頂空固相微萃取-氣質聯用分析黃果茄果實的揮發性成分

李學玲，張碧程，李 茜*

（1.云南省高校亞熱帶藥用食用生物資源開發與利用重點實驗室，云南 普洱 665000；2.云南省高校民族醫藥資源研究東南亞國際合作重點實驗室，云南 普洱 665000；3.普洱學院生物與化學學院，云南 普洱 665000）

黃果茄 (Solanum xanthocarpum)，系茄科茄屬植物，一些醫藥典籍和資料中也稱其為黃水茄、刺茄、刺天果、黃果珊瑚，農村地區一般叫野茄果、黃打破碗、大苦果、馬刺等。常見于村寨附近、田梗路旁、荒地及河流兩岸，一些較干旱處也有其身影，我國福建省、廣西省、云南省等地分布較多[1]。黃果茄果實中含有龍葵堿、澳洲茄堿、茄邊堿、綠原酸、咖啡酸、脂肪油及甾醇類、薯蕷皂甙元、灰分和部分礦質元素等[2]。黃果茄是一種常見的味苦、辛、性溫的中草藥藥材，主要選取它的根部、葉、果實和種子作藥[3]。有除風祛濕、清熱解毒、止咳化痰、去熱鎮痛的作用，可以用來治療睪丸炎，感冒時發熱頭痛、咳嗽，風濕性關節炎，傷口化膿，牙疼，及心臟病等癥。

黃果茄的藥用價值是值得肯定的。根據所查閱資料顯示，我國對黃果茄的研究方向不僅僅局限于醫藥、保健方面，在農業及生態方面，黃果茄果實原粉提取物中的滅螺成分研究也有一定成就。目前我國發表的黃果茄的研究文獻還比較少，主要是提取黃果茄中的生物堿有效成分，以及滅螺效果的試驗和研究。徐興建等[4]用溶劑萃取法對提取黃果茄植物原粉，然后進行純化分離，測定其分子量，以湖北釘螺為對象，采用不同的施藥方法對原粉的滅螺效果進行試驗。結果表明黃果茄中滅螺有效成份的相對分子質量為722，對湖北釘螺有很好的殺滅作用，是很好的滅螺劑。齊超等[5]將黃果茄果實原粉提取分離提純后，與化學滅螺藥物混合使用，并把對其有效成分浸殺釘螺和斑馬魚進行了活性試驗測定，結果表明原粉提取物含有抑殺釘螺高活性的生物堿，有效滅螺效果好，并對魚等非靶標物顯示毒性低的生物效應。黃雪英等[6]從黃果茄果實中分離純化出一種分子式為C39H64O11N的化合物，該化合物中含有澳洲茄堿骨架，實驗證明這種化合物具有滅螺效應，相比同類型植物滅螺劑，所需劑量低，效果更高。李娟娟等[7]從黃果茄果實中提取并分離純化的3種新生物堿SXⅠ、Ⅱ、Ⅲ，推定含有澳洲茄堿骨架，但這3種生物堿又是不同于澳洲茄堿和邊緣茄堿的新化合物，使用浸泡法將生物堿與氯硝柳胺聯用，有提高抑螺效果的作用。國外的研究方向相對國內來說更寬泛，Jan Farzana Gul等[8]對SXS1培養濾液進行LC/MS分析，發現有對羥基苯甲酸、二氮雜苷元、生長素、楊梅素和咖啡酰-d-葡萄糖存在。接種SXSP1顯著提高玉米植株的葉綠素和類胡蘿卜素含量、根和莖長、植株鮮重和干重、過氧化氫酶和過氧化物酶活性、脯氨酸、酚類物質、黃酮類化合物和相對含水量。Urmila Aswar等[9]試驗得出SXE可有效預防絕經后癥狀。黃果茄葉提取物對DEN誘導肝癌具有抗損傷以及明顯的肝保護作用，該提取物還具有抗脂質過氧化、增強抗氧化防御系統和抗腫瘤作用；黃果茄中綠原酸與其他植物成分聯用，對糖尿病有一定的治療作用。但這些研究的發表年份都比較早，近十年來關于黃果茄的文獻資料更是屈指可數，對黃果茄其揮發性成分的研究尚未見文獻報道。

在此基礎上，試驗以黃果茄果實為研究對象，采用頂空固相微萃取技術，對黃果茄果實中的有效揮發性成分進行富集，再結合氣相色譜-質譜聯用儀進行檢測，將結果根據相關資料和文獻對譜圖進行人工解析，能夠為后續黃果茄的深入研究和開發利用提供一定的理論基礎。

1 材料與方法

1.1 實驗材料與儀器試劑

實驗所用的黃果茄果實樣品，采自云南省普洱市景東縣，采取黃果茄鮮果后，用流動水清洗干凈再用超純水進行淋洗，待表面水分干后切片進行晾曬，曬干后粉碎，并過100目篩，干燥密封保存備用。

氣質聯用儀（P2020島津企業管理有限公司，QP2020），恒溫水浴鍋（上海一恒科學有限公司，HWS-12），電子天平（奧豪斯儀器 (常州)有限公司，EX125ZH）。

試驗用水均為超純水；氯化鈉（天津市風船化學試劑科技有限公司）為分析純試劑。

1.2 實驗方法

1.2.1 黃果茄果實提取物的制備

稱取5.0000g曬干粉碎的黃果茄果實樣品于20mL采樣瓶中，加入1.5000g NaCl于10.00mL蒸餾水中混勻，蓋緊瓶蓋后確認其密封性，將采樣瓶置于60℃恒溫干燥箱平衡10min，然后將萃取頭插入采樣瓶中進行頂空吸附40min，頂空吸附完成之后立即收回萃取頭，并插入氣相-質譜聯用儀 (GC-MS)進樣口處，于250℃條件下解析5min。

1.2.2 黃果茄果實提取物的GC-MS分析

GC條件：采用SH-Rxi-5Sl非極性毛細血管(30m×250μm×0.25μm)。程序升溫條件：初始溫度40℃，保持3min；然后以3℃/min的升溫速率升至180℃，保持2min，再以10℃/min的升溫速率升至260℃，保持5min；進樣口溫度為250℃，不分流；載氣采用高純度的氦氣，載氣的流速1.0mL/min，進樣時間1min。

MS條件：質量掃描范圍m/z 30～450；四極桿的溫度為150℃；離子源的溫度為230℃；接口溫度為280℃；電壓350V，電子能量70eV；電子電離源；溶劑延遲1min。

1.2.3 化合物的鑒定

利用計算機的數據工作站NIST標準質譜圖庫和Wiley譜圖庫，對黃果茄果實的樣品組分質譜圖進行對比檢索，達到匹配度大于80%的化合物，再結合文獻資料對黃果茄果實樣品質譜圖進行人工解析，確定黃果茄果實揮發性物質的化學成分[10]。采用面積歸一化法，把被檢測出的黃果茄果實樣品中的揮發性物質各個組分的峰面積與待測黃果茄果實揮發性物質總的峰面積做比較，得出各個揮發性成分的相對百分含量[11]。

2 結果與分析

2.1 黃果茄果實提取物質成分的分析

采用固相微萃取結合氣相質譜聯用技術對黃果茄果實揮發性成分進行檢測分析，其總離子流圖如圖1所示[12]。

去除出現的硅氧烷類化合物，選擇相似度大于80%作為化合物鑒定依據，利用峰面積歸一化法進行定量分析，最終確定各揮發性組分的相對含量。檢測結果如表1所示。

黃果茄果實揮發性成分組成及相對含量如表1所示。黃果茄果實中共鑒定出22個化合物，按峰面積計算，其含量占比為黃果茄揮發性成分的99.98%。有醇類、醛類、酯類、酮類、烷類以及其他雜環類化合物。醛類化合物雖只有2種，但占比最高，達40.69%；酯類化合物含有10種，占32.70%；醇類化合物2種，占6.42%；烷烴類化合物4種，占6.04%；酮類化合物3種，占10.34%；其他化合物1種，占1.79%。分析結果表明醛類化合物是黃果茄果實中重要的揮發性物質，苯甲醛的相對含量為30.04%，在所有鑒定出的化合物中占比最高。苯甲醛是工業生產中最常使用的芳香醛，有特殊的杏仁味可作為香料、香精使用。

表1 黃果茄果實揮發性物質組成及相對含量表Tab.1 Composition and relative content of volatile substances in Solanum xanthocarpum

圖1 黃果茄果實揮發性成分GC-MS總離子流圖Fig.1 GC-MS total ion flow diagram of volatile components in Solanum xanthocarpum

除苯甲醛外，其他化合物相對含量都較低，其中的庚醛 (8.65%)可用于合成香料，也可用于制藥及橡膠制品的生產；水楊酸甲酯 (5.31%)有近似鹿蹄草的氣味，醫藥中可作為口腔藥和漱口水，食品中可作為香精添加使用，還可用于醫用殺蟲劑、殺菌劑；異山梨酯 (6.19%)可作治療心絞痛和充血性心力衰竭的藥物。

黃果茄果實中亦存在部分相對含量不到5%的化合物：1-辛烯-3-醇可用于日化和食用香精，可以調配蘑菇和泥土味型香精，應用于藥物可作為殺蚊制劑；1-辛烯-3-酮可作為原料合成高純度丁位葵內酯，能制成香菇香精還可對飲料和食品賦予濃郁味道；苯甲醇用途較多，可作為定香劑、油脂溶劑、增塑劑、防腐劑，廣泛應用于日化、醫藥、染料和香精的生產制造領域；苯酚可應用于食品香精及煙用香精；十一烷可用于殺蟲劑干洗劑等；3’,5’-二甲氧基苯乙酮可作為醫藥中間體；棕櫚酸異丙酯可用于醫藥和化妝品制造；2-壬烷酮可用于食品香精制備；硬脂酸甲酯可作為表面活性劑和潤滑劑。

2.2 提取物質的種類與含量分析

本試驗中黃果茄果實的揮發性物質共鑒定出6類化合物，相對含量由高到低排序為：醛類化合物＞酯類化合物＞酮類化合物＞醇類化合物＞烷烴類化合物＞其他雜環類化合物。黃果茄果實中的揮發性成分的總相對含量為99.98%，從圖2可以看出，醛類和酯類是黃果茄果實中相對含量較高的揮發性成分，醛類占總相對含量的40.69%、酯類化合物占總相對含量的32.70%。其他類化合物的揮發性成分相對含量較低，醇類化合物占6.42%，酮類化合物占10.34%，烷烴類化合物占6.04%，其他雜環類化合物占1.79%，四類化合物相對含量之和不到30%。

圖2 黃果茄果實揮發性物質種類及相對含量分析圖Fig.2 Analysis chart of volatile matter types and relative contents in Solanum xanthocarpum

3 結論與討論

本實驗采用的頂空固相微萃取技術，用量少、靈敏度高、高效、快速，將更廣泛地應用于食品風味、藥物安全多個領域的檢測，未知揮發性成分的測定，對于了解食品、動植物檢驗檢疫、藥品等的化學組成有很重要的意義[13]。

用頂空固相微萃取技術提取揮發性成分，進行GC-MS檢測，結果表明黃果茄果實中揮發性物質共22種，有醇類 (6.42%)、醛類 (40.69%)、酯類 (32.70%)、酮類 (10.34%)、烷烴類(6.04)%以及其他雜環類物質 (1.79%)共六類，其中相對含量最高的化合物為苯甲醛 (30.04%)，是黃果茄果實中主要的揮發性成分，可作香料、香精。酯類化合物有10種數量最多，也是黃果茄果實中揮發性成分的重要組成，除了作香精在食品中添加使用，更多的用于醫療用品和藥物。其他揮發性成分效用比較廣，大多數成分可作為香料用，應用于食品中，賦予食品特殊的香味，日化中可用于皂類和化妝品類作定香劑，也可用于醫療和藥物使用；有些成分可用作殺蟲劑、滅菌劑，用來殺菌滅蚊蟲；有的還可作化工溶劑、潤滑劑、增塑劑、防腐劑應用于化工產業等等。

文中僅對黃果茄成熟果實的進行了檢測分析，對于不同成熟階段的黃果茄果實揮發性成分分析，還需要進行更深層次的研究探討。雖然黃果茄果實中揮發性成分作用廣泛，但大多數含量甚微，由于現在的經濟水平和條件，無法真正將黃果茄果實中這些有效成分應用于規模化生產中，還需要不斷地進行試驗和研究。