全 文 ：收稿日期:2010-04-06
基金项目:黑龙江省林业厅科技推广项目(01043208003)
作者简介:刘志明(1971-), 男 , 黑龙江明水人 , 副教授 , 博
士 ,研究方向生物质材料化学 。E-mail:zhiming-
liuwhy@126.com
doi:10.3969/j.issn.1006-9690.2011.01.011
小蓬草精油的提取及 GC-MS分析
刘志明 1 ,王海英2 ,刘姗姗 2 ,王洪峰 2
(1.东北林业大学材料科学与工程学院 生物质材料科学与技术教育部重点实验室 , 黑龙江 哈尔滨 150040;
2.东北林业大学林学院 , 黑龙江 哈尔滨 150040)
摘　要　水蒸馏和水蒸气蒸馏分别提取鲜小蓬草精油的气相色谱 -质谱分析结果表明:水蒸馏提取的鲜小蓬草精
油挥发性组分较多且柠檬烯质量分数最高(15.36%), 香芹酮(10.15%)次之。而水蒸气蒸馏分别提取鲜和干小蓬
草精油的气相色谱 -质谱分析表明干小蓬草有利于提取更多精油香料成分 , 且柠檬烯质量分数最高(57.68%),反
式 -α-佛手柑油烯(9.44%)次之。干小蓬草精油的主要挥发性组分为萜类化合物及其氧化物(74.26%), 醇类
化合物(1.09%)和酮类化合物(1.53%)。水蒸气蒸馏是香水制造业常用的传统提取方法之一 , 干小蓬草的水蒸气
蒸馏提取有利于小蓬草精油产业化。
关键词　小蓬草;精油;水蒸馏;水蒸气蒸馏;气相色谱 -质谱法
中图分类号:Q946.85　　　文献标识码:A　　　文章编号:1006-9690(2011)01-0042-04
ExtractionandGC-MSAnalysisofEssentialOilofConyzacanadensis
LiuZhiming1 , WangHaiying2 , LiuShanshan2 , WangHongfeng2
(1.KeyLaboratoryofBio-basedMaterialScienceandTechnologyofMinistryofEducation, Colegeof
MaterialScienceandEngineering, NortheastForestryUniversity, Harbin, 150040, China;2.Colegeof
Forestry, NortheastForestryUniversity, Harbin, 150040, China)
Abstract　Theresultsofgaschromatography-massspectrometry(GC-MS)analysisshowthatthevola-
tilecomponentsofessentialoilfromfreshConyzacanadensiswithhydrodistilationweremorethanthose
withsteam distilation, andthemassfractionoflimonenewasthehighest(15.36%), carvone
(10.15%)folowedit.TheresultsofGC-MSanalysisshowthatmorefragrancecomponentswereinthe
essentialoilfromair-driedConyzacanadensiswithsteamdistilation, andthemasfractionoflimonene
wasthehighest(57.68%), trans-α-bergamotene(9.44%)folowedlimonene.Terpenoidsandtheir
oxides(74.26%), alcohols(1.09%)andketones(1.53%)werethemainvolatilesintheessentialoil
fromair-driedConyzacanadensiswithsteamdistilation.Steamdistilationisoneoftraditionalextrac-
tionmethodscommonlyusedinperfumeindustry.Theextractionofsteamdistilationforair-driedCony-
zacanadensisisakindofbeneficialtechnologyfortheindustrializationofConyzacanadensisessentialoil.
Keywords　Conyzacanadensis;essentialoil;hydrodistilation;steamdistilation;gaschromatography
-massspectrometry
　　植物精油常用作食品赋香和香水等化妆品调香
的原料 ,随着人们生活水平的提高 ,人们更倾向于选
择天然 、环境友好型的植物精油加香生活用品 [ 1] 。
芳香植物小蓬草 [ Conyzacanadensis(L.)Cronq.]
(syn.ErigeroncanadensisL.),菊科(Compositae)白
—42—
第 30卷第 1期
2011年 2月 　　　　　　　　　　　　　 中 国 野 生 植 物 资 源ChineseWildPlantResources　　　　　　　　　　 　Vol.30 No.1Feb.2011
酒草属一年生草本 ,全草含精油 [ 2-4] 。植物精油中
不同香气特征的挥发性化合物组成比例不同 ,精油
香气会有差别。植物精油的挥发性组分主要受产
地 、精油提取方式等影响 ,是植物精油产品质量控制
中的一项重要指标 。水蒸馏 (hydrodistilation)和水
蒸气蒸馏(steamdistilation)是比较常用的植物精油
传统提取方法 ,水蒸馏是药典中常用的植物精油提
取方法之一 ,水蒸气蒸馏是香水制造业中常用的植
物精油提取方法之一 。波兰鲜或干小蓬草个体发育
不同阶段的水蒸馏 5 h全草精油(herboil)、叶精油
(leafoil)、花精油(floweroil),法国小蓬草精油 ,美
国 、法国(Alps)、意大利 (Rome)、西班牙(Sevile)、
比利时 、保加利亚 (Plovdiv)、立陶宛(Vilnius)和以
色列开花期(floweringstage)的干小蓬草全草精油以
及日本开花期的小蓬草全草精油 ,希腊鲜小蓬草营
养 ,开花和开花结实阶段(vegetative, floweringand
flowering-fruitingstages)水蒸馏 3 h地上部分精油 ,
韩国干小蓬草水蒸气蒸馏地上部分精油第一主成分
均为柠檬烯(limonene),印度本土的小蓬草花精油
第一主成分是大牻牛儿烯 (germacrene)D[ 5-12] ;伊
朗野生开花期小蓬草地上部分水蒸馏 3 h精油第一
主成分是顺式 -β -金合欢烯 [ (E)- β -far-
nesene] ,第三主成分为柠檬烯[ 13] 。
本项研究通过气相色谱 -质谱(GC-MS)法对
水蒸馏和水蒸气蒸馏分别提取的鲜小蓬草精油的挥
发性组分进行了比较分析 ,同时对香水制造业中常
用的水蒸气蒸馏分别提取的鲜和干小蓬草精油的挥
发性组分进行了比较分析 ,探讨不同提取方式和样
品处理对小蓬草精油挥发性组分的影响 ,为小蓬草
精油的质量控制提供基础数据 。
1　实　验
1.1　材料
野生小蓬草(Conyzacanadensis)地上部分 , 2009
年 6月下旬采自东北林业大学凉水实验林场 ,并经
东北林业大学林学院森林植物资源学植物标本室鉴
定 。
1.2　方法
1.2.1　小蓬草精油的提取 　鲜小蓬草地上部分
(剪成 1 ～ 2 cm小段)分别水蒸馏和水蒸气蒸馏提
取 3 h,室温下自然风干的干小蓬草地上部分(剪成
1 ～ 2 cm小段)水蒸气蒸馏提取 3 h,提取液分别用
乙醚萃取 ,加入适量无水 Na2SO4干燥 15 min,过滤
后置于 40℃水浴下蒸干乙醚溶剂 ,得到 3种小蓬草
油状精油 。
1.2.2　小蓬草精油的气相色谱 -质谱分析　利用
GC-MS6890N-5973insert(Agilent, USA)对小蓬
草精油进行气 -质联用分析 ,分析条件如下:DB-
17MS毛细管柱 , 柱长 30 m,内径 0.25 mm,膜厚
0.25 μm, FID检测器。水蒸馏和水蒸气蒸馏分别提
取鲜小蓬草精油 0.04g/mL甲醇溶液的 GC-MS分
析条件:初始温度 40℃,停留 4min,升温速率 5℃/
min, 110 ℃停留 5 min后 ,以 5 ℃/min的升温速率
升温到 250 ℃,保持 5 min。进样口温度 260 ℃,进
样量 1.0μL,不分流 , 氦气载气 ,流速 1mL/min;质
谱连接口温度:280℃,离子源温度:230 ℃,轰击电
压 70 eV,扫描检测范围:15 ～ 260u。水蒸气蒸馏干
小蓬草精油 0.04g/mL正己烷溶液的 GC-MS分析
条件:初始温度 60 ℃,停留 4 min,升温速率 5 ℃/
min的升温速率升温到 250 ℃,保持 5 min。进样口
温度 260℃,进样量 1.0 μL,不分流 , 氦气载气 ,流
速 1 mL/min;质谱连接口温度:280℃,离子源温
度:230 ℃,轰击电压 70 eV, 扫描检测范围:15 ～
260 u。
2　结果与讨论
小蓬草精油挥发性组分气相色谱 -质谱的总离
子流色谱图经计算机质谱库自动检索 、解析和部分
化合物的人工解析 ,通过峰面积归一化法计算各化
合物的质量分数 ,水蒸馏和水蒸气蒸馏分别提取鲜
小蓬草精油以及水蒸气蒸馏分别提取鲜和干小蓬草
精油主要挥发性组分分别列于表 1和表 2。
从表 1中可以看出 ,水蒸馏提取的鲜小蓬草精
油组分 16种化合物被鉴定 ,且柠檬烯质量分数最高
(15.36%),香芹酮(10.15%)次之。水蒸气蒸馏鲜
小蓬草精油第一主成分和第二主成分的质谱相同且
机器自动检索匹配度低 ,此两种物质可能是同分异
构体 ,质谱人工解析可知 , m/z15, 27, 39, 51, 63, 77
表明化合物含有苯基 , m/z89表明苯基上有一个含
碳的取代基 [ 14-16] 。根据质量差规律[ 17]判断 m/z
—43—
第 1期　　　　　　　　　　　　　　刘志明 ,等:小蓬草精油的提取及 GC-MS分析　　　　　　　　　　　　　　
174为分子离子峰 ,相对分子质量 M=174,结合计
算机质谱库自动检索 ,初步判定为 2, 4-二氢 -2-
甲基 -5-苯基 -3氢 -吡唑 -3-酮和 2, 3-二甲
基 -4(3H)-喹唑啉酮 , 但有待于进一步分离 、提
纯 、鉴定。水蒸气蒸馏提取的鲜小蓬草精油只有 6
种化合物被鉴定 。水蒸馏和水蒸气蒸馏鲜小蓬草精
油的共有成分是反式 -α-佛手柑油烯 、顺式 -β -
金合欢烯 、α-姜黄烯 、顺式 -香芹醇 、柠檬烯二醇
和香芹酮。
表 1　水蒸馏和水蒸气蒸馏分别提取鲜小蓬草精油的
主要挥发性组分
化合物名称
质量分数 /%
水蒸馏
提取
水蒸气蒸馏
提取 1)
柠檬烯 15.36 -
反式 -α-佛手柑油烯 6.11 3.40
顺式 -β -金合欢烯 0.68 0.67
反式 -β -金合欢烯 1.42 -
α-姜黄烯 3.27 1.84
β -甜没药烯 0.34 -
石竹烯氧化物 0.45 -
反式 -对 -2, 8-薄荷二烯 -1-醇 2.54 -
顺式 -对 -薄荷 -2, 8-二烯 -1-醇 2.55 -
异香芹醇 0.75 -
顺式 -香芹醇 6.56 2.17
反式 -香芹醇 2.75 -
柠檬烯二醇 3.56 4.62
橙花叔醇 0.35 -
反式 -香芹酮 0.28 -
香芹酮 10.15 2.37
　1) 2, 4 -二氢 -2 -甲基 -5 -苯基 -3氢 -吡唑 -3-酮
(56.51%, 匹配度 43)和 2, 3 -二甲基 -4(3H)-喹唑啉酮
(10.22%, 匹配度 38)的质谱(m/z)均为 15, 27, 39, 51, 63, 77, 89,
103, 115, 131, 143, 159, 174.
从表 2可以看出 ,水蒸气蒸馏提取干小蓬草精
油挥发性组分 17种化合物被鉴定且柠檬烯质量分
数最高 (57.68%), 反式 -α-佛手柑油烯
(9.44%)次之 。水蒸气蒸馏提取的鲜小蓬草精油
只有 6种化合物被鉴定 。水蒸气蒸馏分别提取鲜和
干小蓬草精油的共有成分是反式 -α-佛手柑油
烯 、顺式 -β -金合欢烯 、α-姜黄烯 、顺式 -香芹醇
和香芹酮。
表 2　水蒸气蒸馏分别提取鲜和干小蓬草精油的
主要挥发性组分
化合物名称
质量分数 /%
鲜小蓬草
精油 1)
干小蓬草
精油
柠檬烯 - 57.68
β -蒎烯 - 1.47
β -月桂烯 - 1.55
顺式 -β -罗勒烯 - 0.63
反式 -α-佛手柑油烯 3.40 9.44
顺式 -β -金合欢烯 0.67 1.93
β -甜没药烯 - 0.34
α-姜黄烯 1.84 4.23
异杜烯 - 0.30
顺式 -柠檬烯氧化物 - 0.42
反式 -柠檬烯氧化物 - 0.52
石竹烯氧化物 - 0.28
反式 -对 -2, 8-薄荷二烯 -1-醇 - 0.26
顺式 -香芹醇 2.17 0.58
反式 -香芹醇 - 0.25
香芹酮 2.37 1.25
植酮 - 0.28
柠檬烯二醇 4.62 -
　1) 2, 4 -二氢 -2-甲基 -5 -苯基 -3氢 -吡唑 -3 -酮
(56.51%, 匹配度 43)和 2, 3 -二甲基 -4(3H)-喹唑啉酮
(10.22%, 匹配度 38)的质谱(m/z)均为 15, 27, 39, 51, 63, 77, 89,
103, 115, 131, 143, 159, 174.
水蒸馏鲜小蓬草精油主要挥发性组分为萜类化
合物 及 其氧 化 物 (24.36%), 醇 类 化 合 物
(19.06%)和酮类化合物 (10.43%)。水蒸气蒸馏
鲜小蓬草精油主要挥发性组分为萜类化合物
(4.07%), 醇类化合物 (6.79%)和酮类化合物
(2.37%)。水蒸气蒸馏干小蓬草精油主要挥发性
组分为萜类化合物及其氧化物 (74.26%),醇类化
合物 (1.09%)和酮类化合物 (1.53%)。
水蒸馏鲜小蓬草精油和水蒸气蒸馏干小蓬草精
油的第一主成分都是柠檬烯 ,这与参考文献是一致
的[ 5-11] 。水蒸气蒸馏提取室温下自然风干的干小
蓬草精油中的香料化合物柠檬烯质量分数最高 ,柠
檬烯有甜 、橙 、柑橘味 ,柠檬香味和萜香香韵。香芹
酮具有尖刺带焦苦的草药香气且带有辛凉底香。香
芹醇有清凉的留兰香 、葛缕子的辛香 、松林香气和带
有柑橘味的药香。金合欢烯有萜香 、草香 、木香且稍
—44—
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　中 国 野 生 植 物 资 源　　　　　　　　　　　　　　　　第 30卷
带有花香的青蔬菜香韵。 β -蒎烯具有松节油 、树
脂香气 [ 18] 。水蒸气蒸馏是香水制造业常用的传统
提取方法之一 ,水蒸气蒸馏分别提取鲜和干小蓬草
精油的 GC-MS分析结果表明干小蓬草精油含有较
多的香料化合物组分 。在样品处理上 ,鲜小蓬草原
料可以自然风干后水蒸气蒸馏提取 ,便于原料贮藏 ,
有利于小蓬草精油产业化 。
3　结　论
采用水蒸馏和水蒸气蒸馏两种方法分别提取了
鲜小蓬草的精油 ,通过气相色谱 -质谱分析表明水
蒸馏提取的鲜小蓬草精油挥发性组分较多 ,而且柠
檬烯质量分数最高 (15.36%),香芹酮 (10.15%)
次之。水蒸气蒸馏分别提取的鲜和干小蓬草精油的
挥发性组分分析表明:水蒸气蒸馏提取的干小蓬草
精油挥发性组分较多 ,其中柠檬烯质量分数最高
(57.68%),反式 -α-佛手柑油烯(9.44%)次之 。
水蒸气蒸馏提取干小蓬草的精油主要挥发性组分为
萜类化合物及其氧化物 (74.26%),醇类化合物
(1.09%)和酮类化合物 (1.53%)。采用水蒸气蒸
馏提取技术 ,干小蓬草更有利于提取较多的精油香
料成分(柠檬烯 、金合欢烯 、香芹酮 、香芹醇 、β -蒎
烯等),样品处理上可以考虑室温下自然风干 ,便于
贮藏 ,有利于小蓬草精油产业化 。
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