基于頂空氣質聯用法研究梔子花中揮發性成分

嚴志宏 頓珠次仁 占秀秀 拉巴扎西 周翔

（1.江西中醫藥大學，江西 南昌 330004；2.西藏藏醫學院；3.西藏自治區藏醫院，西藏 拉薩 850000）

梔子花（Gardenia jasminoides），常見的為白色或黃色，有濃郁香味，龍膽目茜草科植物山梔子的花，中國大部分地區都可種植，花期一般為5-7月，別名雀舌花、野桂花、黃梔子等，中國八大香花之一，其性寒、味甘苦，能夠清肺止咳、涼血止血。梔子還是中國衛生部公布的第一批藥食兩用品，極具觀賞性、食用性與藥用性，得到大家不少的關注，當代研究下發現梔子的各個部位均有應用價值。梔子花、葉、根、果實化學成分有較大差異，目前，梔子應用最廣泛的是梔子果。果實中的梔子苷具有緩解疼痛、保護肝臟、預防治療流感等功效，在臨床運用甚多。從梔子果中提取出的梔子色素常常用于食物、藥品、染料，梔子色素種類也比較多，有黃色素、紅色素、藍色素等，黃色素的使用范圍最為廣泛。梔子葉能夠活血消腫、清熱解毒，近年來在食品產業上多有出現。藥用價值極高的梔子根則主要用于中藥研發方面。梔子花可提取出名貴的香料和精油，從梔子花中提取的精油有令人神清氣爽的香味，所以人們可將精油用作化妝品、香皂、香水等高檔產品的添加劑，安全綠色無毒。關于果實和梔子葉、根的研究已有很多文獻報道，而對梔子花的則比較少，因此文章利用現代科學技術頂空氣質聯用技術對干梔子花中揮發油成分進行了定性定量分析，為梔子花日后的開發利用提供一些科學依據。

1 儀器與試藥

Agilent7890A/5975C型氣相色譜一質譜聯用儀（GC-MS）(美國安捷倫公司）；頂空儀（型號Agilent7697A美國安捷倫公司）；色譜柱為DB-5石英毛細管柱（0.25μmx250μmx30.0m）；MH-1000型1000mL可調式電熱套(北京市永光明醫療儀器有限公司)；TG328A型萬分之一電子天平(北京賽多利斯儀器系統有限公司)；離心機（上海安亭科學儀器廠）；精密鼓風干燥箱（BPG-9070A，上海一恒科學儀器有限公司）。

無水硫酸鈉（分析純，天津市大茂化學試劑廠）；水蒸氣蒸餾裝置(自制)；蒸餾水（自制）；

干梔子花，產地為福建，貯存于陰涼、干燥處備用。

2 實驗方法

2.1 揮發油的提取

常見的精油提煉方法有蒸餾法，擠壓法，浸漬法等。預實驗后筆者采用了水蒸氣蒸餾法提取梔子花中的揮發油。先將梔子花在50℃恒溫干燥1h，粉碎，稱取100g的梔子花粗粉，置于揮發油萃取裝置中，加6倍量水，電熱套的功率設置為100W，恒溫加熱7小時，收集揮發油之后，用適量無水硫酸鈉干燥得淺黃色有芳香氣味精油，經稱重為1.02g。用保鮮膜密封瓶口，以防揮發，冰箱4℃下保存，備用。

2.2 頂空進樣GC/MS檢測條件

2.2.1 頂空進樣條件。毛細管吸取梔子花揮發油，精密稱定0.1g，放入20mL頂空瓶密封并置于樣品盤；頂空樣品平衡時間為40min；分別設置樣品瓶加熱溫度、定量環溫度、傳輸線溫度見表1。

表1 梔子花頂空溫度條件

2.2.2 氣相色譜條件。HP-5毛細管柱型彈性色譜柱（0.25μm×250μm×30m）；載氣：高純氦氣，純度≥99.999%；柱流量1.0mL/min；進樣量1.0uL，分流進樣，分流比50∶1。進樣口溫度為250℃，程序升溫條件∶初始溫度為40℃，保持2min，以10℃/min的速度升溫至250℃，保持2min，再以20℃/min的速度升溫至280℃，保持 1min[5]。

2.2.3 質譜條件。EI離子源，電子能量70eV；離子源溫度為230℃；四級桿溫度為150℃；傳輸線溫度為280℃；全掃描模式；掃描范圍：m/z 50-500。

3 實驗結果與數據分析

3.1 數據分析

梔子花揮發性成分經HS-GC-MS進樣分析所得數據經OriginPro8科學繪圖軟件處理得總離子流圖，如圖1。由圖1可看出不同溫度條件下大部分峰出現在10min至15min左右。最佳條件90℃時，豐度最高的是在11.629min。

圖1 不同頂空溫度下的梔子花揮發性成分總離子流圖

分析獲得的HS-GC-MS數據，通過色譜數據處理系統，采用峰面積歸一化的方法測定各組分相對質量分數。總離子流圖中各峰經質譜經掃描后得到質譜圖，結合人工譜圖分析，不同溫度條件下所分離的化學成分分別見表2、表3、表4、表5、表6，總離子流圖如圖1。最佳的溫度條件為90℃，檢測出的化學成分見表3，共測出38種化學成分，6種物質的含量超過5%，其中右旋萜二烯（14.74%）、丁酸-1-乙烯基-1,5-二甲基-4-己烯基酯（13.25%）、環氧乙烷（12.45%）、芳樟醇（8.32%）、香葉基芳樟醇異構體（6.91%）、丙烷（6.24%）、香橙烯（2.69%）、亞油酸（2.71%）占揮發油成分的65%以上。其中β-香葉烯、羅勒烯互為同分異構體，1,2,3,4-四甲基苯和芳樟醇為常見的食品香料，作為添加劑廣泛應用于食品工業。

有文獻顯示，梔子花香氣成分與花期也有很大關系，將不同花期的梔子花應用于梔子花茶的生產過程中，能夠賦予茶葉不一樣的味道以適應不同人群的需求。文章所用梔子花均產自福建，為經炮制的干燥藥材飲片。因此文章所述梔子花揮發油成分對于更加深入全面的研究僅作為參考，不能包括所有梔子花品種。

3.2 結果分析

實驗運用頂空氣質聯用技術，測定了不同溫度條件下梔子花中的揮發性成分，60℃時測出15種化學成分，70℃時測出20種化學成分，80℃時測出29種化學成分，90℃時測出38種化學成分，120℃時測出32種化學成分。五個溫度條件下測出的相同化學成分有芳樟醇、d-檸檬烯、β-香葉烯、α-金合歡烯、甲基丁香酚、萜品烯、馬兜鈴酮等。最優條件為頂空90℃，與已報道的文獻相比，黃巧巧、蔣可志、馮建躍、陳關喜等人采用活性炭吸附絲吸附自然生長狀態下活體梔子花的頭香方法，共鑒定梔子花頭香組分86種，主要成分為芳樟醇(43.0%)、β-香葉烯(8.3%)、苯甲酸甲酯(7.6%)[1]。甘秀海等人從梔子花精油中鑒定出了51種化學成分，占總峰面積的86.9%，主要成分為芳樟醇(21.09%)、莰烯(7.25%)、α－石竹烯(6.49%)、香葉醇(5.72%)、α－法呢烯(5.35%)等[4]；趙喜蘭、常陸林、任麗平建立梔子花揮發油的指紋圖譜測定分析方法中，以河南信陽、河南漯河、江蘇淮安、江蘇無錫、安徽滁州、安徽淮南、湖北恩施、湖北武漢的樣品為基礎，發現了10個共有峰，分別為苯甲酸己酯、茉莉內酯、羅勒烯、L-檸檬烯、苯甲酸甲酯、金合歡烯、惕各酸順-3-己烯酯、異戊酸順-3-己烯酯、β-香葉烯、芳樟醇[3]。對比參考文獻，不難發現梔子花揮發油中含量最多的是芳樟醇，而此次實驗含量最多的是右旋萜二烯，與趙喜蘭等人研究的8個不同地區的梔子花揮發油指紋圖譜共有峰也僅有3個相同，分別是羅勒烯、β-香葉烯、芳樟醇。實驗新測出的組分有喇叭茶醇、甲基丁香酚、順-α,α-5-三甲基-5-乙烯基四氫化呋喃-2-甲醇、丁酸-1-乙烯基-1,5-二甲基-4-己烯基酯、月桂烯醇、異龍腦、2-茨醇等。

表2 梔子花頂空60℃的揮發油成分及相對含量

表3 梔子花頂空70℃的揮發油成分及相對含量

表4 梔子花頂空80℃的揮發油成分及相對含量

從實驗結果可知梔子花的揮發性成分主要是萜類、烯類、醇類、酯類及一些脂肪酸，與已經發表的相關文獻對比有所差異，關于梔子花揮發油的HS-GCMS分析，有文獻已經檢測出50多種成分，而此次實驗最佳溫度條件下僅得38種化學成分，分析比較可能是氣質條件不一致或者梔子花種類不同導致的。

表5 梔子花頂空90℃的揮發油成分及相對含量

3.3 小結與討論

查閱已發表的文獻可知，梔子花具有極高的藥用價值和開發前景。在食用方面，有涼拌梔子花、梔子蛋花、梔子花鮮湯、花茶、腌制蜜餞等多種食用方法。梔子花含有纖維素，能預防痔瘡的發作和直腸癌瘤的發生。李開泉，陶華蕾等人發現梔子花含有豐富的維生素，且微量元素含量高于生梔子，維生素含量依次為維生素E＞維生素B2＞維生素B1＞維生素A[7]。其中維生素E和維生素B的含量較高，維生素E是人體內不可或缺的營養元素，與神經系統的發育和正常功能的保持有著密切的關系。梔子花中還含有人體必需的多種微量元素，其含量由高到低依次為鐵、鋅、錳、銅、鉬、鈷、硒、鍺。梔子花中除了有很多微量元素，還含有17種氨基酸，質量分數達7.3%，值得關注的是，其中7種是人體必需氨基酸，含量高達總量的36.6%.梔子花提取出的精油具有一定的抑菌作用，其天然氣味芳香，比市面上的抑菌劑產品更加適合人體使用。通過實驗提取梔子花精油，并對精油做抗氧化實驗，結果表明梔子花精油的抗氧化能力較強。實驗過程中提取的梔子花揮發油也聞到明顯的清香味，對浸膏也進行了濃縮。目前，梔子花在藥用和食用方面，還沒有推出可供人們使用的相關產品，有待進一步探索，然而此研究為梔子花安全可靠產品的開發提供了一定的科學依據。

表6 梔子花頂空120℃的揮發油成分及相對含量