糠椴花揮發性成分HS-SPME-GCMS分析

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(吉林化工學院 資源與環境工程學院，吉林 吉林 132022)

糠椴(Tilia mandschurica Rupr .)是椴樹科(Tiliaceae)椴樹屬(Tilia)高大落闊葉喬木,廣泛分布于以長白山脈為中心的我國東北地區。糠椴樹冠大，形態優美，生長快，耐修剪，是重要的綠化樹種。糠椴木材紋理通直，結構致密均勻，重量輕，易加工，適用于建筑、家具、雕刻等行業，是重要的用材經濟樹種，也是重要的蜜源樹種[1-3]。關于糠椴的研究，多集中在糠椴形態及分類學、生態及地理學以及育種造林學等方面[4-9]。

糠椴花有令人愉悅的甜香氣息，是優質的蜜源。與糠椴花相關的研究主要在流蜜情況及蜂蜜的高產技術上[10]，也有關于紫椴花藥理作用及化學成分的研究，多集中在多糖，黃酮及提取物等方面[11-12]。糠椴不同器官化學成分的研究已有報道[13]，但關于糠椴花揮發性有機成分的研究尚未見報道。本試驗以吉林南樓山糠椴鮮花為試樣，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，為糠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

糠椴花，2018年7月15日采自吉林省吉林市南樓山(東經126°61＇，北緯43°39＇)，為糠椴的新鮮開放花朵。將采集到的新鮮糠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65μm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。選取新鮮完好的糠椴花朵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。將含有糠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 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。

圖1 糠椴花揮發性成分總離子流色譜圖Fig.1 Total ion chromatogram of volatile compounds from Tilia mandschurica flowers表1 糠椴花揮發性成分及相對含量Table 1 The main compounds and relative contents of Tilia mandschurica flowers

從圖1可以看出，試驗用氣相色譜條件滿足糠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52個色譜峰，最終鑒定39種成分，占總面積的96.10 %。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，糠椴花主要揮發性有機成分有香茅醇 (1.90 %)，苯乙醇 (4.83%)，β-順式-羅勒烯 (67.26 %)，

2,6-二甲基-2,4,6-辛三烯(3.49 %)，α-法尼烯(2.75 %)等，占揮發性物質總量的80.23 %。

對分離鑒定出的39種揮發性有機成分進行歸類分析，其中醇類物質6種(7.96 %)，萜烯類16種(82.09 %)，烷烴類物質10種(3.03 %)，其它含氧化合物化合物7種(3.02 %)。糠椴鮮花揮發性有機物中烯萜類物質含量最多，占總含量的82.09 %，含量較高是β-順式-羅勒烯 (67.26 %)，2,6-二甲基-2,4,6-辛三烯(3.49 %)，β-反式-羅勒烯(1.43 %)，它們同為無環單萜類化合物,屬于同分異構體。β-順式-羅勒烯具有溫暖甜香、花香氣息，是糠椴鮮花的主要揮發性物質；2,6-二甲基-2,4,6-辛三烯即(E,E)-2,6-別羅勒烯有新鮮的甜香、花香氣息；β-反式-羅勒烯具有溫暖的青香，木香味，它們共同作用使糠椴花散發溫暖的甜香韻味。此外(E)-β-羅勒烯植物生理研究表明[14-15],在眾多調控植物防御反應的信號分子中，(E)-β-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，(E)-β-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科學價值。苯乙醇[16-17]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，可用作香料底香，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。香茅醇學名3,7-二甲基- 6-辛烯-1-醇,具有甜的花香氣味,類似于玫瑰花的氣味是一種重要的香料原料[18]。也有研究表明香茅醇對致病性念珠菌等真菌有抑制作用[19]。羅勒烯，苯乙醇，香茅醇共同賦予糠椴花溫暖、令人愉悅的甜香香氣。羅勒烯作為植物防御啟動信號分子及蜜蜂信息激素，對研究糠椴花為蜜源植物及其作用機制有重要價值。苯乙醇，香茅醇的抑菌作用為探討糠椴花的藥用功效指明方向。

3 結論

采用RTX-5MS 石英毛細管柱對糠椴鮮花中揮發性有機成分進行分離，經MS鑒定，主要成分為香茅醇 (1.90 %)，苯乙醇 (4.83%)，β-順式-羅勒烯 (67.26 %)，2,6-二甲基-2,4,6-辛三烯(3.49 %)，α-法尼烯(2.75 %)等。

吉林省長白山脈森林資源豐富，糠椴分布廣泛。糠椴花含多種活性物質，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。