缬草根提取物中挥发性香气成分分析

蔡昊城 刘志华 熊文 张超 何沛 向能军 司晓喜 蒋薇 朱瑞芝 张凤梅

摘要 采用顶空-固相微萃取-气相色谱质谱联用（HS-SPME-GC/MS）法分析了缬草根提取物中的挥发性香气成分，结果表明，优化确定的试验条件为0.5 g缬草根提取物样品，80 ℃下用红色萃取头萃取20 min，解吸3 min后进GC/MS分析。缬草根提取物样品中检出127种挥发性香气成分，包括醇类28种、酯类22种、烯烃类21种、酮类15种、酸类8种、酚类5种、醛类6种、烷烃类4种和其他18种。缬草根提取物中的主要成分是醇类（46.177%）和酸类（26.082%），其中（-）-桉油烯醇（13.630%）和异戊酸（24.540%）含量较高。

关键词 缬草根提取物;顶空-固相微萃取-气质联用法;挥发性;香气成分

中图分类号 R284.1  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2021）04-0186-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.04.051

Analysis of Volatile Aroma Components in Valeriana officinalis Root Extract

CAI Hao-cheng1，LIU Zhi-hua1，2，XIONG Wen1 et al （1.R&D Center of China Tobacco Yunnan Industrial Co.，Ltd.，Kunming，Yunnan 650231;2.Yunnan Key Laboratory of Tobacco Chemistry，Kunming，Yunnan 650231）

Abstract Valeriana officinalis root extract was analyzed by headspace-solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry （HS-SPME-GC/MS） after optimizing pretreatment conditions and instrument parameters.The results showed that the optimized experimental conditions were Valeriana officinalis root extract sample 0.5 g，extracting for 20 minutes at 80 ℃ by red extraction head，headspace sampling after desorbing for 3 minutes，then GC/MS analysis was conducted.127 flavor components were detected in Valeriana officinalis root extract，including 28 alcohols，22 esters，21 alkenes，15 ketones，8 acids，5 phenols，6 aldehydes，4 alkanes and 18 others.Alcohol （46.177%） and acid （26.082%） were the main components in Valeriana officinalis root extract.The contents of （-）-eucalyptol （13.630%） and isovaleric acid （24.540%） were higher.

Key words Valeriana officinalis root extract;Headspace-solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry （HS-SPME-GC/MS）;Volatility;Aroma component

基金項目 云南中烟工业有限责任公司科技项目（2019CP01，2018JC04）;云南省科技人才和平台计划项目（2018HB091）。

作者简介 蔡昊城（1990—），男，湖南常德人，硕士研究生，研究方向：烟草化学、卷烟配方。通信作者，副研究员，博士，从事烟草化学相关研究。

收稿日期 2020-10-13

缬草是败酱科（Valerianaceae）缬草属（Valeriana L.）植物[1]，其根及根茎常作药用[2]。缬草根提取物主要用于提高睡眠质量、镇静安神[3]、保护心脑和胃肠道;由于其甜药草香和松柏样膏等特点，还被广泛运用于烟草和化妆品领域。目前缬草粉[4]、缬草精油[5-7]、缬草根挥发油[8-9]中挥发性化学成分偶有研究，主要采用气相色谱-质谱（GC-MS）、顶空-固相微萃取-气相（HS-SPME-GC）分析技术;而针对缬草根提取物中挥发性香气成分研究鲜见报道。

缬草根提取物中香气成分相对质量分数较低，针对缬草根提取物样品的特点，笔者选用灵敏度高、操作简便的顶空-固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术（HS-SPME-GC/MS）[10-16]，研究缬草根提取物中挥发性香气成分，为缬草根提取物的进一步开发利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试材与仪器

缬草根提取物（市售）;8种固相微萃取头：粉色（65 μm，PDMS/DVB，Stable Flex，0.68 mm）、淡蓝色（85 μm，CAR/PDMS，Stable Flex，0.61 mm）、灰色（50/30 μm，DVB/CAR/PDMS，StableFlex，0.61 mm）、绿色（7 μm，PDMS，Fused Silica，0.61 mm）、淡黄色（30 μm，PDMS，Fused Silica，0.61 mm）、红色（100 μm，Polyacrylate，Fused Silica，0.61 mm）、白色（85 μm，Polyacrylate，Fused Silica，0.61 mm）、蓝色（65 μm，PDMS/DVB，Fused Silica，0.61 mm），美国Supelco公司。456 GC-TQ固相微萃取-气相色谱-串联质谱联用仪（美国Bruker公司）。

1.2 方法

称取0.5 g样品至顶空瓶，置于固相微萃取装置中以80 ℃、250 r/min条件下萃取20 min后，解吸时间3 min，进行GC/MS分析。

分析条件：载气为He;恒流模式流速1.1 mL/min;分流比5∶1;进样口温度200 ℃;色谱柱为DB-5MS柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）;程序升温：40 ℃保持1.0 min，以1.5 ℃/min 升至 240 ℃，保持8.0 min;传输线温度230 ℃;离子源温度200 ℃;电离方式为电子轰击源（EI）;电离能量70 eV;溶剂延迟时间2.0 min;检测方式为全扫描监测模式;扫描范围30～500 amu。用NIST谱库检索。

2 结果与分析

2.1 样品前处理条件的选择

2.1.1 萃取头。取缬草根提取物样品在同一条件下考察不同萃取头对分析结果的影响。结果表明（图1），选择红色萃取头时缬草根提取物中挥发性香气成分GC/MS分析的总积分面积最大。因此，选择红色萃取头。

2.1.2 萃取温度。

取缬草根提取物样品，考察不同萃取温度对检测结果的影响。结果表明（图2），缬草根提取物中挥发性香气化学成分总积分面积随萃取温度的升高逐渐增加，80 ℃后基本稳定。因此，选择萃取温度为80 ℃。

2.1.3 萃取时间。取缬草根提取物样品，考察不同萃取时间对检测结果的影响。结果表明（图3），缬草根提取物中挥发性香气化学成分总积分面积随萃取时间的增加而增大，20 min 后趋于稳定。因此，选择萃取时间为20 min。

2.1.4 解吸时间。

取缬草根提取物样品，考察不同解吸时间对检测结果的影响。结果表明（图4），缬草根提取物中挥发性香气化学成分总积分面积随解析时间的增加而增大，3 min 后达到平衡。因此，选择解吸时间为3 min。

2.1.5 樣品量。

取缬草根提取物样品，考察不同样品量对检测结果的影响。结果表明（图5），样品量>0.5 g时挥发性香气化学成分的总积分面积趋于稳定。因此，选择0.5 g样品量。

2.2 色谱柱的选择

取缬草根提取物样品，比较30 m DBWAX、30 m DB-5MS、60 m DB-WAX和60 m DB-5MS的不同长度、不同极性色谱柱对检测结果的影响。结果表明，选择30 m DB-5MS色谱柱分离到的香气化学成分数量较多且分析时间较短。综合考虑，选择DB-5MS柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）作为缬草根提取物挥发性香气化学成分分析用色谱柱。

2.3 实际样品分析结果

取缬草根提取物样品6份，测定其挥发性香气化学成分，以不加缬草根提取物样品的空瓶作为空白对照，扣除空白后缬草根提取物样品中挥发性香气化学成分总积分面积的相对标准偏差为2.54%，代表性成分乙酸冰片酯的积分面积相对标准偏差为1.68%。

缬草根提取物中挥发性香气成分分析结果见表1。样品中检出127种挥发性香气成分，包括醇类28种、酯类22种、烯烃类21种、酮类15种、酸类8种、酚类5种、醛类6种、烷烃类4种和其他18种。

缬草根样品中检测到各类的香气成分相对质量分数分别为醇类46.177%、酯类10.182%、酮类4.991%、烯烃类8.256%、酸类26.085%、酚类0.258%、醛类0.284%、烷烃类1.028%、其他2.739%。由此可知，缬草根提取物中的主要成分是醇类和酸类，其中（-）-桉油烯醇（13.630%）和异戊酸（24.540%）含量较高。

3 结论

该研究优化了测定缬草根提取物中挥发性香气化学成分的HS-SPME-GC/MS方法，并利用此方法研究了缬草根提取物中挥发性香气成分，结果表明，缬草根提取物样品中检出127种挥发性香气成分，包括醇类28种、酯类22种、烯烃类21种、酮类15种、酸类8种、酚类5种、醛类6种、烷烃类4种和其他18种;缬草根提取物中的主要成分是醇类（46.177%）和酸类（26.082%），其中（-）-桉油烯醇（13.630%）和异戊酸（24.540%）含量较高。该研究结果可为缬草根提取物的进一步开发利用提供参考。

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