頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術分析白玉蘭花和黃玉蘭花揮發(fā)性成分

magneticia是木蘭科植物，分布在喜馬拉雅山脈、中國南部、印度和馬來西亞等地。玉蘭花是一種非常珍貴的園林觀賞植物,其花朵大,花形俏麗,開放時溢放幽香;玉蘭花花瓣可供食用,肉質(zhì)較厚,具特有清香;玉蘭花對有害氣體有較強的抗性,是適合于大氣污染地區(qū)的良好防污染綠化樹種;玉蘭花蕾(曬干即為中藥辛夷)具有散風寒、通鼻竅、抗菌消炎等作用;從玉蘭花中提取的揮發(fā)油,除藥用外還是配制用于高檔香煙、食品和化妝品的高級香精之原料。研究玉蘭花的揮發(fā)性成分,多采用有機溶劑萃取、水蒸氣蒸餾、超臨界萃取等傳統(tǒng)樣品前處理技術提取出玉蘭花中的揮發(fā)油,再利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術進行分析,存在樣品用量大、耗時長、成本高及對人體造成潛在傷害等缺陷。固相微萃取(solidphasemicroextraction,SPME)是一種新型非溶劑萃取技術,它是將涂有特定固定相的纖維頭置于樣品頂部上空,吸附(富集)樣品中的揮發(fā)和半揮發(fā)性成分,被萃取物通過氣相色譜進樣口解吸后,經(jīng)流動相將其導入色譜柱,完成萃取、濃縮、進樣、分離全過程,具有操作簡單、成本低、樣品用量少、靈敏度高等特性。由于非直接地從樣品底物中吸附分析物,避免了樣品基質(zhì)中非揮發(fā)性組分的污染,故萃取物更能真實反映樣品揮發(fā)物質(zhì)的實際狀態(tài),是分析芳香植物揮發(fā)性成分的良好方法。玉蘭花多呈白色、粉紅色和紫紅色,黃色的玉蘭花則較為罕見。有關黃色玉蘭花的揮發(fā)性成分研究尚未見報道,本研究采用HS-SPME-GC/MS法對白玉蘭(M.denudate)和黃玉蘭(M.champaca)花的揮發(fā)性成分進行了比較研究,為合理開發(fā)和綜合利用這兩種玉蘭花資源提供依據(jù)。1試驗部分1.1材料和標準品儀器:Agilent5975-6890氣質(zhì)聯(lián)用儀,美國安捷倫公司;固相微萃取裝置(SPME手柄、75μmCAR/PDMS萃取頭),美國Supelco公司。材料:2個品種的玉蘭花(白玉蘭花和黃玉蘭花)于2013年5月采集于深圳職業(yè)技術學院留仙洞校區(qū),經(jīng)由深圳職業(yè)技術學院園林花卉專業(yè)李永紅教授鑒定;0.5mg/LC8~C40正構烷烴混合標準品,購自美國Accustandard公司;20mL帶塑料密封墊樣品瓶,美國安捷倫公司。1.2ms萃取頭的制備取2g剛從樹枝上摘下的盛開的玉蘭花朵組織放入潔凈干燥的20mL樣品瓶中,加蓋封口,將裝有75μmCAR/PDMS萃取頭(試驗前先將此萃取頭于氣相色譜進樣口250℃下老化1h)的SPME手柄插入樣品瓶,推出萃取頭使其距鮮花2~3mm(勿接觸花瓣),室溫(25℃)下頂空萃取40min。萃取完畢,將萃取頭縮回并抽出SPME手柄,再將手柄插入GC-MS氣相色譜進樣口,推出萃取頭,于250℃解吸5min,同時啟動GC-MS進行檢測分析。1.3gc-ms接口色譜柱:DB-624石英毛細管柱(60m×0.25mm×1.40μm);載氣:高純He(99.999%);流速:1mL/min;進樣模式:不分流進樣(0.85min分流閥打開);進樣口溫度:250℃;程序升溫:初溫40℃保持1min,以5℃/min升溫至220℃,保持2min,再以4℃/min升溫至250℃,保持20min;GC-MS接口溫度:280℃;EI離子源,電離能量:70eV;離子源溫度:230℃,四極桿溫度:150℃;質(zhì)量掃描范圍:m/z30~500;檢索譜庫:NIST08.L。1.4玉蘭花揮發(fā)性組分的性質(zhì)將0.5mg/LC8~C40正構烷烴混合標準品用三氯甲烷(色譜純)稀釋至0.1mg/L,取1μL按上述GC-MS條件進行色譜分析,測定各正構烷烴的保留時間,然后在完全相同的條件下,對玉蘭花的揮發(fā)性成分進行分析,測定各組分的保留時間,再根據(jù)線性升溫保留指數(shù)計算公式(見式1)計算出各組分的Kovats保留指數(shù)。式中:KI為Kovats保留指數(shù);tR為被測組分的保留時間;下標x為被測組分符號;下標n和(n+1)為分別具有n和(n+1)個碳原子的正構烷烴符號。2結果與討論2.1玉蘭花揮發(fā)油成分利用頂空固相微萃取技術對玉蘭花的揮發(fā)性成分進行提取并進行GC-MS分析,其總離子流圖如圖1(白玉蘭花)和圖2(黃玉蘭花)所示。利用化學工作站對總離子流圖進行積分處理,以峰面積歸一化法測量各組分的相對百分比,經(jīng)計算機NIST08譜庫自動檢索和KI保留指數(shù)比對,初步分離確定各組分的化合物名稱及其相對百分比,結果見表1。由表1可以看出,2種玉蘭花共鑒定出91種揮發(fā)成分,其中白玉蘭花鑒定出65種揮發(fā)成分,黃玉蘭花鑒定出58種揮發(fā)成分。白玉蘭花的主要揮發(fā)成分為2-甲基-丁酸甲酯(相對百分比42.04%)、丙酸甲酯(相對百分比13.89%)、苯基乙醇(相對百分比4.86%)、3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇(相對百分比4.61%)、石竹烯(相對百分比3.80%)等;黃玉蘭花的主要揮發(fā)成分為3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇(相對百分比41.34%)、苯甲酸甲酯(相對百分比9.68%)、4-(2,6,6-三甲基-2-環(huán)己烯-1-基)-2-丁酮(相對百分比7.93%)、苯乙醛(相對百分比6.70%)、(E)-4-(2,6,6-三甲基-1-環(huán)己烯-1-基)-3-丁烯-2-酮(相對百分比4.29%)、β-月桂烯(相對百分比4.06%)、D-苧烯(相對百分比3.55%)等;兩種玉蘭花檢出共有揮發(fā)性成分31種,占總檢出揮發(fā)成分含量的48.68%,其中主要揮發(fā)成分有β-月桂烯、α-蒎烯、β-蒎烯、α-水芹烯、苧烯、桉樹腦、3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇和3-蒈烯等。2.2醇類化合物相對比值高通過HS-SPME-GC/MS分析發(fā)現(xiàn),白玉蘭花和黃玉蘭花的主要揮發(fā)成分及其含量存在較大差異,表現(xiàn)在:(1)白玉蘭花檢出9種萘(樟腦)類化合物,相對百分比為5.20%,而黃玉蘭花未檢出;(2)白玉蘭花檢出甲酯類化合物相對百分比高達62.10%,而黃玉蘭花僅檢出11.60%;(3)白玉蘭花檢出醇類化合物相對百分比僅為9.47%,而黃玉蘭花檢出的醇類化合物相對百分比高達42.70%;(4)白玉蘭花和黃玉蘭花檢出的烯烴類(含萜烯)化合物相對百分比分別為17.80%和10.30%。馮立國等采用HS-SPME-GC/MS法分析白玉蘭的香氣成分,在白玉蘭鮮花花瓣中檢出25種芳香成分,其中萜烯類化合物相對百分比高達70.29%,含量較多的芳香成分有β-水芹烯、α-金合歡烯、桉葉油素、β-蒎烯、氧化芳樟醇和α-蒎烯。陳華國等采用SPME-GC/MS分析荷花玉蘭揮發(fā)性成分,在荷花玉蘭鮮花花瓣中分離鑒定出48種揮發(fā)成分,相對百分比較高的分別是反式香葉醇(38.11%)、苯甲醇(4.99%)、3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇(4.33%)和松香芹酮(3.24%)。本研究采用相同方法在白玉蘭鮮花花朵中鑒定出65種揮發(fā)成分,主要揮發(fā)成分為2-甲基-丁酸甲酯(42.04%)、丙酸甲酯(13.89%)、苯基乙醇(4.86%)、3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇(4.61%)、石竹烯(3.80%)。三者之間存在較大差異,原因可能與采樣地點、采樣部位(花瓣與整株花朵)及分析條件(溫度)不一致有關。3揮發(fā)性成分及其相對比值本研究采用HS-SPME-GC/MS方法對白玉蘭花和黃玉蘭花的揮發(fā)性成分進行分析。兩種玉蘭花共鑒定出91種揮發(fā)成分,其中共有揮發(fā)成分檢出31種。白玉蘭花的主要揮發(fā)成分為2-甲基-丁酸甲酯(42.04%)、丙酸甲酯(13.89%)、苯乙醇(4.86%)、3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇(4.61%)和石竹烯(3.80%);黃玉蘭花的主要揮發(fā)成分為3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇(41.34%)、苯甲酸甲酯(9.68%)、4-(2,6,6-三甲基-2-環(huán)己烯-1-基)-2-丁酮(7.93%)、苯乙