GC—MS法分析瑞麗椒樣薄荷精油化學(xué)成分

李國(guó)明++李守嶺++白燕冰++胡永亮

摘 要 采用水蒸氣蒸餾法從瑞麗市種植的椒樣薄荷鮮樣中提取精油，利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）對(duì)精油的揮發(fā)性化學(xué)成分進(jìn)行分析鑒定，各揮發(fā)性化學(xué)成分經(jīng)質(zhì)譜掃描后得到的色譜圖通過(guò)質(zhì)譜工作站Xcalibur3.0進(jìn)行定性和定量分析，結(jié)合NIST08標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)比檢索，并對(duì)圖譜進(jìn)行綜合分析，鑒定出43種主要的揮發(fā)性化學(xué)成分，按峰面積歸一化法計(jì)算各成分在精油中的相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。43種揮發(fā)性化學(xué)成分占揮發(fā)油總量的97.30%，其中含量較高的7個(gè)成分分別是薄荷酮（14.01%）、薄荷醇（53.80%）、月桂醛（4.83%）、肉豆蔻醇（3.05﹪）、α-甲基戊醛（2.66%）、紅樟油（2.54%）和4-乙酸基-1-萜品烯（2.58%），占揮發(fā)油總量的83.47%。這些主要成分的種類和含量差異因地域和種植條件的不同，決定了椒樣薄荷精油的香氣品質(zhì)差異。該研究為進(jìn)一步研究和開(kāi)發(fā)瑞麗本地種植的椒樣薄荷提供了科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞 椒樣薄荷 ；精油 ；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 ；分析鑒定

中圖分類號(hào) S567 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2017.10.018

Analysis of Chemical Components of Essential Oil from Mentha piperita

Grown in Ruilli by GC-MS

LI Guoming LI Shouling BAI Yanbing HU Yongliang

（Analysis & Test Centre， Dehong Research Institute for Tropical Agriculture， Ruili， Yunnan 678600）

Abstract Essential oil was extracted from fresh samples of Mentha piperita grown in Ruili， Yunnan by using the steam distillation method， and its volatile chemical constituents were analyzed and identified by gas chromatography-mass spectrometry （GC-MS）. The chromatograms obtained by mass spectrometry were qualitatively and quantitatively analyzed by using the mass spectrometry workstation Xcalibur3.0， compared with the data retrieved from NIST08 standard mass spectrometry database， and resorted to comprehensive analysis. From the comprehensive analysis 43 major volatile compounds were identified， and their mass fractions were calculated by using the peak area normalization method. These compounds accounted for 97.30% of the total components of the volatile oil， of which 7 components had higher content in the essential oil， i.e. menthone （14.01%）， menthol （53.80%）， lauraldehyde （4.83%）， tetradecanol （3.05%）， alpha methyl aldehyde （2.66%）， terppinolene （2.54%）， and 4-acetic acid， -1-， terpene， alkenyl （2.58%）， and accounted for 83.47% of the total volatile oil. The major constitutes and content of the volatile oil extracted from M. piperita varied with the planting location and growing conditions for the plants， which determined the difference in aroma quality of the essential oil. This provides scientific basis for further research and development of M. piperita grown in Ruili， Yunnan Province.

Keywords Mentha Piperita ； essential oil ； Gas Chromatography-Mass Spectrometry ； analysis and identification

椒樣薄荷（Mentha Piperita），又名胡椒薄荷、辣薄荷、歐洲薄荷，為唇形科多年生薄荷屬草本植物，是一種被廣泛種植的雜交薄荷[1]。原產(chǎn)于歐洲，具有解表、疏散風(fēng)熱、清咽利喉等作用，用其制成的清涼保健品有風(fēng)油精、白花油等。由其莖葉提取的精油因香味好而廣

泛用于高級(jí)化妝品、高檔食品和醫(yī)藥衛(wèi)生等方面[2]。不同產(chǎn)地的椒樣薄荷精油有著不同的化學(xué)成分和香氣香味，對(duì)其進(jìn)行化學(xué)成分分析，配合嗅覺(jué)和味覺(jué)品香，可以更準(zhǔn)確的判斷香原料品質(zhì)，調(diào)配出性價(jià)比更好的香精[3]。endprint

瑞麗為南亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候，植物資源豐富，適合于椒樣薄荷的生長(zhǎng)，種植的椒樣薄荷主要作為少數(shù)民族特色食品加工的輔料，但對(duì)本地種植的椒樣薄荷精油化學(xué)成分的分析研究較少。薄荷精油的化學(xué)成分分析，20世紀(jì)多用氣相色譜法和物理方法[4-7]，現(xiàn)今多采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（GC-MS）[2-3，8-12]。本文采用水蒸氣蒸餾法從瑞麗市種植的椒樣薄荷中提取精油，并以氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）對(duì)精油的揮發(fā)性化學(xué)成分進(jìn)行了分析鑒定，以峰面積歸一化法計(jì)算了揮發(fā)性化學(xué)成分的相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)[13]，為進(jìn)一步研究和開(kāi)發(fā)瑞麗本地種植的椒樣薄荷提供了科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

Trace ISQ氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國(guó)Thermo Fisher公司）；色譜柱：毛細(xì)管色譜柱TG-1701MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；水蒸氣蒸餾裝置，天津化玻有限公司；電熱套，鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司；移液器，METTLER TOLEDO；無(wú)水硫酸鈉（分析純）；無(wú)水乙醇（色譜純）。

1.2 方法

1.2.1 椒樣薄荷精油提取

以采集于云南省德宏熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所香料作物資源圃的椒樣薄荷為試驗(yàn)材料，稱取200 g鮮樣剪成碎段，加入400 mL蒸餾水，參照《中華人民共和國(guó)藥典》（2005年版）一部附錄XD[14]中揮發(fā)油測(cè)定方法中的水蒸氣蒸餾法回流提取4 h，冷凝收集所得的淡黃綠色澄清液體即為椒樣薄荷精油[15]，帶有特殊的香味，計(jì)算可知出油率為3.5%，經(jīng)無(wú)水硫酸鈉干燥過(guò)濾后轉(zhuǎn)移至試劑瓶中，備用待測(cè)。

1.2.2 供測(cè)試溶液的制備

以移液器準(zhǔn)確移取0.5 mL椒樣薄荷精油于5.0 mL容量瓶中，加色譜純無(wú)水乙醇定容至刻度，經(jīng)旋渦混合器充分混勻靜置后，吸取1.0 mL至進(jìn)樣瓶中待測(cè)。

1.2.3 氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）分析條件

氣相色譜條件： TG-1701MS毛細(xì)管色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm），程序升溫（初始溫度為70℃保持3 min，以3.0℃/min的升溫速率升至220℃保持8.0 min），載氣為高純He，恒流模式，柱流量為1.0mL/ min，平均線速度為37cm/s，進(jìn)樣量1.0 μL，進(jìn)樣口溫度230℃，分流比50∶1。

質(zhì)譜條件：EI電離模式，電子倍增管電壓1913.0 V，電子能量70.0 eV，離子傳輸管溫度250℃，離子源溫度230℃，掃描質(zhì)量范圍m/z40-550。

1.2.4 成分分析

按上述氣相色譜-質(zhì)譜儀器分析條件，對(duì)制備好的椒樣薄荷精油待測(cè)溶液由氣相色譜儀的自動(dòng)進(jìn)樣器進(jìn)樣測(cè)試，得到椒樣薄荷精油總離子流圖（如圖1）。總離子流圖中各色譜峰經(jīng)質(zhì)譜掃描后得到的揮發(fā)性化學(xué)成分色譜圖由質(zhì)譜工作站Xcalibur 3.0結(jié)合NIST08標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)比進(jìn)行檢索，并對(duì)圖譜進(jìn)行綜合分析，鑒定出43種揮發(fā)性化學(xué)成分，按峰面積歸一化法計(jì)算各成分在椒樣薄荷精油中的相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，結(jié)果見(jiàn)（表1）。

2 結(jié)果與分析

本試驗(yàn)采用水蒸氣蒸餾法從椒樣薄荷鮮樣中提取精油，利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）對(duì)精油的揮發(fā)性化學(xué)成分進(jìn)行分析鑒定，得到的椒樣薄荷精油總離子流圖如（圖1）。通過(guò)Xcalibur3.0質(zhì)譜工作站結(jié)合NIST08標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行對(duì)比分析，共鑒定出43種主要的揮發(fā)性化學(xué)成分，占精油總成分的97.30%。各揮發(fā)性化學(xué)成分的出峰時(shí)間及相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)見(jiàn)表1。分析表明瑞麗市種植的椒樣薄荷精油中揮發(fā)性化學(xué)成分相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%以上的主要成分有13個(gè)，分別為：α-甲基戊醛（2.66%），GAMMA松油烯（1.84%），紅樟油（2.54%），α-松油烯（1.10%），4-乙酸基-1-萜品烯（2.58%），4-甲基辛酸（1.99%），薄荷酮（14.01%），月桂醛（4.83%），肉豆蔻醇（3.05%），薄荷醇（53.80%），4-4-二甲基-2-環(huán)己基-1-酮（1.13%），異佛爾酮（1.58%），石竹烯（1.09%）。這13個(gè)揮發(fā)性成分占精油色譜總餾出峰面積的92.20%。

相關(guān)研究表明，薄荷醇、薄荷酮、薄荷呋喃和乙酸薄荷酯是構(gòu)成椒樣薄荷精油特征香氣的4種主要成分，賦以精油體香，其相對(duì)含量對(duì)精油品質(zhì)起主導(dǎo)作用[3，16]。薄荷醇具有清涼穿透性薄荷香氣，含量為40.0%～46.0%時(shí)，精油香氣品質(zhì)優(yōu)。薄荷酮具有類似薄荷醇的清涼香氣，略帶木香香韻，對(duì)薄荷醇的特征香氣有明顯的抑制作用，含量為15.0%～21.0%時(shí)，精油香氣品質(zhì)優(yōu)。薄荷呋喃具有濃郁的類似薄荷干草香氣，對(duì)精油香氣品質(zhì)影響甚大，含量為1.1%～3.5%時(shí)，精油香氣品質(zhì)優(yōu)。乙酸薄荷酯具有清涼的薄荷香氣，伴有愉快的草香果香花香，有柔和整體香氣的作用，含量為4.0%～6.0%時(shí)，精油香氣品質(zhì)優(yōu)[1，15-17]。

許鵬翔等[2]從新疆栽培的椒樣薄荷精油中分析鑒定出37種化合物，主要化合物為薄荷醇（質(zhì)量分?jǐn)?shù)45.52%）、薄荷酮（質(zhì)量分?jǐn)?shù)17.21%）和1，8-桉葉素（質(zhì)量分?jǐn)?shù)6.65%）；徐玉婷等[9]從湖北栽培的薄荷精油中分析鑒定出60種化合物，主要化合物為薄荷醇（質(zhì)量分?jǐn)?shù)15.43%）、2-氨基-2-異丙基-3-甲基丁酸（質(zhì)量分?jǐn)?shù)9.81%）和D-香芹酮（質(zhì)量分?jǐn)?shù)7.17%）；劉艷等[12]從新疆灰薄荷精油中分析鑒定出20種化合物，主要化合物為辣薄荷烯酮氧化物（質(zhì)量分?jǐn)?shù)68.50%）、桉樹(shù)腦（質(zhì)量分?jǐn)?shù)13.50%）和月桂烯（質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.10%）；陸長(zhǎng)根等[14]從江蘇東臺(tái)種植的椒樣薄荷精油中分析鑒定出46種化合物，主要化合物為薄荷醇（質(zhì)量分?jǐn)?shù)32.53%）、薄荷酮（質(zhì)量分?jǐn)?shù)23.58%）和3，7，7-三甲基-三環(huán)[4，1，0]庚烷（質(zhì)量分?jǐn)?shù)10.38%）；魏興國(guó)等[11]從山東德州野生薄荷精油中分析鑒定出47種化合物，主要化合物為薄荷酮（質(zhì)量分?jǐn)?shù)40.88%）和D-檸檬烯（質(zhì)量分?jǐn)?shù)7.16%）；李鐵純等[10]從遼寧遼中縣栽培的薄荷精油中分析鑒定出21種化合物，主要化合物為香薷酮（質(zhì)量分?jǐn)?shù)58.90%）和脫氫香薷酮（質(zhì)量分?jǐn)?shù)28.18%）。endprint

本實(shí)驗(yàn)從瑞麗市種植的椒樣薄荷精油分析鑒定出43種揮發(fā)性化學(xué)成分，其中含量較高的幾個(gè)成分分別是薄荷酮（質(zhì)量分?jǐn)?shù)14.01%）、薄荷醇（質(zhì)量分?jǐn)?shù)53.80%）、月桂醛（質(zhì)量分?jǐn)?shù)4.83%）和肉豆蔻醇（質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.05%）。揮發(fā)性化學(xué)成分種類和含量與上述相關(guān)文獻(xiàn)中報(bào)道的其它地區(qū)種植的薄荷屬植物精油中分析鑒定的化學(xué)成分種類和含量有所差別，且差別比較明顯。

3 討論

本試驗(yàn)采用水蒸氣蒸餾法提取椒樣薄荷鮮樣中的精油，所得精油經(jīng)干燥過(guò)濾后以無(wú)水乙醇為溶劑進(jìn)行稀釋定容配成適當(dāng)濃度的精油待測(cè)液，利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）對(duì)精油的揮發(fā)性化學(xué)成分進(jìn)樣分析鑒定。其中氣相色譜部分對(duì)精油混合物進(jìn)行組分分離，質(zhì)譜部分對(duì)分離出的組分進(jìn)行鑒定，并通過(guò)定性和定量分析計(jì)算各組分的含量。

本實(shí)驗(yàn)共鑒定出43種主要的揮發(fā)性化學(xué)成分，其中含量最高的2個(gè)成分是薄荷酮（14.01%）和薄荷醇（53.80%），占椒樣薄荷精油總量的67.81%。鑒定出的主要揮發(fā)性化學(xué)成分與相關(guān)文獻(xiàn)中鑒定出的化合物有所差異，相同成分的含量也有所差異。這些差異可能與椒樣薄荷的種植品種、種植區(qū)域的土壤狀況、海拔高度差異、氣候環(huán)境條件、生長(zhǎng)管理方式、采收時(shí)節(jié)及原料的處理方式不同等原因所致。本文鑒定出的部分揮發(fā)性成分與其它文獻(xiàn)對(duì)比為椒樣薄荷精油中首次報(bào)道，成分的差異可能與瑞麗的氣候?qū)儆谀蟻啛釒Ъ撅L(fēng)性濕潤(rùn)氣候，高溫高濕且處于低海拔區(qū)域等因素綜合影響的結(jié)果。本試驗(yàn)的結(jié)果為瑞麗市種植的椒樣薄荷進(jìn)行品質(zhì)鑒定及綜合開(kāi)發(fā)利用提供了一定的科學(xué)依據(jù)。

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