HS-SPME-GC-MS法檢測并鑒定胡椒葉和果實中的揮發性成分Δ

張 偉，張娟娟，尹震花，張 勇，康文藝（黃河科技學院醫學院，鄭州 450063）

HS-SPME-GC-MS法檢測并鑒定胡椒葉和果實中的揮發性成分Δ

張 偉＊，張娟娟，尹震花，張 勇，康文藝#（黃河科技學院醫學院，鄭州 450063）

目的：檢測并鑒定胡椒葉和果實中揮發性成分的方法。方法：采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用法（HS-SPMEGC-MS）。色譜條件：色譜柱為HP-5 MS石英彈性毛細管柱，載氣為高純氦氣（99.999%），流速為1.0 mL/min，進樣口溫度為250℃，色譜柱初始溫度為50℃（程序升溫），分流進樣，分流比為10∶1。質譜條件：電離方式為電子轟擊離子源，電離能量為80 eV，離子源溫度為230℃，四極桿溫度為150℃，傳輸線溫度為280℃，電子倍增器電壓為1 588 V，質量掃描范圍為m/z 30～400。采用RTLPEST3.L和NIST08.L譜庫進行譜圖檢索，以面積歸一化法測定各揮發性成分的相對含量。結果：從胡椒葉中鑒定出28個揮發性成分，果實中鑒定出15個化合物，分別占總峰面積的67.13%、36.85%。其中，葉中主要揮發性成分為β-石竹烯（15.72%）、檸檬烯（9.39%）、3-蒈烯（9.32%）、β-蒎烯（6.80%）和α-萜品烯（4.98%）等，果實中主要揮發性成分為1，7，7-三甲基-2-乙烯基二環[2.2.1]庚-2-烯（10.45%）、匙桉醇（8.28%）和氧化石竹烯（4.81%）等；二者有5個共有成分。結論：該研究基本明確了胡椒葉和果實中主要揮發性成分，并且證實了二者存在明顯差異。

胡椒；揮發性成分；頂空固相微萃取；氣質聯用

胡椒科胡椒屬藤本植物胡椒Piper nigrum L.，原產東亞，現在我國海南、福建、廣西及云南等地均有栽培[1]。其果實性熱，味辛，有溫中散寒、下氣、消痰等功效，常用于治療胃寒嘔吐、食欲不振、腹痛泄瀉及癲癇痰多等癥[2]。

國內外關于胡椒的報道較多，主要側重于化學成分、藥理作用及胡椒油的研究[3]。目前，已分離得到的化合物種類為生物堿、有機酸及酚類等，具有保肝、抗焦慮、抗炎、抗癌及抗菌殺蟲等藥理活性[4-5]。

胡椒經深加工開發研制的胡椒油具有抗氧化作用[4]，是食品行業重要的香料添加劑，現還用于理療保健，供熏香、按摩時使用，市場需求量較大。本課題組采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用法（HS-SPME-GC-MS）對胡椒葉和果實中揮發性成分進行分析，并對二者成分的種類及含量進行比較，以期為探討用胡椒葉揮發油代替胡椒果揮發油的可能性以及胡椒葉和果實的合理開發利用提供依據。

1 材料

1.1 儀器

GC6890/N5975 GC-MS儀（美國Agilent公司）；手動SPME裝置、100 μm聚二甲基硅氧烷（PDMS-DVB）萃取纖維頭（美國Supelco公司）。

1.2 試劑

C6～C26正構烷烴（美國AlfaAesar公司）。

1.3 藥材

胡椒葉和果實于2013年7月采集于海南省萬寧市，經河南大學中藥研究所李昌勤教授鑒定為胡椒真品，標本存放于黃河科技學院天然藥物研究所。

2 方法與結果

2.1 樣品的萃取

使用前先將SPME的萃取纖維頭在GC儀的進樣口老化10 min，老化溫度：250℃，載氣流速：1.0 mL/min。取胡椒葉或果實0.7 g，置于5 mL進樣瓶中，插入100 μm PDMS-DVB萃取纖維頭，于50℃下頂空取樣30 min后，取出后立即插入色譜儀進樣口（溫度：250℃）脫附1 min。

2.2 試驗條件

2.2.1 色譜條件 色譜柱：HP-5 MS石英彈性毛細管柱（30.0 m×250μm×0.10μm）；載氣：高純氦氣（99.999%）；流速：1.0 mL/min；進樣口溫度：250℃；色譜柱溫度：程序升溫，初始溫度為50℃（保持2 min），以4℃/min升溫至120℃（保持2 min），最后以6℃/min升溫至230℃（保持10 min）；分流進樣，分流比：10∶1。

2.2.2 質譜條件 電離方式：電子轟擊離子源；電離能量：80 eV；離子源溫度：230℃；四極桿溫度：150℃；傳輸線溫度：280℃；電子倍增器電壓：1 588 V；質量掃描范圍：m/z 30～400。

2.3 定性分析

2.3.1 分析方法 通過RTLPEST3.L、NIST08.L譜庫檢索，并結合保留指數、參考文獻及相關網站（www.vcfonline.nl）等共同進行定性。按照文獻[5]選取Kovats保留指數（Kovats index，KI），公式如下：

式中：n和n+1分別為未知物流出前、后正構烷烴碳原子數；tRn和tRn+1分別為相應正構烷烴的保留時間（min）；tR為未知物在氣相色譜中的保留時間（min）（tRn＜tR＜tRn+1）。

2.3.2 分析結果 按“2.2.1”項下試驗條件進樣測定，再按“2.3.1”項下方法分析，以面積歸一化法確定各成分的相對含量。根據所得的質譜信息并結合有關文獻從基峰、相對豐度和KI等幾個方面進行直觀比較，從而確定了其中的部分化學成分（見表1）。結果，從胡椒葉中快速分離出58個揮發性成分，鑒定出其中的28個揮發性成分，占總峰面積的67.13%；從胡椒果實中快速分離出37個揮發性成分，鑒定出其中的15個揮發性成分，占總峰面積的36.85%。胡椒葉中主要揮發性成分為β-石竹烯（15.72%）、檸檬烯（9.39%）、3-蒈烯（9.32%）、β-蒎烯（6.80%）和α-萜品烯（4.98%）等；果實中主要揮發性成分為1，7，7-三甲基-2-乙烯基二環[2.2.1]庚-2-烯（10.45%）、匙桉醇（8.28%）和氧化石竹烯（4.81%）等。二者有5個共有成分，即α-蓽澄茄油烯、α-古蕓烯、α-愈創木烯、1，7，7-三甲基-2-乙烯基二環[2.2.1]庚-2-烯和十六烷，且其在果實中含量均高于葉中。

3 討論

本試驗結果表明，胡椒葉與果實中揮發性成分的數量和主要揮發性成分、含量有一定差異。胡椒葉成分中，β-石竹烯含量最高，達到15.72%。文獻研究發現，其具有鎮痛[6]、降低血腦屏障損傷[7]、誘導癌細胞凋亡[8]等活性。此外，葉中檸檬烯（9.39%）的含量也較高，具有抑菌防腐[9]、抗腫瘤[10]、祛痰平喘[11]、鎮痛和促進神經中樞維持覺醒[12]等作用。葉與果實中均含有十六烷成分，十六烷是植物體蠟質的主要成分之一，對植物有保護作用，可以避免害蟲等的破壞[13-14]。

表1 胡椒葉和果實中揮發性成分及相對含量Tab 1 Volatile constituents and relative contents of the leaves and fruits of P.nigrum

本文采用HS-SPME-GC-MS分析的胡椒葉和果實中揮發性成分與張水平等[15]以GC-MS法分析結果有差異，后者結果顯示δ-欖香烯、3-蒈烯、檸檬烯、α-古蕓烯、石竹烯和律草烯在胡椒葉和果實中含量均較高。此差異可能與藥材產地、采收時間、研究方法等因素有關。胡椒資源豐富，以上揮發性成分的研究基本明確了胡椒葉和果實中主要揮發性成分，可為進一步認識胡椒葉和果實提供一定的科學依據。

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Detection and Identification of Volatile Constituents from Leaves and Fruits of Piper nigrum by HSSPME-GC-MS

ZHANG Wei，ZHANG Juanjuan，YIN Zhenhua，ZHANG Yong，KANG Wenyi（School of Medicine，Huanghe Science and Technology College，Zhengzhou 450063，China）

OBJECTIVE：To establish a method for the detection of volatile constituents from the leaves and fruits of Piper nigrum.METHODS：HS-SPME-GC-MS was used.The chromatographic conditions：column was HP-5 MS quartz elastic capillaries，carrier gas was high purity helium（99.999%），flow rate was 1.0 mL/min，the inlet temperature was 250℃，initial temperature of column was 50℃（temperature programmed），split injection with split ratio of 10∶1.MS conditions：ionization mode was electron impact ion source，ionization energy was 80 eV，ion source temperature was 230℃，quadrupole temperature was 150℃，transmission line temperature was 280℃，electron multiplier voltage was 1 588 V，mass scanning range was m/z 30-400.The spectra were retrieved using RTLPEST3.L and NIST08.L，and the relative contents of the volatile constituents were determined by area normalization method.RESULTS：There were 28 volatile constituents in the leaves and 15 in the fruits，respectively accounting for 67.13%and 36.85%.The major volatile constituents of leaves were β-caryophyllene（15.72%），limonene（9.39%），3-carene（9.32%），β-pinene（6.80%），α-terpine（4.98%），etc.，the main volatile constituents of fruits were 1，7，7-trimethyl-2-vinylbicyclo [2.2.1]hept-2-ene（10.45%），espatulenol（8.28%），caryophyllene oxide（4.81%），etc.5 constituents were owned in both.CONCLUSIONS：The study basically clears the main volatile constituents from the leaves and fruits of P.nigrum，and verifies existing obvious differences.

Piper nigrum；Volatile constituents；HS-SPME；GC-MS

R284.1

A

1001-0408（2017）06-0820-03

2016-03-24

2016-10-19）

（編輯：張 靜）

河南省重點科技攻關項目（No.152102310171）；鄭州市科技發展計劃項目（No.20150341）

＊副教授。研究方向：中藥活性成分。電話：0371-69083296。E-mail：zzzwwwqq@126.com

#通信作者：教授。研究方向：中藥活性成分及新藥開發。電話：0371-87540851。E-mail：kangweny@hotmail.com

DOI10.6039/j.issn.1001-0408.2017.06.27