邢玉娟，陳新，劉梁，史茹茹，彭彩暾

（武漢輕工大學(xué)生物與制藥工程學(xué)院，湖北武漢430023）

植物精油是植物體內(nèi)的次生代謝物質(zhì)，由分子量相對較小的簡單化合物組成，具有一定芳香氣味，在常溫下能揮發(fā)的油狀液體物質(zhì)[1]。植物精油是一類很重要的天然香料，一般采用水蒸氣蒸餾、溶劑萃取、壓榨或吸附等物理方法從芳香植物的花、草、葉、枝、皮、根、莖、果實、種子或分泌物中提取出來[2]。植物精油是一類天然植物性添加劑，能夠矯正食品的異味，賦予香氣，具有著色、抗菌消炎、防腐、抗氧化、抗腫瘤等作用[3-4]。因此，植物精油常被開發(fā)成天然防腐劑和殺菌劑，廣泛應(yīng)用在肉制品、果蔬制品、乳制品、水產(chǎn)品、焙烤制品等食品行業(yè)中[5]。

來鳳鳳菊又名神農(nóng)香菊Dendranthelna indicum（L.），產(chǎn)于湖北恩施來鳳縣，系菊科菊屬（Dendranthema）的一個新變種，全株具有特殊的濃郁香氣，民間需以其花、葉陰干作香囊和作辛涼解表、清熱藥及治療慢性肝炎[6]。來鳳鳳菊作為菊科菊屬新變種藥材，其所含香氣成分是天然香精香料的重要組成部分，提取的精油可以被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品加工、化妝品等行業(yè)。因其所含化學(xué)成分復(fù)雜，國內(nèi)外學(xué)者對其化學(xué)成分及含量不斷地進行深入研究，但是對來鳳鳳菊資源的開發(fā)應(yīng)用等研究仍然需更加深入的探索[7]。本文采用水蒸氣蒸餾法和超臨界CO2提取法對來鳳鳳菊化學(xué)成分進行提取，采用頂空氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（HS-GC/MS）對其成分進行分離鑒定，對比兩種方法提取的成分和含量的差別，為來鳳鳳菊資源的綜合開發(fā)利用和質(zhì)量控制研究提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與儀器

頂空氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀、Agilent HP-INNOWax毛細管色譜柱：安捷倫公司；HA221-50-06-C超臨界CO2萃取儀：江蘇南通華安超臨界萃取有限公司；萬能粉粹機：天津泰斯特儀器有限公司；揮發(fā)油提取裝置：武漢市江漢區(qū)泰信玻璃儀器批發(fā)部；Buchi旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：瑞士Buchi公司；摩爾超純水機：重慶摩爾水處理有限公司。石油醚、無水硫酸鈉：天津市天力化學(xué)試劑有限公司。

2 方法

2.1 水蒸氣蒸餾法[8-9]

精密稱取來鳳鳳菊粉末200 g，置于2 000 mL圓底燒瓶中，加入一定量的超純水，再按《中華人民共和國藥典》2010版Ⅰ部附錄XD揮發(fā)油測定法的甲法操作，提取時間為5 h，待提取液冷卻后，加入石油醚萃取3次，得到來鳳鳳菊揮發(fā)油提取液，濃縮，經(jīng)無水硫酸鈉干燥后進行HS-GC/MS分析。

2.2 超臨界二氧化碳提取法[10]

精密稱取來鳳鳳菊粗粉200 g，裝入萃取釜中，設(shè)定萃取釜工藝參數(shù)：分離罐Ⅰ為40℃，分離罐Ⅱ為25℃，壓力為35 MPa，溫度為45℃，流量為20 L/h，萃取時間為2 h。從解析釜出料口出料得黃色粘稠液體，收集后進行HS-GC/MS分析。

2.3 頂空氣相色譜-質(zhì)譜條件[11-13]

設(shè)置頂空進樣條件，頂空進樣器的傳輸線溫度95℃，進樣時間0.50 min；樣品平衡溫度85℃，平衡時間20 min，平衡后用Agilent HP-INNOWax毛細管色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）上樣分析。設(shè)置GS-MS的氣相條件：初始溫度設(shè)置為40℃，持續(xù)3 min，然后以5℃/min勻速上升至160℃，持續(xù)5 min，最后以20℃/min升至220℃，持續(xù)3 min。載氣為高純度氦氣，氣流速度設(shè)置為1 mL/min。質(zhì)譜條件設(shè)置為EI模式，離子源溫度設(shè)置為230℃，電離能量設(shè)置為70 eV。設(shè)置掃描質(zhì)量范圍為50 amu～350 amu，設(shè)置溶劑延遲3 min。經(jīng)HS-GC/MS分析得到化合物其相對含量采用峰面積歸一化法計算，數(shù)據(jù)圖譜在NIST譜庫（2011版）中檢索，檢索后與標準圖譜對照解析后對化合物進行定性分析。

3 結(jié)果與討論

將通過超臨界CO2萃取及水蒸氣蒸餾所得的揮發(fā)油進行HS-GC/MS檢測，其總離子流圖見圖1和圖2。

分析范圍在4 min～36 min之間，從頂空氣相色譜-質(zhì)譜總離子流色譜圖中水蒸氣蒸餾法提取的揮發(fā)油成分中分離出161個色譜峰，鑒定了56個化合物，占總量的77.99%；從超臨界CO2提取的成分中分離出121個色譜峰，鑒定38個化合物，占總量的96.20%。從圖1及圖2中可以看出，兩種提取方法的化學(xué)成分的差異很大，具體成分和相對含量分析結(jié)果見表1（表1中相對百分含量高于或等于0.1%）[14]。

通過以上研究可知，水蒸氣蒸餾法提取的揮發(fā)油，主要化學(xué)成分（相對百分含量大于1%）為α-水芹烯（10.7%）、2-甲基丁酸-3-甲基丁酯（1.57%）、2，2，6-三甲基-6-乙烯基四氫-3-吡喃酮（7.14%）、芳樟醇（11.9%）、順式-β-金合歡烯（1.29%）、芳樟醇氧化物（7.95%）等。超臨界CO2萃取法提取的揮發(fā)油，主要化學(xué)成分（相對百分含量大于1%）為2-甲基丁酸乙酯（1.26%）、α-水芹烯（11.91%）、鄰傘花烴（22.59%）、2-甲基丁酸-3-甲基丁酯（1.33%）、2，2，6-三甲基-6-乙烯基四氫-3-吡喃酮（3.98%）、芳樟醇（6.95%）、2-甲基丁酸（1.24%）、芳樟醇氧化物（5.75%）等。兩種方法萃取所得相同化合物分別為α-水芹烯、芳樟醇、芳樟醇氧化物、2，2，6-三甲基-6-乙烯基四氫-3-吡喃酮等27種化合物。

圖1 水蒸氣蒸餾法提取成分的總離子流圖Fig.1 Total ion chromatogram of the extracts by steam distillation

圖2 超臨界提取成分的總離子流圖Fig.2 Total ion chromatogram of the extracts by supercritical-CO2fluid extraction

表1 水蒸氣蒸餾與超臨界CO2提取來鳳鳳菊成分的HS-GC/MS分析Table 1 HS-GC/MS analysis of the extracts by steam distillation and supercritical-CO2fluid extraction from Dendranthelna indicum

續(xù)表1 水蒸氣蒸餾與超臨界CO2提取來鳳鳳菊成分的HS-GC/MS分析Continue table 1 HS-GC/MS analysis of the extracts by steam distillation and supercritical-CO2fluid extraction from Dendranthelna indicum

續(xù)表1 水蒸氣蒸餾與超臨界CO2提取來鳳鳳菊成分的HS-GC/MS分析Continue table 1 HS-GC/MS analysis of the extracts by steam distillation and supercritical-CO2fluid extraction from Dendranthelna indicum

從顏色差異上看，水蒸氣蒸餾法提取的揮發(fā)油為黃綠色透明油狀物，流動性較好，超臨界CO2提取的揮發(fā)油為棕黃色浸膏，該浸膏黏稠且流動性極差。從化學(xué)成分差異上來看，超臨界CO2萃取法能得到鄰傘花烴、2-異丙烯基-4a，8-二甲基-1，2，3，4，4a，5，6，7-八氫萘、異戊酸甲酯、檜烯、β-古巴烯、2-甲基丁酸、2-甲基丁酸甲酯等。相反，水蒸氣蒸餾法能夠得到順式-β-金合歡烯、β-沒藥烯、（Z，E）-金合歡醇、香檜醇、去氫白菖烯、α-古巴烯、松油烯、左旋-β-蒎烯、（+）-α-長葉蒎烯等。相比之下，超臨界CO2萃取法得到的揮發(fā)油有較多的芳烴類化合物和長鏈脂肪酸，這些有機化合物可作為工業(yè)原料加以利用[15]。因此，來鳳鳳菊中一些低沸點成分的提取水蒸氣蒸餾法較好，而對于一些高沸點極性成分，采用超臨界CO2萃取法更合適[16]。其原因可能是由于水蒸氣蒸餾法為一開放系統(tǒng)，提取過程溫度過高，易造成某些成分的破壞和丟失，而超臨界CO2萃取法系統(tǒng)密閉，萃取溫度較低，可避免對熱不穩(wěn)定及易氧化成分的破壞[17-18]。水蒸氣蒸餾法提取的揮發(fā)油含有較多的萜類，萜類使揮發(fā)油具有濃郁的香味、殺菌、消腫和止痛的功效[19]。其中β-金合歡烯具有青香、花香并伴有香脂香氣[20]，α-水芹烯具有黑胡椒和薄荷香氣，具有辛涼解表、清熱的作用[21]，芳樟醇具有甜嫩新鮮的花香，似鈴蘭香氣，全球每年芳樟醇的用量超過1 000 t，主要用于化妝品、家用洗滌劑、家具護理產(chǎn)品、殺蟲劑、香料的制造，在食品和飲料加工過程中，也用到了芳樟醇做香料和調(diào)味劑[22-23]。

從檢測結(jié)果可知，上述化合物均為以前文獻報道的化合物，但含量與文獻報道存在差異，主要原因可能是地域差異和化學(xué)類型差異，這些差異可能與來鳳鳳菊的產(chǎn)地、氣候、生長環(huán)境、采集時間等有關(guān)[24-25]。

兩種提取方法在化學(xué)成分上的差異能夠讓我們從需求的角度科學(xué)合理地選擇來鳳鳳菊揮發(fā)油的提取方法，因此，深入研究來鳳鳳菊揮發(fā)油的化學(xué)成分，對開發(fā)來鳳鳳菊保健品及其系列產(chǎn)品，具有深遠的意義。

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