GC-MS分析栀子花香精成分
2019-09-09王利国
王利国,唐 灿
(西南医科大学附属中医医院,四川,泸州 646000;2.西南医科大学药学院,四川,泸州 646000)
栀子花为茜草科植物山栀子(Gardenia jasminoidesEllis)和大花栀子(G.J.var.grandifloraNakai.)及观赏栀子的花朵,多数在每年5至7月开花,花色洁白无暇,气香浓郁,是我国著名的八大香花之一[1]。栀子又名黄栀子、山枝子、大红栀(江苏)、白蝉(广东),主产于四川、重庆、湖北、江西、云南、贵州、湖南、福建、浙江等长江流域地区,全国大部分地区有栽培,南方有野生。栀子系常绿灌木,花单生于枝顶,芳香,花梗短,萼管倒圆锥形,有棱,裂片线形。花冠未开时旋卷,开放后呈高脚杯状,5至多裂,初为白色,后变为乳黄色。山栀子花多为单瓣,大花栀子及观赏栀子的花朵多为叠瓣。植物精油是香料工业的重要原料和出口物质。栀子花具有一种令人非常愉快的香味,目前关于栀子花香气成分的研究报道,主要集中在栀子花超声提取工艺的优选研究[2]、栀子花挥发油超临界CO2萃取以及通过超临界CO2萃取分析其挥发油化学成分的分析等[3]。栀子花精油水蒸汽蒸馏的提取因该方法受高温作用,对栀子花精油头香影响很大,得到的精油质量较差,没有天然鲜花气息,收率也低[4]。然而栀子花香精成分的气相色谱-质谱联用技术研究报道较少,不同花期的栀子花的香气成分存在一定差异,包括香气的特征以及香气的浓郁程度[5]。本实验通过超声提取优选工艺提取栀子花香精成分,采用气相色谱-质谱法(GC-MS)分析不同花期的香精成分,为栀子花的日用化妆品的开发利用提供一定的理论基础。
1 材料与方法
1.1 仪器、药品与试剂
栀子花采自四川省泸州市纳溪区大渡口镇和丰乡青龙村和天仙镇天仙硐,经课题组蒲清荣主任中药师鉴定品种为茜草科山栀子(Gardenia jasminoidesEllis)和大花栀子(G.J.var.grandifloraNakai.)。采摘后直接冷冻保存,防止成分挥发。试验所用各栀子花品种、采集地与编号如表1。
表1 栀子花采集地、品种与编号Table 1 Collection sites, varieties and serial numbers of Gardenia flowers
日本岛津 GC-MS--QP2010plus气质联用仪;Agilent 7890A气相色谱仪;DB-5MS弹性毛细管色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 µm);AS3120A 超声波清洗仪(天津奥特赛恩斯仪器有限公司);电子天平(上海民析精密科学仪器有线公司);无水乙醇(分析纯),重庆川东化工(集团)有限公司;150 mL磨口塞锥形瓶;定量滤纸;500 mL烧杯;5 mL、25 mL容量瓶;0.22 µm微孔滤膜。
1.2 栀子花香精成分的提取
按照正交试验最佳工艺提取栀子花香精:无水乙醇加入量为栀子花的15倍,浸泡60 min,超声提取60 min,提取2次,合并滤液即得供试品溶液[6]。
1.3 GC-2010色谱与质谱条件
柱箱温度:40.0 ℃,进样温度:280.00 ℃;进样模式:分流;流量控制模式:总流量:14.0 mL/min、柱流量:1.00 mL/min、线速度:36.1 cm/sec、吹扫流量:3.0 mL/min、分流比:10.0;压力:49.5 kPa、高压进样模式:关;
载气节省器:关;分流阻尼固定:关;柱温箱温度程序升温:速率 温度(℃) 保持时间(min):-40.0 5.00;10.00 150.0 5.00;4.00 230.0 10.00;5.00 280.0 5.00;5.00 290.0 5.00。
< 加热单元检查完毕 >:柱温箱:是;SPL1:是;MS:是;< 检测器(FTD)检查完毕 >;< 基线移动检查完毕 >;< 进样流量检查完毕 >;SPL1 载气:是;SPL1 吹扫:是;< APC流量检查完毕 > ;< 检测器APC流量检查完毕 >;外部等待:否;平衡时间:3.0 min;[GC 程序]:[GCMS-QP2010 Plus]:离子源温度:200.00 ℃;接口温度 :220.00 ℃;溶剂延迟时间:3.00 min;检测器增益方式 :相对;检测器增益:0.00 kV;阀值:0;[MS 表]:开始时间:3.50 min;结束时间:73.00 min;ACQ 方式:Scan;间隔:0.50sec;扫描速度:1250;开始m/z:33.00;结束 m/z :600.00;样品进样单元:GC;[MS 程序]:使用MS程序:关。
2 方法与结果
在上述色谱与质谱条件下,得到栀子花香精提取物总离子流图,如图1。使用Nist08谱图库进行检索分析,共分离出76个化学成分。其中13个化学成分匹配度不低于90%,占栀子花香精成分总量的40.97%;其中含量不低于1%有24个化学成分。栀子花香精成分鉴定结果见表2。
图1 总离子流图Fig.1 Total ion flow diagram
表2 栀子花香精成分Table 2 The essence components from Gardenia flowers
续表2 栀子花香精成分Table 2 The essence components from Gardenia flowers
3 讨论
从四川省泸州市纳溪区大渡口镇和丰乡青龙村采集的栀子花中分离出来的成分至少有 76个之多,匹配度大于或等于90%的成分共13个,占栀子花香精成分总量的40.97%,其中相对含量大于或等于 1%有 24个化学成分,含量最高的为1,3-Propanediol,2-(hydroxymethyl)-2-nitro(三羟甲基硝基甲烷)(11.81%)。
从表2可知,栀子花香精成分保留时间31.209 min之前的为15个碳以下的小分子化合物,以不饱和烯烃、醛类、酮类、酚类等不饱和含氧化合物为主。
本次研究应用gc-ms联用分析四川省泸州市纳溪区大渡口镇和丰乡青龙村所产栀子花香精成分,共分析出至少 76种化合物,为进一步完善栀子花香料和药用资源、化学成分、药理、临床应用提供了重要的科学依据,也为开发泸州产栀子花香料资源提供了重要的基础数据。谭谊谈等学者[3],采用gc-ms对不同花期栀子花的香气成分进行分析发现栀子花的香气成分有36种,主要有酯类、萜烯类、烃类;本研究采用gc-ms发现栀子花香精成分除上述成分外,还发现醇类、酮类、脂肪酸类等化学成分。何天平等学者[4]采用 gc-ms检测栀子花头香精油化学成分发现芳樟醇含量高达46.02 %之多。 张国良等学者[7]采用gc-ms检测栀子花超声提取液,从中分离出 27种化学成分,其中萜类物质含量相对较高。黄巧巧等学者[8]采用固相微萃取方法提取栀子鲜花的头香成分,采用 gc-ms方法共鉴定了 54种化学成分,占总峰面积的 99.98%,主要成分(质量分数)依次为合金欢烯(64.86%)、罗勒烯(29.33%)、芳樟醇(2.74%)、惕各酸顺式叶醇酯(0.34%)和苯甲酸甲酯(0.25%)等。因此上述四篇报道中有关栀子花香料成分差异较大,推测主要原因可能与栀子花新鲜程度以及各自提取方法,尤其提取温度与提取压力差异较大有关,有待于进一步深入研究阐明。