GC-MS分析荷花的挥发油化学成分

李琦，梁荣，李燕，王雷，孙小凡，樊琛，郭兴峰

（聊城大学农学院，山东聊城252000）

荷花莲属多年生水生草本植物，花期为每年的7～8月。原产于我国，至少6 000年以前就已被识别利用，进入人们生活；3 000年前由野生状态逐渐变为人工栽培，主要分布在山东、湖南、湖北、浙江、广东等地[1]，资源丰富。荷花系药食两用植物，性温味苦，入心肝二经，有活血止血、祛湿消风、清热凉血、解毒、美容、解暑等功效，能治疗疱疮、湿疹、跌打损伤、出血等症状，可内服、外用、入馔、泡茶[2,3]。林宣贤等[4]对荷花的营养成分和安全性进行了研究，发现荷花中含有丰富的氨基酸和矿物质成分，并且通过毒理学实验证实了荷花是一种安全可靠的食品资源。YANG等[5]应用高效液相色谱-质谱联用技术对荷花的化学成分进行了分析，推断出了15种花色苷和黄酮类化合物。GUO等[6]应用HSCCC制备性分离了荷花中的4种黄酮苷类化合物，并采用HPLC-DAD、HPLC-MS、NMR（核磁共振）等技术鉴定了其化学结构，为荷花生物活性成分的分离鉴定起到了指导作用。目前研究多集中在对荷花化学组分的分析，而对荷花的挥发性成分的确定则鲜见报道，而分析荷花挥发性成分的组成可以为荷花资源的深度开发利用奠定基础。鉴于此，本研究通过水蒸气蒸馏、乙醚萃取、KD浓缩器浓缩、气相色谱-质谱（GCMS）分析，确定荷花挥发油中的化学成分及其各成分的相对含量，为荷花的进一步开发利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜荷花：采于山东省济南市遥墙镇，采集后立即进行提取处理。

乙醚，分析纯，巨野金源医药科技有限公司生产；无水硫酸钠，分析纯，天津光复科技发展有限公司生产；氯化钠，分析纯，国药集团化学试剂有限公司生产。

1.2 仪器与设备

Agilent 6890N-5973N GC-MSD气相色谱-质谱-计算机联用仪，美国Aglient公司；GC-MSD数据分析系统：含有NIST98质谱库、WILEY质谱库；YF-150-500 g高速中药粉碎机，瑞安市永历制药机械有限公司；KD浓缩器，常州普天仪器制造有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 挥发油的制备

取新鲜的荷花800 g，用高速中药粉碎机捣碎，置于挥发油提取容器中进行水蒸汽蒸馏，收集蒸馏液，用氯化钠饱和，用乙醚萃取3次，合并乙醚层后，经无水硫酸钠干燥，用KD浓缩器进行浓缩[7]。得到淡黄色油状液体0.5 mL，得油率约为0.06%。

1.3.2 色谱条件

色谱柱HP-5MS石英毛细管柱（30 m×0.25 mm，0.50 μm）；升温程序：50℃保持2 min，以10℃/min升至280℃，保持15 min；载气（高纯He）流速为1.0 mL/min；进样量0.2 μL；进样口温度 280 ℃，分流比 70：1。

1.3.3 质谱条件

三重四级杆质谱，电子轰击（EI）离子源；电子能量70eV；灯丝发射电流200 μA；离子源温度230℃；接口温度290℃；四级杆温度100℃；扫描质量范围m/z29～500。

1.3.4 数据分析

应用MSD ChemStation G1701EA E.01.00.237进行数据处理，检索库为DEMO、WILEY和NIST275质谱数据库，按面积归一化法计算各组分的相对含量。

2 结果与分析

按1.3项的实验条件进样，得到荷花挥发油的总离子流图（图1），共分离出95个峰，对总离子流图中的各峰经质谱扫描后得到质谱图，经过DEMO、WILEY、NIST275质谱数据库进行计算机检索，对基峰、质荷比和相对丰度等指标与标准谱图对照，鉴定了其中的80种成分，并以扣除溶剂峰的色谱图的全部峰面积作为100%，利用峰面积归一化法确定了各组分在挥发油中的相对含量，结果如表1所示。

图1 荷花挥发油的总离子流图Fig.1 Total ion current chromatogram of essential oil of lotus

由表1可以看出，荷花挥发油的主要成分为肉桂醇（10.20%）、二甲氧基苯（9.06%）、乙酸乙酯（6.61%）、1,4-肉桂醛（6.60%）、棕榈酸（6.41%）、茉莉酮（4.75%）、正十五烷（4.51%）、亚油酸（3.74%）、6,9-癸二烯（3.40%）、十七碳烯（3.32%）、γ-桉叶醇（1.40%）等挥发性的醇类、脂类、醛类、酸类和烯类化合物。肉桂醇在荷花挥发油中的相对含量最高，其在医药和香料方面有重要的应用，首先，它是重要的医药原料，常用于心血管药物的合成。其次，在香料方面，常与苯乙醛共用，是调制洋水水仙香精、玫瑰香精等花香香料不可缺少的香料。荷花挥发油的化学成分中含有多种香味物质，其中苯乙醇具有青香、玫瑰香和壤香香气；苯甲醇具有甜、花香、果香香气；吲哚在低浓度时具有类似茉莉香气；苯甲酸苄酯具有甜、花香、果香香气；苯乙醛具有甜、青香、花香、玫瑰香、壤香、巧克力香气[8]。

表1 荷花挥发油的化学成分及相对含量Table 1 Chemical components and relative contents of essential oil from lotus

续表

续表

除以上呈现荷花芳香气味的化学成分外，荷花挥发油中还含有很多具有生理活性的化合物，如肉桂醛，作为肉桂、山苍子油的主要成分，已用于化工、食品、粮食防腐和医疗卫生领域，具有良好的抗曲霉菌作用，并能抑制白假丝酵母菌的酵母相及其出芽和芽管形成，从而起到抑菌的作用[9,10]。环烯醚萜类化合物具有解热、止咳、降压、治疗创伤和皮肤疾病等作用[11]。不饱和脂肪酸能保持细胞膜的相对流动性，以保证细胞的正常生理功能，使胆固醇酯化，降低血中胆固醇和甘油三酯含量，降低血液粘稠度，改善血液微循环，提高脑细胞的活性，增强记忆力和思维能力等。通过对荷花挥发油化学成分的分析能够了解其挥发油的化学组成及功能性成分，为荷花资源的进一步开发利用提供理论基础。

3 结论

本试验通过水蒸气蒸馏、乙醚萃取、KD浓缩器浓缩获得了荷花的挥发油，经GC-MS对挥发油的化学成分进行分析，确定了荷花挥发油中主要的化学成分及其相对含量，为荷花的进一步开发利用提供了理论基础和科学依据。但是，在GC-MS总离子图中尚有少数离子峰经过计算机检索及与其它标准谱对照，无法准确确定其化合物结构，有待于今后工作中进一步确认。