姬曉悅 嚴珺 王靜
摘要 [目的]分析并比較香椿(Toona sinensis)葉和臭椿(Ailanthus altissima)葉的揮發(fā)性成分。[方法]利用頂空固相微萃?。℉S-SPME)和氣相色譜/質譜聯(lián)用(GC/MS)技術探討樣品的差異。[結果]從同一地區(qū)采集的香椿葉和臭椿葉的揮發(fā)性成分存在明顯的不同。在臭椿葉揮發(fā)性成分中共鑒別出19種化合物,其中主要成分為乙酸葉醇酯(88.77%)和葉醇(9.03%);在香椿葉揮發(fā)性成分中共鑒定出32種化合物,其主要成分為乙酸葉醇酯(34.29%)、葉醇(33.50%)、石竹烯(6.33%)和3-己烯基丁酯(4.61%)。[結論]該研究為鑒別和利用香椿葉和臭椿葉這2種食用和藥用資源提供理論依據(jù)。
關鍵詞 香椿葉;臭椿葉;揮發(fā)性成分;鑒別;固相微萃取
中圖分類號 R284文獻標識碼 A文章編號 0517-6611(2018)16-0179-03
Abstract [Objective] The research aimed to identify and compare the volatile compositions of the Toona sinensis and Ailanthus altissima leaves.[Method]The differences between samples were investigated by headspace solid phase microextraction (HS-SPME) and gas chromatography / mass spectrometry(GC/MS).[Result]Volatile components emitted from Toona sinensis and Ailanthus altissima leaves collected from the same region had the obvious difference.Nineteen compounds from Ailanthus altissima leaves were identified by GC/MS technique where (4E)-4-Hexenyl acetate(88.77%), (Z)-Hex-3-en-1-ol(9.03%) etc. were the major constituents. By contrast, thirty-two compounds from Toona sinensis leaves were identified by GC/MS technique where (3E)-3-Hexenyl acetate(34.29%), (Z)-Hex-3-en-1-ol(33.50%), Caryophyllene(6.33%), (Z)-Butanoic acid-3-hexenyl ester(4.61%) etc. were the major constituents.[Conclusion] The study provides a scientific basis for the better use of these two traditional Chinese herbal medicine plants(Toona sinensis and Ailanthus altissima).
Key words Toona sinensis leaves;Ailanthus altissima leaves; Volatile components; Identification; HS-SPME-GC-MS
香椿(Toona sinensis)和臭椿(Ailanthus altissima)均為落葉喬木,主要分布在東北南部、華北、西北至長江流域[1-2]。由于二者樹葉形狀相似,人們常?;煜@2種樹葉。但實際上,它們屬于不同的科屬,香椿為楝科,而臭椿為苦木科。在食用和藥用方面,香椿葉含有豐富的VC、胡蘿卜素等,是帶有淡淡香氣的時令名品,營養(yǎng)價值非常高,具有增進食欲、健脾、保肝、利肺等療效,多食可以增強人體免疫力,使皮膚光滑細膩[3-4]。臭椿的樹皮是傳統(tǒng)的中草藥,具有抗炎、止血等功效[5]。但是,根據(jù)傳統(tǒng)的中藥理論,“臭椿有小毒”,臭椿葉不可食用。因此,有必要發(fā)展新的簡便方法加以區(qū)分這2類不同科屬的樹葉。
固相微萃取技術(SPME)是一種新穎的萃取技術,與傳統(tǒng)的萃取方法相比,具有萃取時間短、無需溶劑、能耗低等特點。這種技術與GC或GC/MS聯(lián)用被廣泛地用于分離分析揮發(fā)性和半揮發(fā)性樣品。筆者將具有廣泛應用前景的固相微萃取技術與GC/MS聯(lián)合,分離分析香椿葉與臭椿葉的揮發(fā)性有機物,提供了一個新穎簡單的方法科學鑒別這2種中草藥成分,為利用這2種食用和藥用資源提供理論依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 試驗材料
試驗所用香椿葉與臭椿葉均采自南京林業(yè)大學校園。取樣時,選擇較嫩無病蟲害的干凈葉片。
1.2 HS-SPME萃取過程
取4 g樣品剪碎,放入200 mL的樣品瓶中,用封口膜封口后,向瓶中插入萃取頭(新萃取頭在使用前需根據(jù)使用說明在GC進樣口進行老化),頂空吸附40 min后拔出,隨即插入進樣口溫度為250 ℃的GC/MS儀,熱脫附3 min,進行GC/MS分析。
1.3 GC/MS分析條件
儀器型號:TRACE ISQ (美國Thermo Fisher Scientific公司);DB-5MS毛細管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm); SPME 手動進樣器、65 μm PDMS/DVB萃取頭(美國Supelco公司);載氣為高純氦氣(99.999%),采用恒流模式,流速為1 mL/min。升溫程序:起始溫度40 ℃,保持3 min,然后以5 ℃/min升至150 ℃,再以15 ℃/min升至250 ℃,保留3 min。進樣模式:采用不分流進樣。
電離方式:電子電離源(electron ionization,EI),離子傳輸線溫度為250 ℃,離子源溫度250 ℃,電子能量70 eV,全掃描模式,掃描質量范圍為45~450 amu,溶劑延遲時間為1 min。操作系統(tǒng)為Xcalibur軟件。
1.4 定性定量方法
1.4.1 定性方法。以美國國家標準技術研究所(National Institute of Standards and Technology, NIST)譜庫檢索為主,同時結合人工解析質譜圖。
1.4.2 定量方法。采用面積歸一化法,求得各個不同揮發(fā)性化學組分的相對含量。
2 結果與分析
采用HS-SPME技術萃取香椿葉和臭椿葉樣品中的揮發(fā)性有機化合物,并應用GC/MS對其進行分離分析,兩者的總離子流圖如圖1所示。
采用HS-SPME-GC/MS萃取、分離、分析香椿葉和臭椿葉樣品中的揮發(fā)性有機化合物,其分析結果如表1所示。HS-SPME-GC/MS檢測到香椿葉含有32種揮發(fā)性成分,包括8種酯類物質(40.97%)、3種醇類物質(33.53%)、9種萜類物質(20.80%)、4種醛類物質(3.04%)、4種脂肪烴類物質(0.73%)、3種酮類物質(0.75%)、1種羧酸(0.18%),其中,乙酸葉醇酯(34.29%)、葉醇(33.50%)、石竹烯(6.33%)、3-己烯基丁酯(4.61%)為其主要成分。而通過HS-SPME-GC/MS只檢測到臭椿葉的19種揮發(fā)性成分,其中包含3種酯類物質(88.97%)、1種醇類物質(9.03%)、1種萜類物質(0.10%)、6種脂肪烴類物質(0.83%)、5種酮類物質(0.67%)、3種醛類物質(0.40%),其中,乙酸葉醇酯(88.77%)、葉醇(9.03%)是其主要成分。
3 結論與討論
試驗結果可知,香椿葉與臭椿葉的揮發(fā)性成分明顯不同。對比數(shù)量可知,香椿葉中的揮發(fā)性有機物成分(32種)多于臭椿葉中的揮發(fā)性有機物成分(19種)。對比香椿葉和臭椿葉的主要揮發(fā)性成分可知,二者都含有葉醇和乙酸葉醇酯,但其他的揮發(fā)性成分有很大不同。例如,在香椿葉中3-己烯基丁酯(4.61%)、β-欖香烯(3.27%)、β-瑟林烯(4.34%)、α-瑟林烯(4.38%)為主要成分,而在臭椿葉中卻未檢測到。此外,與臭椿葉相比,2-甲基-4-戊醛、葉醇、壬醛、癸醛、石竹烯等在香椿葉中的相對含量更高。香椿葉和臭椿葉的揮發(fā)性成分的不同為鑒別香椿葉和臭椿葉提供了理論依據(jù)。
對于香椿葉化學成分已有很多研究[6],而關于其揮發(fā)性成分的報道卻很少。該研究利用HS-SPME技術研究了香椿葉的揮發(fā)性有機物成分。在香椿葉中含有大量的醛、酮和酯類化合物,通常這類化合物具有獨特的氣味。例如,2-已烯醛具有清新的青草氣味,也可用于食品添加劑;乙酸己酯具有濃郁果香氣味,主要用于配制蘋果、梨等水果型香精;丁酸己酯具有強烈的混合水果香氣和菠蘿香氣,主要用于配制菠蘿、蘋果、柑橘、草莓等香精。此外,石竹烯是一種雙環(huán)倍半萜類化合物,具有淡的丁香似香味,在香椿葉的揮發(fā)性成分中也被檢測到,該物質可作為食用香料,主要用于配制精油仿制品和定香劑,也可用于合成其他更有價值的香料,如乙?;裣┑萚7]。β-欖香烯具有辛辣的茴香氣味,試驗藥理學研究證實,β-欖香烯對體內(nèi)外多種腫瘤細胞具有較強的抑制和殺傷效應[8-10],療效確切,毒副作用輕微,能明顯提高腫瘤患者生存質量等突出優(yōu)點。
與香椿相比,有關臭椿葉的化學組成研究的報道則很少[11-12]。該研究將HS-SPME-GC/MS首次用于臭椿葉揮發(fā)性有機物成分的分離分析。在臭椿葉的揮發(fā)性成分中,主要成分為葉醇和乙酸葉醇酯。在其他低含量成分中,也有一些成分具有獨特的氣味和藥用價值。例如,壬醛具有玫瑰、柑橘等香氣,廣泛用于香精配方,在玫瑰油、柑橘油、白檸檬油和香紫蘇油等精油中大量存在。6-甲基-5-庚烯-2-酮具有類似水果的清新香氣,廣泛用于食用香料,主要用以配制香蕉、梨、柑橘和漿果類香精,這種物質還具有很強的化學反應能力,可衍生出多種產(chǎn)品,是醫(yī)藥、香精和香料合成的重要中間體[13]。
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