陳 宇，陳小勤，許金河，劉桂煌，鄭仰仰，林青勇，黃瑞黎，李培坤

（莆田學(xué)院 環(huán)境與生命科學(xué)系，福建 莆田 351100）

GC-MS提取茼蒿中揮發(fā)油的工藝條件及成分分析

陳 宇，陳小勤，許金河，劉桂煌，鄭仰仰，林青勇，黃瑞黎，李培坤

（莆田學(xué)院 環(huán)境與生命科學(xué)系，福建 莆田 351100）

采用水蒸氣蒸餾和常壓蒸餾兩種方法對(duì)本地產(chǎn)茼蒿的揮發(fā)油進(jìn)行提取，通過(guò)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀研究揮發(fā)油的最佳提取工藝條件，再對(duì)茼蒿揮發(fā)油成分進(jìn)行定性分析，并且采用面積歸一化法確定各成分在揮發(fā)油中的相對(duì)百分比含量.結(jié)果表明：水蒸氣蒸餾法比常壓蒸餾法效果更佳，二氯甲烷、乙醚、石油醚三種萃取劑中乙醚對(duì)茼蒿揮發(fā)油萃取的效果最好.茼蒿揮發(fā)油中共檢測(cè)出26個(gè)成分，占揮發(fā)油總量的94.45%.其中主要成分有2-乙氧基-3-氯代丁烷（20.1%）、四十烷（3.35%）、二丁基羥基甲苯（39.99%）、正十八烷（5.65%）、正二十烷（4.38%）、二苯胺（4.14%）、溴二十二烷（2.79%）、3,7-二甲基-1-辛醇（2.03%）、3-甲基十七烷（3.00%）、1-氯十四烷（2.06%）、正十五烷（1.44%）.

茼蒿；揮發(fā)油；蒸餾；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀；乙醚

茼蒿別名春菊，蒿子桿.為菊科菊屬中的一、二年生草本植物，茼蒿具有特殊的氣味，以嫩莖葉為食.可炒食，也可涼拌.長(zhǎng)期食用，具有清血、養(yǎng)心、清痰潤(rùn)肺、降壓等功效［1］.茼蒿屬于線根性的蔬菜，它的莖顏色是綠色，形狀為圓形，其根、莖、葉、花均可藥用.茼蒿具有一種較為特殊的香味，這是由茼蒿的揮發(fā)油散發(fā)出來(lái)的.這種揮發(fā)油不僅有助于消食開胃，而且能夠明顯的增強(qiáng)食欲，因此其揮發(fā)油極具有研究意義.

植物揮發(fā)油是植物體內(nèi)一種有揮發(fā)性和芳香性的次生代謝物，能通過(guò)水蒸氣蒸餾.其化學(xué)成分主要為萜烯類、芳香族、脂肪族和含氮含硫化合物，植物揮發(fā)油在植物中花、果實(shí)、葉片、根莖等器官中含量最多［2-5］.大多數(shù)揮發(fā)油都具有一定的療效作用，如鎮(zhèn)咳、消毒、抗微生物等等，還有少部分揮發(fā)油能抗腫瘤.

提取揮發(fā)油的主要方法有水蒸氣蒸餾法、常壓蒸餾法、有機(jī)溶劑提取法、超臨界流體萃取法等.水蒸氣蒸餾法可以從大多數(shù)植物中分離并提取其有效成分，因此在揮發(fā)油的提取中大部分都采用此法［6-8］.揮發(fā)油能溶解于大多數(shù)有機(jī)溶劑，因此揮發(fā)油的萃取劑常用二氯甲烷、石油醚、乙醚，也有些是用氯仿、乙酸乙酯、正己烷等有機(jī)溶劑進(jìn)行萃取［9-13］.本研究通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定并選擇最佳的萃取劑，采用GC-MS對(duì)茼蒿揮發(fā)油的工藝與提取方法進(jìn)行優(yōu)化選擇，以確定最佳條件，并對(duì)其成分鑒定并分析.

1 實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器

實(shí)驗(yàn)試劑：二氯甲烷、石油醚、乙醚均為市售分析純.

實(shí)驗(yàn)儀器：DRT-TW恒溫電熱套（北京市佳祥科利儀器有限公司），GCMS-QP2010氣質(zhì)聯(lián)用儀（日本島津），BS124S電子天平（賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司），RE52CS-1旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（上海亞榮生化儀器廠），SHB-III循環(huán)水式多用真空泵（鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司）.

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 茼蒿樣品的處理

將本地產(chǎn)茼蒿洗凈后，取其葉片，用小刀切成0.5 cm長(zhǎng)的小段后放進(jìn)塑料盆中讓其自然陰干.

1.2.2茼蒿揮發(fā)油的提取

取陰干后的茼蒿樣品15 g，采用水蒸氣蒸餾和常壓蒸餾兩種方法提取茼蒿揮發(fā)油，選擇不同的萃取劑對(duì)蒸餾液進(jìn)行萃取，用梨形分液漏斗分離，取溶劑層.旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)進(jìn)行濃縮后，經(jīng)0.45 um微孔濾膜過(guò)濾，裝入樣品瓶中，放入冰箱保存，等待進(jìn)行GC-MS分析.

1.2.3 茼蒿揮發(fā)油的GC-MS分析條件

氣相色譜條件：色譜柱為 DB-5 ms（30 m×0.25 mm×0.25 μm）彈性石英毛細(xì)管柱，載氣He，柱流速1.0 mL·min-1，載氣為恒壓模式，柱前壓為 76.2 kPa，進(jìn)樣量 1.0 μL，進(jìn)樣口溫度 240℃.

質(zhì)譜條件：離子源EI；離子源溫度200℃；電子能量為70 eV；四極桿溫度150℃；發(fā)射電流34.6 μA；倍增器電壓1 094 V；接口溫度240℃；溶劑延遲3 min；質(zhì)量范圍（m/z）40～355 amu.掃描間隔0.5 s.

進(jìn)樣方式：分流，分流比為15∶1.

檢索譜庫(kù)：NIST05、NIST05S和PESTNCI3.采用面積歸一化法得各成分的相對(duì)含量.

2 結(jié)果與分析

2.1 色譜進(jìn)樣條件的確定

采用水蒸氣蒸餾法對(duì)茼蒿揮發(fā)油成分進(jìn)行提取，提取時(shí)間為2 h，并用乙醚作為萃取劑進(jìn)行萃取.分別采取下列升溫程序進(jìn)行GC-MS進(jìn)行分析.

升溫程序一：

起始溫度設(shè)定為60℃，保持時(shí)間設(shè)定1 min，升溫速度10℃·min-1升至150℃，保持時(shí)間設(shè)為5 min，從2 min開始采集，在14 min停止采集.總離子流量圖如圖1所示.

圖1 升溫程序一的總離子流量圖

升溫程序二：

起始溫度設(shè)定為45℃，設(shè)定保持時(shí)間5 min，升溫速度5℃·min-1，至150℃，保持時(shí)間設(shè)為10 min.從2 min開始采集，在27 min后停止采集，總離子流量圖如圖所示.

圖2 升溫程序二的總離子流量圖

升溫程序三：

起始溫度設(shè)定為45℃，設(shè)定保持時(shí)間2 min，升溫速度5℃·min-1，至150℃，保持時(shí)間設(shè)為10 min.從2 min開始采集，在27 min后停止采集，總離子流量圖如圖3所示.

圖3 升溫程序三的總離子流量圖

從圖1～圖3可看出，升溫程序一前半段的峰過(guò)于密集，分離效果差.只離有中間部分分效果還好.升溫程序二，峰分離效果較好，各個(gè)峰都能比較好的分離.不出現(xiàn)密集成一堆的現(xiàn)象.但是對(duì)比升溫程序二和升溫程序三的峰圖，可以看出升溫程序三所得出來(lái)的峰的形狀比升溫程序二更好，分離效果更佳，而且所得峰的數(shù)目，含量均優(yōu)于升溫程序二，后半段出峰效果更好，而升溫程序二后半段基本沒什么大峰出現(xiàn)，比較平坦.因此本實(shí)驗(yàn)將采用升溫程序三作為茼蒿揮發(fā)油GC-MS分析的升溫程序.

2.2 不同萃取劑的萃取能力

分別采用乙醚、二氯甲烷、石油醚當(dāng)萃取劑，對(duì)水蒸氣蒸餾2 h的茼蒿揮發(fā)油進(jìn)行萃取，并分別標(biāo)號(hào)，然后對(duì)它們進(jìn)行GC-MS分析.所得總離子流量圖對(duì)比如圖4所示.

圖4 不同萃取劑萃取茼蒿揮發(fā)油的總離子流量圖比較（a-二氯甲烷；b-乙醚；c-石油醚）

由圖4可知采用石油醚做萃取劑提取出的揮發(fā)油成分不多，且峰的數(shù)量較少.相較而言用乙醚與二氯甲烷萃取的更好.同時(shí)從圖4可以看出，乙醚做萃取劑前半段所得出來(lái)的總離子圖比二氯甲烷的峰的形狀更好.因此本實(shí)驗(yàn)的最優(yōu)萃取劑為乙醚.因?yàn)檐磔飺]發(fā)油在乙醚的溶解度比在二氯甲烷和石油醚中好，因此乙醚作為萃取劑進(jìn)行檢測(cè)的效果比二氯甲烷和石油醚的好.

2.3 常壓蒸餾法和水蒸氣蒸餾法的對(duì)比

取茼蒿樣品15 g并采用水蒸氣蒸餾法和常壓蒸餾法對(duì)茼蒿提取2 h，用乙醚作為萃取劑，其揮發(fā)油通過(guò)GC-MS分析后得出來(lái)的總離子流量圖如圖5所示.

圖5 不同提取方法茼蒿揮發(fā)油的總離子流量圖比較（a-水蒸氣蒸餾；b-常壓蒸餾）

由圖5可以看出用水蒸氣蒸餾得出來(lái)的圖比用常壓蒸餾所得出來(lái)的圖所得的峰更多，高含量組分也更多，峰的形狀更好.因此，可以得出水蒸汽蒸餾法比常壓蒸餾法更適合對(duì)茼蒿進(jìn)行揮發(fā)油的提取，且效果更佳.常壓蒸餾由于直接加熱茼蒿，溫度控制不如水蒸氣來(lái)的穩(wěn)定，過(guò)熱會(huì)導(dǎo)致?lián)]發(fā)油成分破壞，而水蒸氣蒸餾是在茼蒿和水中通入水蒸氣，溫度基本保持不變，且整體受熱好，揮發(fā)油成分不易被破環(huán)，流失.因此水蒸氣蒸餾法得到的揮發(fā)油成分比常壓蒸餾得到的更好.

2.4 茼蒿揮發(fā)油成分分析

從本實(shí)驗(yàn)中確定的最優(yōu)方案是：采取水蒸氣蒸餾法對(duì)茼蒿提取2 h，萃取劑為乙醚.升溫程序?yàn)槠鹗紲囟仍O(shè)定為45℃，設(shè)定保持時(shí)間2 min，升溫速度5℃·min-1，至150℃，保持時(shí)間設(shè)為10 min.因此在最優(yōu)方案下提取和測(cè)定茼蒿揮發(fā)油，之后用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)譜庫(kù)定性來(lái)鑒別各個(gè)成分的組成，采用面積歸一化法來(lái)確定揮發(fā)油中各個(gè)組分的相對(duì)含量.其揮發(fā)油成分分析如表1所示.

表1 茼蒿揮發(fā)油成分及含量

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)研究了常壓蒸餾法和水蒸氣蒸餾法對(duì)提取茼蒿揮發(fā)油的萃取特點(diǎn)，對(duì)不同的萃取劑萃取效果進(jìn)行了討論，并結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）聯(lián)用技術(shù)對(duì)茼蒿揮發(fā)油的成分進(jìn)行了分析，在用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)譜庫(kù)定性來(lái)鑒定各個(gè)成分，采用面積歸一化法來(lái)確定揮發(fā)油各組分的相對(duì)含量.

（1）通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出提取茼蒿揮發(fā)油的最佳實(shí)驗(yàn)條件：水蒸氣蒸餾法作為提取方法，提取時(shí)間為2 h，最佳萃取劑應(yīng)選擇乙醚.

（2）本實(shí)驗(yàn)較好的氣相色譜程序升溫條件為：起始溫度設(shè)定為45℃，設(shè)定保持時(shí)間2 min，升溫速度5℃·min-1，至150℃，保持時(shí)間設(shè)為10 min.

（3）水蒸氣蒸餾法提取茼蒿揮發(fā)油的總離子圖共檢測(cè)出60個(gè)峰，對(duì)茼蒿揮發(fā)油的成分進(jìn)行分析，其揮發(fā)油中含有26種物質(zhì)，主要成分如下：2-乙氧基-3-氯代丁烷（20.1%）、四十烷（3.35%）、二丁基羥基甲苯（39.99%）、正十八烷（5.65%）、正二十烷（4.38%）、二苯胺（4.14%）、溴二十二烷（2.79%）、3,7-二甲基-1-辛醇（2.03%）、3-甲基十七烷（3.00%）、1-氯十四烷（2.06%）、正十五烷（1.44%）等.

（4）采用GC-MS聯(lián)用技術(shù)分離分析茼蒿的揮發(fā)油物質(zhì)，并確定茼蒿揮發(fā)油的成分，然后采用面積歸一化法來(lái)確定各個(gè)成分的相對(duì)含量，結(jié)果可靠而且重復(fù)性好，鑒別精度高.

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［1］汪灝.廣群芳譜［M］.上海：上海書店,1985：328.

［2］魯長(zhǎng)海,白衛(wèi)東.植物精油生理功能的研究進(jìn)展［J］.中國(guó)調(diào)味品,2012,37(3):36-37.

［3］邵海,龔鋼.植物精油在藥理和農(nóng)藥方面的研究進(jìn)展［J］.中國(guó)野生植物資源,2008,27(5):5-9.

［4］王巨媛,翟勝.植物精油應(yīng)用進(jìn)展及開發(fā)前景展望［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2010(4):1-3.

［5］方洪鉅.香葉天竺葵揮發(fā)油的化學(xué)成分與抗腫瘤作用［J］.藥學(xué)學(xué)報(bào),1989,24(5):366-401.

［6］張穎,岳紅,趙曉麗.水蒸氣蒸餾法提取柿葉精油的工藝研究［J］.林產(chǎn)化工通訊,2004,38(6):26-29.

［7］孫小媛,馬玉芬,李鐵純,等.香菜揮發(fā)油 GC/MS測(cè)定［J］.保鮮與加工,2002(3):15-16.

［8］徐多多,鄭煒,高陽(yáng),等.荔枝核揮發(fā)油的GC-MS分析［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,40(7):4058-4059,4062.

［9］梁倩,徐文輝.野葛花揮發(fā)油化學(xué)成分的GC-MS分析［J］.時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥,2012,23(1):124-125.

［10］丁艷霞,謝欣梅,崔秀明.不同方法提取草果揮發(fā)油的化學(xué)成分［J］.河南大學(xué)學(xué)報(bào),2009,28(4):284-287.

［11］徐麗萍,張亞非,吳正勇.大蒜揮發(fā)油的分離提取工藝研究進(jìn)展［J］.中國(guó)科技信息,2011(14):78,82 .

［12］盧森華,李耀華,陳勇,等.當(dāng)歸不同部位揮發(fā)油成分GC-MS分析［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,40(2):733-735.

GC-MS analysis of volatile oil components in the chrysanthemum

CHEN Yu,CHEN Xiao-qin,XU Jin-he,LIU Gui-huang,ZHENG Yang-yang,LIN Qing-yong,HUANG Rui-li

（Department of Environment and Life science,Putian University,Putian 351100,Fujian,China）

Steam distillation and atmospheric distillation method was used to extracte chrysanthemum volatile oil,and gas chromatography-mass spectrometry（GC-MS） technology to establish the optimum extraction condition of volatile oil.Area normalization methods were used to determine the relative percentage content of each composition in volatile oil.Results showed that steam distillation method was better than the effect of atmospheric distillation.Ethyl ether was the best extractant than dichloromethane and petroleum ether.26 components were detected,accounting for 94.45%of the total chrysanthemum volatile oil.Main composition were 2 ethoxy-3-chlorinated butane (20.1%),40 alkanes (3.35%),dibutyl hydroxy toluene (39.99%),octadecane(5.65%),eicosanoic(4.38%),diphenylamine(4.14%),bromine docosane(2.79%),3,7-dimethyl-1-octyl alcohol(2.03%),3-methyl heptadecane chlorine(3.00%),1-tetradecyl(2.06%),pentadecane(1.44%).

chrysanthemum；volatile oil；steam distillation；gas chromatography-mass spectrometry；ethyl ether

TS207.3

1007-5348（2013）08-0042-05

2013-06-02

莆田學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目（201219）.

陳宇（1980-），女，遼寧沈陽(yáng)人，莆田學(xué)院環(huán)境與生命科學(xué)系講師，碩士，主要從事天然產(chǎn)物的提取分離與測(cè)試方面的研究.

（E D.:X， J）