全 文 ：2014
年
第
卷
第
期
17
8
饮 料 工 业
摘 要：实验采用水蒸气蒸馏法提取天然野生的白苏挥发油，并用气相色谱—质谱连用技术对白苏挥发油组分进行
分离和鉴定。同时运用气相色谱面积归一化法计算各组分的相对含量，实验检测结果表明：白苏挥发油中检验出 38
种组分，鉴定出 38种化合物，其中主要成分以醇类为主，其中的主要组分有 3—己烯—1—醇（25%）、1—己醇
（14.78%）、3，7—二甲基—1,6—辛二烯—3—醇（9.9%）、乙酸丙酯(9%)、十六酸（6.2%）、苯乙醇（3.15%）等；并通过利
用 Fention反应检测白苏挥发油的抗氧化活性，发现白苏挥发油具有明显的清除羟基自由基的作用，表明白苏挥发
油具有一定的抗氧化活性，本文可为以后天然野生白苏挥发油的综合利用提供一定的科学依据。
关键词：白苏；挥发油；气相色谱—质谱连用；抗氧化活性
GC-MS Analysis of Perilla Frutescens Essential Oil Components and Study of Its Antioxidant Activity
ZHANG Xiao-qi，TIAN Guang-lan，LIU Cun-fang*
（Shaanxi Institute of Chemistry and Environmental Science，Hanzhong 723000，China）
Abstract: Natural perilla frutescens essential oil is distilled using steam distillation method. It is also separated and
identified by GC-MS. After calculating the relative contents by Gas chromatography area normalization method，the
data evidently shows that 38 components are detected and identified in Perilla frutescens. Alcohol， the main
component，can be divided into 3-Hexen-1-ol（25%），1-Hexanol（14.78%），1.6-Octadien-3-ol.3.7-dimethyl（9.9%），
N-propyl.acetate (9%)，n-Hexadecanoic.acid（6.2%），Phenylethy Alcohol（3.15%）and so on. Fention action is used to
determine Perilla frutescens antioxidant activity，which can be showed by Perilla frutescens’s ability to scavenge
hydroxyl radicals. This thesis will be useful for further study of the use of Perilla frutescens by providing many
scientific evidences.
Key Words: Perilla frutescens；essential oil；gas chromatography-mass spectrometry；antioxidant activity
中图分类号：R284.1 文献标志码：A 文章编号：1007-7871（2014）08-0032-04
收稿日期：2014-06-27
作者简介：张晓琦（1992—），研究方向为天然产物化学。E-mail：1692470885@qq.com
通讯作者：刘存芳，陕西理工学院副教授，研究生导师。E-mail:cunfangliu398@yahoo.com.cn
白苏挥发油化学成分的GC-MS分析
及抗氧化活性研究
张晓琦，田光兰，刘存芳 *
（陕西理工学院化学与环境科学学院，陕西 汉中 723000）
白苏 （Perilla frutescens） 是唇形科一年生草本植
物，又名赤苏、南苏、白紫苏、苏麻、红苏、苏叶等，
是中国原卫生部首批公布的既是食品又属药品的 60种
物品之一[1，2]。白苏的分布极为广泛，资源丰富，是我国
传统的药食两用植物之一，白苏全草均可入药，其性
温、味辛，具有解毒，散寒等功效，用于风寒感冒，咳
嗽，呕恶，妊娠呕吐，解鱼鳖虫毒等。由于白苏中挥发
油不仅含量丰富有抗菌活性而且有清热解毒之功效，同
检 测 与 分 析
32
饮 料 工 业
2014
年
第
卷
第
期
17
8
时还具有降低胆固醇、降血压、提高记忆力，保护视
力，增强免疫力、延缓机体衰老，预防老年痴呆症等功
效，在治疗癌症、气喘病、过敏性疾病、心脑血管疾病
等方面均有显著功效，在医药和食品领域有着重要的开
发应用经济价值。因此深入研究和开发天然产物中的挥
发油具有很好的药学价值。以秦巴山区天然野生白苏为
原料，采用水蒸气蒸馏法提取白苏挥发油，并采用
GC-MS连用技术对白苏挥发油组分进行分离和鉴定，
用面积归一法确定各个组分的相对百分含量，从白苏挥
发油中总共分离 38个组分，同时用 H2O2/Fe2+体系法对
白苏挥发油进行初步的抗氧化活性研究。发现白苏挥发
油对·OH 有明显的清除作用，是一种很值得开发的
保健活性物质。为以后白苏挥发油的开发利用提供科学依
据[3]。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
天然野生白苏 2014年 4月初采收于陕西南部秦巴
山区（在常温下阴干，粉碎、过筛，密封保存备用密封
待用）；氯化钠、无水硫酸钠、无水乙醚、PBS缓冲液、
超纯水、邻二氮菲、七水合硫酸亚铁 实验所用试剂均
为分析纯。
1.2 仪器与设备
FW177中草药粉碎机 天津市泰斯特仪器有限公
司；101型电热鼓风干燥箱 北京科伟永兴仪器有限公
司；DOB-20003 型光电分析天平 重庆实验设备厂；
FINNIGAN DSQII型 GC/MS仪 美国热电公司；气相
色谱 美国安捷伦利科技有限公司；Alilent GC 6890N
FID 检测器；JXL-2S-6A数显恒温水浴 江苏省金坛
市金祥龙电子有限公司；超纯水机。
1.3 方法
1.3.1 挥发油的提取
准确称取已粉碎白苏茎叶 100g，置于 2000mL烧瓶
中，加适量超纯水浸泡 8h，用水蒸气蒸馏法[4]提取 8h，
将蒸出的油水混合物加入过量 NaCl至溶液达饱和，静
置 2h，然后用无水乙醚萃取 3 次，将萃取液用无水
NaSO4 除水干燥并搁置一夜。将水浴锅温度设置在
37℃，蒸馏出乙醚，最后得到大约 0.62g挥发油，得油
率为 0.62%，低温密闭保存，备用。
1.3.2 白苏挥发油成分的 GC-MS分析
1.3.2.1 质谱条件
电子轰击（EI） 离子源，电子能量 70eV，离子源温
度 200℃，扫描范围 m/z50~550质量单位，扫描模式为
全扫描模式。溶剂截流 4.76min，记录扫描范围 3.49～
33.21min。
1.3.2.2 气相色谱条件
DB-5弹性石英毛细管柱（0.25mm×30m，0.25um），
以 高 纯 度 的 He 为 载 气 ， 其 中 横 流 模 式 流 量
1.84mL/min，进样量为 0.5μL。
升温程序：柱温 50～280℃，控制初始柱温为 50℃
并保持 2min，以 5℃/min的速度程序升温至 100℃，再
以 8℃/min的速度程序温到 180℃并保持 5min，最后以
10℃/min的速度程序升温至 280℃。
1.3.2.3 测定方法
用进样器吸取 0.5μL白苏挥发油的乙醚溶液，用
GC-MS联用仪技术测定，通过 GC-MS色谱工作站数据
处理系统检索 NIST05谱图库，绘制出图谱，并结合相
关文献资料进行人工谱图解析，进而确认白苏挥发油化
学成分。测定分析后，采用峰面积归一化法对白苏挥发
油进行定量分析，分别求出白苏挥发油中各类化合物成
分的相对百分含量[5]。
1.4 抗氧化活性实验
用邻二氮菲—Fe2+氧化法测定 Fe2+/H2O2体系中的羟
基自由基。准确配制 50mL浓度为 0.30mg/mL的白苏挥
发油乙醇水溶液，取 8支已编号为 1、2、3、4、5、6、7
（损伤）和 8（未损伤）的 25mL容量瓶，分别加入1.0mL
0.75mmol/L邻二氮菲，1.5mL的 pH7.4的 PBS缓冲液，
混合均匀，然后分别加入 1.0mL 0.75mmol/L硫酸亚铁溶
液，摇匀，然后向 1～6号容量瓶中分别加入 0.2、0.4、
0.6、0.8、1.0、1.2mL白苏挥发油乙醇水溶液，摇匀，
再向 1～7号容量瓶中分别加入 1mL新配置的 0.01%的
双氧水，然后用超纯水将 8 个容量瓶定容到 25.0mL，
充分摇匀，放在 37℃的恒温生化培养箱中培养 1h，取
出冷却至室温。以超纯水作为参比液，在波长 λ=510nm
下，测量样品的吸光度 A。平行测三次，取平均值。
羟基自由基的清除率：
清除率 /%=（A2－A0）/（A1－A0）×100
其中：
A2代表白苏挥发油乙醇水溶液的吸光度；A1代表
未损伤溶液的吸光度；A0代表损伤溶液的吸光度。并绘
制白苏挥发油浓度—清除率曲线。
2 结果与讨论
2.1 挥发油的化学成分分析结果
白苏挥发油经过 GC/MS分离分析各峰，经质谱扫
描后将所得的质谱图用计算机谱库检索，结合人工谱图
解析，根据各峰的质谱裂片，参考有关文献资料对基
峰、质核比及相对丰对进行比较，并对各峰加以确定，
从白苏挥发油共检测出 38种组分，鉴定出 38种化合物。
检 测 与 分 析
33
2014
年
第
卷
第
期
17
8
饮 料 工 业
各组分鉴定结果见表 1所示，总粒子流图见图 1所示。
表 1 白苏挥发油化学成分 GC/MS分析
Table 1 GC-MS Analysis of Perilla Frutescens Essential Oil Components
序
号
保留时
间 /min 化合物名称 分子式
相对分
子质量
质量分
数 /%
1 3.49 7杂二环[4.1.0]庚烷—2—醇 C6H10O2 114 0.75
2 3.90 己醛 C6H12O2 116 0. 5
3 4.63 乙酸丙酯 C5H10O2 102 9. 0
4 5.60 3—己烯—1—醇 C6H12O 100 25
5 5.88 1—己醇 C6H14O 102 14.78
6 6.19 2—乙基 2—烯丁醇 C6H12O 100 0.1
7 7.89 甲醛 C7H6O 106 0.5
8 8.46 1—辛烯—3—醇 C8H16O 128 0.2
9 9.68 1—甲基—4—（1—甲基乙烯基）环己烯 C10H16 136 0.56
10 10.20 苯乙醛 C8H8O 120 1.5
11 11.97 3，7—二甲基—1，6—辛二烯—3—醇 C10H18O 154 9.9
12 12.38 苯乙醇 C8H10O 122 3.15
13 13.00 二环[2.2.1]庚—2—烯—7—醇 C7H10O 110 0.4
14 13.15 二环[3.1.1]庚—2—烯—4—醇 C12H18O2 194 0.2
15 13.80 二环[2.2.1]庚—2—醇.1，1，7—三甲基—[1S] C10H18O 154 0.6
16 14.41 α—松油醇 C10H18O 154 1.75
17 14.86 1—环己烯—1—醛 2.6.6—三甲基 C10H16O 152 0.4
18 15.08 噻唑 C7H5NS 135 1.5
19 15.60 2.6—二甲基 2.6二辛烯醇 C10H18O 154 1.12
20 18.06 6—（2—丙炔氧基）—1—己醇 C9H16O2 156 0.3
21 18.20 视黄醛 C20H28O 284 0.225
22 19.22 烯基—2庚醇.6—甲基—5—异丙基 C11H18O 166 0.5
23 19.80 反 β—紫罗兰酮 C13H20O 192 0.8
24 19.85 3—丁烯—2—one.4—[2.2.6—三甲基—7—氧双环[4.1.0]庚烷—1—基] C13H20O 192 0.6
25 20.36 2—丁基 2—烯辛酮 C12H22O 182 0.3
26 21.45 十二酸 C12H24O2 200 1.65
27 21.57 石竹烯 C15H24O 220 3.0
28 21.73 β—氧化石竹烯 C15H24O 220 0.03
29 22.62 喇叭醇 C15H26O 222 2.1
30 22.81 1.6—二甲基—4异丙基萘 C15H18 198 0.625
31 23.07 叔—十六烷硫醇 C16H34S 258 0.3
32 23.29 9—十八烯氧基—乙醇 C20H40O2 312 0.28
33 24.84 6.10.14—三甲基二十八酮 C18H36O 268 0.75
34 25.77 13—甲基—十五酸甲酯 C17H34O2 270 0.7
35 26.48 十六酸 C16H32O2 256 6.2
36 27.70 叶绿醇 C20H40O 296 1.36
37 28.12 [2.2.2]2.3—二羟基十八碳三烯酸丙酯 C21H36O4 352 3.2
38 30.64 正二十七烷 C27H56 380 2.6
图 1 分析谱图
Fig.1 Chromatogram
从表 1可以看出白苏挥发油的结构复杂多样，以醇
类、烯烃、酯类等为主，还有少量的醛酮类、酚类，单
一成分中，3—己烯—1—醇的含量高达 25%，1—己醇
次之，3，7—二甲基—1，6—辛二烯—3—醇和乙酸丙
酯的含量也相当可观，这与文献[5-8]结果的差异较大，可
能是由于产地的不同造成的。
白苏挥发油化学成分含量较高的物质结构特征预示
着白苏挥发油可能具有一定的生理活性，其具有良好的
应用开发价值，很有必要去深入研究其药理活性。白苏
挥发油中 3—己烯—1—醇是一种抗氧化剂。其中挥发
性醇类一般具有令人兴奋的调和性气味且具有抗腐败、
抗滤过性病毒等特性。
2.2 白苏挥发油的抗氧化活性
根据方法 2.3，加入不同梯度的白苏的挥发油溶液，
对羟基自由基的清除率分别为 1.22%，3.69%，7.71%，
11.64%，18.57%，23.04%表明白苏挥发油对羟基自由基
的清除作用与白苏挥发油的用量存在一定的量效关系，
随着白苏的挥发油溶液浓度的增加其清除作用越强，从
清除效果可以看出白苏的挥发油溶液具有较强的抗氧化
活性，可为白苏挥发油的综合利用提供科学依据。
3 结论
本文采用水蒸气蒸馏法提取毛苕子茎叶挥发油，并
用气相色谱—质谱联用技术对挥发油中组分进行分离和
鉴定，用面积归一法确定各个组分的相对百分含量，从
毛苕子茎叶挥发油中总共分离 38个组分，发现了含量
较高的成分：3-己烯 -1-醇，其含量高达 25%。并利用
Fention反应检测出毛苕子茎叶挥发油具有较强的抗氧
化活性。
随着对白苏挥发油所含的成分的探究及对其挥发油
的抗氧化活性的验证，使得人们对白苏挥发油的功效因
子会更加明确，它的应用领域也将会更加拓宽。由于本
实验采取的是水蒸气蒸馏法提取白苏中的挥发油，操作
简单，成本低廉。但由于白苏挥发油本身结构比较复
杂，种类繁多，对其分离纯化有较大的难度，其中有些
检 测 与 分 析
34
饮 料 工 业
2014
年
第
卷
第
期
17
8
警惕咖啡掺假
一项检测咖啡掺假的方法最近由巴西科学家研制出来，研磨咖啡混杂了廉价质次填充品的现象将
无处遁逃。
目前，针对我们购买和饮用的咖啡是否含不应有的成分，方法并不多。作为世界上人们最喜爱的
饮品，全球咖啡的需求量非常大。而在供应量不足，价格居高不下的情况下，更催生了掺假。人们发
现，越来越多研磨咖啡混杂了诸如玉米粉、大豆粉、糖以及阿萨伊（acai） 粉等廉价成分，尽管这些成
分不会造成身体伤害，但是却会影响产品但质量和口感。
检测这些填充物是很麻烦的。通常每种原料看起来容易区分，但一旦混杂在咖啡中，研磨焙烤后
很难发现。Londrina州立大学 Suzana Nixdorf在第 248届全美化学品组织（ACS） 会议上介绍说，“我
们用肉眼无法辨识，依赖显微镜又会很主观。”Nixdorf及其同事最近研发了一种更加准确的定量检测
咖啡纯度的方法，该方法采用高效液相法分析出不同碳水化合物的含量。
这个方法的原理是不同植物有不同的碳水化合物组成，而利用糖作为标记物测定它在样品中的含
量。比较不同样品的测定值，发现阿拉伯咖啡中半乳糖是主要的糖。而通常用来作填充物的黑小麦中
的糖则是葡萄糖，阿萨伊粉中的糖是甘露糖。实验人员将三种物质混合一起，对这种看似与普通咖啡
无差的样品进行分析，可以清楚地分辨出各自成分及在混合物中的含量。“我们现在可以检测出这种
掺假，准确率可以达到 95%”，Nixdorf介绍说，同样的技术还可以用来辨识样品是否掺杂了其他如咖
啡植物的茎叶等成分，因为尽管它们所含的碳水化合物是相同的，但比例却是不同的。
研究咖啡化学的英国 Glasgow大学学者 Alan Crozier认为该项研究无疑引发了人们对咖啡掺假问题
的关注，对于大型速溶咖啡生产商来说，如何检验其购买的咖啡豆质量以及如何检验掺假都是十分有
意义的。
（赵丹宇 2014-08-19 编译自：Catching criminals’coffee adulteration）
挥发油在白苏等天然产物中的含量低且不易分离，给人
们对天然植物挥发油研究和应用带来许多挑战。我国天
然植物挥发油资源丰富，具有巨大的开发前景，人们可
以利用天然植物挥发油开发出医疗保健药品或其他营养
产品，但限于目前经济技术等诸多因素的影响，天然植
物挥发油的开发和利用研究有待于进一步研究[9]。
参考文献：
[1] 邹盛勤，许华，陈武，等.白苏中齐墩果酸和熊果酸的 RP-HPLC分
离和检测[J]. 食品工业，2008，12（4）：72-74.
[2] 郭荷民，马小燕. 白苏毒性的初步研究[J]. 安徽大学学报（自然科学
版）. 1997，21（3）：95-97.
[3] 杨朝竣，张韻慧，冯靖，等. 枫香叶挥发油抗炎及其凝血作用以及
化学成分的研究[J]. 食品工业科技，2013，12（4）：76-79.
[4] 粟本超. 松针挥发油研究进展[J]. 粮食与油脂，2012，12（3）：5-8.
[5] 李贵军，杨位勇，汪帆. 保山水香菜挥发油化学成分的 GC-MS分
析[J]. 中国调味品，2012，37（5）：100-101.
[6] 曾虹燕，周朴华.白苏叶挥发油成分的研究[J].中国食品学报，2003，
3（2）：72-76.
[7] 赵淑平，朱兆仪，冯毓秀，等. 紫苏与白苏不同化学型挥发油成分
的研究[J]. 天然产物研究与开发，1993，5（3）：8-20.
[8] 赵淑平，权丽辉. 白苏挥发油的化学研究和三个吠喃类化合物结构
的质谱鉴定[J]. 药物分析杂志，1992，12（4）：206-210.
[9] 刘大川，王静，苏望爵，等.白苏的开发研究及进展[J]. 武汉工业学
院学报，2000（4）：1-3.
检 测 与 分 析
35