侧柏叶香味成分SPME-GC/MS分析

王道平，潘卫东

(贵州省中国科学院天然产物化学重点实验室，贵州 贵阳 550002)

侧柏叶香味成分SPME-GC/MS分析

王道平，潘卫东

(贵州省中国科学院天然产物化学重点实验室，贵州 贵阳 550002)

本研究采用固相微萃取气质联用仪（SPME/GC/MS）测定黔产侧柏叶香味成分。采用70 μm PDMS的萃取纤维头，在50 ℃下对2g新鲜样品顶空萃取20 min后进行GCMS分析。结果表明：鉴定出57种化学成分,占挥发性化学成分的99.74%。本法具有简便、快速、准确、样品量小等特点，适用于侧柏叶香味成分的快速测定，是对柏树生长状况进行监测的一种有效手段。

侧柏叶；香味成分测定；固相微萃取；气相色谱/质谱

侧柏为柏科侧柏属植物Platycladus orientali（Li） Franco,常绿乔木，又称柏香树、香柏，是我国特产树木，分布极广，北起内蒙古、吉林，南至广东及广西北部；人工栽培范围几遍全国。是优良的园林绿化树种,资源十分丰富[1]。我国传统中医学认为，柏树发出的芳香气体具有清热解毒、燥湿杀虫的作用，可祛病抗邪，培养人体正气。现代研究表明，侧柏对二氧化硫、氯气、氯化氢等有毒气体具有中等抗性，吸滞粉尘的性能较强。中医以嫩枝、叶、种仁入药。枝叶有凉血、止血之功效。主治吐血、鼻衄、便血、尿血及慢性气管炎。其主要成分为萜烯类物质。这些天然物质不仅能杀灭细菌、病毒，净化空气，而且具有松弛精神、稳定情绪的作用。人们吸入柏树的香味后，可使血压下降，大脑血流量减少，抑郁情绪得到缓解。有些国家开展森林疗法，让癌症病人到柏树林中去休闲娱乐，多数患者精神状态改善，有的还消除了化疗引起的恶心呕吐反应。而山林中弥漫的大量负氧离子，则能够提高人体免疫机能，调节呼吸和中枢神经系统的功能，素有空气维生素之誉[2-3]。

目前中药香味成分常规提取方法是水蒸气蒸馏法，其所需的样品量较大且周期长。固相微萃取法（SPME）是一种无溶剂、快速、简便的样品前处理与富集技术，在植物香味成分萃取方面具有很好的应用前景[4]。该研究采用固相微萃取（SPME）与气相色谱质谱（GC/MS）联用对侧柏叶香味成分进行了分析测定。该法所需样品量小、分析时间短，适用于侧柏叶等植物香味成分的鉴定。

1 实验部分

1.1 仪器与材料

Agilent5975C/6890 GC/MS气相色谱-质谱联用仪(美国安捷伦公司)；手动固相微萃取装置(美国Supelco公司),萃取纤维头为:70 μm PDMS。

药材鲜品于2011年03月采自贵阳市药用植物园内,经鉴定为侧柏Platycladus orientali的叶子。

1.2 SPME 过程

取不同部位侧柏叶剪碎，取约2.0 g，置于15 mL固相微萃取仪采样瓶中,插入装有70 μm PDMS纤维头的手动进样器,在50℃左右顶空萃取保持20 min取出,快速移出萃取头并立即插入气相色谱仪进样口(温度250 ℃)中,热解析3min进样。

1.3 GC-MS 测定条件

色谱柱为Zebron ZB-5MSI 5% Phenyl-95%DiMethylpolysiloxane (30 m×0.25 mm×0.25 μm)弹性石英毛细管柱，柱温40 ℃（保留2min），以4 ℃/min升温至200 ℃，气化室温度250 ℃；载气为高纯He(99.999%)；柱前压7.62psi,载气流量1.0 mL/min；不分流进样，延迟时间：1min。

离子源为EI源；离子源温度230 ℃；四极杆温度150 ℃；电子能量70 eV；发射电流34.6 μA；倍增器电压1052V；接口温度280 ℃；质量范围20～450 amu。

2 实验方法与结果

本研究考察了SPME 条件（包括萃取涂层类型、萃取温度、样品量和解析时间等）对侧柏叶中主要香气成分的影响，确定了最佳SPME条件。

2.1 SPME 涂层种类

分别选择了 100 μm PDMS、70 μm PDMS、PA三种涂层纤维对目标组分进行萃取，同时还对不同SPME涂层对所有组分的总峰面积的影响进行了考察，最后确定采用70 μm PDMS涂层纤维进行SPME提取。

2.2 萃取温度和时间

在不同萃取温度（20～60 ℃）的系列实验中，发现在室温至50 ℃之前，样品总峰数随萃取随温度的增加而明显增加，但当温度增加到50 ℃时，色谱峰数稳定，综合考虑各组分的萃取结果，最终选定的萃取温度为50 ℃。并在此萃取温度下考察了萃取时间（10～40 min）对香味成分的影响，结果表明，萃取时间为20 min 时即有最佳效果。

2.3 样品量的选择

本研究还考察了样品量（0.5～3.0 g）的影响。结果表明，样品量为2.0 g 时，即可满足测定要求。

2.4 SPME/GC/MS 测定

按上述实验条件进行实验,得到侧柏叶香味成分总离子流色谱图,见图1。对总离子流图中的各峰经质谱计算机数据系统检索及核对Nist2005和Wiley275标准质谱图 ,确定了57种侧柏叶挥发性化学成分,用峰面积归一化法测定了各化学成分在香味成分中的相对质量分数,结果见表1。

图1 侧柏叶香味成分总离子流色谱图像Fig. 1TIC of the volatile compounds in leaves of Platycladus orientali

3 结 论

(1) 从侧柏叶全草中萃取分离出61个成分，鉴定了其中的57个成分,已鉴定成分占挥发油总峰面积的99.74%,还有4个微量成分因含量极低、背景干扰的原因未能定性。已鉴定主要成分为单萜、倍半萜及脂肪烃类等，相对质量分数较高的是桧烯（29.59%），α-侧柏酮（16.43%），α-乙酸葑酯（7.55%），L-葑酮（7.55%）、α-蒎烯（7.02%），β-月桂烯（5.87%），乙酸龙脑酯（4.25%），β-侧柏酮（3.12%）等。对侧柏树叶的香气起着决定性的作用。萜类化合物是存在于植物界的一类化合物 其生物活性是多方面的,并且是某些中药的主要有效成分。如在侧柏叶挥发油中的主要萜类化合物桧烯、α-侧柏酮、α-乙酸葑酯、L-葑酮、α-蒎烯、β-月桂烯等活性有效成分,具有止血 镇咳祛痰、扩张支气管、抑菌、抗肿瘤、抗氧化等多种药理作用。丁子香酚、对聚伞素具有抗菌、杀虫、杀真菌作用[5]。

(2) 由于侧柏树生长本身是一动态环境，其年龄、生理状态、空间分布、季节性、土壤、光照等等的变化,均能影响它的香气物质的组成[6-7]。本文样品前处理方法采用SPME技术，与其他常用挥发性化学成分提取技术相比[8]，SPME具有简便、快捷、经济安全、分析样品使用量少、对被测样品选择性高、溶质更易洗脱、几乎无空白值、重现性好等特点,对这种动态环境下的样品进行检测是一种较好的前处理方法。与GC/MS 联用可以作为侧柏叶香气成分检测及其质量评价。

表1 侧柏叶的挥发性化学成分Table 1The chemical components of volatile compounds in leaves of Platycladus orientali

(3) 侧柏叶中大量具有生物活性的单萜和倍半萜化合物，是该药用植物活性物质基础的一个部分,通过SPME-GC/MS法，快速、准确对挥发性物质的组成定性，依据这些香气成分相对含量的变化,为柏树害虫的综合治理提供一些参考数据，对于开发利用这一资源具有一定的适用价值。

[1] 高 静,单鸣秋,丁安伟,等.柏科药用植物研究进展[J].中药材,2008,31(11):1765-1769.

[2] 王承南.我国木本药用植物开发利用发展思路[J].中南林业科技大学学报,2011,31(3):71-75.

[3] 李克家,王复华.侧柏资源的利用价值与开发前景[J].陕西林业科技,1998,(1):27-29.

[4] 赵国有,殷斌志.固相微萃取(SPME)技术及其进展[J].中国卫生检验杂志,1999,9(4):315-319.

[5] 蒋继宏,李晓储,高甜惠.几种柏科植物挥发物质及抗肿瘤活性初步研究[J].福建林业科技,2006,33(2):52-57.

[6] 郝德君,张永慧,戴华国,等.气相色谱/质谱法分析柏树叶挥发油的化学成分[J].色谱,2006,24(2):185-187.

[7] 杜红岩,刘昌勇,李 钦,等.杜仲叶中3种主要活性成分含量的季节变化[J].中南林业科技大学学报,2011,31(8):6-9.

[8] 仲利涛,刘 元.超临界流体CO2萃取杉木心材精油工艺的研究[J].中南林业科技大学学报,2012,32(1):198-200.

SPME-GC/MS analysis of fl avor compounds in leaves of Platycladus orientali

WANG Dao-ping, PAN Wei-dong
(The Key Labortary of Chemistry for Natural Product of Guizhou Province and Chinese Academy of Sciences, Guiyang 550002,Guizhou, China)

The fl avor compounds in leaves ofPlatycladus orientalihave been determined by using solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry (SPME-GC/MS). The optimal SPME condition was achieved by using PDMS extraction fi ber head,with 2.0 g of the powdered sample, at 50℃, headspace extraction for 20 min by SPME, and then identif i ed by GC/MS. The results show that 57 compounds were identif i ed, which accounted for 99.74% of the total fl avor components. Compared with traditional steam distillation, the present method have features of more simple, rapid and less sample-demanding and can be used for the fast analysis of fl avor compounds in leaves ofPlatycladus orientali.

leaves ofPlatycladus orientali; determination of fl avor compounds; SPME; GC-MS

S791.38

A

1673-923X(2012)09-0135-03

2012-06-21

科技部973前期专项课题（2009CB526512）；“贵州中药民族药研制创新能力建设”项目（黔科合院所创能[2009]4010号）

王道平（1979-），男，贵州遵义人，助理研究员,从事天然产物化学分析工作，E-mail:wdp_7897@yahoo.com.cn

潘卫东（1975-），男，江西婺源人，副研究员, 博士,硕士生导师,主要从事天然产物研究与开发工作

[本文编校：吴 毅]