紫椴花揮發性成分HS-SPME氣相色譜質譜分析

陳立波 王建剛 丁欽

摘要 [目的]研究紫椴花揮發性成分的組成。[方法]采用頂空固相微萃取氣相色譜質譜聯用（HS-SPME-GC-MS）技術對長白山紫椴花揮發性成分進行分離鑒定，以色譜峰面積歸一化法計算揮發性成分的相對含量。[結果]從紫椴花中分離出55種揮發性成分，鑒定出了44種，占揮發性成分總量的96.71%，其中主要揮發性成分是芳樟醇（34.37%）、β-苯乙醇（31.37%）、β-順式-羅勒烯 （12.03%）、丁香醇A（2.00%）、反式-α，α-5-三甲基-5-乙烯基四氫化-2-呋喃甲醇（3.59%）。[結論]該研究為紫椴資源的深度綜合利用提供理論依據。

關鍵詞 頂空固相微萃取;氣相色譜質譜;揮發性成分;紫椴花

中圖分類號 S792.36文獻標識碼 A文章編號 0517-6611（2018）34-0181-03

紫椴（Tilia amurensis Rupr.）是椴樹科（Tiliaceae）椴樹屬高大落闊葉喬木。紫椴分布于我國東北、華北地區，是長白山區域重要的用材樹種，被《國家重點保護野生植物名錄（第一批）》定為國家二級重點保護植物[1-3]。紫椴樹冠大而優美，樹齡長，抗煙、抗毒性強，秋季葉黃，是世界四大闊葉行道樹之一。紫椴木材紋理致密，色白質輕富有彈性，不翹裂容易加工，是建筑、家具、雕刻等行業的重要用材。關于紫椴的研究，多集中在紫椴形態及分類學、生態及地理學以及育種造林學等方面[4-8]。

紫椴花具有甜潤、令人愉悅的香氣，是優良的蜜源。紫椴花亦有清熱解表的功效，可治療感冒、發熱、口腔炎和喉炎等病癥。紫椴花化學成分的研究多集中在多糖、黃酮及乙醇提取物等方面[9-12]。關于紫椴花揮發性成分的研究鮮見報道。筆者以吉林左家紫椴鮮花為試樣，采用頂空-固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用技術（HS-SPME-GC-MS）分析其揮發性有機成分，為紫椴資源的深度利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

紫椴花，于2018年7月5日09：00—10∶00采自吉林省吉林市左家鎮吉林特產研究所，為紫椴新鮮花朵。將采集到的新鮮紫椴花朵儲存于大口具塞玻璃采樣瓶中，當日完成分析測試。

1.2 儀器與設備

GC-MS-2010-plus型氣相色譜-質譜聯用儀，配有EI源，四級桿質量分析器;GC-MS Solution，日本島津公司;NIST05版質譜圖庫;DHG-9070A型電熱恒溫鼓風干燥箱，上海一恒科學儀器有限公司;57330U型手動SPME萃取手柄及65 μm聚二甲基硅氧烷-二乙烯基苯（PDMS/DVB）萃取探頭;20 mL精密螺紋口透明玻璃頂空進樣瓶，美國Supelco公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 頂空固相微萃取。

在頂空萃取樣本之前，先將65 μm PDMS/DVB固相微萃取探頭安裝于手動SPME進樣手柄上，于氣相色譜進樣口250 ℃老化30 min。選取新鮮完好的紫椴花朵5.0 g，置于20 mL 配有聚四氟乙烯膠墊的樣品瓶中，擰緊瓶蓋。將含有紫椴花朵樣本的密封頂空瓶置于恒溫箱內，控制60 ℃恒溫平衡30 min，然后將老化后的固相微萃取探頭插過隔膜墊，進入密封樣品瓶中，推出萃取探頭，60 ℃頂空萃取30 min，萃取完成后，將固相微萃取裝置迅速插入GC進樣器，250 ℃條件下熱解析2.0 min。

1.3.2 色譜-質譜條件。

氣相色譜儀熱解析溫度250 ℃;色譜柱：RTX-5MS 石英毛細管柱（30 m×0.32 mm×0.25 μm）;色譜柱箱升溫程序：50 ℃保持3 min，以3 ℃/min升至100 ℃，然后以6 ℃/min升至200 ℃，再以8 ℃/min升至280 ℃保持10 min;氦氣（99.999%）為載氣，流量1.94 mL/min，壓力88.3 kPa;熱解析進樣，分流比10∶1。

離子源溫度200 ℃;傳輸線溫度230 ℃;EI電子轟擊離子源，電子能量70 eV，燈絲3.5 min后開啟;四極桿質量分離器，質量掃描范圍m/z 30～500;檢測電壓0.85 kV，記錄4.0～45.0 min信號。

1.4 測定方法

試樣分析測定采用GC-MS-2010-plus型氣相色譜-質譜聯用儀。按“1.3.2”項色譜-質譜條件準備好氣相色譜-質譜聯用儀;按“1.3.1”項頂空固相微萃取制備樣本熱解析進樣分析，同時啟動色譜工作站GC-MS Solution記錄數據，通過GC-MS Solution色譜工作站數據處理系統檢索NIST05譜圖庫，進行譜圖解析，確認其各個揮發性成分結構;定性分析后通過色譜工作站GC-MS Solution數據處理系統按面積歸一化法進行定量分析，分別求出各揮發性成分的相對百分含量。

2 結果與分析 樣本按“1.3”項試驗條件進行氣相色譜質譜分析，對應總離子流色譜圖如圖1所示。從圖1可以看出，試驗用氣相色譜條件滿足紫椴鮮花揮發性成分的分離要求。經氣相色譜-質譜聯用儀分析，用NIST05數據系統檢索，分離出55個色譜峰，最終鑒定44種成分，占總面積的96.71%。揮發性成分分析及面積歸一化法定量結果見表1。表1 數據說明，紫椴花主要揮發性有機成分有芳樟醇（34.37%）、β-苯乙醇（31.37%）、β-順式-羅勒烯 （12.03%）、丁香醇A（2.00%）、反式-α，α-5-三甲基-5-乙烯基四氫化-2-呋喃甲醇（3.59%）等，占揮發性物質總量的83.36%。

對分離鑒定出的44種揮發性有機成分進行歸類分析，其中醇類物質12種（75.85%）、萜烯類19種（17.04%）、酯類物質5種（0.23%）、烷烴類物質6種（2.99%）、其他化合物2種（0.60%）。紫椴鮮花揮發性有機物中醇類物質含量最多，占總含量的75.85%，其中芳樟醇（34.37%）、β-苯乙醇（31.37%）是紫椴鮮花的主要揮發性物質。芳樟醇[13-14]又名沉香醇，是無環單萜醇類化合物，有類似鈴蘭或百合花樣優美而愉悅的香氣。天然芳樟醇氣味圓和甜潤、純正幽雅，是香水、香精配方中使用頻率最高的香料。現代藥理學研究表明，芳樟醇具有鎮痛、抗焦慮、鎮靜催眠、抗炎抗菌、抑制腫瘤等藥理作用，同時也是降壓的有效活性成分之一。苯乙醇[15-16]是一種簡單的芳香族伯醇，具有細膩、淡雅而持久的玫瑰花香味。苯乙醇對其他香氣成分有增效作用，可用作底香組分，是食品、化妝品、煙草和日化用品中重要香料成分，在醫藥上也常用作抑菌劑。羅勒烯[17-18]是一種無環單萜類， 即3，7-二甲基-1，3，6-辛三烯。植物生理研究表明， 在眾多調控植物防御反應的信號分子中，羅勒烯是一種與植物防御啟動密切相關的信號分子。蜜蜂生理研究發現，羅勒烯也是蜜蜂幼蟲信息素的一種組分，它不僅能夠抑制蜜蜂工蜂的卵巢成熟，還參與調節工蜂的采粉行為，提高了采粉蜂的比例，增加了哺育蜂回返巢房的頻率，在蜜蜂養殖業具有一定的科學價值。苯乙醇、芳樟醇賦予紫椴花甜潤、優雅、令人愉悅的香氣，也賦予其清熱解表、鎮痛抗炎等藥效。羅勒烯作為植物防御啟動信號分子及蜜蜂信息激素，對研究紫椴花為蜜源植物及其作用機制有重要價值。

3 結論

采用RTX-5MS 石英毛細管柱對紫椴鮮花中揮發性有機成分進行分離，經MS鑒定，主要揮發性成分為芳樟醇（34.37%）、β-苯乙醇（31.37%）、β-順式-羅勒烯 （12.03%）、丁香醇A（2.00%）、反式-α，α-5-三甲基-5-乙烯基四氫化-2-呋喃甲醇（3.59%）。

吉林省長白山區域森林資源豐富，紫椴分布廣泛。紫椴花氣味芬芳，具有治療神經紊亂、清熱解表、抗炎鎮痛、失眠、感冒、抑菌等作用，對其揮發性有機成分的研究，為集蜜源和藥用為一身的這一植物資源的深度開發提供了理論依據。

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