纈草根提取物中揮發性香氣成分分析

蔡昊城 劉志華 熊文 張超 何沛 向能軍 司曉喜 蔣薇 朱瑞芝 張鳳梅

摘要 采用頂空-固相微萃取-氣相色譜質譜聯用（HS-SPME-GC/MS）法分析了纈草根提取物中的揮發性香氣成分，結果表明，優化確定的試驗條件為0.5 g纈草根提取物樣品，80 ℃下用紅色萃取頭萃取20 min，解吸3 min后進GC/MS分析。纈草根提取物樣品中檢出127種揮發性香氣成分，包括醇類28種、酯類22種、烯烴類21種、酮類15種、酸類8種、酚類5種、醛類6種、烷烴類4種和其他18種。纈草根提取物中的主要成分是醇類（46.177%）和酸類（26.082%），其中（-）-桉油烯醇（13.630%）和異戊酸（24.540%）含量較高。

關鍵詞 纈草根提取物;頂空-固相微萃取-氣質聯用法;揮發性;香氣成分

中圖分類號 R284.1? 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2021）04-0186-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.04.051

Analysis of Volatile Aroma Components in Valeriana officinalis Root Extract

CAI Hao-cheng1，LIU Zhi-hua1，2，XIONG Wen1 et al （1.R&D Center of China Tobacco Yunnan Industrial Co.，Ltd.，Kunming，Yunnan 650231;2.Yunnan Key Laboratory of Tobacco Chemistry，Kunming，Yunnan 650231）

Abstract Valeriana officinalis root extract was analyzed by headspace-solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry （HS-SPME-GC/MS） after optimizing pretreatment conditions and instrument parameters.The results showed that the optimized experimental conditions were Valeriana officinalis root extract sample 0.5 g，extracting for 20 minutes at 80 ℃ by red extraction head，headspace sampling after desorbing for 3 minutes，then GC/MS analysis was conducted.127 flavor components were detected in Valeriana officinalis root extract，including 28 alcohols，22 esters，21 alkenes，15 ketones，8 acids，5 phenols，6 aldehydes，4 alkanes and 18 others.Alcohol （46.177%） and acid （26.082%） were the main components in Valeriana officinalis root extract.The contents of （-）-eucalyptol （13.630%） and isovaleric acid （24.540%） were higher.

Key words Valeriana officinalis root extract;Headspace-solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry （HS-SPME-GC/MS）;Volatility;Aroma component

基金項目 云南中煙工業有限責任公司科技項目（2019CP01，2018JC04）;云南省科技人才和平臺計劃項目（2018HB091）。

作者簡介 蔡昊城（1990—），男，湖南常德人，碩士研究生，研究方向：煙草化學、卷煙配方。通信作者，副研究員，博士，從事煙草化學相關研究。

收稿日期 2020-10-13

纈草是敗醬科（Valerianaceae）纈草屬（Valeriana L.）植物[1]，其根及根莖常作藥用[2]。纈草根提取物主要用于提高睡眠質量、鎮靜安神[3]、保護心腦和胃腸道;由于其甜藥草香和松柏樣膏等特點，還被廣泛運用于煙草和化妝品領域。目前纈草粉[4]、纈草精油[5-7]、纈草根揮發油[8-9]中揮發性化學成分偶有研究，主要采用氣相色譜-質譜（GC-MS）、頂空-固相微萃取-氣相（HS-SPME-GC）分析技術;而針對纈草根提取物中揮發性香氣成分研究鮮見報道。

纈草根提取物中香氣成分相對質量分數較低，針對纈草根提取物樣品的特點，筆者選用靈敏度高、操作簡便的頂空-固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用技術（HS-SPME-GC/MS）[10-16]，研究纈草根提取物中揮發性香氣成分，為纈草根提取物的進一步開發利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試材與儀器

纈草根提取物（市售）;8種固相微萃取頭：粉色（65 μm，PDMS/DVB，Stable Flex，0.68 mm）、淡藍色（85 μm，CAR/PDMS，Stable Flex，0.61 mm）、灰色（50/30 μm，DVB/CAR/PDMS，StableFlex，0.61 mm）、綠色（7 μm，PDMS，Fused Silica，0.61 mm）、淡黃色（30 μm，PDMS，Fused Silica，0.61 mm）、紅色（100 μm，Polyacrylate，Fused Silica，0.61 mm）、白色（85 μm，Polyacrylate，Fused Silica，0.61 mm）、藍色（65 μm，PDMS/DVB，Fused Silica，0.61 mm），美國Supelco公司。456 GC-TQ固相微萃取-氣相色譜-串聯質譜聯用儀（美國Bruker公司）。

1.2 方法

稱取0.5 g樣品至頂空瓶，置于固相微萃取裝置中以80 ℃、250 r/min條件下萃取20 min后，解吸時間3 min，進行GC/MS分析。

分析條件：載氣為He;恒流模式流速1.1 mL/min;分流比5∶1;進樣口溫度200 ℃;色譜柱為DB-5MS柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）;程序升溫：40 ℃保持1.0 min，以1.5 ℃/min 升至 240 ℃，保持8.0 min;傳輸線溫度230 ℃;離子源溫度200 ℃;電離方式為電子轟擊源（EI）;電離能量70 eV;溶劑延遲時間2.0 min;檢測方式為全掃描監測模式;掃描范圍30～500 amu。用NIST譜庫檢索。

2 結果與分析

2.1 樣品前處理條件的選擇

2.1.1 萃取頭。取纈草根提取物樣品在同一條件下考察不同萃取頭對分析結果的影響。結果表明（圖1），選擇紅色萃取頭時纈草根提取物中揮發性香氣成分GC/MS分析的總積分面積最大。因此，選擇紅色萃取頭。

2.1.2 萃取溫度。

取纈草根提取物樣品，考察不同萃取溫度對檢測結果的影響。結果表明（圖2），纈草根提取物中揮發性香氣化學成分總積分面積隨萃取溫度的升高逐漸增加，80 ℃后基本穩定。因此，選擇萃取溫度為80 ℃。

2.1.3 萃取時間。取纈草根提取物樣品，考察不同萃取時間對檢測結果的影響。結果表明（圖3），纈草根提取物中揮發性香氣化學成分總積分面積隨萃取時間的增加而增大，20 min 后趨于穩定。因此，選擇萃取時間為20 min。

2.1.4 解吸時間。

取纈草根提取物樣品，考察不同解吸時間對檢測結果的影響。結果表明（圖4），纈草根提取物中揮發性香氣化學成分總積分面積隨解析時間的增加而增大，3 min 后達到平衡。因此，選擇解吸時間為3 min。

2.1.5 樣品量。

取纈草根提取物樣品，考察不同樣品量對檢測結果的影響。結果表明（圖5），樣品量>0.5 g時揮發性香氣化學成分的總積分面積趨于穩定。因此，選擇0.5 g樣品量。

2.2 色譜柱的選擇

取纈草根提取物樣品，比較30 m DBWAX、30 m DB-5MS、60 m DB-WAX和60 m DB-5MS的不同長度、不同極性色譜柱對檢測結果的影響。結果表明，選擇30 m DB-5MS色譜柱分離到的香氣化學成分數量較多且分析時間較短。綜合考慮，選擇DB-5MS柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）作為纈草根提取物揮發性香氣化學成分分析用色譜柱。

2.3 實際樣品分析結果

取纈草根提取物樣品6份，測定其揮發性香氣化學成分，以不加纈草根提取物樣品的空瓶作為空白對照，扣除空白后纈草根提取物樣品中揮發性香氣化學成分總積分面積的相對標準偏差為2.54%，代表性成分乙酸冰片酯的積分面積相對標準偏差為1.68%。

纈草根提取物中揮發性香氣成分分析結果見表1。樣品中檢出127種揮發性香氣成分，包括醇類28種、酯類22種、烯烴類21種、酮類15種、酸類8種、酚類5種、醛類6種、烷烴類4種和其他18種。

纈草根樣品中檢測到各類的香氣成分相對質量分數分別為醇類46.177%、酯類10.182%、酮類4.991%、烯烴類8.256%、酸類26.085%、酚類0.258%、醛類0.284%、烷烴類1.028%、其他2.739%。由此可知，纈草根提取物中的主要成分是醇類和酸類，其中（-）-桉油烯醇（13.630%）和異戊酸（24.540%）含量較高。

3 結論

該研究優化了測定纈草根提取物中揮發性香氣化學成分的HS-SPME-GC/MS方法，并利用此方法研究了纈草根提取物中揮發性香氣成分，結果表明，纈草根提取物樣品中檢出127種揮發性香氣成分，包括醇類28種、酯類22種、烯烴類21種、酮類15種、酸類8種、酚類5種、醛類6種、烷烴類4種和其他18種;纈草根提取物中的主要成分是醇類（46.177%）和酸類（26.082%），其中（-）-桉油烯醇（13.630%）和異戊酸（24.540%）含量較高。該研究結果可為纈草根提取物的進一步開發利用提供參考。

參考文獻

[1]段雪云，方穎，周穎，等.纈草屬植物綜合研究概況[J].中國藥師，2008，11（7）：793-796.

[2] 吳迪，張楠淇，李平亞.纈草化學成分及生物活性研究進展[J].中國中醫藥信息雜志，2014，21（9）：129-133.

[3] 趙友興，馬青云，王鵬程，等.歐纈草化學成分與藥理的研究進展[J].安徽農業科學，2011，39（12）：7078-7080.

[4] 昝俊峰，方穎，龔占峰，等.纈草中揮發性成分的HS-SPME-GC法分析[J].時珍國醫國藥，2013，24（5）：1259-1261.

[5] 肖雪，羅娟敏，馬晉芳，等.GC-MS聯用技術分析纈草精油揮發性成分[J].中藥材，2017，40（6）：1348-1350.

[6] 李勝華，石國強.纈草油揮發性成分及在卷煙中的應用[J].鄭州輕工業學院學報（自然科學版），2009，24（4）：27-29.

[7] 王欣，于存峰，吳迪，等.纈草精油分析及在卷煙中的應用研究[J].安徽農學通報，2010，16（6）：42，107.

[8] 代澤琴，周鎂，黃秀平，等.寬葉纈草根揮發油中乙酸龍腦酯的含量測定[J].安徽農業科學，2013，41（16）：7112-7113.

[9] 覃容貴，周鎂，龍慶德，等.黔產寬葉纈草根揮發油提取工藝優選及其化學成分GC-MS分析[J].中國實驗方劑學雜志，2012，18（14）：62-65.

[10] 張鳳梅，蔣薇，劉春波，等.HSSPMEGCMS/MS法測定不同吸煙者唾液中的7 種生物堿[J].煙草科技，2018，51（7）：46-53.

[11] 張鳳梅，劉哲，司曉喜，等.玫瑰精油香味成分分析及在卷煙加香中的應用[J].煙草科技，2020，53（5）：47-56.

[12] 楊繼，段沅杏，趙偉，等.頂空固相微萃取氣相色譜/質譜分析電子煙煙液中的揮發性成分[J].煙草科技，2015，48（4）：42-48.

[13] 蔣薇，劉哲，何沛，等.HS-SPME-GC-MS/MS法分析樹苔及其提取物中的揮發性化學成分[J].化學與生物工程，2019，36（12）：56-68.

[14] 張鳳梅，申欽鵬，劉春波，等.HS-SPME-GC/MS法分析吸煙者唾液中揮發性成分[J].煙草科技，2018，51（11）：58-65.

[15] 張鳳梅，申欽鵬，劉春波，等.頂空-固相微萃取-氣質聯用法分析酸梅膏中揮發性香氣成分[J].化學與生物工程，2018，35（1）：62-67.

[16] 張文，華佳甜，褚寧寧，等.基于固相微萃取和氣相色譜質譜法的玫瑰‘滇紅不同花期芳香成分的分析[J].中國野生植物資源，2018，37（2）：26-32，39.