香椿葉與臭椿葉揮發(fā)性成分分析

姬曉悅 嚴(yán)珺 王靜

摘要 [目的]分析并比較香椿（Toona sinensis）葉和臭椿（Ailanthus altissima）葉的揮發(fā)性成分。[方法]利用頂空固相微萃取（HS-SPME）和氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用（GC/MS）技術(shù)探討樣品的差異。[結(jié)果]從同一地區(qū)采集的香椿葉和臭椿葉的揮發(fā)性成分存在明顯的不同。在臭椿葉揮發(fā)性成分中共鑒別出19種化合物，其中主要成分為乙酸葉醇酯（88.77%）和葉醇（9.03%）；在香椿葉揮發(fā)性成分中共鑒定出32種化合物，其主要成分為乙酸葉醇酯（34.29%）、葉醇（33.50%）、石竹烯（6.33%）和3-己烯基丁酯（4.61%）。[結(jié)論]該研究為鑒別和利用香椿葉和臭椿葉這2種食用和藥用資源提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞 香椿葉；臭椿葉；揮發(fā)性成分；鑒別；固相微萃取

中圖分類號 R284文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 0517-6611（2018）16-0179-03

Abstract [Objective] The research aimed to identify and compare the volatile compositions of the Toona sinensis and Ailanthus altissima leaves.[Method]The differences between samples were investigated by headspace solid phase microextraction （HS-SPME） and gas chromatography / mass spectrometry（GC/MS）.[Result]Volatile components emitted from Toona sinensis and Ailanthus altissima leaves collected from the same region had the obvious difference.Nineteen compounds from Ailanthus altissima leaves were identified by GC/MS technique where （4E）-4-Hexenyl acetate（88.77%）， （Z）-Hex-3-en-1-ol（9.03%） etc. were the major constituents. By contrast， thirty-two compounds from Toona sinensis leaves were identified by GC/MS technique where （3E）-3-Hexenyl acetate（34.29%）， （Z）-Hex-3-en-1-ol（33.50%）， Caryophyllene（6.33%）， （Z）-Butanoic acid-3-hexenyl ester（4.61%） etc. were the major constituents.[Conclusion] The study provides a scientific basis for the better use of these two traditional Chinese herbal medicine plants（Toona sinensis and Ailanthus altissima）.

Key words Toona sinensis leaves；Ailanthus altissima leaves； Volatile components； Identification； HS-SPME-GC-MS

香椿（Toona sinensis）和臭椿（Ailanthus altissima）均為落葉喬木，主要分布在東北南部、華北、西北至長江流域[1-2]。由于二者樹葉形狀相似，人們常常混淆這2種樹葉。但實際上，它們屬于不同的科屬，香椿為楝科，而臭椿為苦木科。在食用和藥用方面，香椿葉含有豐富的VC、胡蘿卜素等，是帶有淡淡香氣的時令名品，營養(yǎng)價值非常高，具有增進(jìn)食欲、健脾、保肝、利肺等療效，多食可以增強人體免疫力，使皮膚光滑細(xì)膩[3-4]。臭椿的樹皮是傳統(tǒng)的中草藥，具有抗炎、止血等功效[5]。但是，根據(jù)傳統(tǒng)的中藥理論，“臭椿有小毒”，臭椿葉不可食用。因此，有必要發(fā)展新的簡便方法加以區(qū)分這2類不同科屬的樹葉。

固相微萃取技術(shù)（SPME）是一種新穎的萃取技術(shù)，與傳統(tǒng)的萃取方法相比，具有萃取時間短、無需溶劑、能耗低等特點。這種技術(shù)與GC或GC/MS聯(lián)用被廣泛地用于分離分析揮發(fā)性和半揮發(fā)性樣品。筆者將具有廣泛應(yīng)用前景的固相微萃取技術(shù)與GC/MS聯(lián)合，分離分析香椿葉與臭椿葉的揮發(fā)性有機物，提供了一個新穎簡單的方法科學(xué)鑒別這2種中草藥成分，為利用這2種食用和藥用資源提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗所用香椿葉與臭椿葉均采自南京林業(yè)大學(xué)校園。取樣時，選擇較嫩無病蟲害的干凈葉片。

1.2 HS-SPME萃取過程

取4 g樣品剪碎，放入200 mL的樣品瓶中，用封口膜封口后，向瓶中插入萃取頭（新萃取頭在使用前需根據(jù)使用說明在GC進(jìn)樣口進(jìn)行老化），頂空吸附40 min后拔出，隨即插入進(jìn)樣口溫度為250 ℃的GC/MS儀，熱脫附3 min，進(jìn)行GC/MS分析。

1.3 GC/MS分析條件

儀器型號：TRACE ISQ （美國Thermo Fisher Scientific公司）；DB-5MS毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）； SPME 手動進(jìn)樣器、65 μm PDMS/DVB萃取頭（美國Supelco公司）；載氣為高純氦氣（99.999%），采用恒流模式，流速為1 mL/min。升溫程序：起始溫度40 ℃，保持3 min，然后以5 ℃/min升至150 ℃，再以15 ℃/min升至250 ℃，保留3 min。進(jìn)樣模式：采用不分流進(jìn)樣。

電離方式：電子電離源（electron ionization，EI），離子傳輸線溫度為250 ℃，離子源溫度250 ℃，電子能量70 eV，全掃描模式，掃描質(zhì)量范圍為45～450 amu，溶劑延遲時間為1 min。操作系統(tǒng)為Xcalibur軟件。

1.4 定性定量方法

1.4.1 定性方法。以美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所（National Institute of Standards and Technology， NIST）譜庫檢索為主，同時結(jié)合人工解析質(zhì)譜圖。

1.4.2 定量方法。采用面積歸一化法，求得各個不同揮發(fā)性化學(xué)組分的相對含量。

2 結(jié)果與分析

采用HS-SPME技術(shù)萃取香椿葉和臭椿葉樣品中的揮發(fā)性有機化合物，并應(yīng)用GC/MS對其進(jìn)行分離分析，兩者的總離子流圖如圖1所示。

采用HS-SPME-GC/MS萃取、分離、分析香椿葉和臭椿葉樣品中的揮發(fā)性有機化合物，其分析結(jié)果如表1所示。HS-SPME-GC/MS檢測到香椿葉含有32種揮發(fā)性成分，包括8種酯類物質(zhì)（40.97%）、3種醇類物質(zhì)（33.53%）、9種萜類物質(zhì)（20.80%）、4種醛類物質(zhì)（3.04%）、4種脂肪烴類物質(zhì)（0.73%）、3種酮類物質(zhì)（0.75%）、1種羧酸（0.18%），其中，乙酸葉醇酯（34.29%）、葉醇（33.50%）、石竹烯（6.33%）、3-己烯基丁酯（4.61%）為其主要成分。而通過HS-SPME-GC/MS只檢測到臭椿葉的19種揮發(fā)性成分，其中包含3種酯類物質(zhì)（88.97%）、1種醇類物質(zhì)（9.03%）、1種萜類物質(zhì)（0.10%）、6種脂肪烴類物質(zhì)（0.83%）、5種酮類物質(zhì)（0.67%）、3種醛類物質(zhì)（0.40%），其中，乙酸葉醇酯（88.77%）、葉醇（9.03%）是其主要成分。

3 結(jié)論與討論

試驗結(jié)果可知，香椿葉與臭椿葉的揮發(fā)性成分明顯不同。對比數(shù)量可知，香椿葉中的揮發(fā)性有機物成分（32種）多于臭椿葉中的揮發(fā)性有機物成分（19種）。對比香椿葉和臭椿葉的主要揮發(fā)性成分可知，二者都含有葉醇和乙酸葉醇酯，但其他的揮發(fā)性成分有很大不同。例如，在香椿葉中3-己烯基丁酯（4.61%）、β-欖香烯（3.27%）、β-瑟林烯（4.34%）、α-瑟林烯（4.38%）為主要成分，而在臭椿葉中卻未檢測到。此外，與臭椿葉相比，2-甲基-4-戊醛、葉醇、壬醛、癸醛、石竹烯等在香椿葉中的相對含量更高。香椿葉和臭椿葉的揮發(fā)性成分的不同為鑒別香椿葉和臭椿葉提供了理論依據(jù)。

對于香椿葉化學(xué)成分已有很多研究[6]，而關(guān)于其揮發(fā)性成分的報道卻很少。該研究利用HS-SPME技術(shù)研究了香椿葉的揮發(fā)性有機物成分。在香椿葉中含有大量的醛、酮和酯類化合物，通常這類化合物具有獨特的氣味。例如，2-已烯醛具有清新的青草氣味，也可用于食品添加劑；乙酸己酯具有濃郁果香氣味，主要用于配制蘋果、梨等水果型香精；丁酸己酯具有強烈的混合水果香氣和菠蘿香氣，主要用于配制菠蘿、蘋果、柑橘、草莓等香精。此外，石竹烯是一種雙環(huán)倍半萜類化合物，具有淡的丁香似香味，在香椿葉的揮發(fā)性成分中也被檢測到，該物質(zhì)可作為食用香料，主要用于配制精油仿制品和定香劑，也可用于合成其他更有價值的香料，如乙酰基石竹烯等[7]。β-欖香烯具有辛辣的茴香氣味，試驗藥理學(xué)研究證實，β-欖香烯對體內(nèi)外多種腫瘤細(xì)胞具有較強的抑制和殺傷效應(yīng)[8-10]，療效確切，毒副作用輕微，能明顯提高腫瘤患者生存質(zhì)量等突出優(yōu)點。

與香椿相比，有關(guān)臭椿葉的化學(xué)組成研究的報道則很少[11-12]。該研究將HS-SPME-GC/MS首次用于臭椿葉揮發(fā)性有機物成分的分離分析。在臭椿葉的揮發(fā)性成分中，主要成分為葉醇和乙酸葉醇酯。在其他低含量成分中，也有一些成分具有獨特的氣味和藥用價值。例如，壬醛具有玫瑰、柑橘等香氣，廣泛用于香精配方，在玫瑰油、柑橘油、白檸檬油和香紫蘇油等精油中大量存在。6-甲基-5-庚烯-2-酮具有類似水果的清新香氣，廣泛用于食用香料，主要用以配制香蕉、梨、柑橘和漿果類香精，這種物質(zhì)還具有很強的化學(xué)反應(yīng)能力，可衍生出多種產(chǎn)品，是醫(yī)藥、香精和香料合成的重要中間體[13]。

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