王道平，潘衛(wèi)東

(貴州省中國(guó)科學(xué)院天然產(chǎn)物化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽(yáng) 550002)

側(cè)柏葉香味成分SPME-GC/MS分析

王道平，潘衛(wèi)東

(貴州省中國(guó)科學(xué)院天然產(chǎn)物化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽(yáng) 550002)

本研究采用固相微萃取氣質(zhì)聯(lián)用儀（SPME/GC/MS）測(cè)定黔產(chǎn)側(cè)柏葉香味成分。采用70 μm PDMS的萃取纖維頭，在50 ℃下對(duì)2g新鮮樣品頂空萃取20 min后進(jìn)行GCMS分析。結(jié)果表明：鑒定出57種化學(xué)成分,占揮發(fā)性化學(xué)成分的99.74%。本法具有簡(jiǎn)便、快速、準(zhǔn)確、樣品量小等特點(diǎn)，適用于側(cè)柏葉香味成分的快速測(cè)定，是對(duì)柏樹(shù)生長(zhǎng)狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)的一種有效手段。

側(cè)柏葉；香味成分測(cè)定；固相微萃取；氣相色譜/質(zhì)譜

側(cè)柏為柏科側(cè)柏屬植物Platycladus orientali（Li） Franco,常綠喬木，又稱(chēng)柏香樹(shù)、香柏，是我國(guó)特產(chǎn)樹(shù)木，分布極廣，北起內(nèi)蒙古、吉林，南至廣東及廣西北部；人工栽培范圍幾遍全國(guó)。是優(yōu)良的園林綠化樹(shù)種,資源十分豐富[1]。我國(guó)傳統(tǒng)中醫(yī)學(xué)認(rèn)為，柏樹(shù)發(fā)出的芳香氣體具有清熱解毒、燥濕殺蟲(chóng)的作用，可祛病抗邪，培養(yǎng)人體正氣。現(xiàn)代研究表明，側(cè)柏對(duì)二氧化硫、氯氣、氯化氫等有毒氣體具有中等抗性，吸滯粉塵的性能較強(qiáng)。中醫(yī)以嫩枝、葉、種仁入藥。枝葉有涼血、止血之功效。主治吐血、鼻衄、便血、尿血及慢性氣管炎。其主要成分為萜烯類(lèi)物質(zhì)。這些天然物質(zhì)不僅能殺滅細(xì)菌、病毒，凈化空氣，而且具有松弛精神、穩(wěn)定情緒的作用。人們吸入柏樹(shù)的香味后，可使血壓下降，大腦血流量減少，抑郁情緒得到緩解。有些國(guó)家開(kāi)展森林療法，讓癌癥病人到柏樹(shù)林中去休閑娛樂(lè)，多數(shù)患者精神狀態(tài)改善，有的還消除了化療引起的惡心嘔吐反應(yīng)。而山林中彌漫的大量負(fù)氧離子，則能夠提高人體免疫機(jī)能，調(diào)節(jié)呼吸和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的功能，素有空氣維生素之譽(yù)[2-3]。

目前中藥香味成分常規(guī)提取方法是水蒸氣蒸餾法，其所需的樣品量較大且周期長(zhǎng)。固相微萃取法（SPME）是一種無(wú)溶劑、快速、簡(jiǎn)便的樣品前處理與富集技術(shù)，在植物香味成分萃取方面具有很好的應(yīng)用前景[4]。該研究采用固相微萃取（SPME）與氣相色譜質(zhì)譜（GC/MS）聯(lián)用對(duì)側(cè)柏葉香味成分進(jìn)行了分析測(cè)定。該法所需樣品量小、分析時(shí)間短，適用于側(cè)柏葉等植物香味成分的鑒定。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與材料

Agilent5975C/6890 GC/MS氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國(guó)安捷倫公司)；手動(dòng)固相微萃取裝置(美國(guó)Supelco公司),萃取纖維頭為:70 μm PDMS。

藥材鮮品于2011年03月采自貴陽(yáng)市藥用植物園內(nèi),經(jīng)鑒定為側(cè)柏Platycladus orientali的葉子。

1.2 SPME 過(guò)程

取不同部位側(cè)柏葉剪碎，取約2.0 g，置于15 mL固相微萃取儀采樣瓶中,插入裝有70 μm PDMS纖維頭的手動(dòng)進(jìn)樣器,在50℃左右頂空萃取保持20 min取出,快速移出萃取頭并立即插入氣相色譜儀進(jìn)樣口(溫度250 ℃)中,熱解析3min進(jìn)樣。

1.3 GC-MS 測(cè)定條件

色譜柱為Zebron ZB-5MSI 5% Phenyl-95%DiMethylpolysiloxane (30 m×0.25 mm×0.25 μm)彈性石英毛細(xì)管柱，柱溫40 ℃（保留2min），以4 ℃/min升溫至200 ℃，氣化室溫度250 ℃；載氣為高純He(99.999%)；柱前壓7.62psi,載氣流量1.0 mL/min；不分流進(jìn)樣，延遲時(shí)間：1min。

離子源為EI源；離子源溫度230 ℃；四極桿溫度150 ℃；電子能量70 eV；發(fā)射電流34.6 μA；倍增器電壓1052V；接口溫度280 ℃；質(zhì)量范圍20～450 amu。

2 實(shí)驗(yàn)方法與結(jié)果

本研究考察了SPME 條件（包括萃取涂層類(lèi)型、萃取溫度、樣品量和解析時(shí)間等）對(duì)側(cè)柏葉中主要香氣成分的影響，確定了最佳SPME條件。

2.1 SPME 涂層種類(lèi)

分別選擇了 100 μm PDMS、70 μm PDMS、PA三種涂層纖維對(duì)目標(biāo)組分進(jìn)行萃取，同時(shí)還對(duì)不同SPME涂層對(duì)所有組分的總峰面積的影響進(jìn)行了考察，最后確定采用70 μm PDMS涂層纖維進(jìn)行SPME提取。

2.2 萃取溫度和時(shí)間

在不同萃取溫度（20～60 ℃）的系列實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)在室溫至50 ℃之前，樣品總峰數(shù)隨萃取隨溫度的增加而明顯增加，但當(dāng)溫度增加到50 ℃時(shí)，色譜峰數(shù)穩(wěn)定，綜合考慮各組分的萃取結(jié)果，最終選定的萃取溫度為50 ℃。并在此萃取溫度下考察了萃取時(shí)間（10～40 min）對(duì)香味成分的影響，結(jié)果表明，萃取時(shí)間為20 min 時(shí)即有最佳效果。

2.3 樣品量的選擇

本研究還考察了樣品量（0.5～3.0 g）的影響。結(jié)果表明，樣品量為2.0 g 時(shí)，即可滿(mǎn)足測(cè)定要求。

2.4 SPME/GC/MS 測(cè)定

按上述實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到側(cè)柏葉香味成分總離子流色譜圖,見(jiàn)圖1。對(duì)總離子流圖中的各峰經(jīng)質(zhì)譜計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)系統(tǒng)檢索及核對(duì)Nist2005和Wiley275標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖 ,確定了57種側(cè)柏葉揮發(fā)性化學(xué)成分,用峰面積歸一化法測(cè)定了各化學(xué)成分在香味成分中的相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù),結(jié)果見(jiàn)表1。

圖1 側(cè)柏葉香味成分總離子流色譜圖像Fig. 1TIC of the volatile compounds in leaves of Platycladus orientali

3 結(jié) 論

(1) 從側(cè)柏葉全草中萃取分離出61個(gè)成分，鑒定了其中的57個(gè)成分,已鑒定成分占揮發(fā)油總峰面積的99.74%,還有4個(gè)微量成分因含量極低、背景干擾的原因未能定性。已鑒定主要成分為單萜、倍半萜及脂肪烴類(lèi)等，相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高的是檜烯（29.59%），α-側(cè)柏酮（16.43%），α-乙酸葑酯（7.55%），L-葑酮（7.55%）、α-蒎烯（7.02%），β-月桂烯（5.87%），乙酸龍腦酯（4.25%），β-側(cè)柏酮（3.12%）等。對(duì)側(cè)柏樹(shù)葉的香氣起著決定性的作用。萜類(lèi)化合物是存在于植物界的一類(lèi)化合物 其生物活性是多方面的,并且是某些中藥的主要有效成分。如在側(cè)柏葉揮發(fā)油中的主要萜類(lèi)化合物檜烯、α-側(cè)柏酮、α-乙酸葑酯、L-葑酮、α-蒎烯、β-月桂烯等活性有效成分,具有止血 鎮(zhèn)咳祛痰、擴(kuò)張支氣管、抑菌、抗腫瘤、抗氧化等多種藥理作用。丁子香酚、對(duì)聚傘素具有抗菌、殺蟲(chóng)、殺真菌作用[5]。

(2) 由于側(cè)柏樹(shù)生長(zhǎng)本身是一動(dòng)態(tài)環(huán)境，其年齡、生理狀態(tài)、空間分布、季節(jié)性、土壤、光照等等的變化,均能影響它的香氣物質(zhì)的組成[6-7]。本文樣品前處理方法采用SPME技術(shù)，與其他常用揮發(fā)性化學(xué)成分提取技術(shù)相比[8]，SPME具有簡(jiǎn)便、快捷、經(jīng)濟(jì)安全、分析樣品使用量少、對(duì)被測(cè)樣品選擇性高、溶質(zhì)更易洗脫、幾乎無(wú)空白值、重現(xiàn)性好等特點(diǎn),對(duì)這種動(dòng)態(tài)環(huán)境下的樣品進(jìn)行檢測(cè)是一種較好的前處理方法。與GC/MS 聯(lián)用可以作為側(cè)柏葉香氣成分檢測(cè)及其質(zhì)量評(píng)價(jià)。

表1 側(cè)柏葉的揮發(fā)性化學(xué)成分Table 1The chemical components of volatile compounds in leaves of Platycladus orientali

(3) 側(cè)柏葉中大量具有生物活性的單萜和倍半萜化合物，是該藥用植物活性物質(zhì)基礎(chǔ)的一個(gè)部分,通過(guò)SPME-GC/MS法，快速、準(zhǔn)確對(duì)揮發(fā)性物質(zhì)的組成定性，依據(jù)這些香氣成分相對(duì)含量的變化,為柏樹(shù)害蟲(chóng)的綜合治理提供一些參考數(shù)據(jù)，對(duì)于開(kāi)發(fā)利用這一資源具有一定的適用價(jià)值。

[1] 高 靜,單鳴秋,丁安偉,等.柏科藥用植物研究進(jìn)展[J].中藥材,2008,31(11):1765-1769.

[2] 王承南.我國(guó)木本藥用植物開(kāi)發(fā)利用發(fā)展思路[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),2011,31(3):71-75.

[3] 李克家,王復(fù)華.側(cè)柏資源的利用價(jià)值與開(kāi)發(fā)前景[J].陜西林業(yè)科技,1998,(1):27-29.

[4] 趙國(guó)有,殷斌志.固相微萃取(SPME)技術(shù)及其進(jìn)展[J].中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志,1999,9(4):315-319.

[5] 蔣繼宏,李曉?xún)?chǔ),高甜惠.幾種柏科植物揮發(fā)物質(zhì)及抗腫瘤活性初步研究[J].福建林業(yè)科技,2006,33(2):52-57.

[6] 郝德君,張永慧,戴華國(guó),等.氣相色譜/質(zhì)譜法分析柏樹(shù)葉揮發(fā)油的化學(xué)成分[J].色譜,2006,24(2):185-187.

[7] 杜紅巖,劉昌勇,李 欽,等.杜仲葉中3種主要活性成分含量的季節(jié)變化[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),2011,31(8):6-9.

[8] 仲利濤,劉 元.超臨界流體CO2萃取杉木心材精油工藝的研究[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),2012,32(1):198-200.

SPME-GC/MS analysis of fl avor compounds in leaves of Platycladus orientali

WANG Dao-ping, PAN Wei-dong
(The Key Labortary of Chemistry for Natural Product of Guizhou Province and Chinese Academy of Sciences, Guiyang 550002,Guizhou, China)

The fl avor compounds in leaves ofPlatycladus orientalihave been determined by using solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry (SPME-GC/MS). The optimal SPME condition was achieved by using PDMS extraction fi ber head,with 2.0 g of the powdered sample, at 50℃, headspace extraction for 20 min by SPME, and then identif i ed by GC/MS. The results show that 57 compounds were identif i ed, which accounted for 99.74% of the total fl avor components. Compared with traditional steam distillation, the present method have features of more simple, rapid and less sample-demanding and can be used for the fast analysis of fl avor compounds in leaves ofPlatycladus orientali.

leaves ofPlatycladus orientali; determination of fl avor compounds; SPME; GC-MS

S791.38

A

1673-923X(2012)09-0135-03

2012-06-21

科技部973前期專(zhuān)項(xiàng)課題（2009CB526512）；“貴州中藥民族藥研制創(chuàng)新能力建設(shè)”項(xiàng)目（黔科合院所創(chuàng)能[2009]4010號(hào)）

王道平（1979-），男，貴州遵義人，助理研究員,從事天然產(chǎn)物化學(xué)分析工作，E-mail:wdp_7897@yahoo.com.cn

潘衛(wèi)東（1975-），男，江西婺源人，副研究員, 博士,碩士生導(dǎo)師,主要從事天然產(chǎn)物研究與開(kāi)發(fā)工作

[本文編校：吳 毅]