GC-MS分析荷花的揮發油化學成分

李琦，梁榮，李燕，王雷，孫小凡，樊琛，郭興峰

（聊城大學農學院，山東聊城252000）

荷花蓮屬多年生水生草本植物，花期為每年的7～8月。原產于我國，至少6 000年以前就已被識別利用，進入人們生活；3 000年前由野生狀態逐漸變為人工栽培，主要分布在山東、湖南、湖北、浙江、廣東等地[1]，資源豐富。荷花系藥食兩用植物，性溫味苦，入心肝二經，有活血止血、祛濕消風、清熱涼血、解毒、美容、解暑等功效，能治療皰瘡、濕疹、跌打損傷、出血等癥狀，可內服、外用、入饌、泡茶[2,3]。林宣賢等[4]對荷花的營養成分和安全性進行了研究，發現荷花中含有豐富的氨基酸和礦物質成分，并且通過毒理學實驗證實了荷花是一種安全可靠的食品資源。YANG等[5]應用高效液相色譜-質譜聯用技術對荷花的化學成分進行了分析，推斷出了15種花色苷和黃酮類化合物。GUO等[6]應用HSCCC制備性分離了荷花中的4種黃酮苷類化合物，并采用HPLC-DAD、HPLC-MS、NMR（核磁共振）等技術鑒定了其化學結構，為荷花生物活性成分的分離鑒定起到了指導作用。目前研究多集中在對荷花化學組分的分析，而對荷花的揮發性成分的確定則鮮見報道，而分析荷花揮發性成分的組成可以為荷花資源的深度開發利用奠定基礎。鑒于此，本研究通過水蒸氣蒸餾、乙醚萃取、KD濃縮器濃縮、氣相色譜-質譜（GCMS）分析，確定荷花揮發油中的化學成分及其各成分的相對含量，為荷花的進一步開發利用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮荷花：采于山東省濟南市遙墻鎮，采集后立即進行提取處理。

乙醚，分析純，巨野金源醫藥科技有限公司生產；無水硫酸鈉，分析純，天津光復科技發展有限公司生產；氯化鈉，分析純，國藥集團化學試劑有限公司生產。

1.2 儀器與設備

Agilent 6890N-5973N GC-MSD氣相色譜-質譜-計算機聯用儀，美國Aglient公司；GC-MSD數據分析系統：含有NIST98質譜庫、WILEY質譜庫；YF-150-500 g高速中藥粉碎機，瑞安市永歷制藥機械有限公司；KD濃縮器，常州普天儀器制造有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 揮發油的制備

取新鮮的荷花800 g，用高速中藥粉碎機搗碎，置于揮發油提取容器中進行水蒸汽蒸餾，收集蒸餾液，用氯化鈉飽和，用乙醚萃取3次，合并乙醚層后，經無水硫酸鈉干燥，用KD濃縮器進行濃縮[7]。得到淡黃色油狀液體0.5 mL，得油率約為0.06%。

1.3.2 色譜條件

色譜柱HP-5MS石英毛細管柱（30 m×0.25 mm，0.50 μm）；升溫程序：50℃保持2 min，以10℃/min升至280℃，保持15 min；載氣（高純He）流速為1.0 mL/min；進樣量0.2 μL；進樣口溫度 280 ℃，分流比 70：1。

1.3.3 質譜條件

三重四級桿質譜，電子轟擊（EI）離子源；電子能量70eV；燈絲發射電流200 μA；離子源溫度230℃；接口溫度290℃；四級桿溫度100℃；掃描質量范圍m/z29～500。

1.3.4 數據分析

應用MSD ChemStation G1701EA E.01.00.237進行數據處理，檢索庫為DEMO、WILEY和NIST275質譜數據庫，按面積歸一化法計算各組分的相對含量。

2 結果與分析

按1.3項的實驗條件進樣，得到荷花揮發油的總離子流圖（圖1），共分離出95個峰，對總離子流圖中的各峰經質譜掃描后得到質譜圖，經過DEMO、WILEY、NIST275質譜數據庫進行計算機檢索，對基峰、質荷比和相對豐度等指標與標準譜圖對照，鑒定了其中的80種成分，并以扣除溶劑峰的色譜圖的全部峰面積作為100%，利用峰面積歸一化法確定了各組分在揮發油中的相對含量，結果如表1所示。

圖1 荷花揮發油的總離子流圖Fig.1 Total ion current chromatogram of essential oil of lotus

由表1可以看出，荷花揮發油的主要成分為肉桂醇（10.20%）、二甲氧基苯（9.06%）、乙酸乙酯（6.61%）、1,4-肉桂醛（6.60%）、棕櫚酸（6.41%）、茉莉酮（4.75%）、正十五烷（4.51%）、亞油酸（3.74%）、6,9-癸二烯（3.40%）、十七碳烯（3.32%）、γ-桉葉醇（1.40%）等揮發性的醇類、脂類、醛類、酸類和烯類化合物。肉桂醇在荷花揮發油中的相對含量最高，其在醫藥和香料方面有重要的應用，首先，它是重要的醫藥原料，常用于心血管藥物的合成。其次，在香料方面，常與苯乙醛共用，是調制洋水水仙香精、玫瑰香精等花香香料不可缺少的香料。荷花揮發油的化學成分中含有多種香味物質，其中苯乙醇具有青香、玫瑰香和壤香香氣；苯甲醇具有甜、花香、果香香氣；吲哚在低濃度時具有類似茉莉香氣；苯甲酸芐酯具有甜、花香、果香香氣；苯乙醛具有甜、青香、花香、玫瑰香、壤香、巧克力香氣[8]。

表1 荷花揮發油的化學成分及相對含量Table 1 Chemical components and relative contents of essential oil from lotus

續表

續表

除以上呈現荷花芳香氣味的化學成分外，荷花揮發油中還含有很多具有生理活性的化合物，如肉桂醛，作為肉桂、山蒼子油的主要成分，已用于化工、食品、糧食防腐和醫療衛生領域，具有良好的抗曲霉菌作用，并能抑制白假絲酵母菌的酵母相及其出芽和芽管形成，從而起到抑菌的作用[9,10]。環烯醚萜類化合物具有解熱、止咳、降壓、治療創傷和皮膚疾病等作用[11]。不飽和脂肪酸能保持細胞膜的相對流動性，以保證細胞的正常生理功能，使膽固醇酯化，降低血中膽固醇和甘油三酯含量，降低血液粘稠度，改善血液微循環，提高腦細胞的活性，增強記憶力和思維能力等。通過對荷花揮發油化學成分的分析能夠了解其揮發油的化學組成及功能性成分，為荷花資源的進一步開發利用提供理論基礎。

3 結論

本試驗通過水蒸氣蒸餾、乙醚萃取、KD濃縮器濃縮獲得了荷花的揮發油，經GC-MS對揮發油的化學成分進行分析，確定了荷花揮發油中主要的化學成分及其相對含量，為荷花的進一步開發利用提供了理論基礎和科學依據。但是，在GC-MS總離子圖中尚有少數離子峰經過計算機檢索及與其它標準譜對照，無法準確確定其化合物結構，有待于今后工作中進一步確認。