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滇桂木莲精油的提取及GC-MS分析



全 文 :滇桂木莲精油的提取及 GC - MS分析
刘美凤1,蒋利荣1,周 惠1,董华政2,朱开甫2
(1 华南理工大学化学与化工学院,广东省绿色化学产品技术重点实验室,广东 广州 510640;
2 广东神州木兰园林有限公司,广东 广州 510624)
摘 要:研究木兰科植物滇桂木莲鲜叶精油化学成分,开发其在医药、香料和化妆品行业的用途。采用水蒸气蒸馏法提取滇桂
木莲鲜叶精油,采用气相色谱 -质谱(GC - MS)联用技术分析精油成分。共检测出 52 种化合物,检出量达 97%,其中约 70%为高沸
点状态下出峰。含量较高的五种物质为 4 -羟基 - 4 -甲基 - 2 -戊酮(8. 50%)、反式 -橙花叔醇(7. 95%)、τ -杜松醇(6. 74%)、
α -萜品烯(6. 38%)、库贝醇(5. 01%)。
关键词:木兰科;滇桂木莲;植物精油;水蒸气蒸馏;GC - MS
Essential Oil Extraction and GC -MS Analysis of Manglietia Forrestii
LIU Mei - feng1,JIANG Li - rong1,ZHOU Hui1,DONG Hua - zheng2,ZHU Kai - fu2
(1 School of Chemistry and Chemical Engineering,South China University of Technology,Guangdong Provincial Key
Laboratory of Green Chemical Product Technology,Guangdong Guangzhou 510640;
2 Guangdong Magnolia Landscape Ltd.,Guangdong Guangzhou 510624,China)
Abstract:The chemical substance of essential oil from fresh leaves of Manglietia forrestii,which was magnoliaceous
species,was studied. The application of Manglietia forretii in medicine,frangrance and cosmetic were developped. High
boiling point substances take up to 70% in all 52 kinds of compounds (97%)detected. 2 - Pentanone,4 - hydroxy - 4
- methyl -(8. 50%) ,Trans - Nerolidol (7. 95%) ,τ - Cadinol (6. 74%) ,α - Terpineol (6. 38%) ,and Cubenol
(5. 01%)were the five main constituents.
Key words:magnoliaceae;Manglietia forrestii;essential oil;steam distillation;GC - MS
作者简介:刘美凤(1975 -) ,主要从事天然活性成分及作用机制研究以及天然产品开发。E - mail:liumf@ scut. edu. cn
通讯作者:朱开甫(1966 -) ,主要从事木兰科珍稀濒危树种迁地繁殖和种质资源保护。E - mail:yy4852518@ 163. com
木兰科(Magnoliaceae)植物是双子叶植物植物纲木兰亚纲的
一个较原始的科。由于木兰科植物多为濒危品种,野生资源十分
分散,资源较少,故国内外对其研究[1 -3]不多。在木兰科的 16 个
属中,木莲属是相对原始且种类较多的一个属[4]。本属主要分布
在亚洲的热带和亚热带地区,中国西南部和南部为其主要分布中
心。滇桂木莲(Manglietia forrestii)为木兰科木莲属濒危种植物,
是世界自然保护联盟(IUCN)保护品种,我国特有种,产于云南西
部及南部、广西西南部。叶革质、倒卵形、长圆状倒卵形、长 11 ~
20 cm,宽 5 ~9. 5 cm,顶端骤急尖或渐尖,基部楔形,或阔楔形,上
面无毛,下面被散生红褐色竖起毛;侧脉每边 12 ~ 16 条;叶柄长
1 ~3 cm,托叶痕长 3 ~ 10 mm。本种树形美观、枝繁叶茂,花大而
美丽,适用于庭园观赏,高档小区、私人别墅绿化。
对于木兰科植物精油的研究,多集中于花蕾精油在医药和
化妆品行业上的应用。木兰科植物叶子为可持续性利用资源,
有着很好利用前景的天然香料和药材植物资源,为木兰精油开
发的盲点。本文进行了人工繁育滇桂木莲鲜叶精油的提取和
GC - MS分析,为天然香料以及药用价值开发奠定基础。
1 材料、仪器与试剂
1. 1 实验材料
滇桂木莲(Manglietia forrestii)鲜叶,采自广东省湛江市徐闻
县神州木兰园珍稀濒危树种培育基地。
1. 2 仪器与试剂
QP2010 型气相色谱 -质谱联用仪,SHIMADZU 公司;微量
移液器,金花公司;电热套(220V /1000W) ,北京市永光明医疗仪
器厂;0. 45 μm微孔滤膜。
无水硫酸钠、丙酮,均为分析纯。
2 实验方法
2. 1 精油提取
取 476 g滇桂木莲鲜叶剪碎,置于 5 L圆底烧瓶中,用挥发油
提取装置加热提取 3 h,收集精油,经无水硫酸钠脱水后测定体积
为 0. 31 mL,计算滇桂木莲鲜叶精油的出油率为 0. 065% mL/g。
2. 2 精油成分分析
2. 2. 1 GC - MS条件
气相色谱条件:DB - 1ms石英毛细管柱(27 m × 0. 25 mm) ,
载气:He;进样口温度:250 ℃,入口温度 250 ℃;溶剂切:1. 2 min;
60 ℃停 1 min,60 ~ 140 ℃,程序升温,8 ℃ /min;140 ~ 200 ℃,
·011· 广州化工 2011 年 39 卷第 21 期
程序升温,3 ℃ /min;进样量:1 μL。
质谱条件:离子源:EI;电离电压:70 eV;离子源温度:
250 ℃。比对数据库:NIST27。
2. 2. 2 精油成分 GC - MS 直观分析和精油组成成分及相对含
量分析
分别精密吸取上述精油各 10 μL 置于 10 mL 容量瓶,用丙
酮稀释并定容至刻度,0. 45 μm 微孔滤膜滤过后,进行 GC - MS
分析。采用直观分析法评价滇桂木莲植物精油中典型芳香物质
形态构成;通过数据库(NIST27)比对,分析精油主要成分采用面
积归一化法计算各精油组成成分的相对含量。
3 结 果
3. 1 精油成分 GC -MS直观分析
依照上述实验条件进样,得到滇桂木莲的总离子流图(见图
1)。由图 1 直观分析可知,滇桂木莲出峰主要集中在 0 ~ 10 min
(约 30%)和 13 ~ 22 min(约 70%) ,说明既含有低沸点的芳香性
物质,同时又含有高沸点的芳香性物质,香气会持久而饱满。
图 1 滇桂木莲鲜叶精油的总离子流图
3. 2 精油成分 GC -MS分析
GC - MS 条件见 2. 2. 1,通过数据库(NIST27)比对,分析滇
桂木莲精油主要成分,采用面积归一化法计算各组分的相对含
量,MS解析结果与相对含量见表 1。
表 1 滇桂木莲精油成分的 GC - MS分析及相对含量
化合物名称 相对含量 /% 匹配度
4 -羟基 - 4 -甲基 - 2 -戊酮 8. 50 94
2,2,4,6,6 -五甲基庚烷 0. 56 94
(+)- 4 -蒈烯 0. 16 91
1 -甲基 - 2 -甲基乙基 -苯 0. 50 94
柠檬烯 0. 67 92
桉油精 3. 98 92
3 -蒈烯 0. 20 90
1,8 -间孟二烯 0. 21 86
3,7 -二甲基 - 1,6 -辛烯 - 3 -醇 3. 70 93
D -小茴香醇 0. 14 92
水合莰烯 0. 30 90
龙脑 0. 12 91
4 -甲基 - 1 -甲基乙基 - 3 -环己烯醇 2. 08 96
α -萜品烯 6. 38 96
顺式 -香叶醛 1. 84 93
依兰烯 0. 20 90
古巴烯 0. 41 94
喇叭烯 0. 57 86
续表
马兜铃烯 0. 20 88
石竹烯 0. 30 81
α -石竹烯 0. 30 81
异喇叭烯 1. 38 93
α -紫穗槐烯 0. 84 85
4(14) ,11 -桉叶二烯 2. 32 93
3,7(11)-桉叶二烯 4. 63 89
α -檀香烯 0. 23 75
1(10) ,4 -杜松二烯 4. 90 93
1,2,3,4 -四氢化 - 1,6 -二甲基 -
4 -(1 -甲基乙基)-萘
2. 67 89
石竹烯氧化物 0. 34 78
α -荜澄茄烯 0. 17 85
4,5,9,10 -去氢异长叶烯 0. 23 69
异丁子香烯 0. 57 82
α -去二氢菖蒲烯 1. 05 86
反式橙花叔醇 7. 95 91
石竹烯醇 2. 33 94
大香叶烯 D -4 -醇 3. 98 80
愈创醇 0. 66 79
表蓝桉醇 0. 41 87
3,7 - Cycloundecadien - 1 - ol,
1,5,5,8 - tetramethyl -
1. 14 87
2 -(4a,8 -二甲基 - 2,3,4,4a,5,
6 -六氢化 - 2 -萘基)- 2 -丙烯醇
0. 56 64
6 -芹子烯 - 4 醇 0. 67 83
异香树素环氧化物 0. 36 78
Di - epi - . alpha -柏木烯 2. 86 84
γ -桉叶醇 0. 98 90
τ -杜松醇 6. 74 85
桥 -二环倍半水芹烯 3. 63 83
库贝醇 5. 01 84
黑松醇 4. 40 84
喇叭醇 0. 07 70
卡达醇 0. 55 87
α -没药醇 2. 06 94
金合欢醇 1. 39 90
香醇烯 0. 38 73
由表 1 可知,该实验条件下,滇桂木莲共检测出 52 种化合
物,检出量达 97%,主要为醇类、烯类,含量最高化合物是 4 -羟
基 - 4 -甲基 - 2 -戊酮(8. 50%) ,其余主要成分包括:反式 -橙
花叔醇(7. 95%)、τ -杜松醇(6. 74%)、α -萜品烯(6. 38%)、库
贝醇(5. 01%)、1(10)-杜松 - 4 -二烯(4. 90%)、3,7(11)-桉
叶二烯(4. 63%)、黑松醇(4. 40%)、桉油精(3. 98%)、大香叶烯
D -4 -醇(3. 98%)、桥 -二环倍半水芹烯(3. 63%)。
(下转第 118 页)
·111·2011 年 39 卷第 21 期 广州化工
4 结 论
本文主要对目前市场上鳕鱼、沙虾、海水蟹、美国红鱼和南
美白对虾中无色孔雀石绿残留量进行了测定,用高效液相色谱
荧光检测法测定,回收率为 87. 34%相对标准偏差 1. 26%,符合
药物残留监控的技术要求,测定结果表明海捕鱼虾类无无色孔
雀石绿未检出,但在养殖水产品中有少量无色孔雀石绿检出,美
国红鱼和南美白对虾的含量为 2. 23 μg /kg 和 2. 12 μg /kg,均大
于检出限 0. 5 μg /kg。表明在水产养殖过程中仍在使用孔雀石
绿作为杀菌杀虫防腐剂,虽然孔雀石绿对防治鱼类的水霉病[10]、
白斑病、烂鳃病以及寄生虫病等有优良的作用,但孔雀石绿和无
色孔雀石绿存在的潜在的致突变、致畸和致癌危险性,许多国家
均禁止其作为食用鱼的兽药使用。
孔雀石绿在水生生物体中的主要代谢产物为无色孔雀石
绿,由于其不溶于水,残留毒性比孔雀石绿更强。但在我国很多
市场上所买到的养殖类水产品中也有无色孔雀石绿的检出。我
国农业部已明确规定不能将其用于水产养殖过程中,危害人们
的健康,但是多处养殖水产品中检出,有关部门应该加强孔雀石
绿市场监管力度,大力提倡健康、生态、安全的水产养殖模式;积
极研制新型、低廉、高效和无毒的渔药或生物制剂和传统中药提
取物,来改善养殖水环境和增强水生动物自身免疫力,是目前养
殖业发展的重要战略。
参考文献
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43 - 45.
(上接第 111 页)
上述几种化合物中,除 4 -羟基 - 4 -甲基 - 2 -戊酮外,都
是植物挥发油中常见的成分,亦可见于木兰科植物。对比以往
研究[5]发现,滇桂木莲鲜叶挥发油的主要成分与同科玉兰属植
物挥发油主要成分不同,这些成分构成了滇桂木莲鲜叶特有的
清幽香韵。
4 讨 论
GC - MS分析表明滇桂木莲精油中既含有低沸点的芳香性
物质,同时又含有高沸点的芳香性物质,低沸点的芳香性物质挥
发度高,扩散力强,充当头香和基香香料,而高沸点的芳香性物
质挥发度较低,香气持久,充当天然香料定香剂,因此滇桂木莲
精油香气清幽饱满。
滇桂木莲精油中含有一些广为人知的食用和日用香精成
分。其中含量最高的 4 -羟基 - 4 -甲基 - 2 -戊酮为甜的奶香、
酯香、香蕉水果味道;橙花叔醇甘甜而少清,微带木香,用于配制
玫瑰型、紫丁香型等香精;黑松醇用作烟用香料,使烟气柔和、细
腻,谐调;杜松醇、库贝醇均为木香型日用香精;萜品烯用于各种
用途的香精配方中,同时用作增加新鲜气息剂。香叶醛主要用
于配制柠檬、柑橘和什锦水果型香精,亦为合成紫罗兰酮的主要
原料柠檬烯多用于日用品和饮料中;桉油精、龙脑多用于清凉驱
虫剂中;莰烯、石竹烯具有木香和辛香,是香精的定向剂和协调剂。
滇桂木莲鲜叶挥发油得率虽不是太高,仅为 0. 065% mL /g,
但香气高雅芬芳,其树大叶多,而且为可持续资源,仍具有很大
的开发前景。结果表明,滇桂木莲鲜叶挥发油的主要成分与同
科玉兰属植物挥发油主要成分相差甚远,对滇桂木莲精油特有
芳香成分的研究和开发将为滇桂木莲的药用、日用或化妆品用
途提供了科学依据。
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·811· 广州化工 2011 年 39 卷第 21 期