不同方法提取桂花揮發(fā)油的GC-MS分析

程滿環(huán)，楊 燦

（黃山學(xué)院 現(xiàn)代教育技術(shù)中心，安徽 黃山245041）

桂花（Osmanthus fragrans）又名木犀、巖桂，系犀科(Oleaceea)木犀屬(Osmanthus)。是我國特有的常綠闊葉灌木或小喬木經(jīng)濟(jì)樹種[1,2]。它是我國十大傳統(tǒng)名花之一，具有2500多年的栽培史，兼觀賞、食用和藥用價(jià)值于一身。具有很高的利用價(jià)值，既可美化環(huán)境，又可用于化工、食品工業(yè)。桂花味濃香甜，營養(yǎng)十分豐富，以桂花為原料制作的糕點(diǎn)，具有獨(dú)特的香味，在民間深受喜愛。從桂花中提取的精油具有鎮(zhèn)靜、抗菌等功效，能凈化空氣，是很好的情緒振奮劑，對(duì)疲勞、頭痛、生理痛等都有一定的減緩功效[3-5]。

目前文獻(xiàn)報(bào)道植物揮發(fā)油提取方法主要有水蒸氣蒸餾法、索氏提取法、超臨界CO2萃取法等[6-12]。但采用何種方法提取桂花揮發(fā)油為好，以及不同提取方法對(duì)所得揮發(fā)油成分的影響尚未見報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)通過GC-MS成分分析比較了水蒸氣蒸餾法、索氏提取法、超臨界CO2萃取法提取的桂花揮發(fā)油化學(xué)組成的差異，旨在為桂花的開發(fā)利用提供參考。

1 儀器材料與試劑

Waters MV-10超臨界萃取系統(tǒng) （美國waters公司），Agilent 7890A-5975C氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國Agilent公司）。桂花采自黃山學(xué)院校園內(nèi)。無水乙醇，石油醚，無水硫酸鈉等均為國產(chǎn)分析純，食品級(jí)CO2氣體。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 桂花揮發(fā)油提取

2.1.1 超臨界CO2萃取法

準(zhǔn)確稱取粉碎后桂花10g，裝入萃取釜中，采用超臨界CO2流體萃取的方法提取其揮發(fā)油成分。萃取條件為：萃取壓力200bar，溫度40℃，動(dòng)態(tài)萃取時(shí)間10min，靜態(tài)萃取時(shí)間10min，CO2流量10mL·min-1，夾帶劑乙醇1mL·min-1。獲得具有濃郁香味的透明液體，濃縮，經(jīng)無水硫酸鈉干燥后進(jìn)行GC-MS測試。

2.1.2 索氏提取法

準(zhǔn)確稱取粉碎后桂花10g，包入濾紙包中，置于索氏提取器內(nèi)，以石油醚（30-50℃）為提取溶劑，提取溫度55℃條件下提取3h，得到桂花油提取液，濃縮，經(jīng)無水硫酸鈉干燥后進(jìn)行GC-MS測試。

2.1.3 水蒸氣蒸餾法

準(zhǔn)確稱取粉碎后桂花10g，置于燒瓶中，加水200mL，按水蒸氣蒸餾法提取3h，得到大約200mL的蒸餾液，加入乙醚萃取數(shù)次，得到桂花油提取液，濃縮，經(jīng)無水硫酸鈉干燥后進(jìn)行GC-MS測試。

2.2 GC-MS測試條件

選用HP-5MS彈性石英毛細(xì)管柱(0.25μm，30m×0.25mm)，高純氦氣為載氣，體積流量為1.0mL·min-1，分流比為5:1，進(jìn)樣口溫度為280℃，進(jìn)樣量為0.5μL，色譜柱初始溫度為40℃，保持3min，先以4℃·min-1升至160℃保持3min，再以6℃·min-1升至285℃保持4min。電子轟擊（EI）離子源，離子源溫度230℃，四極桿溫度150℃，電子能量70eV，掃描質(zhì)量數(shù)范圍m/z為35-450，質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫為NIST08。

3 結(jié)果與討論

3.1 不同方法提取的桂花揮發(fā)油成分分析比較

按設(shè)定的GC-MS條件對(duì)揮發(fā)油進(jìn)行分析，經(jīng)NIST08譜庫檢索、質(zhì)譜分析、文獻(xiàn)核對(duì)確定揮發(fā)油的化學(xué)成分，并用面積歸一化法計(jì)算各組分的相對(duì)含量。水蒸氣蒸餾法，索氏提取法，超臨界CO2提取法提取桂花揮發(fā)油總離子流圖和主要化學(xué)成分鑒定結(jié)果分別見圖1-3和表1所示。

圖1 水蒸氣蒸餾提取桂花揮發(fā)油的總離子流圖

圖2 索氏提取法提取桂花揮發(fā)油總離子流圖

圖3 超臨界CO2萃取桂花揮發(fā)油總離子流圖

表1 不同方法提取桂花揮發(fā)油成分分析

續(xù)表

續(xù)表

從水蒸氣蒸餾法提取的揮發(fā)油中共分離、鑒定出29種化合物，占揮發(fā)油總量的85.74%，揮發(fā)油中含量超過2%以上成分有γ-葵內(nèi)酯（17.67%），順式氧化芳樟醇（9.87%），氧化芳樟醇（8.48%），順-α,α-5-三甲基-5-乙烯基四氫化呋喃-2-甲醇 （7.74%），芳樟醇 （7.73%），2，6-二叔丁基對(duì)甲酚 （6.95%），7,8-二氫-β-紫羅蘭酮（3.77%），2,2'-亞甲基雙(6-叔丁基-4-甲基苯酚)（3.13%），β-紫羅酮（2.7%），1-十九烯（2.53%），(E)-β-紫羅酮（2.49%），正二十七烷（2.42%），α-紫羅蘭酮（2.27%）。這13種主要化合物的含量占總揮發(fā)油含量的77.75%。

從索氏提取法提取的揮發(fā)油中共分離、鑒定出37種化合物，占揮發(fā)油總量的64.39%，揮發(fā)油中含量超過2%以上成分有庚烷（12.76%），乙基環(huán)戊烷（8.42%），順-1,3-二甲基環(huán)戊烷（8.22%），順式-1,2-二甲基環(huán)戊烷 （6.1%），反式-1,2-二甲基環(huán)己烷（5.16%），2-甲基庚烷（3.89%），環(huán)庚烷（3.02%），這7種主要化合物的含量占總揮發(fā)油含量的47.57%。

從超臨界CO2法提取的揮發(fā)油中共分離、鑒定出64種化合物，占揮發(fā)油總量的75.12%，揮發(fā)油中含量超過2%以上成分有2-(4-甲氧基苯基) 乙醇（8.64%），棕 櫚 酸 （8.06%），(Z)-9-二 十 三 碳 烯（7.57%），γ-葵內(nèi)酯（5.42%），亞麻酸（5.14%），亞油酸 （4.50%），正二十七烷 （3.21%），正二十三烷（2.40%），2,3-二氫苯并呋喃 （2.39%），正二十五烷（2.30%），二十五碳烯（2.11%）。這11種主要化合物的含量占總揮發(fā)油含量的51.74%。

對(duì)比這3種提取方法得到的揮發(fā)油組分及其相對(duì)含量，差異很大。這3種方法提取的揮發(fā)油成分中共有成分12種，其中水蒸氣蒸餾法與索氏提取法共有成分13種，索氏提取法與超臨界CO2提取法共有成分12種，水蒸氣蒸餾法與超臨界CO2提取法共有成分18種。水蒸氣蒸餾法提取的揮發(fā)油主要成分γ-葵內(nèi)酯、順式氧化芳樟醇、氧化芳樟醇、芳樟醇、7,8-二氫-β-紫羅蘭酮、β-紫羅酮等均為桂花的主要香氣成分； 索氏提取法提取的揮發(fā)油成分主要為烷烴； 超臨界CO2萃取主要成分γ-葵內(nèi)酯為桂花主要香氣成分，亞麻酸，亞油酸等為人體必需營養(yǎng)物質(zhì)，具有一定保健功效。

3.2 不同方法提取桂花揮發(fā)油成分分類比較

按化合物種類分別對(duì)水蒸氣蒸餾提取法、索氏提取法、超臨界CO2萃取法得到的桂花揮發(fā)油成分進(jìn)行分類比較，結(jié)果如表2。

由表2可看出，這3種提取方法得到的揮發(fā)油組分類別及其相對(duì)含量，差異很大。水蒸氣蒸餾法提取桂花油成分中醇類（34.67%）含量最多，其次為酯類（18.19%）、醛酮類（11.42%）、酚類（10.08%）。索氏提取法提取桂花油成分主要為烷烴類，含量高達(dá)60%以上。超臨界CO2提取法提取桂花油成分中酸類（20.88%）含量最高，其次為烯烴（14.77%）、醇類（13.44%）、烷烴（10.87%）、酯類（7.02%）。超臨界CO2提取法提取的桂花揮發(fā)油組分最多，64種，明顯多于其他兩種方法，而水蒸氣蒸餾法提取的桂花揮發(fā)油組分最少，29種。分析3種提取方法所得揮發(fā)油組分差異的原因是水蒸氣蒸餾法提取是在較高的溫度下操作，可能會(huì)造成一部分低沸點(diǎn)、易揮發(fā)的成分損失，同時(shí)對(duì)于沸點(diǎn)較高物質(zhì)提取率相對(duì)較低。超臨界CO2提取法由于超臨界CO2優(yōu)異的溶解性能，且CO2分子小，容易穿透桂花組織，因此提取的桂花油種類遠(yuǎn)高于其他兩種方法。

表2 不同方法提取桂花揮發(fā)油成分分類

4 結(jié) 論

通過GC-MS對(duì)水蒸氣蒸餾法、索氏提取法、超臨界CO2萃取法3種不同方法得到的桂花揮發(fā)油成分分析可知，水蒸氣蒸餾法提取的揮發(fā)油主要成分γ-葵內(nèi)酯、順式氧化芳樟醇、氧化芳樟醇、芳樟醇、7,8-二氫-β-紫羅蘭酮、β-紫羅酮等均為桂花的主要香氣成分；索氏提取法提取的揮發(fā)油成分主要為烷烴類； 超臨界CO2萃取主要成分γ-葵內(nèi)酯為桂花主要香氣成分，亞麻酸，亞油酸等均為人體必需營養(yǎng)物質(zhì)，具有一定保健功效。因此，可根據(jù)桂花油的用途來選擇其提取方式，如提取桂花香料成分，則可選擇水蒸氣蒸餾法； 如將桂花油應(yīng)用于食品，則可選擇超臨界CO2萃取法。由此可見，分析不同方法提取桂花揮發(fā)油的成分，對(duì)于提高其附加值、推動(dòng)桂花產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。

[1]劉龍昌，向其柏.木犀屬植物的研究進(jìn)展[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，27 (2)：84-88.

[2]楊康民，朱文江.桂花[M].上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，2000：175-204.

[3]臧德奎，向其柏，劉玉蓮，等.中國桂花的研究歷史、現(xiàn)狀與桂花品種國際登錄[J].植物資源與環(huán)境學(xué)報(bào)，2003，12(4)：49-53.

[4]陳洪國，汪華.我國桂花種資資源的研究和利用及咸寧桂花發(fā)展現(xiàn)狀[J].咸寧學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，24(3)：116-122.

[5]檀華蓉，曹德菊，夏靜.桂花營養(yǎng)價(jià)值分析研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，1997，25(1)：49-50.

[6]于勇杰，張晶，戴智慧，等.不同方法提取香榧假種皮提取物成分的GC-MS 分析[J].核農(nóng)學(xué)報(bào)，2014，28(8)：1421-1429.

[7]劉鵬飛，魏躍偉，魏鵬程，等.不同方法提取辛夷揮發(fā)油化學(xué)成分與熱失重分析的比較[J].現(xiàn)代食品科技，2014，30(2)：170-176.

[8]龔志強(qiáng)，談遠(yuǎn)鋒，黃敏，等.不同方法提取四數(shù)九里香揮發(fā)油氣質(zhì)聯(lián)用分析[J].湖南師范大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào)，2014，37(2)：47-50.

[9]胡春弟，梁逸曾，曾茂茂，等.不同品種桂花揮發(fā)油成分的分析研究[J].化學(xué)試劑，2010，32(3)：231-234.

[10]陳虹霞，王成章，孫燕.不同品種桂花揮發(fā)油成分的GCMS 分析[J].生物質(zhì)化學(xué)工程，2012，46(4)：37-41.

[11]劉淼，肖云川，冉堅(jiān)，等.日香桂花揮發(fā)油的GC-MS 分析[J].華西藥學(xué)雜志，2013，28(6)：607-609.

[12]林富平，馬楠，周帥，等.4 個(gè)桂花品種鮮花揮發(fā)物成分TDS-GC-MS 分析[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，33(2)：47-51.