HS-SPME-GC/MS法分析风油精中挥发性成分

刘秀华,邓 冰,孟 丹,邓 义,何小波

(中国工程物理研究院,核物理与化学研究所,四川绵阳 621900)

HS-SPME-GC/MS法分析风油精中挥发性成分

刘秀华,邓 冰,孟 丹,邓 义,何小波

(中国工程物理研究院,核物理与化学研究所,四川绵阳 621900)

采用固相微萃取-气相色谱-质谱法分析风油精中的挥发性成分。共检测出27种化合物,含量较高的有水杨酸甲酯(25.19%)、薄荷脑(23.25%)、丁香酚(7.86%)、桉树脑(7.28%)、樟脑(6.62%)、苯乙醇(6.35%)和乙酸苯甲酯(5.73%)等。水杨酸甲酯、薄荷脑、丁香酚和樟脑等均具有杀菌消炎和止痒镇痛的作用,并且多种成分具有特殊的香气。

顶空固相微萃取(HS-SPME);气相色谱-质谱(GC/MS);风油精;挥发性成分

风油精具有消炎、镇痛、清凉、止痒、祛风的功效,可用于伤风感冒引起的头痛、头晕以及关节痛,牙痛,腹部胀痛和蚊虫叮咬,晕车等引起的不适[1],还可用于轻度烫伤、脚癣、咽喉肿痛等症状,是居家和旅行必备的良药。目前对风油精成分分析的报道主要是针对一种或几种成分的含量进行测定,大多采用气相色谱法[2-6],检测到的成分较少。顶空固相微萃取(HS-SPME)[7-9]作为一种新型的集采样、萃取和富集于一体的样品前处理方法,不需要有机溶剂,具有简便快速、无污染等特点,在分析挥发性有机物方面有明显的优势。本研究利用固相微萃取与气相色谱-质谱(GC/MS)联用法对某品牌风油精的挥发性成分进行分析,希望可以为风油精产品品质的提高和消费者的安全使用提供有益的参考。

1 实验部分

1.1 主要仪器

HP 5890气相色谱仪,HP 5989A质谱仪:美国惠普公司产品;毛细管柱(60 m×0.32 mm×0.5μm):美国安捷伦公司产品。

1.2 样品前处理

取2.5 mL风油精于20 mL样品瓶中,用丁基橡胶塞(20 mm)加铝帽密封,在80℃水浴中平衡 30 min,采用 50/30μm DVB/Carbxen/PDMS StableFlex担体的固相微萃取柱萃取15 min。

1.3 色谱条件

载气:高纯氦气;进样口温度250℃;柱前压25 kPa;程序升温:柱温60 ℃,保持5 min,以10℃/min速率升至250℃,保持15 min。

1.4 质谱条件

MSD检测器,EI电离,质量扫描范围m/z50～550,四极杆温度100℃,离子源温度200℃,传输线温度 255 ℃,电子倍增器电压2 150 V。

2 结果与讨论

风油精主要由薄荷脑、樟脑、水杨酸甲酯等多种药物配以香料制成,具有特殊的香气,味凉而辣。除薄荷脑、樟脑、水杨酸甲酯、桉油和丁香酚主要成分外,还含有其他多种挥发性组分。本研究首先采用顶空气直接进样法(进样量0.5 mL,以6℃/min速率升至240 ℃,保持2 min,其他条件与 HS-SPME法相同)对80℃水浴的风油精顶空气进行测定,只分析出8种挥发性组分,其挥发性成分及色谱图分别示于表1和图1。由于 HS-SPME法不需要溶剂即可对样品进行富集,所以又采用 50/30μm DVB/CAR/PDMS StableFlex固相微萃取头对80℃水浴的风油精顶空气中挥发性成分进行吸附浓缩,然后将萃取头插入气质联机的进样口,直接进行样品的解吸、分离和检测,得到的总离子流色谱图示于图2。采用 HS-SPME法共检测出27种组分,大部分组分的峰面积比顶空气直接进样法有明显提高,说明 HS-SPME法分析风油精的挥发性组分更具优势。

采用谱库(Demo库、Nist 2002和自动检索)和人工谱图解析的方法对 HS-SPME法获得的风油精顶空气中挥发性成分的色谱峰进行综合分析鉴定,峰面积归一化法计算各组分的相对百分含量。得到的定性分析结果和样品中各种挥发性成分的相对百分含量列于表2。

表1 顶空气直接进样法获得的风油精挥发性成分Table 1 The volatile components of the Fengyoujing by head space direct injection

图1 顶空气直接进样法获得的风油精中挥发性成分的总离子流色谱图Fig.1 Total ion chromatogram of volatile components in the Fengyoujing by head space direct injection

图2 HS-SPME法获得的风油精中挥发性成分的总离子流色谱图Fig.2 Total ion chromatogram of volatile components in the Fengyoujing by HS-SPME

表2 HS-SPME法获得的风油精中挥发性成分Table 2 The volatile components of the Fengyoujing by HS-SPME

风油精顶空气中含量较多的化合物为水杨酸甲酯(25.19%),薄荷脑(23.25%),丁香酚(7.86%),桉树脑 (7.28%),樟脑 (6.62%),苯乙醇(6.35%),乙酸苯甲酯(5.73%)和邻苯二甲酸二乙酯(5.16%)。多种挥发性成分具有植物、花或水果的香气,这些物质大部分都是香料中的成分,或可以用于配制香精或香料[10]。

水杨酸甲酯、薄荷脑、丁香酚和樟脑薄荷醇等均具有杀菌消炎和止痒镇痛的作用;α-蒎烯和β-蒎烯有明显的镇咳、祛痰和抗真菌的作用。这些成分共同作用,使风油精具有消炎、镇痛、清凉、止痒等功效。但是,大部分挥发性成分对眼睛、呼吸道或皮肤有一定的刺激作用。其中,水杨酸甲酯和苯甲醇对眼睛、皮肤有一定的刺激作用 ;樟脑、桉树脑、薄荷脑、α-蒎烯、β-蒎烯、1-甲基-4-异丙基-1,4-环己二烯、对异丙基甲苯、乙酸苯甲酯和异丁香酚对眼睛、呼吸道和皮肤都有一定的刺激作用;桉树脑、薄荷脑能严重损伤眼睛;α-松油醇、丁香酚、柠檬烯、胡薄荷酮、异丁香酚等会刺激皮肤;柠檬烯、胡薄荷酮、异丁香酚与皮肤接触可能会产生过敏反应[11-12],所以风油精不适于大面积、长时间的使用。

3 结论

将HS-SPME技术用于风油精的挥发性有机成分分析,具有快速简便、清洁高效的特点。本研究利用 HS-SPME与 GC/MS联用技术,在风油精的顶空气中检测出27种化合物,包括水杨酸甲酯、薄荷脑、丁香酚和樟脑等多种具有杀菌消炎、止痒镇痛作用的物质,以及水杨酸甲酯、丁香酚、乙酸苯甲酯、柠檬烯、苯乙醇等多种带有植物香、花香和水果香的物质。风油精顶空气中含量较高的挥发性成分是水杨酸甲酯和薄荷脑,占总含量的48.44%。

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Analysis of Volatile Components in the Fengyoujing by HS-SPME-GC/MS

LIU Xiu-hua,DENGBing,MENG Dan,DENG Yi,HE Xiao-bo
(Institute of N uclear Physics and Chemistry,China Academy of Engineering Physics,Mianyang621900)

The volatile components in the Fengyoujing were concentrated by head space solidphase micro-extraction(HS-SPME),and analyzed by gas chromatography-mass spectrometry(GC/MS).27 components are identified.The principal components are methyl salicylate(25.19%),menthol(23.25%),eugenol(7.86%),eucalyptol(7.28%),camphor(6.62%),phenethyl alcohol(6.35%)and benzyl acetate(5.73%).Some components have the action of sterilization,diminishing inflammation,stanching itch and demulcent,such as methyl salicylate,menthol,eugenol and camphor.Many volatile components are sweetscented compounds.

head space solid-phase micro-extraction(HS-SPME);gas chromatography-mass spectrometry(GC/MS);Fengyoujing;volatile components

O 657.63

A

1004-2997(2011)01-0061-04

2010-02-26;

2010-05-24

刘秀华(1975～),女(汉族),黑龙江人,副研究员,从事环境保护与污染控制的相关研究。E-mail:liuxiuhuajulia@yahoo.com.cn