GC-MS對白玉蘭花瓣揮發油成分的分析

向甜甜，邊康鑫，陳玲至，鄧仕明

（湖北民族大學林學園藝學院，湖北 恩施 445000）

白玉蘭（Magnolia denudata）為木蘭科玉蘭屬植物，又名玉蘭、玉堂春、望春花、白蘭花，落葉喬木，產于安徽、浙江、江西、湖南等地，多生于海拔500～1 000 m的常綠闊葉樹和落葉樹混交林中，是中國的名貴觀賞花木［1-4］，被廣泛用于醫藥、香精香料、化妝品等領域?；ɡ倏梢匀胨帲c辛夷的醫藥效果相同，花瓣具有芳香味，可以用來提取制備香料［5］，花被片可食用，常被用來熏茶。

近些年來，很多研究者以辛夷為材料，對其化學成分進行提取，分離出了萜類、烯類、烷類、醇類、醛類等成分［6-10］，其中多為單萜、倍半萜及其含氧衍生物。對相關成分的研究發現，這些化學成分具有很好的藥理作用，比如抗炎、抗過敏、抗氧化、抑菌殺毒等［11-14］。

根據現有文獻資料，關于白玉蘭的揮發油成分分析報道較少，關于恩施本地種植的白玉蘭研究報道幾乎沒有，極大地限制了其開發利用。試驗以恩施地區紫玉蘭和二喬玉蘭花瓣為例，進行揮發油化學成分的GC-MS分析。

1 材料與方法

1.1 儀器

Agilent Technologies DB-5MS型氣相色譜-質譜聯用儀，BC-R203型旋轉蒸發器，SHZ-CD型循環水多用真空泵，ZK-82A型真空干燥器，DZKW-D型水浴鍋，KQ-2508型超聲波清洗器，GC-MS聯用儀，電子天平，BSXT-02型索氏提取器，Xcalibur工作站，NTST標準質譜圖庫。

1.2 藥材與試劑

白玉蘭采于湖北民族大學校內，屬栽培植物品種。2017年3月中旬采集新鮮植株花瓣，洗凈待用。分為4組，1組經自然陰干，標注為1號樣品，另外3組分別經40、50和60℃烘8 h，分別標注為2號、3號和4號樣品，備用。主要試劑：硅膠G（柱層析用），薄層層析硅膠G254，薄層層析硅膠G，層析氧化鋁，三氯甲烷，正丁醇，甲醇，硫酸，鹽酸，冰醋酸，乙腈，乙醇，磷酸，乙醚，石油醚（沸程 60～90℃），羧甲基纖維素納，無水硫酸鈉。

1.3 方法

1.3.1 白玉蘭花瓣揮發油類成分的提取 按2005版《中國藥典》植物天然精油的提取方法，分別稱取100 g在不同干燥條件下處理的白玉蘭花瓣，粉碎，置于1 000 mL圓底燒瓶中，加600 mL去離子水，140℃油浴加熱，采用水蒸汽索氏提取法，分別提取3.0、4.0、5.0和 6.0 h，收集揮發油，稱取其質量并計算揮發油提取率。

從上述不同干燥處理提取的揮發油中取0.2 g油狀物用乙醚萃取3次，合并萃取液，用無水Na2SO4干燥、過濾，N2保護下揮干乙醚，得黃色油狀物（0.15 mL）。將提取物轉移至5 mL棕色容量瓶中，乙醚溶解并定容，加少量無水Na2SO4，放置在冰箱中保存，備用。

1.3.2 GC-MS條件 GC條件：色譜柱DB-5MS（30 m×0.25 mm，0.25 μm），進樣口溫度 250℃，載氣為高純 He，流速 1 mL／min；初始柱溫度 100℃，保持 3 min，1℃／min升至 218℃，40℃／min 升至 300℃，保持 10 min，分流進樣 0.5 μL（分流比 10∶1）。MS 條件：電離電壓70 eV，選全程離子碎片掃描（FULLSCAN） 模式， 質量范圍 43～600 amu，EI離子源，分流進樣，分流比為30∶1；溶劑延緩時間2 min，全波長掃描，離子溫度220℃，掃描周期1 s；倍增管電壓1 670 V，進樣量1.0 mL。

1.3.3 白玉蘭揮發油類成分GC-MS分析方法 用氣相色譜-質譜聯用儀，確定不同干燥條件下所得揮發油化合物的結構及名稱，與已知化合物的標準圖譜對照，鑒定出化合物。并計算出它們的相對分子質量、分子式和相對含量。

2 結果與分析

2.1 揮發油的提取

蒸餾萃取法和水蒸氣索氏提取法是白玉蘭花中提取揮發油常用的方法。其中水蒸氣索氏提取時間控制比較關鍵，時間過長，會導致不飽和化合物及酯類化合物的分解；提取時間過短，會導致目標化合物無法溶出，揮發油的提取率降低，達不到試驗分析的要求。試驗以自然陰干的白玉蘭花瓣為試驗材料，結果見表1。由表1可知，蒸餾3 h，出油率為0.420%；蒸餾 4 h，出油率為0.479%；蒸餾 5 h，出油率為0.408%；進一步延長蒸餾時間至6 h，出油率為0.431%。故選擇蒸餾時間為4 h。不同樣品的揮發油出油率見表2。從表2可以看出，60℃處理的白玉蘭花瓣揮發油出油率高于通過自然陰干、40、50℃干燥處理的樣品，香氣和顏色也比其他樣品濃郁。其中，所得揮發油顏色最深的為50和60℃處理，而自然陰干和40℃干燥處理所得揮發油顏色較淺；香氣則是60℃處理的樣品最為濃郁，其他3種處理樣品較淡。4種樣品揮發油成分總離子流見圖1至圖4。

表1 不同蒸餾時間出油率統計

表2 不同樣品揮發油得率及色澤比較

圖1 1號樣品揮發油成分總離子流

圖2 2號樣品揮發油成分總離子流

圖3 3號樣品揮發油成分總離子流

圖4 4號樣品揮發油成分總離子流

2.2 化學成分分析

利用水蒸氣索氏提取法得到白玉蘭花瓣揮發油類成分0.15 mL，采用GC-MS聯用技術測定，并結合己知化學譜庫進行分析，在自然陰干、40、50、60℃條件下分別鑒定出62、53、48、46種化合物，分離的化合物分別占揮發油類成分總量的92.21%、89.29%、89.48%、87.59%。4種不同處理的樣品揮發油共有成分有46種，其中有部分化合物由于含量或者相似度較低，未能鑒定出。各化學成分揮發油含量見表3。從表3可知，不同干燥條件下處理的4種樣品中提取的揮發油相同成分為46種，而且倍半萜類化合物、萜醇類化合物和萜烯類化合物是揮發油的主要成分。石竹烯為不同干燥條件下白玉蘭樣品揮發油的共有成分，其相對含量最高，其次為芳樟醇、（E，E）-1-甲基-5-亞甲基-8-異丙基-1，6-環癸二烯、乙酸松油酯、α-松油醇、4-萜烯醇和桉葉油素。4種不同干燥處理樣品的揮發油成分共有化合物在各個處理條件樣品中的含量存在差異。與其他3種干燥處理的樣品相比，自然陰干樣品有9種化合物是獨有的，有20種化合物含量均高于其他樣品。

3 討論

針對不同蒸餾時間對揮發油出油率產生的影響做了時間梯度的試驗，得出適宜的蒸餾時間為4 h。在同等條件下，在60℃干燥條件處理下，樣品中揮發油出油率高于其他處理組，可推測，高溫處理的樣品由于嚴重失水，單位質量的樣品中花瓣數量更多，所得的揮發油含量也更高，從而導致其出油率高。

通過對不同干燥處理的樣品比較可知，自然陰干處理比其他干燥處理的樣品揮發油所獲得的化合物要多，但是揮發油的含量并沒有呈遞增或者遞減的變化規律。由此可以推測，處理樣品中有部分揮發油成分受溫度影響比較大，可能在材料溫度處理過程中揮發或者發生化學反應。各個干燥處理樣品的揮發油含量未呈現一定的變化規律，這可能與所采白玉蘭花瓣發育時間不同和樣品處理有一定的關系。自然陰干樣品所獲得的化合物種類最多，且多數主要化合物的含量呈不規則遞減，因此，建議在日常采收中以自然陰干最佳。

與辛夷藥材、望春玉蘭等揮發油的化學成分相比較［15-18］，白玉蘭花瓣揮發油主要活性成分如石竹烯、桉葉油素、松油醇、芳樟醇、杜松醇等基本相同，只是相對含量有較大差異?？赡芡黄贩N在不同生長地域、不同采收季節，植物的化學成分也會產生一定的差異；不同栽培品種的化學成分也會有所差異；試驗人員處理樣品方法和不同的GS-MS分析方法也會帶來含量的差異。在陜西和廣西產白玉蘭花瓣揮發油中，含量最高的是石竹烯和芳樟醇，與文獻報道的同屬植物較為一致。但在自然陰干白玉蘭花瓣

揮發油中，萜醇類組分如芳樟醇、松油醇、杜松醇等的相對含量明顯比其他類型的辛夷藥材要大，而萜烯類組分如石竹烯、蒎烯、莰烯等的相對含量也高于文獻報道的其他類型的辛夷藥材。萜醇類化合物在藥用方面具有較高價值，而香料成分主要來源于萜烯類。石竹烯是白玉蘭花瓣中含量最高的揮發油成分，石竹烯氧化物具有鎮痛、抗炎、抗真菌作用等［19］。因此，白玉蘭花瓣揮發油成分不僅具有藥用價值，也可以作為香料植物資源，具有進一步開發與利用的價值。

表3 白玉蘭花瓣揮發油化學成分的GC-MS分析結果