番木瓜花揮發油提取及GC-MS分析

王府潤 于可新 柯樹煒 趙秋鳳 陳萍

摘 要 為研究番木瓜花的化學成分，以番木瓜花為材料，采用水蒸氣蒸餾萃取法、揮發油提取器蒸餾萃取兩種方式分別提取番木瓜花的揮發油，并利用氣相色譜-質譜聯用儀對提取出的番木瓜花的揮發油化學成分進行分離和鑒定。結果表明，利用揮發油提取器提取率約是水蒸氣蒸餾法提取率的20倍，說明揮發油提取器提取效果更佳;通過GC-MS對樣品進行分析發現，番木瓜花揮發油中主要包括苯乙醛、芳樟醇、古巴烯、石竹烯等成分，共26種化合物，其中9種是烷烯烴，8種是醇，2種是醛，1種是酯，1種是腈，1種是酚，4種其他化合物。

關鍵詞 番木瓜花;揮發油提取;化學成分;GC-MS分析

番木瓜（Carica Paonpy L.）是番木瓜科（Caricaceae）番木瓜屬（Carica）的多年生草本植物，墨西哥、中美洲等地為番木瓜原產地，世界其他熱帶、亞熱帶等地域也有大量培植[1]，17世紀傳入我國，到現代已有300多年歷史。在中國亞熱帶地區，番木瓜與香蕉和菠蘿都被稱為“嶺南佳果”，且番木瓜又名“萬壽果”，多食用可延年益壽[2]。番木瓜中維生素C含量很高，有通乳抗癌、抗疫殺蟲等作用，也有強心等功效。通過干燥番木瓜的乳汁可以得到木瓜蛋白酶[2-3]，可用來做餅干膨松劑、嫩肉劑。據研究，番木瓜中含有如芥子酸、對羥基苯甲酸等多種多酚[4]。近年來，對番木瓜多酚成分、生物堿、木瓜蛋白酶的分析和研究較多，未見番木瓜花揮發油研究的公開報道。植物的揮發油又稱為“液體黃金”，作為一種天然產物，具有抗菌、消炎、抗氧化等作用，同時又是天然香料的重要組成部分。提取的植物揮發油不僅在化妝品業、食品工業、醫療、農業害蟲防治等領域廣泛應用，還在人類保健方面有很大價值，故受到眾多研究者的青睞[5]。近年來，一種名為“螺旋粉虱”（Aleurodicus dispersus Russell）的新入侵害蟲在我國海南島被發現，極大程度為害番木瓜葉片[6]。高澤正等[7]通過氣相色譜分析測定番木瓜葉片揮發油成分來研究螺旋粉虱宿主選擇性的化學生態學機制，以便于更加深入地研究番木瓜。本研究通過提取番木瓜花中的揮發油進行化學成分分析，為番木瓜花揮發油在日用食品和化學工業等領域的開發和應用提供理論和應用依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實驗材料

番木瓜花（海南省三亞市）

1.1.2 實驗儀器與器具

7890B-7000B氣相色譜-質譜聯用儀（美國安捷倫科技有限公司）、鼓風干燥箱DHG-9053A（上海恒一科學儀器有限公司）、玻璃儀器氣流烘干箱（鞏義市予華儀器有限責任公司）、SXKW數顯控溫電熱套（北京市永光明醫療儀器有限公司）、立式壓力蒸氣滅菌器LDZX-50KBS（上海申安醫療器械廠）、揮發油提取器、量筒、鐵架臺、1 000 mL圓底燒瓶、球形冷凝管、錐形瓶。

1.2 實驗方法

1.2.1 番木瓜花揮發油提取方法

1.2.1.1 水蒸氣蒸餾萃取法提取番木瓜花揮發油

將500 g番木瓜花搗碎放置于10 L蒸餾燒瓶中，加入八倍量的蒸餾水，充分混合并搖勻[8]。按照從上到下的順序依次裝置水蒸氣發生器、長頸圓底燒瓶、直形冷凝管、接引管和接收瓶，檢查裝置的氣密性。打開開關，加熱至沸，一直保持沸騰狀態大約8～10 h后，當冷凝水蒸氣凝聚在接收瓶后，關閉加熱套管的開關，靜置片刻。蒸餾完畢后，待溫度下降，拆除儀器。用乙醚溶液萃取至與水分層，收集番木瓜花精油至棕色瓶中，冷藏以備后續使用。

1.2.1.2 揮發油提取器提取法提取番木瓜花揮發油

稱取番木瓜花500 g，在圓底燒瓶中裝入番木瓜花（適當粉碎）和蒸餾水的混合液，連接揮發油提取裝置。從冷凝管上部添加蒸餾水直到沒過揮發油提取器刻度部分。維持混合液微沸約6～8 h，直到油量停止增加，則不再加溫，待稍冷卻后收集揮發油。待完成，用乙醚試劑萃取揮發油，然后打開揮發油提取器下部活塞，緩慢釋放水至油層下降至0刻度，并以棕色瓶收集所得番木瓜花精油，備用。

1.2.2 番木瓜花揮發油化學成分的鑒定分析方法

使用安捷倫7890B-7000B氣質聯用儀，Hp-5ms（30×0.25 mm×0.25 μm），色譜條件為分流樣量，分流比為5∶1，進樣口和接口溫度分別是250 ℃、260 ℃。

柱升溫程序為起始溫度60 ℃，保持3 min，以每分鐘6 ℃的溫度速率升至300 ℃，保持55 min。質譜條件為EI離子源250 ℃，電子能量70 eV，掃描質量范圍為20～450 amu。

2 結果與討論

2.1 不同方式提取的揮發油得率結果

結果如表1，在番木瓜花質量同為500 g條件下，分別用水蒸氣蒸餾萃取法和揮發油提取器提取法提取番木瓜花揮發油。水蒸氣蒸餾萃取法提取的揮發油質量最大為0.001 4 g，最小為0.000 8 g，平均質量為0.001 1 g;揮發油提取器提取法提取的揮發油質量最大為0.025 0 g，最小為0.017 0 g，平均質量為0.020 3 g。番木瓜花揮發油用水蒸氣蒸餾萃取法提取率為2.2 ppm，用揮發油提取器提取率為40.6 ppm，由此可見，揮發油提取器提取出的番木瓜花精油約是水蒸氣蒸餾法提取出番木瓜花精油的20倍，所以利用揮發油提取器提取番木瓜花精油的效率更佳。

2.2 番木瓜花揮發油主要成分的分析結果

利用隨機GC-MS Solution工作站美國國家標準譜圖庫（NIST-MS，2005）自動檢索的每個組分質譜數據，參考相關的文獻資料，并結合保留指數（RI）鑒定，在程序升溫的條件下保留指數（RI）按公式（1）計算[7]。

番木瓜花揮發性物質化學成分GC-MS的總離子流圖如圖1所示。圖中各峰對應的質譜圖經過GC-MS聯用儀的計算機譜庫檢索進行定性，質譜庫為NIST庫。

結合離子流圖、相似度等數據，共鑒定出匹配度較高的化學成分26種，包括9種烷烯烴，8種醇，2種醛，1種酯，1種腈，1種酚以及其他4種化合物，如表2。其中有些化學成分有很大的藥用價值，比如芳樟醇有鎮痛和催眠的療效[9]。

3 結論

通過提取番木瓜花揮發油，并經GC-MS對揮發油進行化學成分分析，確定了番木瓜花揮發油中的主要成分，可以為番木瓜花的進一步利用提供依據[10]。經分析，共從番木瓜花揮發油中鑒定出26種化合物，如表2所示，其中9種是烷烯烴，8種是醇，2種是醛，1種是酯，1種是腈，1種是酚以及4種其他化合物。番木瓜利用價值極高，不僅可以作為鮮果食用，還具有一定藥用價值。精油是一類存在于植物體內的次生代謝物，是可從組織中提取而來的可揮發的油狀液體芳香物質，天然、無毒、無害，可用作抗氧化劑和抗菌劑。當前，通過對植物精油化學成分和生物活性進行深入研究發展，番木瓜花中含有的有效成分具有較大的開發價值。番木瓜花揮發油具有消炎抑菌、抗癌、提高免疫力、誘使腫瘤細胞凋亡等多種生物活性，在醫藥和其他產業中應用前景廣闊。利用番木瓜花揮發油可以開發一些抗菌消炎、保肝護肝、抗疲勞、提高免疫力以及抗腫瘤的保健品或者生物制劑，且其具有特殊香味，可以制作成高級香水、番木瓜花的護膚品等。番木瓜花揮發油中的苯乙醛作為重要有機中間體，是調和具有花香香精的原料之一，廣泛應用于芳香劑、合成藥物和食品添加劑等多種精細化學品的工業生產中[11，12];芳樟醇具有鈴蘭花香氣，應用于化妝品、醫藥等領域，有抗菌、除臭等功效，還可用于各種香精的調配[13，14];苯甲腈作為有機合成過程中的重要中間體，在各個方面應用廣泛[15]。石竹烯和欖香烯具有獨特香氣，欖香烯具有抗腫瘤作用[16]，可以降低腫瘤細胞的活性甚至使其凋亡;蛇麻烯可以消炎、抑菌，還可以減少水腫和治療肺炎;橙花叔醇具有微弱香氣，可作為食品加工中的香精[17];亞油酸乙酯具有抗癌、調控代謝的性能，作為藥物原料，性能優于亞油酸，可作為其優良替代品[18]。到目前為止，對于番木瓜其他部位的研究已經比較深入，但對于番木瓜花的研究還處于基礎階段，因此研究番木瓜花揮發油提取及分析對更加全面、深入地對番木瓜各部位進行利用以及提高番木瓜產業的實際生產效益都具有重要意義。

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（責任編輯：趙中正）