竹叶花椒挥发油析出物的波谱分析

周孟焦 ，何鑫柱 ，陈凯，康明，梁晓峰

1.西南科技大学材料科学与工程学院（绵阳 621010）；2.四川中医药高等专科学校川西北中药材资源研究与开发利用实验室（绵阳 621010）

竹叶花椒（Zanthoxylum armatumDC），又名藤椒，是药食同源植物，麻香味独特，具有温中止痛、杀虫止痒的功效，可用于调味品和医药行业[1-2]。开展竹叶花椒物质基础研究、药品和大健康产品研发，是支撑花椒产业可持续发展的现实需求。竹叶花椒挥发油是其香味来源的主要物质，主要含烯类、醇类、酮类和酯类，具有镇痛抗炎、抑菌杀虫、抗肿瘤等功效，在食品行业、医药、芳香疗法、化妆品等领域应用前景广阔[3-4]。研究发现竹叶花椒挥发油中主要成分芳樟醇生理活性显著，具有镇痛、抗菌、抗焦虑等活性，在药品、食品、日化品等行业具有广泛应用价值，但对其认识还不够深入[5]。

为探求竹叶花椒挥发油的制备及加工工艺，对竹叶花椒挥发油进行分离提纯，利用波谱分析方法对竹叶花椒挥发油析出物及素油进行分析研究，为竹叶花椒挥发油的价值研究和竹叶花椒资源综合利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

竹叶花椒：采自四川绵阳某藤椒（竹叶花椒）种植基地，经四川中医药专科学校江洪波副教授鉴定为芸香科花椒属植物竹叶花椒。

红外吸收光谱仪（Nicolet-5700），美国热电仪器有限公司；气相色谱-质谱联用仪（型号QP2020），日本Shimadzu公司；核磁共振波谱仪（Bruker Avance 600），瑞士布鲁克。

1.2 方法

1.2.1 竹叶花椒挥发油的提取和析出试验

将干燥竹叶花椒放入500 mL圆底烧瓶中，接上挥发油提取器和冷凝管，反应5 h，收集挥发油，用无水硫酸钠干燥。将挥发油放入普通冰箱中冷冻（-18℃）4 h，析出白色针状晶体，抽滤，将晶体及油分开，用蒸馏水洗涤晶体，自然晾干，得到竹叶花椒挥发油结晶；滤液即为竹叶花椒素油。

1.2.2 红外光谱分析

竹叶花椒素油采用液膜法，晶体采用溴化钾压片法，扫描波长范围400~4 000 cm-1，分辨率0.4 cm-1。

1.2.31H-NMR测定

取适量竹叶花椒挥发油晶体，用CDCl3溶液溶解，以四甲基硅烷（TMS）为内标，测定其1H-NMR谱。

1.2.4 GC-MS法成分分析

采用气相色谱法进行竹叶花椒素油及晶体的定量分析，采用气质联用法结合NIST17，NIST14数据库进行定性分析，确定主要的化学成分及其相对质量分数。素油用二氯甲烷稀释，晶体用二氯甲烷溶解，素油和晶体采用同样的方法分析。

气相色谱条件：FID检测器，非极性SH-RXi-5Sil MS毛细管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm），载气为高纯氦气；程序升温：60 ℃（1 min），以8 ℃/min升至140 ℃，保持3 min，再以5 ℃/min升至230 ℃，保持1 min；柱流量为1.0 mL/min，进样口温度为240 ℃。

质谱条件：EI电子源；离子源温度230 ℃；扫描范围m/z45~350 amu；溶剂延迟4 min；进样量1 μL（2%质量分数二氯甲烷溶液）。

2 结果与分析

2.1 红外光谱分析

由图1（A）可知：竹叶花椒挥发油素油在3 469，3 009，2 923，2 854，1 745，1 463，1 163和722 cm-1附近出现了8个明显的红外吸收峰；1 653，1 377，1 238，914，584和460 cm-1附近有6个吸收强度弱的峰。其中3 469 cm-1附近吸收峰归属于O—H的伸缩振动；3 009 cm-1附近是不饱和C—H伸缩振动；2 923和2 854 cm-1归属于饱和C—H伸缩振动峰；酯类化合物的特征吸收为羰基伸缩振动和C—O—C结构的对称和非对称伸缩振动，1 745 cm-1处存在尖而强的吸收峰，归属于饱和脂肪酸的C==O吸收峰，1 238和1 163 cm-1处为C—O—C吸收峰，表明存在酯类物质；1 463和1 377 cm-1为—CH2、—CH3的弯曲振动峰，且甲基数量少于亚甲基；914 cm-1归属于烯烃C—H面外弯曲振动；722 cm-1附近表明有4个以上的CH2相连。图1（B）与图1（A）谱图相似，但晶体谱图中吸收峰峰形明显且尖锐，3 433 cm-1附近吸收增强，表明晶体中醇类物质含量增加；3 010，1 746和1 166 cm-1附近吸收峰明显减弱，表明晶体中烯烃类、酯类物质减少。红外光谱分析表明，竹叶花椒挥发油素油和晶体中均含有烯烃类、醇类、酯类和醛酮类化合物。

图1 竹叶花椒油素油（A）和析出物（B）红外光谱图

2.2 1H-NMR结果分析

竹叶花椒挥发油晶体（溶剂CDCl3，600 MHz）核磁共振氢谱（1H-NMR）谱图如图2所示。化学位移归属于：δ1.26（3H，s），δ1.597（3H，s）和δ1.663（3H，s）表示有3个甲基；δ3.719为羟基氢；δ5.066（1H，dd，11.4，1.8 Hz），δ5.185（1H，m），δ5.344（1H，dd，J=17.4，1.8 Hz）和δ5.853（1H，dd，17.4，11.4 Hz）为双键上的4个氢型号，δ1.752~2.035（4H，m）之间有2个CH2信号，核磁谱图分析表明竹叶花椒挥发油晶状析出物主要成分为芳樟醇。

图2 竹叶花椒油析出物核磁氢谱图

2.3 GC-MS结果分析

竹叶花椒挥发油素油和晶体的总离子色谱图（TIC）见图3。通过计算机检索，同时利用NIST-14和NIST-17数据库匹配进行定性分析（选择匹配度＞80%），各组分相对含量按照峰面积归一化法计算，结果见表1。

图3 竹叶花椒挥油素油（A）和析出物（B）的GC-MS总离子流图

由表1可以看出：从竹叶花椒挥发油素油中共分离鉴定出49种化合物，主要有烯烃类、醇类、醛酮类、酯类等，占素油总量的98.38%，其中烯烃物质共15种，以柠檬烯、α-水芹烯为主，占56.81%；醇类物质共9种，以芳樟醇为主，占33.03%；醛酮类及酯类共16种，占5.76%，酯类（2.5%）。竹叶花椒挥发油晶体中共分离鉴定出36种，占析出物总量的99.05%，晶体与素油共有组分为36种，其主要成分为芳樟醇，占76.45%，其中相对质量分数大于1.5%的组分有十四醛（2.88%）、己基癸醛（2.07%）、γ-杜松烯（1.78%）和α-环氧蒎烷（1.82%）。芳香醇同时存在于竹叶花椒挥发油素油和晶体中，可作为竹叶花椒挥发油的特征有效成分。

表1 GC-MS结果检测

3 结论

竹叶花椒挥发油会发生析脑现象，析出物为白色晶体，析出物中共分离鉴定出36种化合物，其中芳樟醇占75%以上。竹叶花椒挥发油素油中共分离鉴定出49种化合物，主要有烯烃类（56.81%）、醇类（33.03%）、醛酮类（5.76%）、酯类（2.5%）等。与素油相比较，析出物没有检测出新的成分，这可为用竹叶花椒提取芳樟醇提供新的技术路线。