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固相微萃取—气质联用对小茴香茎中挥发性成分的分析

点击次数:1370 发布时间:2016-07-15

小茴香(Foeniculum vulgare Mill)为伞形科植物,主要由茎、籽和叶组成,具有散寒止痛、理气和胃的功能,用于寒疝腹痛、脘腹胀痛、食少吐泻等症[1]。除用作中药外,小茴香还是重要的香料,如作为包子、饺子等食品的馅料,其挥发性组分在小茴香的功效中具有重要的作用。 
  虽然小茴香茎和籽均作为香料或药物使用,但目前有关小茴香挥发性成分的分析报道集中在小茴香干燥成熟果实(小茴香籽)上,具体分析方法主要有水蒸气蒸馏[2-3]、超临界CO2流体萃取[4]、微波辅助萃取[5-6]等,有关小茴香茎的挥发性成分报道则很少。近来,固相微萃取技术(SPME,Solid Phase Microextraction)因集采样、吸附、萃取、浓缩、进样于一体,操作时具有时间短、样品少、无需萃取溶剂、对被测样品选择性高和重现性好等优点而受关注[7-8]。笔者采用固相微萃取-气质联用法(SPME/GC-MS)对小茴香茎和籽中挥发性成分进行分析。 
  1 材料与方法

  1.1 仪器与材料 气相色谱-质谱联用仪(GC6890/MS5973型,美国Agilent仪器公司);固相微萃取仪(HP-1510,上海济成分析仪器有限公司)和萃取头(PA,美国Supelco公司);电子天平(EL303型,梅特勒-托利多仪器有限公司)。小茴香于2013年9月2日采自贵州省遵义市三岔。 
  1.2 挥发性成分的固相微萃提取 先称取干燥粉碎成末的小茴香茎0.4 g放置在5 ml萃取瓶中,然后插入经活化的萃取头(230 ℃下活化3 min)在80 ℃下萃取,45 min后取出萃取头,直接插入气相色谱仪进样口(250 ℃)脱附3 min。 
  1.3 气相色谱-质谱测定条件 
  1.3.1 气相色谱条件。使用Agilent HP5MS弹性石英毛细管色谱柱(30.0 m×250 μm×0.25 μm);升温时从60 ℃开始以3 ℃/min升至230 ℃;载气为高纯He,流速0.5 ml/min;采用不分流进样,进样口温度250 ℃。 
  1.3.2 质谱条件。采用能量70 eV的EI离子源,温度230 ℃;MS四极杆温度150 ℃;接口温度150 ℃;质量扫描范围m/z30500。 
  1.3.3 谱图积分参数。初始峰宽为0.102;初始阀值为13.2。 
  1.4 数据处理 样品中各挥发性成分的定性由计算机检索与美国Wiley7Nist05、NIST05 2种标准质谱数据库匹配而得,统计匹配度>90%的挥发性成分。挥发性成分的定量分析采用峰面积归一化法。 
  2 结果与分析 
  按“1.2”和“1.3”方法进行试验,得到小茴香茎挥发性成分的总离子流色谱图(图1a),从图1a可以看出,SPME/GC-MS完全可以对小茴香茎挥发性成分有效富集和分离。对相似度>90%的成分进行统计, 
  结果表明(表1),从小茴香茎中鉴别出的挥发性成分共有22个,涵盖了醚、酮、酯、烃和 
  萜等类,具体分布是醚类2个、萜类15个、酯类2个、酮类1 
  个、烃类2个;其中,含量高的是反式茴香脑,达51.61%,其次是dl柠檬烯(16.16%),与吴玫涵等采用水蒸气蒸馏[2-3]、微波辅助萃取[5-6]、固相微萃取[9]等研究茴香籽挥发性主要成分的结果基本相同;此外,其他含量>1%的成分还有1,3,3*基-二环[2.2.1]庚2醇乙酸酯(6.23%)、大根香叶烯D(5.01%)、乙酸小茴香酯(4.25%)、β法尼烯(366%)、δ3蒈烯(1.90%)、β罗勒烯(1.53%)、爱草脑(1.34%)等,微量成分(含量<1%的成分)为莰烯、邻伞花烃等。 
  为进一步确认SPME/GCMS对小茴香茎挥发性成分的分析结果,笔者在相同的条件下分析了小茴香籽的挥发性成分,所得总离子流色谱图如图1b所示,所得具体成分一同列入表1中。将小茴香茎与小茴香籽的结果进行对比,结果表明,小茴香茎与籽中检测出的挥发性成分均是22个,其中共有成分11个;小茴香茎与籽的主要成分相同,均是反式茴香脑和dl柠檬烯,但小茴香茎的反式茴香脑含量(51.61%)比小茴香籽的含量低(80.42%);二者的主要成分虽然基本相同,但次要成分相差较大,除爱草脑、β罗勒烯、L葑酮和γ萜品烯等几个共有成分外,其他几个如1,3,3*基-二环[2.2.1]庚2醇乙酸酯、大根香叶烯B、乙酸小茴香酯和β法尼烯等在小茴香茎中检测到的成分,在小茴香籽中未检测到,且共有成分外的含量差异也较大,说明小茴香茎与籽之间次要成分的差异较大;相比于主要和次要成分,微量成分之间的差异更大,大部分微量成分均没有共有。 
  中国药典收录的中药主要是小茴香籽,是中国药典收录的一味中药,因此其挥发性成分的分析成为研究分析的目标,但小茴香籽在整个茴香中产量仅为很少的一部分,资源有限;小茴香茎的挥发性成分分析结果表明两者的主要挥发性成分基本一致而次要及微量成分不同,对开发利用小茴香茎及小茴香籽的替代使用均具有重要意义。 
  3 结论 
  小茴香茎的挥发性成分与小茴香籽一样,主要以反式茴香脑和柠檬烯为主;两者次要成分之间的差异较大,小茴香茎的次要成分主要是1,3,3*基-二环[2.2.1]庚2醇乙酸酯(6.23%)、大根香叶烯D(5.01%)、乙酸小茴香酯(425%)、β法尼烯(3.66%)等,微量成分之间的差异更大。 

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