火焰花揮發性成分的SPME—GC/MS分析

楊艷 楊春英 楊榮玲 劉學銘

摘 要 用固相微萃取-氣相色譜/質譜聯用（SPME-GC/MS）法鑒定鮮火焰花和干火焰花中的揮發性成分。從鮮火焰花中共鑒定出揮發性成分24種，其中含量較高有雙戊烯、反式檸檬烯-1，2-環氧化物和α-法呢烯，相對含量分別為64.327%、9.876%和5.668%；從干火焰花中鑒定出揮發性成分34種，其中含量較高有雙戊烯、（E）-香葉基丙酮和苯乙醇，相對含量分別為49.389%、8.136%和5.600%。雙戊烯是火焰花的主要特征性揮發成分和香味成分，在鮮花和干花中的相對含量分別為64.327%和49.389%。

關鍵詞 火焰花；揮發性成分；GC-MS

中圖分類號 S896.6 文獻標識碼 A

火焰花為火焰樹（Spathodea campanulata P. Beauv）的花，冬末春初花期盛開于火焰樹樹頂，因其花冠遠望似一團團火焰而得名。火焰樹又名火焰木、苞萼木、噴泉樹，為木蘭綱唇形目紫葳科火焰木屬植物，原產非洲。目前除非洲外，還廣泛栽培于印度、斯里蘭卡等熱帶亞熱帶國家，中國廣東、福建、臺灣、云南等熱帶、亞熱帶地區均有栽培[1]。火焰花富含碳水化合物、有機酸、維生素等營養成分，還含有生物堿、單寧、糖苷類化合物等藥理成分[2-6]。火焰花及其有機提取物具有抗瘧原蟲、抗菌、抗氧化、吸收紫外線等作用[7-11]。無論是新鮮火焰花還是干燥的火焰花，都有一種特別的風味。目前國外有利用氣相色譜-質譜聯用法（GC-MS）分析火焰花甲醇、乙醇和石油醚提取物成分的報道[6，12]，尚未看到采用固相微萃取（SPME）后直接進行GC-MS分析火焰花揮發性成分的報道。本文采用SPME-GC/MS法對新鮮火焰花和熱泵干燥后火焰花的揮發性成分進行了分析，以期為闡明火焰花特殊氣味物質基礎及開發利用提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 測試樣品 新鮮火焰花采自廣東省農業科學院蠶業與農產品加工研究所內，干火焰花為鮮花經熱泵干燥機35 ℃下干燥而得，均去除花萼。

1.1.2 主要儀器 Aglient 6890N/5975B氣相色譜-質譜聯用儀（美國安捷倫科技有限公司）；SPME萃取頭為50/30 μm DVB/CAR/PDMS（美國Supelco公司）；JB-3型定時恒溫磁力攪拌器（上海智光儀器儀表有限公司）。

1.2 方法

1.2.1 分析條件 GC-MS分析條件：色譜柱DB-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）石英毛細管柱，進樣口采用不分流模式，汽化室溫度250 ℃，柱溫初始溫度35 ℃維持5 min，以3 ℃/min的速率升至100 ℃維持1 min，以8 ℃/min的速率升至220 ℃停止。載氣為He，載氣流量為l.0 mL/min。

MS條件：EI離子源，離子源溫度為230 ℃，四級桿溫度為150 ℃，電子能量為70 eV，掃描質量范圍：40～500 u，電子倍增器電壓：1 200 V。

1.2.2 成分鑒定 定性分析：固相微萃取頭在氣相色譜進樣口老化2 h，老化溫度為250 ℃，進樣口采用不分流模式，載氣為He，載氣流量為1.0 mL/min。分別取鮮火焰花和干火焰花，用剪刀剪成1 cm×1 cm的正方形碎片，分別放入2個15 mL螺口棕色樣品瓶中，40 ℃恒溫預熱20 min，將固相微萃取頭通過聚四氟乙烯隔墊插入樣品瓶中，頂空吸附20 min，在GC-MS進樣口250 ℃解吸附7 min進行檢測分析。2種樣品各重復3次。火焰花揮發性成分經GC-MS分析鑒定得到總離子流色譜圖后，通過GC-MSD化學工作站數據處理系統，檢索Nisto5a譜圖庫，并檢索化合物分子式，取相似匹配度75%以上的結果，對揮發性成分進行鑒定。

定量分析：通過GC-MSD化學工作站數據處理系統，按面積歸一化法進行定量分析。

各分離組分相對含量/%=（分離組分的峰面積/總峰面積）×100。

2 結果與分析

2.1 火焰花揮發性成分的GC-MS總離子流圖

火焰花揮發性成分經GC-MS檢測和分析后，得到火焰花揮發性成分的GC-MS總離子流圖。由圖1可知，鮮花和干花的主要揮發性成分基本一致，但干花較鮮花揮發性成分復雜，這說明鮮花在干燥過程中，產生了一些新的揮發性成分。

2.2 火焰花揮發性成分的主要組成

經GC-MS分析鑒定后，得出火焰花揮發性成分的保留時間、名稱、分子式和相對含量如表1所示。由表1可知，在鮮火焰花中鑒定出24種化合物，干火焰花中鑒定出34種化合物，干火焰花中揮發性成分數量多于鮮火焰花揮發性成分數量。

經統計，在相對含量上，鮮花揮發性成分中含量較高的有3種物質，分別屬于單萜、單萜類環氧化物和倍半萜，它們是雙戊烯、反式-檸檬烯-1，2-環氧化物和α-法呢烯，相對含量分別為64.327%、9.876%和5.668%。干花揮發性成分中相對含量較高的也有3種物質，分別屬于單萜、酮類和芳香醇類，它們是雙戊烯、（E）-香葉基丙酮和苯乙醇，相對含量分別為49.389%，8.136%和5.600%。在種類上，鮮花揮發性成分中最多的是單萜、倍半萜等萜類或其含氧衍生化合物，占81.202%，其次是酯類化合物，占6.384%，還有醇類、酮類、醛類、芳香烯烴類和硫化物，干花中最多的是單萜、倍半萜等萜類或其含氧衍生化合物，占56.844%，其次是酮類化合物，占18.160%，還有酯類、醇類、醛類和酸類。根據有無氧原子，鮮花中含氧化合物有酯類、醇類、醛類、酮類和單萜含氧衍生物，占26.878%，非含氧化合物有單萜、倍半萜類、芳香烯烴和硫化物，占73.123%。干花中含氧化合物有酯類、醇類、醛類、酮類、酸類和單萜含氧衍生物，占46.020%，非含氧化合物有單萜和倍半萜類，占53.979%。

3 討論與結論

雙戊烯在鮮花和干花中的相對含量均遠大于其它成分的含量，分別為64.327%和49.389%，這說明雙戊烯是火焰鮮花和干花的主要特征性揮發成分。干花中雙戊烯含量降低可能是因為鮮花中的雙戊烯降解生成了干花中的α-松油醇[13]。通過比較鮮花和干花的揮發性成分的種類可以發現兩者成分存在相同點和差異，相同點在于兩種狀態的火焰花中均含有酯類、酮類、醛類、醇類、萜類及其含氧衍生化合物。不同點在于干花中沒有鮮花中所含的芳香烯烴和硫化物，而且從數量上看，干花中非含氧化合物含量很大程度上低于鮮花中非含氧化合物含量，這說明干燥能降低非含氧化合物的含量，這與Venskutonis[14]報道的干燥能使非含氧化物的含量降低一致。與鮮花相比，干花揮發性成分中含有鮮花中不具有的酸類化合物（即醋酸）。同時，干花經干燥后生成了新的醛類化合物。這說明鮮花中的酯類或醇類經熱泵干燥后可能發生了分解和氧化反應，如鮮花中的乙酸己酯分解產生了干花中的醋酸，鮮花中的正己醇經氧化生成干花中的正己醛。經統計，鮮花和干花中含有8種相同的成分，分別是1-辛烯-3-醇、甲基庚烯酮、雙戊烯、壬醛、癸醛、β-環檸檬醛、β-檻香烯和（E）-香葉基丙酮。

Kumaresan等[6]利用GC-MS方法從火焰花乙醇提取物中鑒定出4種化合物，它們分別是1，1-二乙氧基-3-甲基丁烷、棕櫚酸、油酸和鄰苯二甲酸二異辛酯。Zaheer等[12]從火焰花石油醚提取物中鑒定出7種成分，棕櫚酸甲酯、二十三烷、二十一烷、鄰苯二甲酸二（2-乙基己基）酯、油酸、鄰苯二甲酸二異辛酯和左旋多巴，從火焰花甲醇提取物中鑒定出2種成分，石竹烯醇和羅漢柏烯。可見，不同提取劑對火焰花揮發性成分影響較大。本實驗沒有采用任何有機溶劑提取，所鑒定的成分與文獻簡單的甲醇、乙醇和石油醚提取物的成分有很大區別。此外，生長環境對植物揮發性物質也有重要影響。已報道的火焰花材料均來自印度，而本實驗中的火焰花來自國內。由于固相微萃取技術SPME存在競爭性吸附[15]，也可能是因為萃取頭上的競爭性吸附位點不利于對這些成分的富集。

鮮花和干花中雙戊烯的含量均最高。雙戊烯，又稱檸檬烯、苧烯，有檸檬香味，其主要用途在于開發下游產品，包括合成精細化工中間體，如對傘花烴、對孟烷；合成雙戊烯樹脂，如聚酯樹脂、馬來酰亞胺樹脂、PDP樹脂；合成香料，如藿檀酯、香芹酮、（2R，4S）-2-乙酞基對孟-6-烯、反式香芹醇、乙酸松油酯、香檸檬酯[16]。本實驗采用GC-MS方法對火焰鮮花和干花的揮發性成分進行了鑒定，發現鮮火焰花和干火焰花的揮發性成分不同，干花中的揮發性成分數量多于鮮花，雙戊烯是火焰鮮花和干花的主要特征性揮發成分，對火焰花的開發利用有一定指導意義。但是，由于生長環境不同，未用有機溶劑提取和SPME技術自身存在競爭性吸附的原因，還有一些揮發性成分未能得到鑒定。

參考文獻

[1] 徐玉梅， 侯云萍， 史富強， 等. 火焰樹在普洱市引種培育試驗初報[J]. 林業調查規劃， 2009， 34（5）： 131-133.

[2] 楊 艷， 劉學銘， 楊榮玲. 火焰樹化學成分與藥理作用研究進展及開發應用前景[J]. 熱帶農業科學， 2013， 33（11）： 75-80， 96.

[3] Zaheer Z， Paithankar A P， Deshpande S D， et al. Comparative phytochemical screening of flowers and bark of Spathodea- campanulata[J]. Int J Appl Biol Pharm Technol， 2011， 2（1）： 233-235.

[4] Antonisamy J M， Aparna J S， Jeeva S， et al. Preliminary phytochemical studies on the methanolic flower extracts of some selected medicinal plants from India[J]. Asian Pacific J Tropical Biomed， 2012， 2（1）： S79-S82.

[5] Scogin R. Anthocyanins of the Bignoniacea[J]. Biochemical Systematics and Ecology， 1980， 8（3）： 273-276.

[6] Kumaresan M， Palanisamy P N， Kumar P E. Chemical investigation of flower of Spathodea campanulata by GC-MS[J]. J Nat Prod. Plant Resour， 2011， 1（2）： 14-17.

[7] Dhanabalan R， Doss A， Balachandar S， et al. In vitro phytochemical screening and antibacterial activity of organic leaf extracts of Spathodea campanulata P. Beauv against hospital isolated bacterial strains[J]. Ethnobotanical Leaflets， 2008， 2008（12）： 1 022-1 028.

[8] Kowti R， Harsha R， Ahmed M G， et al. Antimicrobial activity of ethanol extract of leaf and flower of Spathodea campanulata P. Beauv[J]. Res J Pharm， Biol Chem Sci， 2010， 3（1）： 691-698.

[9] Hareesh A R， Kowti R， Harsha， et al. Nitric oxide and superoxide radical scavenging activity of flowers of Spathodea campanulata P. Beauv. Inventi Rapid： Ethnopharm， Vol 2010， Article ID-Inventi： ep/27/10， 2010. Available from http： //www.inventi.in/Article/ep/27/10.aspx

[10] Kowti R， Joshi V， Dabadi P， et al. Antioxidant activity of Spathodea campanulata in prevention of T-BOOH and H2O2 induced DNA damage[J]. Int J Curr Pharm Res， 2011， 3（1）： 87-89.

[11] Patil V V， Patil S B， Kondawar M S， et al. Study of methanolic extract of flower of Spathodea campanulata L. as an anti-solar[J]. Int J Green Pharm， 2009， 3（3）： 248-249.

[12] Zaheer Z， Paithankar A P， Deshpande S D， et al. Optimization of extraction process and phytochemical investigations of Spathodea-campanulata flowers[J]. African J Pharm Pharmacol， 2011， 20（5）： 2 226-2 231.

[13] 何朝飛， 冉 玥， 曾林芳， 等. 檸檬果皮香氣成分的GC-MS分析[J]. 食品科學， 2013， 34（6）： 175-179.

[14] Venskutonis P R. Effect of drying on the volatile constituents of thyme（Thymus vulgaris L.）and sage（Salvia officinalis L.）[J]. Food Chemistry， 1997， 59（2）： 219-227.

[15] 施夢南， 唐德松， 龔淑英， 等. SPME-GC-MS聯用技術分析茉莉花茶的揮發性成分[J]. 中國食品學報， 2013， 13（6）： 234-239.

[16] 杜俊明. 負載型M/SBA-15催化劑在雙戊烯脫氫裂解與N2O催化分解中的應用研究[M]. 上海： 復旦大學， 2008.

責任編輯：葉慶亮