GC—MS法結合AMDIS及保留時間分析槐花提取物成分

金晶 趙新海

摘要[目的]全面準確解析槐花香氣成分，分析各成分對槐花香氣的影響。 [方法]采用氣相色譜質譜法（GC-MS）檢測槐花水中蒸餾-二氯甲烷萃取的提取物，結果采用美國質譜解卷積和識別系統（AMDIS）解析，結合保留時間對提取物成分進行定性分析，峰面積歸一化法進行定量分析。[結果]槐花中含量較高的揮發性成分有氧化石竹烯、芳樟醇、1-辛烯-3-醇、植酮、環氧化蛇麻烯等。[結論]研究可為槐花綜合利用、槐花香味香精研發提供理論依據。

關鍵詞槐花；揮發性香味成分；水中蒸餾；氣相色譜-質譜聯用；保留時間

中圖分類號TS264.3文獻標識碼A文章編號0517-6611（2017）21-0085-04

Determination of Components in Sophora japonica L. Flower Extract by GCMS Combined with AMDIS and Retention Time

JIN Jing， ZHAO Xinhai*

（Technology center， China Tobacco Guizhou Industrial Co.， Ltd.，Guiyang，Guizhou 550009）

Abstract[Objective] To analyze the aroma components of Sophora japonica L. flower， and to analyze the effect of various components on the aroma of Sophora japonica L..[Method] Extracts the Sophora japonica L. flower by distillation. The extract was analyzed by GCMS.AMDIS combined with retention time was used for quantification analysis of the volatile components， and the peak area normalization method was used for quantitative analysis.[ Results] The major content of volatile components in Sophora japonica L. flowerare were caryophyllene oxide， linalool， 1Xin dilute3 alcohol， and ketone， epoxidation of dilute hops etc.. [Conclusion] This study provides a theoretical basis for the comprehensive utilization of Sophora japonica L. and the research and development of the Sophora japonica L. flower fragrance development.

Key wordsSophora japonica L. flower；Volatile flavor components；Steam distillation；GCMS；Retention time

刺槐（Robinia Pseucdoacacia L.）又名洋槐，是豆科刺槐屬落葉喬木。槐花是洋槐樹的花蕾，夏初開放，可入藥、食用，具有涼血泄熱、抗菌凝血及清肝明目等功效[1-2]。槐花氣味芬芳，香氣持久，是一種有開發利用價值的香原料。對槐花的香味物質，即揮發性化合物進行提取、分析研究，有助于槐花香味香精的研發，以及槐花的綜合利用。

在以往的文獻報道中對槐花揮發性化合物進行提取主要方法有溶劑浸提法、水蒸氣蒸餾法、同時蒸餾萃取法，成分分析方法主要是氣相色譜-質譜（GC-MS）聯用法。龍春焯等[3]、王美蘭等[4]于1991年發表了對槐花精油化學成分的研究結果，在當時的GC-MS聯用儀和檢索譜庫條件下，分別鑒定了近40種化合物，主要成分有芳樟醇、香葉醇、苯甲醇、苯乙醇、壬內酯、橙花叔醇等。李兆琳等[5]在1993年報道了乙酸乙酯、乙酸、1-辛烯-3-醇、芳樟醇、苯甲醇、苯乙醇、石榴烷酸等51個槐花揮發油化學成分。賈春曉等[6]采用同時蒸餾萃取法提取鄭州地區槐花，分析確定了鄭州槐花揮發油的48種成分，經過與貴陽、蘭州地區的槐花揮發油成分進行對比，發現不同地區槐花香氣有細微差異。周富臣等[1，7]用GC-MS法研究槐花浸膏石油醚凈油，鑒定出9種揮發性和半揮發性成分，并介紹了槐花凈油在卷煙加香中起到的掩蓋雜氣、增加香氣量、改善干燥感方面的作用。

保留指數（RI），又稱科瓦茨指數，是色譜定性分析的重要參考指標，目前還鮮有采用保留指數法對槐花提取物成分分析的報道。筆者在前人研究的基礎上，運用GC-MS法檢測槐花水中蒸餾提取物，所得質譜圖通過美國質譜解卷積和識別系統（AMDIS）解析，結合保留時間對化合物進行綜合評價定性，并對每種化合物的CAS編號加以標注，避免因不同命名法帶來的誤會以期對槐花中的揮發性成分有更加全面和準確的解析。

1材料與方法

1.1材料

1.1.1材料與試劑。

新鮮槐花，2016年4月采自貴陽卷煙廠廠區；去離子水，德國Milli-Q超純水系統；二氯甲烷（色譜醇）、無水硫酸鈉（優級醇），天津科密歐化學試劑公司；C10～C28正構烷烴混合標準溶液，百靈威科技有限公司。

1.1.2主要儀器設備。

Trace 1310/ISQ氣相色譜-質譜聯用儀，美國賽默飛世爾公司；氮吹儀，上海安譜實驗科技公司；MH-5000可調試加熱套，北京科偉永興儀器有限公司；分析天平AG104（感量：0.1 mg），瑞士梅特勒-托利多公司；0.22 μm有機相濾膜，上海訊同機械有限公司。

1.2方法

1.2.1樣品的制備。

準確稱量500 g新鮮槐花裝入5 000 mL圓底燒瓶，加入2 000 mL去離子水，加熱沸騰4 h，收集蒸餾液，二氯甲烷萃取后加入無水硫酸鈉干燥，收集，25 ℃室溫條件下氮吹濃縮至2 mL，待GC-MS檢測。

取10 μL C10～C28正構烷烴混合標準溶液，用二氯甲烷稀釋，待GC-MS檢測。

1.2.2GC-MS條件。

色譜柱色譜條件：色譜柱為Agilent DB-WAXER 122-7362（60.00 m×0.25 mm，0.25 μm）；進樣口溫度300 ℃；程序升溫：起始溫度40 ℃，以4 ℃/min升溫至220 ℃，再以10 ℃升溫至240 ℃保持10 min；載氣為高純氦氣（純度≥99.999%），流量1.0 mL/min（恒流模式）；進樣量1 μL，分流比10∶1。

質譜條件：電子轟擊（EI）電離；電子能量70 eV；離子源溫度300 ℃；傳輸線溫度300 ℃；四級桿溫度150 ℃；掃描范圍（m/z）30～400；溶劑延遲時間8.4 min。

1.2.3AMDIS參數設定。

化合物峰寬：20；相鄰峰相減：2；分辨率：高；靈敏度：低；形狀要求：中等。

1.2.4定性定量方法。

正構烷烴標準品與槐花提取樣品在相同GC-MS條件下測定，按下式計算槐花樣品各成分保留時間（RI）：

RI=100Z+100×（TRX-TRZ）TR（Z+1）-TRZ（1）

式中，TRX為被測成分X保留時間，TRZ和TR（Z+1）分別為在該組分出峰時間前后出峰的正構烷烴保留時間，Z為正構烷烴碳數，這幾個保留時間的關系為TRZ根據NIST 2.2標準譜庫檢索結果，僅保留匹配度大于800（最大值為1 000）的化合物，結合數據庫中RI值，對槐花提取物樣品的總離子流圖中各色譜峰進行綜合定性分析，并采用峰面積歸一化法進行定量，得到各組分相對含量。

2結果與分析

2.1槐花提取物成分鑒定

按照“1.2.2”條件對槐花提取物進行GC-MS檢測，根據式（1）計算保留指數，使用AMDIS軟件提取特征離子并檢索標準譜庫，人工綜合分析對各成分質譜圖進行定性。

結果如表1所示，從槐花水中蒸餾提取物中共鑒別出79種成分，占色譜總流出物的57.73%。鑒定出的化合物中醇類化合物和烯類化合物相對含量較大，分別為24.48%和1455%，其次是酮類化合物占5.17%，醛類化合物占353%，酯類占3.10%，還有6.90%其他化合物。含量較高的組分有氧化石竹烯（11.74%）、芳樟醇（4.22%）、1-辛烯-3-醇（365%）、植酮（2.98%）、環氧化蛇麻烯Ⅱ（2.66%）、苯乙醇（226%）、苯甲醇（1.81%）、長葉松香芹酮（1.77%）、法尼醇（164%）、己醛（1.21%）等。

與已有的文獻報道[1，3-5]進行比較發現，該研究所鑒定的化合物，有19種在以往的研究中也曾被識別出來，它們是苯甲醇、苯乙醇、芳樟醇、反式-氧化芳樟醇、順-芳樟醇、香葉醇、橙花叔醇、1-辛烯-3-醇、4-松油醇、植醇（綠葉醇）、煙酸甲酯、棕櫚酸甲酯、棕櫚酸乙酯、壬醛、十二醛（即月桂醛）、苯甲醛、3-辛酮、吲哚、乙酸。而在此次研究中檢測識別出的其他化合物，包括一些相對含量較大的化合物，比如氧化石竹烯、長葉松香辛酮、法尼醇等，則是第1次在槐花提取物中發現并報道。不同研究得出的槐花提取物成分及其含量均有差異，原因一方面來自不同年份、地域、氣候條件的變化，另一方面也取決于槐花的提取分離方法、所用試劑、色譜柱極性以及儀器參數條件不同等因素。該研究采用水中蒸餾法，在加熱過程中存在某些化合物發生氧化、重排、聚合反應的可能。

45卷21期金 晶等GC-MS法結合AMDIS及保留時間分析槐花提取物成分

2.2槐花揮發性香氣成分分析

槐花的香氣成分主要集中在揮發油中，故其所含的揮發性有機化合物決定著槐花的嗅香。各成分均有其獨特的特征香氣：氧化石竹烯具有甜蜜的木屑、胡蘿卜的芳香；環氧化蛇麻烯則有啤酒花、臭鼬的氣味[9]；芳樟醇具有濃郁的甜木香氣息，似玫瑰、柑橘、甜花的微弱香味，香氣柔美，清透持久；1-辛烯-3-醇，也稱蘑菇醇，具有蘑菇和泥土的芳香；檸檬烯具有令人愉快的檸檬樣香氣，松脂類及無樟腦氣味；4-松油醇呈現溫暖的胡椒氣味，泥土氣息和陳腐木材味道；壬醛具有濃郁的脂肪氣味，經稀釋則呈現橙子和玫瑰的氣息[10-11]。

該研究中，表1中其他微量成分不進行逐一論述，但并不代表它們對槐花特征香味的貢獻一定就小，筆者建議在以后的研究中可以結合感官評價，將每種化合物的嗅覺閾值納入考量范圍，進一步評價，深入探討對槐花特征香味起決定性作用的成分。

2.3采用保留指數輔助定性舉例

在天然產物提取物中，存在大量結構相似同系物和同分異構體，單憑質譜檢索數據庫匹配度，往往很難做出準確的判斷。為了提高對槐花提取物成分鑒定的準確性，該研究引入保留指數作為另一項重要參考因素，其應用如表2所示。保留時間為21.86 min出峰的成分，按匹配度大小排序分別為3-己烯-1-醇、反式-3-己烯醇和順-3-己烯醇，綜合考慮保留時間的RI實測值為1 384，對照保留時間數據庫值，與順-3-己烯醇的1 382±9最為接近，故判斷此化合物為順-3-己烯醇。保留時間為24.11 min的色譜流出物，可能的化合物按匹配度大小排序為甲酸庚酯、1-庚醇，而對比保留指數后，則確定該物質為1-庚醇。同理，保留時間在26.54 min的化合物為3，5-辛二烯-2-酮。由此可見，結合質譜圖標準譜庫檢索結果和保留時間在同分異構體和同系物的判定上，起到綜合評價的效果，增加了判斷結果的可信度。

保留時間Retention timeminRI實測值Measured RI質譜標準庫檢索結果 NIST Search Result化合物名稱Compound nameCAS號CAS NO.匹配度MatchRI數據庫值Reference RI判定化合物Judgement result

21.861 3843-己烯-1-醇544-12-79301 391±3順-3-己烯醇

反式-3-己烯醇928-97-29241 367±7

順-3-己烯醇928-96-19071 382±9

24.111 453甲酸庚酯112-23-28561 3571-庚醇

1-庚醇111-70-68171 453±8

26.541 530反，反-3，5-辛二烯-2-酮30086-02-38931 570±73，5-辛二烯-2-酮

3，5-辛二烯-2-酮38284-27-48681 522±6

3結論

該試驗采用水蒸氣蒸餾法二氯甲烷萃取，得到槐花提取物，GC-MS檢測結合AMDIS和保留指數，共鑒定出79種揮發性化合物，其中醇類化合物24.48%、烯類化合物14.55%、酮類化合物5.17%、醛類化合物占3.53%、酯類3.10%，還有6.90%其他化合物。該研究第1次引入保留指數作為定性分析的輔助工具，提高了定性結果的可靠性，值得在今后的天然產物提取物成分分析工作中推廣應用。在此基礎上，該研究還分析了各主要成分呈香特性，可為槐花的綜合開發利用和槐花味香精的開發提供理論指導。

參考文獻

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