吹掃捕集-氣相色譜/質(zhì)譜法測(cè)定巴山箬竹葉中揮發(fā)性成分

汪 雨, 劉學(xué)鋒, 劉 聰, 任 敏

(1. 北京市理化分析測(cè)試中心，北京 100089； 2. 北京動(dòng)物園，北京 100044)

2011-10-23；

2012-02-15

科技部創(chuàng)新方法工作項(xiàng)目(2009IM033200)，科技部創(chuàng)新方法工作項(xiàng)目(2010IM040200)資助

汪 雨(1979～)，男(漢)，浙江湖州人，助理研究員，分析化學(xué)專業(yè)。E-mail:wyrain68@163.com

吹掃捕集-氣相色譜/質(zhì)譜法測(cè)定巴山箬竹葉中揮發(fā)性成分

汪 雨1, 劉學(xué)鋒2, 劉 聰1, 任 敏1

(1. 北京市理化分析測(cè)試中心，北京 100089； 2. 北京動(dòng)物園，北京 100044)

為了分離并鑒定大熊貓所食巴山箬竹葉中53種揮發(fā)性化合物，本研究將吹掃捕集進(jìn)樣技術(shù)與氣相色譜-質(zhì)譜法相結(jié)合，應(yīng)用于竹葉中揮發(fā)性組分的分析。所鑒定出的物質(zhì)中，以醇類(18種)、醛類(14種)和酮類(8種)為主，其他化合物為烯烴(6種)、酯類(3種)和雜環(huán)類(4種)。在所鑒定物質(zhì)的氣質(zhì)總離子流圖中，峰面積大于4 %的有乙醇(4.78%)、1-戊烯-3-醇(4.90%)、2-乙基呋喃(9.23%)、正己醛(9.07%)、4-己烯-1-醇(28.44%)、1-己醇(4.36%)、2-己烯-1-醇(5.62%)及2-己烯醛(18.28%)。

吹掃捕集；巴山箬竹；氣相色譜-質(zhì)譜法(GC/MS)；揮發(fā)性

大熊貓是我國(guó)國(guó)寶，以竹類植物為主要食物，其中巴山箬竹是人工圈養(yǎng)大熊貓喜食的竹種之一[1]。巴山箬竹(Indocalamusbashanensis)為竹亞科(Bambusoideaenee)植物，通過(guò)對(duì)巴山箬竹竹葉中揮發(fā)性成分的研究，可從竹葉揮發(fā)性成分方面研究大熊貓?jiān)谌∈巢煌穹N竹葉時(shí)的選擇標(biāo)準(zhǔn)，為研究大熊貓覓食行為提供科學(xué)的依據(jù)和基礎(chǔ)。

目前，竹葉揮發(fā)性成分的分析方法主要有同時(shí)蒸餾萃取、超臨界流體萃取、頂空-固相微萃取、超聲波萃取及水蒸氣蒸餾法與氣相色譜-質(zhì)譜法[2-8]。吹掃捕集進(jìn)樣技術(shù)是針對(duì)揮發(fā)性物質(zhì)的一種動(dòng)態(tài)頂空樣品富集技術(shù)，具有前處理簡(jiǎn)單、富集倍數(shù)高等特點(diǎn)，其與氣相色譜-質(zhì)譜法聯(lián)用在揮發(fā)性物質(zhì)的分析中應(yīng)用廣泛[9-12]。而吹掃捕集-氣相色譜/質(zhì)譜法在分析竹葉揮發(fā)性成分方面還未見報(bào)道。本研究利用吹掃捕集-氣相色譜/質(zhì)譜法定性分析巴山箬竹葉中的揮發(fā)性成分，并對(duì)所確定的化合物與文獻(xiàn)報(bào)道進(jìn)行比較[2-7]。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1主要儀器及試劑

DFT-50中藥粉碎機(jī)：溫嶺市林大機(jī)械有限公司產(chǎn)品；Eclipse 4660吹掃捕集自動(dòng)進(jìn)樣器：美國(guó)OI公司產(chǎn)品，配5 mL砂芯式吹掃管，10#捕集阱； 40 mL VOC棕色樣品瓶，內(nèi)襯有聚四氟乙烯膜螺旋蓋；QP2010 氣相色譜-質(zhì)譜儀：日本島津公司產(chǎn)品。

實(shí)驗(yàn)用水為超純水(電阻率≥18.3 MΩ·cm)；巴山箬竹竹葉：2011年采自陜西。

1.2儀器條件

1.2.1吹掃捕集條件 吹脫氣(高純氮?dú)?，流

速40 mL/min，吹掃時(shí)間11 min；10#捕集阱，解吸預(yù)熱溫度180 ℃，解吸溫度190 ℃，烘焙溫度220 ℃；解吸時(shí)間0.5 min，烘焙時(shí)間10 min；樣品加熱溫度40 ℃；閥溫110 ℃；傳輸線溫度110 ℃。

1.2.2氣相色譜條件 Rtx 502.2毛細(xì)管色譜柱(60 m×0.32 mm×1.8 μm)；汽化室溫度220 ℃，分流進(jìn)樣，分流比5∶1；柱箱溫度：初溫30 ℃，保持5 min，以10 ℃/min升至190 ℃，再以20 ℃/min升至250 ℃，保持3 min；柱前壓71.03 kPa。

1.2.3質(zhì)譜條件 電子轟擊(EI)離子源溫度200 ℃，接口溫度220 ℃，電子倍增器電壓1.02 kV，掃描速度660 u/s，質(zhì)量掃描范圍m/z45～350，掃描時(shí)間1～27 min。

1.3實(shí)驗(yàn)方法

將巴山箬竹竹葉樣品洗凈、自然風(fēng)干后，用中藥粉碎機(jī)將其粉碎。取2 g粉碎后的竹葉樣品于40 mL VOC棕色樣品瓶中，加入8 mL超純水，加蓋擰緊。在80 ℃水浴溫度下加熱30 min，然后按1.2條件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與討論

2.1分析結(jié)果

按上述實(shí)驗(yàn)條件和儀器條件分析得出氣相色譜-質(zhì)譜的總離子流圖示于圖1。NIST數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)化合物所確認(rèn)的巴山箬竹葉揮發(fā)性成分的化合物名稱、分子式、結(jié)構(gòu)式及總離子流圖的面積歸一法相對(duì)含量列于表1。

圖1 吹掃捕集-氣相色譜/質(zhì)譜法分析巴山箬竹葉樣品的總離子流圖Fig.1 The total ion current (TIC) chromatogram of volatile components from leaves of Indocalamus bashanensis by GC/MS

表1 巴山箬竹葉揮發(fā)性成分的分析結(jié)果

續(xù)表

序號(hào)tR/min化合物分子式匹配度/%含量/%4119．004苯乙烯Benzene?ethenylC8H8944219．4752，4?己二烯醛2，4?HexadienalC6H8O914319．8066?甲基?2?庚酮6?Methyl?2?heptanoneC8H16O914419．925庚醇HeptanolC7H16O904520．1191?辛烯?3?醇1?Octen?3?olC8H16O944620．2103，4，4?三甲基l?1?炔戊?3?醇3，4，4?Trimethyl?1?pentyn?3?olC8H14O904720．3503?辛醇3?OctanolC8H18O904820．5906?甲基?5?庚烯?2?酮6?Methyl?5?hepten?2?oneC8H14O894920．732(順)?3?己烯?1醇乙酯(Z)?3?Hexen?1?olacetateC8H14O2925021．060苯甲醛BenzaldehydeC8H14O2925121．408(反，反)?2，4?庚二烯醛(E，E)?2，4?HeptadienalC7H10O915221．8952，2，6?三甲基環(huán)己酮2，2，6?Trimethyl?cyclohexanoneC9H16O905322．502壬醛NonanalC9H18O94

本研究利用吹掃捕集-氣相色譜/質(zhì)譜法鑒定出巴山箬竹葉中53種揮發(fā)性成分，其中主要以醇類(18種)、醛類(14種)和酮類(8種)化合物為主，且這些化合物中烷烴結(jié)構(gòu)一般含有不飽和鍵；其他化合物為烯烴(6種)、酯類(3種)和雜環(huán)類(4種)；在定性分析的化合物中，TIC圖峰面積大于4%的化合物有乙醇(4.78%)、1-戊烯-3-醇(4.90%)、2-乙基呋喃(9.23%)、正己醛(9.07%)、4-己烯-1-醇(28.44%)、1-己醇(4.36%)、2-己烯-1-醇(5.62%)及2-己烯醛(18.28%)，這些化合物大多數(shù)屬于食品用天然等同香料(如1-戊烯-3-醇、2-乙基呋喃、1-己醇、4-己烯-1-醇、2-己烯-1-醇等)，不僅對(duì)巴山箬竹葉香氣形成具有重要的影響，而且可能也是決定大熊貓取食的因素之一。

2.2與其他方法的比較

吹掃捕集進(jìn)樣技術(shù)與其他前處理方法相比，如同時(shí)蒸餾萃取、水蒸氣蒸餾法、超臨界流體萃取及超聲波萃取法等，其突出優(yōu)點(diǎn)是在分析過(guò)程中不會(huì)造成強(qiáng)揮發(fā)性組分的損失。如針對(duì)碳數(shù)≤5的化合物，文獻(xiàn)[2]采用水蒸氣蒸餾法只檢出1種、文獻(xiàn)[3]采用同時(shí)蒸餾萃取法未檢出，文獻(xiàn)[4]采用水蒸氣蒸餾法檢出2種，文獻(xiàn)[5]采用水蒸氣蒸餾法只檢出3種，文獻(xiàn)[6]采用超臨界流體萃取法未檢出，文獻(xiàn)[7]采用超聲波萃取法未檢出。

本實(shí)驗(yàn)定性分析的低碳數(shù)化合物(碳數(shù)≤5)數(shù)量(29種)比其他相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道的要顯著一些，尤其是含有4個(gè)或5個(gè)碳的化合物，如烯烴類化合物在其他相關(guān)文獻(xiàn)中均無(wú)報(bào)道。因此使用吹掃捕集方法可以較全面的獲得巴山箬竹葉樣品中低沸點(diǎn)揮發(fā)性的成分信息。

3 結(jié)論

本研究采用吹掃捕集-氣相色譜/質(zhì)譜法對(duì)巴山箬竹葉樣品中的揮發(fā)性成分進(jìn)行了定性分析，并利用總離子流圖峰面積歸一化法計(jì)算了各化合物的含量。從巴山箬竹葉揮發(fā)性成分中共鑒定出53種化合物，其中醇類18種、醛類14種、酮類8種、烯烴6種、酯類3種和雜環(huán)類4種，含量高于4%的化合物共有8種。

本實(shí)驗(yàn)將揮發(fā)性物質(zhì)分析中常用的吹掃捕集進(jìn)樣技術(shù)用于大熊貓取食的巴山箬竹葉樣品中揮發(fā)性物質(zhì)的鑒定。實(shí)驗(yàn)表明，吹掃捕集-氣相色譜/質(zhì)譜法可以有效的獲得強(qiáng)揮發(fā)性組分信息，所鑒定出巴山箬竹葉中53種揮發(fā)性物質(zhì)為大熊貓取食竹葉的研究提供了基礎(chǔ)和依據(jù)。

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DeterminingVolatileCompoundsinIndocalamusbashanensisLeavesbyPurge-and-TrapGC/MS

WANG Yu1, LIU Xue-feng2, LIU Cong1, REN Min1

(1.BeijingCenterforPhysical&ChemicalAnalysis,Beijing100089,China;2.BeijingZoo,Beijing100044,China)

The purge-and-trap extraction method coupled to gas chromatography-mass spectrometry (GC/MS) detection, was applied to the determination of volatile compounds inIndocalamusbashanensisleaves. Fifty-three components are identified. There are ketone (8 kinds), aldehyde (14 kinds) and alcohol (18 kinds), and the others are olefins, esters and heterocycles. The identified compounds which peak areas of total ion current (TIC) above 4% are ethyl alcohol (4.78%), 1-penten-3-ol (4.90%), 2-ethyl-furan (9.23%),n-hexanal (9.07%), 4-hexen-1-ol (28.44%), 1-hexanol (4.36%), 2-hexen-1-ol (5.62%) and 2-hexenal (18.28%).

purge-and-trap;Indocalamusbashanensis; gas chromatography-mass spectrometry; volatile

O 657.63

A

1004-2997(2012)03-0104-05