羅文杰 陳子儀 張 敏*

1.中南林業(yè)科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410000 2.北京化工大學(xué)巴黎居里工程師學(xué)院，北京 100029；

顯齒蛇葡萄Ampelopsisgrossedentata(Hand.-Mazz.)W. T. Wang系葡萄科蛇葡萄屬的一種木質(zhì)藤本植物，又名藤茶、神仙草、長(zhǎng)壽藤、土家甘露等，是我國(guó)特有的食藥同源的植物[1]?，幾濉炎?、土家族將其幼嫩莖葉制成防病治病的保健茶，具有特異清新香的特點(diǎn)，藥用可治療感冒發(fā)熱、咽喉腫痛、糖尿病、肝炎、心腦血管疾病、皮膚病等癥。顯齒蛇葡萄作為保健茶和中草藥已有數(shù)百年的應(yīng)用歷史[2-3]。

現(xiàn)代研究[4]表明顯齒蛇葡萄具有抗氧化、抗炎、抗腫瘤、降血糖、肝保護(hù)、消炎解毒等多種藥理作用。以土家藥顯齒蛇葡萄為主藥。在中西醫(yī)結(jié)合防治新型冠狀病毒肺炎中，亦取得良好的臨床效果[5]。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者普遍采用提取或萃取技術(shù)將顯齒蛇葡萄進(jìn)行預(yù)處理，對(duì)其化學(xué)成分及揮發(fā)油進(jìn)行深入研究，從中發(fā)現(xiàn)許了多新的生物活性[6-8]。但迄今為止，尚未見關(guān)于其熱裂解揮發(fā)性成分的研究報(bào)道。

熱裂解氣相色譜質(zhì)譜法(PY-GC-MS)，即在熱分離后揮發(fā)組分直接經(jīng)GC分離和MS的檢測(cè)，進(jìn)行定性和定量分析，整個(gè)過程操作快速簡(jiǎn)單、樣品用量少、分離效能高、重現(xiàn)性好[9-11]。本實(shí)驗(yàn)采用PY-GC-MS技術(shù)直接分析顯齒蛇葡萄熱裂解揮發(fā)性成分，為其成分分析和質(zhì)量控制提供一種簡(jiǎn)單、高效的新方法，以期為該保健茶的進(jìn)一步開發(fā)應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。

1 儀器與材料

1.1 儀器 裂解-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(PY-GC-MS)、CDS-5200型熱裂解儀(美國(guó)CDS公司)、trans-1300/ISQ型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國(guó)賽默飛科技有限公司)。

1.2 材料 顯齒蛇葡萄購(gòu)于湖南張家界茅巖莓有限公司，經(jīng)吉首大學(xué)林產(chǎn)化工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室田春蓮教授鑒定為葡萄科蛇葡萄屬顯齒蛇葡萄Ampelopsisgrossedentata(Hand.-Mazz.) W. T. Wang，樣品存放于中南林業(yè)科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院。

2 方法與結(jié)果

2.1 分析條件

2.1.1 顯齒蛇葡萄熱裂解(PY)分析條件 取1mg顯齒蛇葡萄粉末置于熱裂解儀的石英管中，兩端用石英棉封好，放入熱裂解儀的裂解頭加熱絲中，分別設(shè)置熱裂解探頭最終溫度為300、450、600 ℃，保持15 s。傳輸管線250 ℃。熱裂解探頭初始溫度:30 ℃；升溫速率:30 ℃ /ms；進(jìn)行快速熱裂解，產(chǎn)生的揮發(fā)性成分由載氣He直接導(dǎo)入GC/MS中進(jìn)行分離鑒定。

2.1.2 色譜(GC)條件 色譜柱采用TR-5MS石英彈性毛細(xì)柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，進(jìn)樣口溫度250 ℃，載氣為高純氦氣(99.999%)，流速1.0 mL/min，分流進(jìn)樣，分流比1∶60。程序升溫：柱箱初始溫度40 ℃，保持2 min， 以 5 ℃/min 的升溫速率升到120 ℃，再以10 ℃/min的升溫速率升到230 ℃，平衡10 min，運(yùn)行時(shí)間59 min。

2.1.3 質(zhì)譜(MS)條件 電子轟擊離子源 EI，電子能量70 eV，離子源溫度為280 ℃，傳輸線溫度250 ℃，檢測(cè)離子質(zhì)量掃描范圍30～500 amu，溶劑延遲1.0 min。

2.1.4 數(shù)據(jù)分析與處理 利用 NIST標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫對(duì)得到的質(zhì)譜圖進(jìn)行檢索和人工分析，査對(duì)有關(guān)質(zhì)譜資料，結(jié)合保留時(shí)間和質(zhì)譜分別對(duì)各峰加以確認(rèn)，匹配度≥ 70%作為物質(zhì)鑒定標(biāo)準(zhǔn)，確定成分。釆用峰面積歸一化法進(jìn)行定量，得到各組分的相對(duì)含量。

2.2 PY-GC-MS檢測(cè)結(jié)果

2.2.1 顯齒蛇葡萄熱裂解揮發(fā)性成分的總離子流圖 顯齒蛇葡萄分別在300、450、600 ℃下熱裂解，其揮發(fā)性成分總離子流色譜圖如圖1所示。

2.2.2 顯齒蛇葡萄在不同熱裂解溫度下?lián)]發(fā)性成分 按照 2.1.1的方法，分別在300、450、600 ℃溫度下，對(duì)顯齒蛇葡萄進(jìn)行熱裂解分析，產(chǎn)生的揮發(fā)性組分如表2和圖1所示。

圖1 顯齒蛇葡萄在不同溫度下熱裂解揮發(fā)性成分的總離子流圖(從上至下:300 ℃,450 ℃,600 ℃)

由表1可知，顯齒蛇葡萄分別在300、450、600 ℃條件下熱裂解所得的揮發(fā)性成分中，共鑒定出45種化學(xué)成分。在300 ℃熱裂解溫度下，共檢出化合物20 種，占總峰面積的41.46%。其中含量最高的成分是乙酸(17.61%)，其次是氨基甲酸銨(6.64%)和9,12,15-十八碳三烯酸(3.20%)，在450 ℃熱裂解溫度下，共檢出化合物34 種，占總峰面積的67.25%。其中含量較高的分別為棕櫚酸(5.97%)，9,12,15-十八碳三烯酸(5.73%)，醋酸(5.72%)，在600 ℃熱裂解溫度下，共檢出化合物31種，占總峰面積的70.01%。其中含量最高的成分2,3-丁二酮(11.07%)，其次是棕櫚酸(6.54%)，9,12,15-十八碳三烯酸(5.79%)。從表中可以看出，在 300 ℃條件下的裂解產(chǎn)物較少，450 ℃、600 ℃下的熱裂解產(chǎn)物明顯增多。顯齒蛇蛇葡萄在上述3種溫度下熱解，產(chǎn)生的揮發(fā)性共有組分為乙酸、2-呋喃甲醇、3-甲氧基兒茶酚、吲哚、2,6-二甲氧基苯酚、2,6-二甲氧基-4-(2-丙烯基)-苯酚、異丁香酚、咖啡因、棕櫚酸、植物醇、亞麻酸、十八酸。

表1 顯齒蛇葡萄在不同溫度下的熱裂解揮發(fā)性成分

表1 顯齒蛇葡萄在不同溫度下的熱裂解揮發(fā)性成分

由表2可以看出，顯齒蛇葡萄在300 ℃、450 ℃、600 ℃ 熱裂解溫度下，產(chǎn)生的揮發(fā)性成分主要為有機(jī)酸、酮類、酚類、醇類、含氮雜環(huán)化合物、呋喃類、苯系物、酯類、醛類。在300 ℃熱裂解溫度下，檢出有機(jī)酸類30.24%， 酚類3.78%， 醇類2.87%，酮類2.22%，酯類0.5%，含氮化合物0.47%，醛類0.32%。在450 ℃熱裂解溫度下，檢出有機(jī)酸類20.25%，酚類 9.51%，酮類8.46%，醇類8.10%，含氮化合物7.16%，呋喃類3.87%，酯類3.40%，苯系物2.94%。在600 ℃熱裂解溫度下，檢出酮類16.79%， 酚類15.82%，有機(jī)酸類14.81%，含氮化合物7.53%，苯系物6.74%，醇類4.36%，呋喃類1.55%。以上可見，不同溫度下熱解過程中，其有機(jī)酸、呋喃類、醛類相對(duì)含量隨著熱解溫度增加下降，酮類、酚類、含氮雜環(huán)化合物、苯系物及一些其他化合物相對(duì)含量則有所增加。

表2 不同溫度下?lián)]發(fā)成分中各類成分相對(duì)含量 (%)

3 討論

3.1 顯齒蛇葡萄熱解揮發(fā)性成分的變化 顯齒蛇葡萄熱解揮發(fā)性成分比較復(fù)雜，不同的熱解溫度對(duì)揮發(fā)性成分有一定的影響。PY-GC-MS 結(jié)果顯示，顯齒蛇葡萄在不同溫度下熱解過程中，共鑒定出45種揮發(fā)性成分，檢測(cè)的物質(zhì)主要分為有機(jī)酸、酮類、酚類、醇類、含氮雜環(huán)化合物、呋喃類、苯系物、酯類、醛類。其中，有機(jī)酸、呋喃類、醛類相對(duì)含量隨著熱解溫度增加下降，其原因可能是高溫下產(chǎn)生熱裂解或轉(zhuǎn)化生成其他物質(zhì)，有待于進(jìn)一步探究。

3.2 顯齒蛇葡萄熱解成分中有機(jī)酸含量較高 熱解檢出的揮發(fā)性成分中，有機(jī)酸含量較高，主要包括括甲酸、乙酸等小分子有機(jī)酸和棕櫚酸、亞麻酸、硬脂酸等高級(jí)脂肪酸。這些高級(jí)脂肪酸在醫(yī)藥、生命健康方面也有一定的重要作用。據(jù)報(bào)道，棕櫚酸對(duì)肝纖維化具有保護(hù)作用，亞麻酸具有降低血脂、軟化血管、促進(jìn)微循環(huán)的藥理作用[12]。

3.3 PY-GC-MS技術(shù)可用于植物揮發(fā)性成分檢測(cè) 利用 PY-GC-MS 技術(shù)可以快速熱解顯齒蛇葡萄，檢測(cè)顯齒蛇葡萄中的揮發(fā)性成分，與溶劑提取比較，樣品用量少,可直接進(jìn)樣分析，分析速度快，具有操作簡(jiǎn)單、靈敏度高等特點(diǎn)。PY-GC-MS 聯(lián)用技術(shù)是鑒定和評(píng)價(jià)天然植物的一種簡(jiǎn)便適用的好方法。

根據(jù)PY-GC-MS數(shù)據(jù)，顯齒蛇葡萄揮發(fā)性成分隨溫度變化而變化，鑒定出45種化學(xué)成分，主要分為有機(jī)酸、酮類、酚類、醇類、含氮雜環(huán)化合物、呋喃類、苯系物、酯類、醛類。顯齒蛇葡萄熱解揮發(fā)性組分中富含有機(jī)酸，這些高級(jí)脂肪酸對(duì)人類的生命活動(dòng)有著重要的作用。PY-GC-MS聯(lián)用技術(shù)分析顯齒蛇葡萄揮發(fā)性成分簡(jiǎn)便快速，可用于植物資源質(zhì)量評(píng)價(jià)。