1.福建師范大學環(huán)境科學與工程學院 2.福建師范大學環(huán)境科學研究所

李麗麗1,2 王菲鳳1,2 吳春山1,2 謝蓉蓉1,2**

1 概述

花椒(Zanthoxylum bungeanum Maxim)是一種蕓香科花椒屬植物的果皮[1]，在我國是最常用的香辛料之一，全球的花椒屬植物大約有250種，分布于美洲、亞洲、非洲及大洋洲的熱帶等地區(qū)，而我國約45種花椒屬植物，種植面積和產量遙遙領先于其他國家。本屬植物中，大紅袍花椒(Zbungeanum Maxim)椒種在我國分布尤其廣泛，主要是以四川、陜西、山西等地區(qū)居多，其中以秦產大紅袍頗為出名，該椒種常作為中藥材和食用香辛料[2]。其主要成分有烯烴類、醇類、酮類、酯類和環(huán)氧類等多種結構類型小分子物質[3,4]。

近年來對秦產大紅炮花椒的成分分析研究較多，采用水蒸氣蒸餾法[5,6]、萃取法[7]、無水乙醚提取法[8]等。如樂微等[9]用石油醚熱浸法測定秦產大紅炮花椒揮發(fā)油的組成成分，主要成分有（Z）-6-十八烯酸（18.096%），1-甲基-4-（1-甲基乙基)-1,4-環(huán)己二烯（11.462%）和棕櫚酸（7.051%）等；楊瀟[10]等用水蒸氣蒸餾法測定大紅袍花椒揮發(fā)油的有效成分，主要成分有哪醇、水芹烯和月桂烯等；魏永生等[11]利用頂空固相微萃取—氣相色譜法中提取大紅袍花椒的主要成分及含量，分別為 B-月桂烯(21.41%)、苧烯(17.06%)和 B-水芹烯(10.60%)等萜烯類以及醇類或酯類化合物。在上述文獻中，提取大紅袍花椒揮發(fā)油的方法很多，但至今還沒有人利用常壓微波法提取秦產大紅袍花椒揮發(fā)油及其成分分析。常壓微波提取法是一種具有提取速度快、工藝簡單、產率高、耗時少、低污染特點的提取方法，在天然產物活性成分提取中應用廣泛[12,13]，但未見用于提取秦產大紅袍花椒揮發(fā)油，并對提取的成分進行含量分析的研究報道。本研究用常壓微波法提取大紅袍花椒的揮發(fā)油，利用GC—MS QP2010SE鑒定其揮發(fā)油的化學成分及含量。從環(huán)保角度上分析更有利于花椒產業(yè)資源利用發(fā)展，具有重要的現(xiàn)實意義。

2 實驗材料與方法

2.1 材料、儀器和試劑

2.1.1 材料

大紅袍花椒，產于陜西地區(qū)。

2.1.2 儀器與試劑

（1）GC-MS QP2010SE氣相色譜質譜聯(lián)用儀、FA2004分析電子天平、MAS-Ⅱ常壓微波合成儀、索式提取器；

（2）乙醚(AR)。

2.2 實驗方法

2.2.1 揮發(fā)油提取方法

將大紅袍花椒放入圓底燒瓶中，隨即放入設置好的常壓微波儀蒸餾3h。每隔0.5h觀看揮發(fā)油提取器體積變化，收集好的揮發(fā)油冷卻至室溫（約1h），再加入30 mL的蒸餾水和10 mL的乙醚，用乙醚潤洗提取器，以1s/d的速率讓液滴滴入量筒中。當油層快滴盡，打開活塞，待量筒中的油層揮發(fā)到僅存1～2 mL，然后用注射器取5 mL的乙醚清洗提取器支管，采用注射器吸取出在乙醚層中的中間液體，將萃取液用樣品瓶裝（低溫條件下密封保存），待用GC-MS鑒定。

2.2.2 分析方法

GC-MS檢測分析方法：開始用乙醚溶劑進樣1次，在相同的條件下進樣揮發(fā)油(編號1)；再次在相同的條件下進樣揮發(fā)油(編號2)。

揮發(fā)油色譜峰分析方法：通過對乙醚溶劑樣品和樣品檢測出的物質進行比較，篩選出大紅袍花椒揮發(fā)油的組成成分及相對含量。

2.2.3 色譜和質譜條件

氣相色譜條件：RTX-5MS彈性石英毛細管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；柱箱溫度：50℃保持1min，以10/min℃升至200℃；汽化室溫度：250℃；溶劑延遲時間：3min；進樣量：1μL；載氣：He；載氣流量：1mL/min；分流比：30∶1。

質譜條件：檢測電壓：0.8 kV；電子能量：70 eV；離子源(EI)；溫度：200 ℃；質量掃描范圍：29～800 amu。

3 實驗結果與討論

3.1 GC-MS檢測結果

GC-MS分析其總離子流色譜圖(TIC)如圖1所示。

圖1 常壓微波輔助法提取大紅袍花椒揮發(fā)油總離子流圖

從表1可知，秦產大紅袍花椒揮發(fā)油主要成分為：芳樟醇、乙酸芳樟酯、(-)-4-萜品醇、桉葉油醇、右旋萜二烯、alpha-松油醇、鄰異丙基甲苯、乙酸松油酯、3-亞甲基-6-(1-甲基乙基)環(huán)己烯、乙酸橙花酯、(E)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛、月桂烯、熏衣草醇、(Z)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛等。

圖2為大紅袍花椒揮發(fā)油23種成分的峰面積百分比圖。圖中表明，11號芳樟醇化合物所占百分比含量最大，為30.66%；其次為 19號乙酸芳樟酯（21.26%）和 14號(-)-4-萜品醇（12.94%）等。

表1 大紅袍花椒揮發(fā)油的化學成分及百分含量

圖2 大紅袍花椒揮發(fā)油的化學成分及峰面積百分含量

3.2 討論

采用常壓微波提取，GC-MS分離得到秦產大紅袍花椒揮發(fā)油共出23種化學成分，其中百分含量在1 %以上的化學物質有11種，占揮發(fā)油總化合物的94.64%；百分含量在5%以上的有5種，占比總化合物的82.78%，含量從多到少依次為芳樟醇、乙酸芳樟酯、(-)-4-萜品醇、桉葉油醇，占比分別為：30.66%、21.26%、12.94%、9.58%。

不同提取方法得到的揮發(fā)油組成成分具有明顯差異，如孟慶君等[8]用水蒸氣蒸餾法提取分析揮發(fā)油的有效成分，主要有檸檬烯、月桂烯、芳樟醇，其含量所占百分比分別為20.2%、10.5%、4.5%；采用超臨界二氧化碳提取得到多烯酰胺 (13.1%)、檸檬烯(6.5% )、月桂烯(3.3%) 、芳樟醇(1.5%)等；無水乙醚提取法測得有效組分及含量分別為多烯酰胺(11.5%)、檸檬烯(1.1% )、月桂烯(0.5%)等。芳樟醇提取較難，本研究采取的常壓微波法對于秦產大紅袍花椒揮發(fā)油芳樟醇的提取含量最高，達30.66%，而在其他方法中，芳樟醇提取效率低于 5%。芳樟醇是香水、香皂生產中必不可缺少的原料，在醫(yī)療中，也具有良好的抗菌效果，可見其應用廣泛。本方法不僅在提取過程中分析出秦產大紅袍花椒所含的 23種重要成分，更值得關注的是，同其他提取方法對比，對芳樟醇的提取率顯著提高，利于花椒資源的深度開發(fā)和有效利用，提取方法環(huán)保，且低耗節(jié)能。

4 結論

GC-MS分析結果表明，常壓微波提取的秦產大紅袍花椒揮發(fā)油由 23種重要成分組成，其中，含量從高到低的前 3種主要成分為：芳樟醇30.66%、乙酸芳樟酯21.26%、(-)-4-萜品醇12.94%，其余成分含量都低于10%。

常壓微波法提取工藝簡單，耗時少，低污染，是易于花椒資源產業(yè)化深度開發(fā)和利用的新方法。

[1] 王寧, 巨勇, 王釗. 花椒屬植物中生物活性成分研究近況 [J]. 中草藥,2002, 33(7): 666-670.

[2] Seidemann J. World spice plants: economic usage, botany and taxonomy [M].Heidelberg : Springer-Verlag, 2005.

[3] Tirillini b Manunta a, Stoppini a m. Constituents of the essential oil of the fruits of Zanthoxylum bungeanum [J]. Planta Med, 1991, 57(1): 90-91.

[4] Yang xiaogen. Aroma constituents and alkylamides of red and green huajiao(Zanthoxylum bungeanum and Zanthoxylum schinifolium) [J]. JAgric Food Chem, 2008,56(5): 1689-1696.

[5] 郭治安, 趙景嬋, 謝志海. 氣相色譜-質譜聯(lián)用分析花椒揮發(fā)油的成分 [J].色譜, 2001, 19(6): 567-568.

[6] Qin chuanguang, Lu zhonge, Chen keqian. Chinese Journal of Chromatography, 1999, 17(1): 40-42.

[7] 黃森，劉拉平，賈禮．韓城大紅袍花椒揮發(fā)油化學成GC-MS分析 [J]．食品科學， 2006, 22(10): 334-336．

[8] 孟慶君, 李鳳飛. 不同提取方法對花椒提取物提取率和品質的影響 [J].中國食品添劑, 2011, 24(12): 113-117.

[9] 樂微, 吳士筠. 大紅袍花椒揮發(fā)油的提取及化學成分的氣相色譜-質譜分析 [J]. 食品科學, 2013, 34(2): 1-7.

[10] 楊瀟, 芮光偉, 蔣珍菊. 三種不同方法提取花椒揮發(fā)油中化學成分的GCMS/AMDIS比較分析 [J]. 中國調味品, 2014, 39(5): 118-121.

[11] 魏永生, 楊振, 鄭敏燕, 等. 大紅袍花椒揮發(fā)性成分的HS-SPME/GC/MS分析 [J]. 廣州化工, 2011, 39(4): 100-102.

[12] Liazid a, Palma m, Brigui j, et al. Investigation on phenolic compounds stability during microwave-assisted extraction[J]. Journal of Chromatography A, 2007, 1140(1/2): 29-34.

[13] Fang xinsheng, Wang Jianhua, Zhou hongying, et al. Microwave-assisted extraction with water for fast extraction and simultaneous RP-HPLC determination ofphenolic acids in Radix Salviae Miltiorrhizae [J]. Journal of Separation Science, 2009, 32(8): 2455-2461.