竹葉花椒揮發油析出物的波譜分析

周孟焦 ，何鑫柱 ，陳凱，康明，梁曉峰

1.西南科技大學材料科學與工程學院（綿陽 621010）；2.四川中醫藥高等專科學校川西北中藥材資源研究與開發利用實驗室（綿陽 621010）

竹葉花椒（Zanthoxylum armatumDC），又名藤椒，是藥食同源植物，麻香味獨特，具有溫中止痛、殺蟲止癢的功效，可用于調味品和醫藥行業[1-2]。開展竹葉花椒物質基礎研究、藥品和大健康產品研發，是支撐花椒產業可持續發展的現實需求。竹葉花椒揮發油是其香味來源的主要物質，主要含烯類、醇類、酮類和酯類，具有鎮痛抗炎、抑菌殺蟲、抗腫瘤等功效，在食品行業、醫藥、芳香療法、化妝品等領域應用前景廣闊[3-4]。研究發現竹葉花椒揮發油中主要成分芳樟醇生理活性顯著，具有鎮痛、抗菌、抗焦慮等活性，在藥品、食品、日化品等行業具有廣泛應用價值，但對其認識還不夠深入[5]。

為探求竹葉花椒揮發油的制備及加工工藝，對竹葉花椒揮發油進行分離提純，利用波譜分析方法對竹葉花椒揮發油析出物及素油進行分析研究，為竹葉花椒揮發油的價值研究和竹葉花椒資源綜合利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

竹葉花椒：采自四川綿陽某藤椒（竹葉花椒）種植基地，經四川中醫藥專科學校江洪波副教授鑒定為蕓香科花椒屬植物竹葉花椒。

紅外吸收光譜儀（Nicolet-5700），美國熱電儀器有限公司；氣相色譜-質譜聯用儀（型號QP2020），日本Shimadzu公司；核磁共振波譜儀（Bruker Avance 600），瑞士布魯克。

1.2 方法

1.2.1 竹葉花椒揮發油的提取和析出試驗

將干燥竹葉花椒放入500 mL圓底燒瓶中，接上揮發油提取器和冷凝管，反應5 h，收集揮發油，用無水硫酸鈉干燥。將揮發油放入普通冰箱中冷凍（-18℃）4 h，析出白色針狀晶體，抽濾，將晶體及油分開，用蒸餾水洗滌晶體，自然晾干，得到竹葉花椒揮發油結晶；濾液即為竹葉花椒素油。

1.2.2 紅外光譜分析

竹葉花椒素油采用液膜法，晶體采用溴化鉀壓片法，掃描波長范圍400~4 000 cm-1，分辨率0.4 cm-1。

1.2.31H-NMR測定

取適量竹葉花椒揮發油晶體，用CDCl3溶液溶解，以四甲基硅烷（TMS）為內標，測定其1H-NMR譜。

1.2.4 GC-MS法成分分析

采用氣相色譜法進行竹葉花椒素油及晶體的定量分析，采用氣質聯用法結合NIST17，NIST14數據庫進行定性分析，確定主要的化學成分及其相對質量分數。素油用二氯甲烷稀釋，晶體用二氯甲烷溶解，素油和晶體采用同樣的方法分析。

氣相色譜條件：FID檢測器，非極性SH-RXi-5Sil MS毛細管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm），載氣為高純氦氣；程序升溫：60 ℃（1 min），以8 ℃/min升至140 ℃，保持3 min，再以5 ℃/min升至230 ℃，保持1 min；柱流量為1.0 mL/min，進樣口溫度為240 ℃。

質譜條件：EI電子源；離子源溫度230 ℃；掃描范圍m/z45~350 amu；溶劑延遲4 min；進樣量1 μL（2%質量分數二氯甲烷溶液）。

2 結果與分析

2.1 紅外光譜分析

由圖1（A）可知：竹葉花椒揮發油素油在3 469，3 009，2 923，2 854，1 745，1 463，1 163和722 cm-1附近出現了8個明顯的紅外吸收峰；1 653，1 377，1 238，914，584和460 cm-1附近有6個吸收強度弱的峰。其中3 469 cm-1附近吸收峰歸屬于O—H的伸縮振動；3 009 cm-1附近是不飽和C—H伸縮振動；2 923和2 854 cm-1歸屬于飽和C—H伸縮振動峰；酯類化合物的特征吸收為羰基伸縮振動和C—O—C結構的對稱和非對稱伸縮振動，1 745 cm-1處存在尖而強的吸收峰，歸屬于飽和脂肪酸的C==O吸收峰，1 238和1 163 cm-1處為C—O—C吸收峰，表明存在酯類物質；1 463和1 377 cm-1為—CH2、—CH3的彎曲振動峰，且甲基數量少于亞甲基；914 cm-1歸屬于烯烴C—H面外彎曲振動；722 cm-1附近表明有4個以上的CH2相連。圖1（B）與圖1（A）譜圖相似，但晶體譜圖中吸收峰峰形明顯且尖銳，3 433 cm-1附近吸收增強，表明晶體中醇類物質含量增加；3 010，1 746和1 166 cm-1附近吸收峰明顯減弱，表明晶體中烯烴類、酯類物質減少。紅外光譜分析表明，竹葉花椒揮發油素油和晶體中均含有烯烴類、醇類、酯類和醛酮類化合物。

圖1 竹葉花椒油素油（A）和析出物（B）紅外光譜圖

2.2 1H-NMR結果分析

竹葉花椒揮發油晶體（溶劑CDCl3，600 MHz）核磁共振氫譜（1H-NMR）譜圖如圖2所示。化學位移歸屬于：δ1.26（3H，s），δ1.597（3H，s）和δ1.663（3H，s）表示有3個甲基；δ3.719為羥基氫；δ5.066（1H，dd，11.4，1.8 Hz），δ5.185（1H，m），δ5.344（1H，dd，J=17.4，1.8 Hz）和δ5.853（1H，dd，17.4，11.4 Hz）為雙鍵上的4個氫型號，δ1.752~2.035（4H，m）之間有2個CH2信號，核磁譜圖分析表明竹葉花椒揮發油晶狀析出物主要成分為芳樟醇。

圖2 竹葉花椒油析出物核磁氫譜圖

2.3 GC-MS結果分析

竹葉花椒揮發油素油和晶體的總離子色譜圖（TIC）見圖3。通過計算機檢索，同時利用NIST-14和NIST-17數據庫匹配進行定性分析（選擇匹配度＞80%），各組分相對含量按照峰面積歸一化法計算，結果見表1。

圖3 竹葉花椒揮油素油（A）和析出物（B）的GC-MS總離子流圖

由表1可以看出：從竹葉花椒揮發油素油中共分離鑒定出49種化合物，主要有烯烴類、醇類、醛酮類、酯類等，占素油總量的98.38%，其中烯烴物質共15種，以檸檬烯、α-水芹烯為主，占56.81%；醇類物質共9種，以芳樟醇為主，占33.03%；醛酮類及酯類共16種，占5.76%，酯類（2.5%）。竹葉花椒揮發油晶體中共分離鑒定出36種，占析出物總量的99.05%，晶體與素油共有組分為36種，其主要成分為芳樟醇，占76.45%，其中相對質量分數大于1.5%的組分有十四醛（2.88%）、己基癸醛（2.07%）、γ-杜松烯（1.78%）和α-環氧蒎烷（1.82%）。芳香醇同時存在于竹葉花椒揮發油素油和晶體中，可作為竹葉花椒揮發油的特征有效成分。

表1 GC-MS結果檢測

3 結論

竹葉花椒揮發油會發生析腦現象，析出物為白色晶體，析出物中共分離鑒定出36種化合物，其中芳樟醇占75%以上。竹葉花椒揮發油素油中共分離鑒定出49種化合物，主要有烯烴類（56.81%）、醇類（33.03%）、醛酮類（5.76%）、酯類（2.5%）等。與素油相比較，析出物沒有檢測出新的成分，這可為用竹葉花椒提取芳樟醇提供新的技術路線。