高婷婷，楊紹祥*，劉玉平，孫寶國

陳皮揮發(fā)性成分的提取與分析

高婷婷，楊紹祥*，劉玉平，孫寶國

（北京工商大學(xué)食品學(xué)院，食品風(fēng)味化學(xué)北京市重點實驗室，北京 100048）

采用頂空固相微萃取法和同時蒸餾萃取法提取陳皮中的揮發(fā)性成分，并利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用對其進行分離鑒定，共鑒定出8 9 種揮發(fā)性成分，其中烯烴類44 種、醇類10 種、醛類10 種、酚類8 種、酯類 7 種、酮類4 種、其他物質(zhì)6 種，兩種方法均鑒定出的揮發(fā)性成分有34 種。對陳皮香氣特征貢獻較大的主要有D-檸檬烯、γ-松油烯、2-崖柏烯、α-金合歡烯、對-傘花烯、α-蒎烯等。

陳皮；揮發(fā)性成分；頂空固相微萃?。煌瑫r蒸餾萃?。粴庀嗌V-質(zhì)譜法

陳皮為蕓香科柑橘屬植物橘及其栽培變種的干燥成熟果皮，是我國傳統(tǒng)的藥食同源的物品，具有理氣健脾、燥濕化痰的功效，用于胸脘脹滿，食少吐瀉，咳嗽痰多等癥[1]；主產(chǎn)于廣東、福建、四川、浙江、江西等地。陳皮的化學(xué)成分以黃酮類化合物和揮發(fā)油為主，此外還含有檸檬苦素類、生物堿類及微量元素等[2]?，F(xiàn)代藥理作用和臨床研究表明，陳皮在心血管系統(tǒng)、免疫、抗氧化、抗菌及抗腫瘤等方面也具有良好的藥用價值[3]。

陳皮揮發(fā)油的報道主要集中于利用水蒸氣蒸餾法[4]或超臨界CO2萃取法[5]對陳皮中的揮發(fā)性成分進行提取，或是對不同產(chǎn)地、不同品種、不同采收期以及不同貯藏年份的陳皮揮發(fā)性成分進行對比研究[6-7]；但是利用頂空固相微萃取（head-space solid-phase micro-extraction，HSSPME）法提取陳皮揮發(fā)油的報道還很少，利用同時蒸餾萃?。╯imultaneous distillation extraction，SDE）法提取更是鮮見報道。目前文獻中報道的陳皮揮發(fā)性成分主要是檸檬烯、松油烯、α-法呢烯、β-月桂烯、γ-欖香烯、傘花烴等。固相微萃取具有敏感、快速、操作簡便、樣品用量少、不用溶劑，可實現(xiàn)選擇性萃取，富集到的目標物能在氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）聯(lián)用上直接分析的特點；SDE具有萃取回收率較高、在連續(xù)萃取過程中可把物料中的痕量揮發(fā)性成分分離出來的優(yōu)點，它們均是提取食品中揮發(fā)性成分的有效方法。本實驗采用HS-SPME和SDE兩種方法提取廣陳皮的揮發(fā)性成分，并結(jié)合GC-MS聯(lián)用技術(shù)進行分離鑒定，期望對陳皮中的揮發(fā)性香成分進行全面了解，為陳皮的藥理作用研究、綜合利用和深加工提供科學(xué)依據(jù)和參考數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

陳皮，產(chǎn)地四川，購自北京同仁堂藥店；二氯甲烷（分析純） 國藥集團化學(xué)試劑有限公司；無水硫酸鈉（分析純） 北京化工廠；C6～C30正構(gòu)烷烴（色譜純）美國Supelco公司。

1.2 儀器與設(shè)備

7890N/5975C氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國安捷倫公司；75 μm Carboxen/PDMS（黑色）萃取頭、手動SPME進樣器 美國Supleco公司；同時蒸餾萃取裝置 肯堡博美（北京）實驗器皿有限公司；DF-lO1S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器 鞏義市予華儀器責(zé)任有限公司。

1.3 方法

1.3.1 HS-SPME提取陳皮中的揮發(fā)性成分

稱取在蒸餾水中浸泡30 min的陳皮5 g，剪成塊后置于15 mL固相微萃取樣品瓶中，在50 ℃恒溫水浴條件下平衡30 min，讓陳皮中的揮發(fā)性成分在頂空中達到平衡。將萃取頭置于GC-MS儀的氣相色譜進樣口中，在250 ℃條件下老化至無雜峰；然后將其插入已經(jīng)平衡好的樣品瓶的頂空部分，在50 ℃條件下吸附30 min，拔出萃取頭，置于氣相色譜進樣口中解吸附5 min。

1.3.2 SDE提取陳皮中的揮發(fā)性成分

將分析純二氯甲烷進行重蒸處理，取中間餾分待用。取陳皮40 g放入呈有200 mL去離子水和適量沸石的500 mL的圓底燒瓶中，置于同時蒸餾裝置的一端，油浴加熱，溫度控制在（120±1）℃。另取50 mL重蒸的二氯甲烷置于100 mL圓底燒瓶中，加入沸石，置于同時蒸餾裝置的另一端，恒溫水浴加熱，溫度控制在（52±1）℃，連續(xù)蒸餾萃取3 h。萃取結(jié)束后，將萃取液用無水硫酸鈉干燥，置于冰箱中冷凍脫水、過濾，濾液在50 ℃水浴條件下用Vigreux柱濃縮至約1.5 mL。

1.3.3 GC-MS分析條件

色譜條件：色譜柱為DB-WAX（30.0 m×250 μm，0.25 μm）；色譜柱起始溫度40 ℃，保持1 min，以3 ℃/min的速率升至120 ℃，保持2 min，以5 ℃/min 的速率升至230 ℃，保持3 min；載氣He，載氣流量1.0 mL/min。采用HS-SPME進行萃取時，分析采用不分流進樣；分析SDE所得濃縮物時，分流比5∶1，進樣量 1 μL。

質(zhì)譜條件：電子電離源；電子能量70 eV；離子源溫度230 ℃；四極桿溫度150 ℃；掃描模式Scan；掃描質(zhì)量范圍50～550 u；HS-SPME進樣時無溶劑延遲，SDE進樣時溶劑延遲5.0 min。

果樹管理人員對果樹進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整與修剪，可以有效的提升果實的產(chǎn)量與質(zhì)量。管理人員要根據(jù)果樹的相關(guān)培育技術(shù)，采用科學(xué)的方法對其進行修剪，可以實現(xiàn)增產(chǎn)增效的作用。通常情況下，果樹長常見的有短減法、環(huán)切法、拿枝法等，果樹管理人員在果樹的修剪當(dāng)中，要嚴格執(zhí)行相關(guān)技術(shù)要點進行作業(yè)，只有做到科學(xué)修剪、合理修剪才能夠促進果樹更好的增長。

1.3.4 正構(gòu)烷烴保留時間的確定

取0.2 μL C6～C30正構(gòu)烷烴的正己烷溶液，在1.3.3節(jié)所示的GC-MS條件下進行分析，得到C6～C30正構(gòu)烷烴的保留時間，用于保留指數(shù)的計算。

1.4 定性定量分析

定性分析：揮發(fā)性成分的定性以質(zhì)譜、保留指數(shù)定性為主，同時結(jié)合人工解析質(zhì)譜圖進行確定。

定量分析：采用峰面積歸一化法進行簡單定量，求得各揮發(fā)性成分的相對含量。

2 結(jié)果與分析

兩種方法萃取得到的揮發(fā)性成分經(jīng)GC-MS分析，通過計算保留指數(shù)、檢索NIST 11L譜庫以及人工解析質(zhì)譜圖進行定性，得到的質(zhì)譜總離子流圖見圖1，鑒定結(jié)果見表1。

圖1 陳皮揮發(fā)性成分的總離子流圖Fig.1 Total ion chromatogram of volatile components extracted from tangerine peel

由表1可看出，從陳皮中共鑒定出89 種揮發(fā)性物質(zhì)，其中鑒定出烯烴類44種（其中萜烯類化合物有30多種），醇類10 種，醛類10 種，酚類8 種，酯類7 種，酮類4 種和其他物質(zhì)6 種。SDE萃取物經(jīng)GC-MS分析鑒定出60 種成分，占色譜總流出的89.34%，其中相對含量較高的有D-檸檬烯（56.20%）、γ-松油烯（7.29%）、2-崖柏烯（3.96%）、α-蒎烯（2.50%）、對-傘花烯（1.97%）、萜品油烯（1.73%）、α-萜品醇（1.29%）、γ-依蘭油烯（1.20%）、2-甲氧基-4-乙烯基苯酚（1.02%）和α-金合歡烯（1.01%）。HS-SPME萃取物經(jīng)GC-MS分析鑒定出63 種成分，占色譜總流出的97.33%，其中相對含量較高的有D-檸檬烯（53.43%）、

表1 陳皮揮發(fā)性成分及相對含量Table 1 Volatile components and their relative contents in tangerine peel

續(xù)表1

這兩種方法共同鑒定出的成分有34 種，主要包括：α-蒎烯、β-蒎烯、2-崖柏烯、D-檸檬烯、γ-松油烯、對-傘花烯、萜品油烯、α-古巴烯、δ-欖香烯、α-金合歡烯、α-古巴烯和圓柚酮等。同時烯烴類物質(zhì)的相對含量最高，SDE和SPME萃取物中分別達到80.73%和91.32%。而魏永生等[11]通過固相微萃取共鑒定出21 個組分，其中烯烴類物質(zhì)占總餾出的93.78%。

從鑒定出的揮發(fā)性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征來看，首先采用兩種方法分析得到的烯烴類物質(zhì)最多，主要包括單萜、倍半萜等萜烯類。其中D-檸檬烯含量最高，在兩種提取物中分別占56.20%和53.43%。其次醇類物質(zhì)也較多，但是SPME中只鑒定出了芳樟醇1 種，遠少于SDE萃取物中鑒定出的醇類數(shù)量；其中的主要原因可能與兩方面的因素有關(guān)，一方面是醇類物質(zhì)本身含量較低，采用固相微萃取的溫度要低于同時蒸餾萃取溫度，不利于醇類物質(zhì)的提取；另一方面是采用SDE進行提取時，原料在沸水中進行浸泡，有的烯烴可能會與水反應(yīng)生成了醇類。最后陳皮中酚類物質(zhì)種類也較多，其中鑒定出的含量較高的酚類有香芹酚、百里香酚等，陳皮的抗氧化和抑菌作用應(yīng)該與這些酚類物質(zhì)有一定的關(guān)系。

從鑒定出的揮發(fā)性成分的香氣特征來看，D-檸檬烯具有令人愉快的檸檬樣的香氣，無樟腦和松脂類氣味，其相對含量最高，分別達到56.20%、53.43%，是陳皮特征香味的代表化合物，這與文獻[11-18]報道是一致的，同時它的含量與陳皮的品質(zhì)有直接的關(guān)系。此外檸檬烯還具有抗菌作用，對肺炎雙球菌、甲型鏈球菌、金黃色葡萄球菌有很強的抑制作用，且有顯著的鎮(zhèn)咳和祛痰作用[19]。α-蒎烯具有特有的松木香氣，似松節(jié)油的氣味；β-蒎烯是特有的松節(jié)油香氣，干的木香或樹脂芳香；對-傘花烯具有強烈的、特有的、胡蘿卜樣的氣味；γ-松油烯具特有的檸檬香氣，微苦、辛香和柑橘樣的風(fēng)味；萜品油烯有清新的松木香氣；β-欖香烯具有新鮮植物的蠟質(zhì)氣息；α-金合歡烯有青香、花香并伴有香脂香氣。這些烯烴相對含量較高，且它們的閥值比烷烴低，它們對陳皮的香氣貢獻較大。

鑒定出的醇類中的α-萜品醇有丁香香氣，稀釋后有桃似的甜味；芳樟醇具有濃青帶甜的木青氣息，似玫瑰木香氣，香氣柔和，輕揚透發(fā)，不甚持久；2-甲基-3-丁烯-2-醇有特殊刺激性氣味；4-萜烯醇呈暖的胡椒香、較淡的泥土香和陳腐的木材氣息；這些醇類可以使陳皮的香氣協(xié)調(diào)。

壬醛有強烈的脂肪氣息，稀釋時具有橙子及玫瑰香調(diào)，具有脂肪及柑橘樣的風(fēng)味；癸醛有顯著的脂肪氣息，稀釋時可轉(zhuǎn)變成特殊的花香氣味，強烈的柑橘-玫瑰香氣和脂肪的、柑橘樣的味道；紫蘇醛有紫蘇、桂醛和枯茗醛等香氣味，為辛香香氣；這些醛類可以使陳皮的香氣透發(fā)。

2-甲氧基-4-乙烯基苯酚具有強烈香辛料、丁香和發(fā)酵似香氣；香芹酚有百里香油似的辛香和草香香氣；百里香酚有百里香油似的辛香和草香香氣；這些酚類對陳皮的辛香貢獻較大。

乙酸橙花酯具有十分甜的花香，橙花和玫瑰似的香氣，有蜂蜜和覆盆子樣風(fēng)味。乙酸香葉酯有清甜的香檸檬果香及甜潤的玫瑰、薰衣草樣香氣。水楊酸甲酯有特殊的冬青樣的氣味，味甜而辣。圓柚酮具有圓柚、柑橘、橙子的氣味，并帶有甜的果皮、木香香韻；反-β-紫羅酮具有柏木、覆盆子等香型香氣[20]。這些酯類、酮類與烯烴類中的D-檸檬烯共同構(gòu)成了陳皮的果香。

陳皮作為藥食兩用的原料，其藥效除了與已知的D-檸檬烯和酚類有關(guān)外，還應(yīng)該與鑒定出來的其他烯烴類物質(zhì)有關(guān)，因為鑒定出來的烯烴成分中多數(shù)含有手性中心，存在多個異構(gòu)體；而關(guān)于這些異構(gòu)體的藥效鮮見文獻報道，為了詳細了解陳皮的功效成分，值得從事相關(guān)研究的人員進行深入研究。

3 結(jié) 論

3.1 采用SDE和HS-SPME對陳皮中的揮發(fā)性成分進行提取，結(jié)合GC-MS分析共鑒定出89 種揮發(fā)性化合物，其中烴類44 種（其中萜烯類化合物有30多種），醇類10 種，醛類10 種，酚類8 種，酯類7 種，酮類4 種，其他6 種。

3.2 陳皮的揮發(fā)性成分多由萜烯類組成，其中D-檸檬烯是陳皮最主要的揮發(fā)性組分，含量在53%以上；除此以外，相對含量較高（1%）的還有有γ-松油烯（6.61%～7.29%）、α-蒎烯（1.56%～2.50%）、2-崖柏烯（3.96%～4.38%）、α-金合歡烯（1.01%～5.16%）、對-傘花烯（1.97%～2.31%）、萜品油烯（1.73%）、α-萜品醇（1.29%）、大根香葉烯（1.27%）等。

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Extraction and Analysis of Volatile Components of Tangerine Peel

GAO Ting-ting, YANG Shao-xiang*, LIU Yu-ping, SUN Bao-guo
(Beijing Key Laboratory of Flavor Chemistry, School of Food and Chemical Engineering, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China)

The volatile components of tangerine peel were extracted by either head-space solid-phase micro-extraction (HS-SPME) or simultaneous distillation extraction (SDE) and analyzed by gas chromatography-mass spectrometry (GCMS). Eighty-nine volatile constituents were identified, including 44 alkenes, 10 alcohols, 10 aldehydes, 8 phenols, 7 esters, 4 ketones and 6 other components. Thirty-four components were identified by both extraction methods. D-Limonene, γ-terpinene, 2-thujene, α-farnesene, p-cymene and α-pinene made greater contributions to the odor characteristics of tangerine peel.

tangerine peel; volatile components; head-space solid-phase micro-extraction (HS-SPME); simultaneous distillation extraction (SDE); gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)

TS207.3

A

1002-6630（2014）16-0114-06

10.7506/spkx1002-6630-201416022

2014-03-19

“十二五”國家科技支撐計劃項目（2011BAD23B01）

高婷婷（1989—），女，碩士研究生，研究方向為食品香料香精。E-mail：gaotingting715@163.com

*通信作者：楊紹祥（1985—），男，講師，博士，研究方向為香料化學(xué)。E-mail：yangshaoxiang@th.btbu.edu.cn