)錫 214122;2.國(guó)家功能食品工程技術(shù)研究中心,江南大學(xué),江蘇 無(wú)錫 214122;3.赤水國(guó)禮金釵石斛發(fā)展有限公司,貴州 遵義564700)
金釵石斛(Dendrobium nobileLindl.)俗稱扁金釵、扁黃草,系蘭科石斛屬,是我國(guó)傳統(tǒng)名貴中藥材[1-2]。金釵石斛花花形俏麗,色澤鮮艷,主要生長(zhǎng)在貴州、四川、廣西、云南等地,具有很高的藥用價(jià)值,但產(chǎn)量較低且不易保存,因此價(jià)格昂貴。金釵石斛花揮發(fā)性成分所具有的特殊香氣,是評(píng)價(jià)石斛花品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)鐵皮石斛花、銅皮石斛花、球花石斛等揮發(fā)性成分進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)不同種類石斛花揮發(fā)性成分差異顯著,因此研究金釵石斛花揮發(fā)性成分很有必要。
植物揮發(fā)油傳統(tǒng)提取方法有水蒸氣蒸餾法(SD)、溶劑萃取法(SE)、壓榨法(MP)、同時(shí)蒸餾萃取法(SDE)等[3]。傳統(tǒng)方法操作便利、成本低廉,但提取過(guò)程需要大量萃取劑,且溫度較高,導(dǎo)致原料受熱分解,從而降低提取物價(jià)值。和傳統(tǒng)方法相比,固相微萃?。⊿PME)集采樣、濃縮、進(jìn)樣于一體,能夠與各種檢測(cè)儀器聯(lián)用,具有原料消耗少,采樣時(shí)間短,重現(xiàn)性好,無(wú)需萃取溶劑,可最大限度保護(hù)揮發(fā)性成分[4-5]等優(yōu)點(diǎn)。
作者采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜(SPME-GC-MS)聯(lián)用技術(shù)檢測(cè)金釵石斛花揮發(fā)性成分,并與SD法的提取效果進(jìn)行比較,為貴州金釵石斛花產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和品質(zhì)鑒定提供了一定依據(jù)。
金釵石斛花:由貴州省赤水國(guó)禮金釵石斛發(fā)展有限公司提供。干品去除花萼和花托,剔除腐敗、枯黃的花瓣,粉碎備用;正己烷:國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。
SCION SQ GC-MS氣質(zhì)聯(lián)用儀:美國(guó)BRUKER公司產(chǎn)品;固相微萃取 (SPME)進(jìn)樣器:美國(guó)SUPELCO公司產(chǎn)品。
1.3.1 固相微萃?。⊿PME)取樣將萃取頭在氣相色譜進(jìn)樣口老化,溫度260℃,載氣流量1 mL/min.將粉碎的試樣置于40 mL頂空瓶中,蓋上蓋子,插入萃取頭,60℃下邊加熱邊吸附30 min[6-12]。
1.3.2 SD法提取揮發(fā)性成分將金釵石斛花干燥樣品粉碎后,稱取20 g放入圓底燒瓶,按料液質(zhì)量體積比1 g∶20 mL加去離子水,搖勻、浸泡 20 min。用電熱套緩慢加熱至沸騰,并維持微沸5 h。用正己烷洗脫油狀物2次,充分搖勻后取油層。真空濃縮去除正己烷,得樣品。
1.3.3 GC-MS分析條件氣相色譜條件:DB-5ms色譜柱(30 m×0.25 um×0.25 mm),載氣 He,進(jìn)樣口溫度260℃,進(jìn)樣時(shí)間1 min,不分流。程序升溫:45℃保持3 min,以10℃/min速率升至80℃,再以5℃/min速率升至150℃,最后以12℃/min速率升至250℃,保持6 min。見(jiàn)表1。
表1 程序升溫條件Table 1 Conditions of temperature programming
質(zhì)譜條件:EI離子源,能量70 eV,離子源溫度200℃,接口溫度250℃,檢測(cè)器電壓200 V,溶劑延遲時(shí)間1.5 min,質(zhì)量掃描范圍m/z 33~400。
SPME和SD法提取的金釵石斛花揮發(fā)性成分的總離子流圖見(jiàn)圖1,應(yīng)用計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)信息檢索,共鑒定出69種化合物,其中固相微萃取占63種,水蒸氣蒸餾法占24種,分別占總揮發(fā)性成分的80.49%和54.92%。采用峰面積歸一化法確定各成分的相對(duì)百分含量。GC-MS分析數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。
圖1 金釵石斛花揮發(fā)性成分總離子流圖Fig.1 Total ion current chromatogram of volatile oil from flower of Dendrobium nobile Lindl.
固相微萃取[13-17]和水蒸氣蒸餾法得到揮發(fā)性成分差別較大,共鑒定出69種化合物,采用SPME法鑒定出63種化合物,而采用SD法僅鑒定出24種化合物,其中共同成分有2-呋喃甲醛、2-庚酮、苯甲醛、1-辛醇、芳樟醇、石竹烯、右旋大根香葉烯、雪松醇等。由表2可知,SPME法得到的揮發(fā)性成分種類較多,且質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.2%以下的揮發(fā)性成分也被收集,因此用SPME法代替SD法,既可以縮短時(shí)間,又能夠得到更全面的揮發(fā)成分。
表2 不同提取方法下石斛花揮發(fā)性成分種類和相對(duì)百分質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 2 Constituents and relative percentage contents of volatile oil from different extraction methods
不同種類石斛花揮發(fā)成分差異較大[18],作者鑒定出金釵石斛花揮發(fā)性成分主要為萜烯類及其衍生物,其中相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高的是檸檬烯(25.87%)、四氫檸檬醛(11.1%)、松油烯(8.80%)、2-呋喃甲醛 (6.51%)、3-己烯醇 (4.7%)、羅勒烯(2.32%)、甲酸己酯(2.12%)、乙酸葉醇酯(1.88%)等。這些成分具有獨(dú)特的香氣和藥理活性,己烯醇具有新鮮的青葉香氣;乙酸葉醇酯具有強(qiáng)烈的香蕉氣息;檸檬烯為單萜類化合物,有類似檸檬的香味,具有良好的鎮(zhèn)咳、祛痰、抑菌[19]和抑制腫瘤的作用[20];松油烯有松木樹(shù)脂似的氣息,是一種珍貴的香料和有機(jī)化工原料[21]。
根據(jù)文獻(xiàn)[22-24],不同種類石斛花的揮發(fā)性成分差別較大。鐵皮石斛花中相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高的有壬醛(9.21%)、2,3-脫氫-1,8-葉油素(4.39%)、二十五烷 (4.03%)、α-柏木醇 (3.69%)、 異土木香內(nèi)酯(3.65%)和 2,4-癸二烯醛(2.14%)等;銅皮石斛花中相對(duì)含量較高的有 2,4,4-三甲基二戊烯(11.17%)、5,5-二甲基-2-己烯 (11.12%)、石竹烯(6.47%)、異土木香內(nèi)酯(5.95%)、領(lǐng)苯二甲酸二乙酯(4.7%)、異長(zhǎng)葉烯(2.03%)和 2,2,4-三甲基-1-戊醇(4.23%)等;球花石斛花中相對(duì)含量較高的有亞油酸 (51.82%)、亞麻酸 (10.06%)、棕櫚酸(9.28%)、8-羥基-4,7-二甲基香豆素(4.73%)、硬脂酸(4.58%)、6,7-二甲基香豆素(3.08%)和二十五烷(2.02%)等。
續(xù)表2
金釵石斛花揮發(fā)性成分比較復(fù)雜,選用傳統(tǒng)提取方法常會(huì)導(dǎo)致含量相對(duì)較低的成分損失,對(duì)揮發(fā)油品質(zhì)影響較大。作者以金釵石斛花為原料,采用SPME-GC-MS聯(lián)用技術(shù)共鑒定出63種化合物,占揮發(fā)性成分的80.49%,主要為烯烴類、酯類、醇類、醛類等,其中質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高的有檸檬烯(25.87%)、四氫檸檬醛(11.1%)、松油烯(8.7%)、2-呋喃甲醛(6.51%)、甲酸己酯(2.12%)等。而SD法僅鑒定出24種化合物,含量較多的有亞油酸 (36.92%)、庚烷(7.69%),肉豆蔻酸(3.51%)等。 此外,通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn),鐵皮石斛花、銅皮石斛花、球花石斛花以及金釵石斛花揮發(fā)成分有較大差異。
采用SPME-GC-MS聯(lián)用技術(shù)首次從金釵石斛花中得到四氫檸檬醛、乙酸葉醇酯、羅勒烯、香茅醛、椰子醛等成分,同時(shí)建立了SPME-GC-MS快速獲取金釵石斛花揮發(fā)性成分的分析方法。實(shí)驗(yàn)表明SPME-GC-MS聯(lián)用技術(shù)在成分分析方面具有快速、穩(wěn)定、高效、全面的特點(diǎn),在此基礎(chǔ)上,可以進(jìn)一步研究其生理活性,對(duì)金釵石斛花產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和品質(zhì)的檢測(cè)具有指導(dǎo)意義。