紫椴花挥发性成分HS-SPME气相色谱质谱分析

2018-05-14陈立波王建刚丁钦

安徽农业科学 2018年34期

陈立波王建刚丁钦

摘要 [目的]研究紫椴花挥发性成分的组成。[方法]采用顶空固相微萃取气相色谱质谱联用（HS-SPME-GC-MS）技术对长白山紫椴花挥发性成分进行分离鉴定，以色谱峰面积归一化法计算挥发性成分的相对含量。[结果]从紫椴花中分离出55种挥发性成分，鉴定出了44种，占挥发性成分总量的96.71%，其中主要挥发性成分是芳樟醇（34.37%）、β-苯乙醇（31.37%）、β-顺式-罗勒烯（12.03%）、丁香醇A（2.00%）、反式-α，α-5-三甲基-5-乙烯基四氢化-2-呋喃甲醇（3.59%）。[结论]该研究为紫椴资源的深度综合利用提供理论依据。

关键词顶空固相微萃取;气相色谱质谱;挥发性成分;紫椴花

中图分类号 S792.36文献标识码 A文章编号 0517-6611（2018）34-0181-03

紫椴（Tilia amurensis Rupr.）是椴树科（Tiliaceae）椴树属高大落阔叶乔木。紫椴分布于我国东北、华北地区，是长白山区域重要的用材树种，被《国家重点保护野生植物名录（第一批）》定为国家二级重点保护植物[1-3]。紫椴树冠大而优美，树龄长，抗烟、抗毒性强，秋季叶黄，是世界四大阔叶行道树之一。紫椴木材纹理致密，色白质轻富有弹性，不翘裂容易加工，是建筑、家具、雕刻等行业的重要用材。关于紫椴的研究，多集中在紫椴形态及分类学、生态及地理学以及育种造林学等方面[4-8]。

紫椴花具有甜润、令人愉悦的香气，是优良的蜜源。紫椴花亦有清热解表的功效，可治疗感冒、发热、口腔炎和喉炎等病症。紫椴花化学成分的研究多集中在多糖、黄酮及乙醇提取物等方面[9-12]。关于紫椴花挥发性成分的研究鲜见报道。笔者以吉林左家紫椴鲜花为试样，采用顶空-固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术（HS-SPME-GC-MS）分析其挥发性有机成分，为紫椴资源的深度利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

紫椴花，于2018年7月5日09：00—10∶00采自吉林省吉林市左家镇吉林特产研究所，为紫椴新鲜花朵。将采集到的新鲜紫椴花朵储存于大口具塞玻璃采样瓶中，当日完成分析测试。

1.2 仪器与设备

GC-MS-2010-plus型气相色谱-质谱联用仪，配有EI源，四级杆质量分析器;GC-MS Solution，日本岛津公司;NIST05版质谱图库;DHG-9070A型电热恒温鼓风干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司;57330U型手动SPME萃取手柄及65 μm聚二甲基硅氧烷-二乙烯基苯（PDMS/DVB）萃取探头;20 mL精密螺纹口透明玻璃顶空进样瓶，美国Supelco公司。

1.3 试验方法

1.3.1 顶空固相微萃取。

在頂空萃取样本之前，先将65 μm PDMS/DVB固相微萃取探头安装于手动SPME进样手柄上，于气相色谱进样口250 ℃老化30 min。选取新鲜完好的紫椴花朵5.0 g，置于20 mL 配有聚四氟乙烯胶垫的样品瓶中，拧紧瓶盖。将含有紫椴花朵样本的密封顶空瓶置于恒温箱内，控制60 ℃恒温平衡30 min，然后将老化后的固相微萃取探头插过隔膜垫，进入密封样品瓶中，推出萃取探头，60 ℃顶空萃取30 min，萃取完成后，将固相微萃取装置迅速插入GC进样器，250 ℃条件下热解析2.0 min。

1.3.2 色谱-质谱条件。

气相色谱仪热解析温度250 ℃;色谱柱：RTX-5MS 石英毛细管柱（30 m×0.32 mm×0.25 μm）;色谱柱箱升温程序：50 ℃保持3 min，以3 ℃/min升至100 ℃，然后以6 ℃/min升至200 ℃，再以8 ℃/min升至280 ℃保持10 min;氦气（99.999%）为载气，流量1.94 mL/min，压力88.3 kPa;热解析进样，分流比10∶1。

离子源温度200 ℃;传输线温度230 ℃;EI电子轰击离子源，电子能量70 eV，灯丝3.5 min后开启;四极杆质量分离器，质量扫描范围m/z 30～500;检测电压0.85 kV，记录4.0～45.0 min信号。

1.4 测定方法

试样分析测定采用GC-MS-2010-plus型气相色谱-质谱联用仪。按“1.3.2”项色谱-质谱条件准备好气相色谱-质谱联用仪;按“1.3.1”项顶空固相微萃取制备样本热解析进样分析，同时启动色谱工作站GC-MS Solution记录数据，通过GC-MS Solution色谱工作站数据处理系统检索NIST05谱图库，进行谱图解析，确认其各个挥发性成分结构;定性分析后通过色谱工作站GC-MS Solution数据处理系统按面积归一化法进行定量分析，分别求出各挥发性成分的相对百分含量。

2 结果与分析样本按“1.3”项试验条件进行气相色谱质谱分析，对应总离子流色谱图如图1所示。从图1可以看出，试验用气相色谱条件满足紫椴鲜花挥发性成分的分离要求。经气相色谱-质谱联用仪分析，用NIST05数据系统检索，分离出55个色谱峰，最终鉴定44种成分，占总面积的96.71%。挥发性成分分析及面积归一化法定量结果见表1。表1 数据说明，紫椴花主要挥发性有机成分有芳樟醇（34.37%）、β-苯乙醇（31.37%）、β-顺式-罗勒烯（12.03%）、丁香醇A（2.00%）、反式-α，α-5-三甲基-5-乙烯基四氢化-2-呋喃甲醇（3.59%）等，占挥发性物质总量的83.36%。

对分离鉴定出的44种挥发性有机成分进行归类分析，其中醇类物质12种（75.85%）、萜烯类19种（17.04%）、酯类物质5种（0.23%）、烷烃类物质6种（2.99%）、其他化合物2种（0.60%）。紫椴鲜花挥发性有机物中醇类物质含量最多，占总含量的75.85%，其中芳樟醇（34.37%）、β-苯乙醇（31.37%）是紫椴鲜花的主要挥发性物质。芳樟醇[13-14]又名沉香醇，是无环单萜醇类化合物，有类似铃兰或百合花样优美而愉悦的香气。天然芳樟醇气味圆和甜润、纯正幽雅，是香水、香精配方中使用频率最高的香料。现代药理学研究表明，芳樟醇具有镇痛、抗焦虑、镇静催眠、抗炎抗菌、抑制肿瘤等药理作用，同时也是降压的有效活性成分之一。苯乙醇[15-16]是一种简单的芳香族伯醇，具有细腻、淡雅而持久的玫瑰花香味。苯乙醇对其他香气成分有增效作用，可用作底香组分，是食品、化妆品、烟草和日化用品中重要香料成分，在医药上也常用作抑菌剂。罗勒烯[17-18]是一种无环单萜类，即3，7-二甲基-1，3，6-辛三烯。植物生理研究表明，在众多调控植物防御反应的信号分子中，罗勒烯是一种与植物防御启动密切相关的信号分子。蜜蜂生理研究发现，罗勒烯也是蜜蜂幼虫信息素的一种组分，它不仅能够抑制蜜蜂工蜂的卵巢成熟，还参与调节工蜂的采粉行为，提高了采粉蜂的比例，增加了哺育蜂回返巢房的频率，在蜜蜂养殖业具有一定的科学价值。苯乙醇、芳樟醇赋予紫椴花甜润、优雅、令人愉悦的香气，也赋予其清热解表、镇痛抗炎等药效。罗勒烯作为植物防御启动信号分子及蜜蜂信息激素，对研究紫椴花为蜜源植物及其作用机制有重要价值。

3 结论

采用RTX-5MS 石英毛细管柱对紫椴鲜花中挥发性有机成分进行分离，经MS鉴定，主要挥发性成分为芳樟醇（34.37%）、β-苯乙醇（31.37%）、β-顺式-罗勒烯（12.03%）、丁香醇A（2.00%）、反式-α，α-5-三甲基-5-乙烯基四氢化-2-呋喃甲醇（3.59%）。

吉林省长白山区域森林资源丰富，紫椴分布广泛。紫椴花气味芬芳，具有治疗神经紊乱、清热解表、抗炎镇痛、失眠、感冒、抑菌等作用，对其挥发性有机成分的研究，为集蜜源和药用为一身的这一植物资源的深度开发提供了理论依据。

参考文献

[1]国家林业总局.国家重点保护野生植物名录（第一批） [Z].北京：农业部，1999.

[2]周以良，董世林，聶绍荃，等.黑龙江树木志[M].哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1986：429-432.

[3]穆立蔷，韩志坚.中国保护植物分类与识别[M].哈尔滨：东北林业大学出版社，2004：158.

[4]王艳萍，徐贵福，孙珩，等.长白山区紫椴花粉的形态研析[J].通化师范学院学报，2009，30（8）：43-44.

[5]穆立蔷，邹琦，杨国亭，等.东北地区不同纬度紫椴枝叶解刨构造比较分析[J].东北林业大学学报，2007，35（4）：27-29.

[6]张健，郝占庆，宋波，等.长白山阔叶红松林中红松与紫椴的空间分布格局及其关联性[J].应用生态学报，2007，18（8）：1681-1687.

[7]杨旭，唐宝忠，宋殿臣，等.紫椴播种育苗技术[J].林业实用技术，2006（8）：23-24.

[8]鲁敏，李伟，李小松.绿化树种对大气氯污染的反应[J].山东建筑工程学院学报，2004，19（3）：38-4 53.