劉志明，王海英，劉姍姍

(東北林業(yè)大學(xué)1.材料科學(xué)與工程學(xué)院生物質(zhì)材料科學(xué)與技術(shù)教育部重點實驗室;2.林學(xué)院，黑龍江哈爾濱150040)

小蓬草精油的分離組分比較分析

劉志明1，王海英2，劉姍姍2

(東北林業(yè)大學(xué)1.材料科學(xué)與工程學(xué)院生物質(zhì)材料科學(xué)與技術(shù)教育部重點實驗室;2.林學(xué)院，黑龍江哈爾濱150040)

通過薄層色譜分析和柱色譜分離結(jié)合氣相色譜－質(zhì)譜分析小蓬草精油的分離組分，結(jié)果表明其不同分離組分組成有差異，可以分離得到以香芹酮(18.33%)為特征成分，含有cis－香芹醇(3.79%)，cis－香芹酮氧化物(1.74%)，trans－香芹醇(1.62%)，橙花叔醇(1.13%)，石竹烯氧化物(0.38%)，對甲基苯乙酮(0.64%)或者是以cis－香芹醇為特征成分，含有cis－馬鞭草烯酮的分離組分。香芹酮、cis－香芹醇、橙花叔醇、對甲基苯乙酮、cis－馬鞭草烯酮等是具有香氣的化合物。

小蓬草;精油;薄層色譜法;柱色譜法;氣相色譜－質(zhì)譜法

精油又名揮發(fā)油，是生物體通過次生代謝生物合成含有揮發(fā)性成分的混合物，常通過水蒸氣蒸餾、壓榨(柑橘類果皮等)等方法提取，個別原料也有用干餾法提取［1－2］。植物精油主要用作食用和日用香料、醫(yī)用藥品等的原料，新近研究表明植物精油可以通過嗅覺通路調(diào)解人血壓，開辟了植物精油在醫(yī)學(xué)上應(yīng)用的新領(lǐng)域［3－4］。Tworkoski［5］的研究結(jié)果表明錫蘭肉桂(Cinnamomum zeylanicum Bl.)精油具有較強(qiáng)的除草活性，而丁香酚(eugenol)是該精油的主要成分。從植物精油中尋找新穎的除草活性先導(dǎo)化合物(化感物質(zhì))作為仿生合成模板開發(fā)環(huán)境友好型除草劑成為除草劑研究熱點之一［6－8］。植物精油常具有抗氧化、抑菌等作用，在食品、化妝品開發(fā)上具有重要意義。植物精油作為一種化學(xué)信息物質(zhì)，對動物具有引誘、驅(qū)避、拒食、毒殺和生長發(fā)育抑制等，常用來開發(fā)殺蟲劑產(chǎn)品。植物精油的成分分析在香料香精調(diào)香上具有重要意義，且精油中的微量成分在調(diào)香中往往對香氣起到關(guān)鍵性的作用［9］。植物精油的成分因原料產(chǎn)地生境、采樣時間、提取和分離方法等不同而異。芳香植物小蓬草［Conyza canadensis(L.)Cronq.］，別名加拿大蓬、飛蓬或小飛蓬，菊科(Compositae)白酒草屬(Conyza Less.)一年生草本，全草含精油，原產(chǎn)于北美洲，現(xiàn)廣泛分布于世界各地［10－11］。研究表明波蘭、法國、意大利、西班牙、比利時、保加利亞、立陶宛、以色列和美國干小蓬草 精 油 (hydrodistillation)［12］以 及 韓 國［13］、中國［14－16］干小蓬草精油(Steam distillation)第一主成分均為檸檬烯(limonene)。武建芳等［17］采用全二維氣相色譜－飛行時間質(zhì)譜用于精油分離分析，可以分析出較多的精油組分。本研究采用薄層色譜分析和柱色譜分離等手段，結(jié)合氣相色譜－質(zhì)譜分析，對小蓬草精油的分離組分進(jìn)行比較分析，為小蓬草精油的分離分析和精制提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

野生小蓬草(Conyza canadensis)地上部分，2009年7月采自黑龍江省哈爾濱市，東北林業(yè)大學(xué)城市林業(yè)示范基地，并經(jīng)東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院森林植物資源學(xué)植物標(biāo)本室鑒定。

1.2 方法

1.2.1 小蓬草精油的提取 室溫下自然風(fēng)干的干小蓬草地上部分(剪成1～2 cm小段)，水蒸氣蒸餾(hydrodistillation)提取3 h，提取液用乙醚萃取，加入適量無水Na2SO4干燥15 min，過濾后置于40℃水浴下蒸干乙醚溶劑，得到小蓬草油狀精油。小蓬草精油得率為0.33%。

1.2.2 小蓬草精油的薄層色譜分析 將薄層板置于烘箱中于105℃下活化0.5 h，在活化后的薄層板的一端，距離邊緣1 cm處，用點樣工具吸取樣品溶液，觸點于薄層板上(注意：不要觸透薄層)，作為起始點。點樣后的原點直徑不超過0.5 cm。點樣工具使用管徑1 mm的毛細(xì)玻璃管，點樣量為幾至幾十微克。點樣完成后，待溶劑揮發(fā)完，再放入層析缸中，準(zhǔn)備展開。在層析缸中加入適量展開劑，將薄層板的一端浸入展開劑中(樣品不要浸入溶劑中)，采用上行傾斜法展開。展開后用紫外分析儀在254 nm波長下觀察展開的薄層板。

1.2.3 小蓬草精油的柱色譜分離 由薄層色譜分析結(jié)果，確定洗脫劑的最佳配比為正己烷和乙酸乙酯比例20∶1(V/V)。將硅膠(柱層析用)置于110℃烘箱中加熱約1 h進(jìn)行活化。采用濕法裝柱，將色譜柱洗凈、干燥，底部鋪一層脫脂棉，再鋪一層5 mm厚的洗凈干燥的石英砂，以保持平整的表面。將硅膠與適量洗脫劑攪拌，待氣泡除盡后緩慢加入柱內(nèi)，同時將色譜柱下端活塞打開，使洗脫劑慢慢流出，帶動吸附劑緩慢沉于柱的下端。待加完吸附劑后，繼續(xù)使洗脫劑流出，直到吸附劑的沉降不再變動。此時再在吸附劑上面加少許棉花，將多余洗脫劑放出至上面保持1 cm高液面為止。用滴管吸取樣品液小心的注入裝好柱的洗脫劑中，將洗脫劑放在分液漏斗中，打開活塞連續(xù)不斷的慢慢滴加到吸附柱上，同時打開色譜中下端活塞，30 min收集一個樣，共收集10個樣，依次編號，分別放在30℃水浴抽真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去洗脫劑。根據(jù)薄層色譜分析結(jié)果，最后選定3、6和8號樣品做氣相色譜－質(zhì)譜分析。

1.2.4 小蓬草精油的氣相色譜－質(zhì)譜分析 用正己烷(色譜純)將上述小蓬草精油配制成質(zhì)量濃度為0.04 g·mL－1的正己烷溶液，利用 GC －MS 6890N－5973insert氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用儀 (美國Agilent公司生產(chǎn))對小蓬草精油進(jìn)行GC－MS分析。色譜分析條件：色譜柱為DB－17MS毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);檢測器為FID檢測器;初始溫度60℃(保持4 min)，以5℃·min－1的升溫速率升溫到250℃，保持2min。進(jìn)樣口溫度260℃，進(jìn)樣量1.0 μL，不分流，氦氣載氣，流速1 mL·min－1。質(zhì)譜分析條件：EI離子源，接口溫度280℃，離子源溫度230℃，轟擊電壓70 eV，相對分子質(zhì)量掃描范圍15～260 u。

2 結(jié)果與討論

3、6和8號小蓬草精油樣品揮發(fā)性組分氣相色譜－質(zhì)譜的總離子流色譜圖分別經(jīng)計算機(jī)質(zhì)譜庫自動檢索、解析和部分化合物的人工解析，通過峰面積歸一化法計算各化合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，3、6和8號小蓬草精油樣品主要揮發(fā)性組分列于表1。

從表1可以看出，3、6和8號小蓬草精油樣品的第一揮發(fā)性成分分別為香芹酮(18.33%)、cis－香芹醇(28.04%，30.15%)。3號小蓬草精油樣品32種成分中16種主要揮發(fā)性成分被鑒定。主要揮發(fā)性組分為香芹酮(18.33%)，1，3－雙(1－甲基乙基) －1，3－環(huán)戊二烯(16.22%)，1，3，3 － 三甲基 －2－乙烯基－環(huán)己烯(8.09%)，cis－香芹醇(3.79%)，cis－香芹酮氧化物(1.74%)，trans－香芹醇(1.62%)，橙花叔醇(1.13%)，石竹烯氧化物(0.38%)，對甲基苯乙酮(0.64%)。6號小蓬草精油樣品25種成分中6種主要揮發(fā)性成分被鑒定。主要揮發(fā)性組分為cis－香芹醇(28.04%)，trans－香芹醇(13.37%)，trans－p－薄荷 －2，8－二烯醇(6.02%)，2－亞甲基 －5－異丙烯基環(huán)己醇(3.16%)，香芹酮(2.69%)。8號小蓬草精油樣品26種成分中8種主要揮發(fā)性成分被鑒定。主要揮發(fā)性組分為 cis－香芹醇(30.15%)，trans－香芹醇(12.95%)，trans－p－薄荷 －2，8－二烯醇(9 h 15%)，香芹酮(2.81%)，cis－馬鞭草烯酮(2.27%)。3號小蓬草精油樣品中以香芹酮為特征成分，香芹酮有留蘭香涼氣，帶有清鮮藥草韻的清甜辛香，用于清涼助促劑。對甲基苯乙酮有粗的茴青樣溫甜豆香，粉香、萘、香莢蘭、黑香豆、類似櫻桃香韻。味甜，有奶油、水果、櫻桃，類似洋茉莉醛香味?？捎糜诤呋ā⑸介ǖ阮愋腿栈憔蜋烟?、香莢蘭、香豆、粉香、杏仁、干草、葡萄、黑加侖等食用香精中。橙花叔醇類似于玫瑰和蘋果的微弱花香，非常甜美的、新鮮的、持久的香氣。主要用于配制蘋果、柑橘類等香精。6和8號小蓬草精油樣品中均以cis－香芹醇為特征成分，二者分離組分可以合并。cis－香芹醇有留蘭香的清涼，帶有木香韻的葛縷子的辛香，用于配制糖果、飲料、烘烤食品等香精。馬鞭草烯酮有似樟腦、薄荷腦的氣味［18］。小蓬草精油各分離組分的功效有待進(jìn)一步研究。

表1 3、6和8號小蓬草精油樣品的主要揮發(fā)性組分

3 小結(jié)

植物精油是植物在生長過程中通過生物合成產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物，具有保護(hù)植物自身不受侵害的作用，植物精油的功效是精油中的揮發(fā)性成分共同作用的結(jié)果。在分析利用小蓬草精油的時候，我們不僅要分析第一有效活性化合物，還要關(guān)注那些質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低的化合物，這些質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低的化合物往往能起到平衡第一有效活性化合物的作用，共同作用產(chǎn)生功效。小蓬草精油通過薄層色譜分析和柱色譜分離結(jié)合氣相色譜－質(zhì)譜分析結(jié)果表明不同分離組分特征成分有差異，可以分離得到以香芹酮(18.33%)為特征成分或者是以cis－香芹醇為特征成分的分離組分，可以分析得到對甲基苯乙酮(0.64%)等質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低的化合物。小蓬草精油分離組分的開發(fā)利用是小蓬草精油進(jìn)一步精制和高附加值產(chǎn)品開發(fā)的思路之一。

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Comparative Analysis of Isolated Components of Essential Oil of Conyza canadensis

Liu Zhiming1，Wang Haiying2，Liu Shanshan2
(1.Key Laboratory of Bio－based Material Science and Technology of Ministry of Education，College of Material Science and Engineering;2.College of Forestry，Northeast Forestry University，Harbin 150040，China)

The components of essential oil of Conyza canadensis were isolated by thin layer chromatography and column chromatography，and then the isolated components were analyzed with gas chromatography － mass spectrometry.The results show that the fractionation compositions of the essential oil of C.canadensis are different.The carvone(18.33%)in the fractionation is regarded as characteristic component containing cis－carveol(3.79%)，cis－carvone oxide(1.74%)，trans－carveol(1.62%)，nerolidol(1.13%)，caryophyllene oxide(0.38%)，melilot(0.64%)or cis－carveol as characteristic component containing cis－ verbenone.Carvone，cis－ carveol，nerolidol，melilot，cis－ verbenone，et al.，is a kind of fragrance compound.

Conyza canadensis;essential oil;thin layer chromatography;column chromatography;gas chromatography－mass spectrometry

Q946.85

A

1006－9690(2012)05－0029－04

10.3969/j.issn.1006－9690.2012.05.0008

2012－01－04

黑龍江省林業(yè)廳科技推廣項目(01043208003)

劉志明(1971－)，男，教授，博士，主要從事生物質(zhì)材料化學(xué)和納米纖維素功能材料研究。E－mail：zhimingliuwhy@126.com