頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用分析黃果茄果實(shí)的揮發(fā)性成分

李學(xué)玲，張碧程，李 茜*

（1.云南省高校亞熱帶藥用食用生物資源開(kāi)發(fā)與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 普洱 665000；2.云南省高校民族醫(yī)藥資源研究東南亞國(guó)際合作重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 普洱 665000；3.普洱學(xué)院生物與化學(xué)學(xué)院，云南 普洱 665000）

黃果茄 (Solanum xanthocarpum)，系茄科茄屬植物，一些醫(yī)藥典籍和資料中也稱其為黃水茄、刺茄、刺天果、黃果珊瑚，農(nóng)村地區(qū)一般叫野茄果、黃打破碗、大苦果、馬刺等。常見(jiàn)于村寨附近、田梗路旁、荒地及河流兩岸，一些較干旱處也有其身影，我國(guó)福建省、廣西省、云南省等地分布較多[1]。黃果茄果實(shí)中含有龍葵堿、澳洲茄堿、茄邊堿、綠原酸、咖啡酸、脂肪油及甾醇類、薯蕷皂甙元、灰分和部分礦質(zhì)元素等[2]。黃果茄是一種常見(jiàn)的味苦、辛、性溫的中草藥藥材，主要選取它的根部、葉、果實(shí)和種子作藥[3]。有除風(fēng)祛濕、清熱解毒、止咳化痰、去熱鎮(zhèn)痛的作用，可以用來(lái)治療睪丸炎，感冒時(shí)發(fā)熱頭痛、咳嗽，風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎，傷口化膿，牙疼，及心臟病等癥。

黃果茄的藥用價(jià)值是值得肯定的。根據(jù)所查閱資料顯示，我國(guó)對(duì)黃果茄的研究方向不僅僅局限于醫(yī)藥、保健方面，在農(nóng)業(yè)及生態(tài)方面，黃果茄果實(shí)原粉提取物中的滅螺成分研究也有一定成就。目前我國(guó)發(fā)表的黃果茄的研究文獻(xiàn)還比較少，主要是提取黃果茄中的生物堿有效成分，以及滅螺效果的試驗(yàn)和研究。徐興建等[4]用溶劑萃取法對(duì)提取黃果茄植物原粉，然后進(jìn)行純化分離，測(cè)定其分子量，以湖北釘螺為對(duì)象，采用不同的施藥方法對(duì)原粉的滅螺效果進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果表明黃果茄中滅螺有效成份的相對(duì)分子質(zhì)量為722，對(duì)湖北釘螺有很好的殺滅作用，是很好的滅螺劑。齊超等[5]將黃果茄果實(shí)原粉提取分離提純后，與化學(xué)滅螺藥物混合使用，并把對(duì)其有效成分浸殺釘螺和斑馬魚(yú)進(jìn)行了活性試驗(yàn)測(cè)定，結(jié)果表明原粉提取物含有抑殺釘螺高活性的生物堿，有效滅螺效果好，并對(duì)魚(yú)等非靶標(biāo)物顯示毒性低的生物效應(yīng)。黃雪英等[6]從黃果茄果實(shí)中分離純化出一種分子式為C39H64O11N的化合物，該化合物中含有澳洲茄堿骨架，實(shí)驗(yàn)證明這種化合物具有滅螺效應(yīng)，相比同類型植物滅螺劑，所需劑量低，效果更高。李娟娟等[7]從黃果茄果實(shí)中提取并分離純化的3種新生物堿SXⅠ、Ⅱ、Ⅲ，推定含有澳洲茄堿骨架，但這3種生物堿又是不同于澳洲茄堿和邊緣茄堿的新化合物，使用浸泡法將生物堿與氯硝柳胺聯(lián)用，有提高抑螺效果的作用。國(guó)外的研究方向相對(duì)國(guó)內(nèi)來(lái)說(shuō)更寬泛，Jan Farzana Gul等[8]對(duì)SXS1培養(yǎng)濾液進(jìn)行LC/MS分析，發(fā)現(xiàn)有對(duì)羥基苯甲酸、二氮雜苷元、生長(zhǎng)素、楊梅素和咖啡酰-d-葡萄糖存在。接種SXSP1顯著提高玉米植株的葉綠素和類胡蘿卜素含量、根和莖長(zhǎng)、植株鮮重和干重、過(guò)氧化氫酶和過(guò)氧化物酶活性、脯氨酸、酚類物質(zhì)、黃酮類化合物和相對(duì)含水量。Urmila Aswar等[9]試驗(yàn)得出SXE可有效預(yù)防絕經(jīng)后癥狀。黃果茄葉提取物對(duì)DEN誘導(dǎo)肝癌具有抗損傷以及明顯的肝保護(hù)作用，該提取物還具有抗脂質(zhì)過(guò)氧化、增強(qiáng)抗氧化防御系統(tǒng)和抗腫瘤作用；黃果茄中綠原酸與其他植物成分聯(lián)用，對(duì)糖尿病有一定的治療作用。但這些研究的發(fā)表年份都比較早，近十年來(lái)關(guān)于黃果茄的文獻(xiàn)資料更是屈指可數(shù)，對(duì)黃果茄其揮發(fā)性成分的研究尚未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道。

在此基礎(chǔ)上，試驗(yàn)以黃果茄果實(shí)為研究對(duì)象，采用頂空固相微萃取技術(shù)，對(duì)黃果茄果實(shí)中的有效揮發(fā)性成分進(jìn)行富集，再結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)行檢測(cè)，將結(jié)果根據(jù)相關(guān)資料和文獻(xiàn)對(duì)譜圖進(jìn)行人工解析，能夠?yàn)楹罄m(xù)黃果茄的深入研究和開(kāi)發(fā)利用提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器試劑

實(shí)驗(yàn)所用的黃果茄果實(shí)樣品，采自云南省普洱市景東縣，采取黃果茄鮮果后，用流動(dòng)水清洗干凈再用超純水進(jìn)行淋洗，待表面水分干后切片進(jìn)行晾曬，曬干后粉碎，并過(guò)100目篩，干燥密封保存?zhèn)溆谩?/p>

氣質(zhì)聯(lián)用儀（P2020島津企業(yè)管理有限公司，QP2020），恒溫水浴鍋（上海一恒科學(xué)有限公司，HWS-12），電子天平（奧豪斯儀器 (常州)有限公司，EX125ZH）。

試驗(yàn)用水均為超純水；氯化鈉（天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司）為分析純?cè)噭?/p>

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 黃果茄果實(shí)提取物的制備

稱取5.0000g曬干粉碎的黃果茄果實(shí)樣品于20mL采樣瓶中，加入1.5000g NaCl于10.00mL蒸餾水中混勻，蓋緊瓶蓋后確認(rèn)其密封性，將采樣瓶置于60℃恒溫干燥箱平衡10min，然后將萃取頭插入采樣瓶中進(jìn)行頂空吸附40min，頂空吸附完成之后立即收回萃取頭，并插入氣相-質(zhì)譜聯(lián)用儀 (GC-MS)進(jìn)樣口處，于250℃條件下解析5min。

1.2.2 黃果茄果實(shí)提取物的GC-MS分析

GC條件：采用SH-Rxi-5Sl非極性毛細(xì)血管(30m×250μm×0.25μm)。程序升溫條件：初始溫度40℃，保持3min；然后以3℃/min的升溫速率升至180℃，保持2min，再以10℃/min的升溫速率升至260℃，保持5min；進(jìn)樣口溫度為250℃，不分流；載氣采用高純度的氦氣，載氣的流速1.0mL/min，進(jìn)樣時(shí)間1min。

MS條件：質(zhì)量掃描范圍m/z 30～450；四極桿的溫度為150℃；離子源的溫度為230℃；接口溫度為280℃；電壓350V，電子能量70eV；電子電離源；溶劑延遲1min。

1.2.3 化合物的鑒定

利用計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)工作站NIST標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖庫(kù)和Wiley譜圖庫(kù)，對(duì)黃果茄果實(shí)的樣品組分質(zhì)譜圖進(jìn)行對(duì)比檢索，達(dá)到匹配度大于80%的化合物，再結(jié)合文獻(xiàn)資料對(duì)黃果茄果實(shí)樣品質(zhì)譜圖進(jìn)行人工解析，確定黃果茄果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)的化學(xué)成分[10]。采用面積歸一化法，把被檢測(cè)出的黃果茄果實(shí)樣品中的揮發(fā)性物質(zhì)各個(gè)組分的峰面積與待測(cè)黃果茄果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)總的峰面積做比較，得出各個(gè)揮發(fā)性成分的相對(duì)百分含量[11]。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃果茄果實(shí)提取物質(zhì)成分的分析

采用固相微萃取結(jié)合氣相質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)黃果茄果實(shí)揮發(fā)性成分進(jìn)行檢測(cè)分析，其總離子流圖如圖1所示[12]。

去除出現(xiàn)的硅氧烷類化合物，選擇相似度大于80%作為化合物鑒定依據(jù)，利用峰面積歸一化法進(jìn)行定量分析，最終確定各揮發(fā)性組分的相對(duì)含量。檢測(cè)結(jié)果如表1所示。

黃果茄果實(shí)揮發(fā)性成分組成及相對(duì)含量如表1所示。黃果茄果實(shí)中共鑒定出22個(gè)化合物，按峰面積計(jì)算，其含量占比為黃果茄揮發(fā)性成分的99.98%。有醇類、醛類、酯類、酮類、烷類以及其他雜環(huán)類化合物。醛類化合物雖只有2種，但占比最高，達(dá)40.69%；酯類化合物含有10種，占32.70%；醇類化合物2種，占6.42%；烷烴類化合物4種，占6.04%；酮類化合物3種，占10.34%；其他化合物1種，占1.79%。分析結(jié)果表明醛類化合物是黃果茄果實(shí)中重要的揮發(fā)性物質(zhì)，苯甲醛的相對(duì)含量為30.04%，在所有鑒定出的化合物中占比最高。苯甲醛是工業(yè)生產(chǎn)中最常使用的芳香醛，有特殊的杏仁味可作為香料、香精使用。

表1 黃果茄果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)組成及相對(duì)含量表Tab.1 Composition and relative content of volatile substances in Solanum xanthocarpum

圖1 黃果茄果實(shí)揮發(fā)性成分GC-MS總離子流圖Fig.1 GC-MS total ion flow diagram of volatile components in Solanum xanthocarpum

除苯甲醛外，其他化合物相對(duì)含量都較低，其中的庚醛 (8.65%)可用于合成香料，也可用于制藥及橡膠制品的生產(chǎn)；水楊酸甲酯 (5.31%)有近似鹿蹄草的氣味，醫(yī)藥中可作為口腔藥和漱口水，食品中可作為香精添加使用，還可用于醫(yī)用殺蟲(chóng)劑、殺菌劑；異山梨酯 (6.19%)可作治療心絞痛和充血性心力衰竭的藥物。

黃果茄果實(shí)中亦存在部分相對(duì)含量不到5%的化合物：1-辛烯-3-醇可用于日化和食用香精，可以調(diào)配蘑菇和泥土味型香精，應(yīng)用于藥物可作為殺蚊制劑；1-辛烯-3-酮可作為原料合成高純度丁位葵內(nèi)酯，能制成香菇香精還可對(duì)飲料和食品賦予濃郁味道；苯甲醇用途較多，可作為定香劑、油脂溶劑、增塑劑、防腐劑，廣泛應(yīng)用于日化、醫(yī)藥、染料和香精的生產(chǎn)制造領(lǐng)域；苯酚可應(yīng)用于食品香精及煙用香精；十一烷可用于殺蟲(chóng)劑干洗劑等；3’,5’-二甲氧基苯乙酮可作為醫(yī)藥中間體；棕櫚酸異丙酯可用于醫(yī)藥和化妝品制造；2-壬烷酮可用于食品香精制備；硬脂酸甲酯可作為表面活性劑和潤(rùn)滑劑。

2.2 提取物質(zhì)的種類與含量分析

本試驗(yàn)中黃果茄果實(shí)的揮發(fā)性物質(zhì)共鑒定出6類化合物，相對(duì)含量由高到低排序?yàn)椋喝╊惢衔铮觉ヮ惢衔铮就惢衔铮敬碱惢衔铮就闊N類化合物＞其他雜環(huán)類化合物。黃果茄果實(shí)中的揮發(fā)性成分的總相對(duì)含量為99.98%，從圖2可以看出，醛類和酯類是黃果茄果實(shí)中相對(duì)含量較高的揮發(fā)性成分，醛類占總相對(duì)含量的40.69%、酯類化合物占總相對(duì)含量的32.70%。其他類化合物的揮發(fā)性成分相對(duì)含量較低，醇類化合物占6.42%，酮類化合物占10.34%，烷烴類化合物占6.04%，其他雜環(huán)類化合物占1.79%，四類化合物相對(duì)含量之和不到30%。

圖2 黃果茄果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)種類及相對(duì)含量分析圖Fig.2 Analysis chart of volatile matter types and relative contents in Solanum xanthocarpum

3 結(jié)論與討論

本實(shí)驗(yàn)采用的頂空固相微萃取技術(shù)，用量少、靈敏度高、高效、快速，將更廣泛地應(yīng)用于食品風(fēng)味、藥物安全多個(gè)領(lǐng)域的檢測(cè)，未知揮發(fā)性成分的測(cè)定，對(duì)于了解食品、動(dòng)植物檢驗(yàn)檢疫、藥品等的化學(xué)組成有很重要的意義[13]。

用頂空固相微萃取技術(shù)提取揮發(fā)性成分，進(jìn)行GC-MS檢測(cè)，結(jié)果表明黃果茄果實(shí)中揮發(fā)性物質(zhì)共22種，有醇類 (6.42%)、醛類 (40.69%)、酯類 (32.70%)、酮類 (10.34%)、烷烴類(6.04)%以及其他雜環(huán)類物質(zhì) (1.79%)共六類，其中相對(duì)含量最高的化合物為苯甲醛 (30.04%)，是黃果茄果實(shí)中主要的揮發(fā)性成分，可作香料、香精。酯類化合物有10種數(shù)量最多，也是黃果茄果實(shí)中揮發(fā)性成分的重要組成，除了作香精在食品中添加使用，更多的用于醫(yī)療用品和藥物。其他揮發(fā)性成分效用比較廣，大多數(shù)成分可作為香料用，應(yīng)用于食品中，賦予食品特殊的香味，日化中可用于皂類和化妝品類作定香劑，也可用于醫(yī)療和藥物使用；有些成分可用作殺蟲(chóng)劑、滅菌劑，用來(lái)殺菌滅蚊蟲(chóng)；有的還可作化工溶劑、潤(rùn)滑劑、增塑劑、防腐劑應(yīng)用于化工產(chǎn)業(yè)等等。

文中僅對(duì)黃果茄成熟果實(shí)的進(jìn)行了檢測(cè)分析，對(duì)于不同成熟階段的黃果茄果實(shí)揮發(fā)性成分分析，還需要進(jìn)行更深層次的研究探討。雖然黃果茄果實(shí)中揮發(fā)性成分作用廣泛，但大多數(shù)含量甚微，由于現(xiàn)在的經(jīng)濟(jì)水平和條件，無(wú)法真正將黃果茄果實(shí)中這些有效成分應(yīng)用于規(guī)?；a(chǎn)中，還需要不斷地進(jìn)行試驗(yàn)和研究。