全 文 ：黑龙江农业科学２０１３（５）：９６～９８
Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ
水蒸气法提取黑皮油松松针挥发油及ＧＣ／ＭＳ分析
王得道，朱　玉，刘洪章
（吉林农业大学 生命科学学院，吉林 长春１３０１１８）
摘要：为优选黑皮油松挥发油的最佳提取条件，为黑皮油松松针的进一步综合开发利用提供科学依据，采用
水蒸气蒸馏法提取马尾松松针挥发油，通过正交试验，研究颗粒大小、液料比、浸泡时间以及提取时间对黑皮
油松松针挥发油提取得率的影响进行研究，并用气相色谱－质谱联用技术对其挥发油中化学成分进行分析。
结果表明：黑皮油松最佳提取条件为颗粒大小１００目，料液比１∶１６，浸泡时间１６ｈ，提取时间８ｈ；气相色谱－质
谱联用技术从黑皮油松松针挥发油中鉴定出２３种化合物，占挥发油总量的５７．８４％，其中烯烃类占２５．１３％，
芳香烃占１２．２％，脂类占９．５４％，以及少量的醇、酯类化合物。
关键词：黑皮油松；挥发油；正交设计；气相色谱－质谱
中图分类号：Ｏ６５７．６３；Ｏ６－３３２　　　文献标识码：Ａ　　　文章编号：１００２－２７６７（２０１３）０５－００９６－０３
收稿日期：２０１３－０１－１６
第一作者简介：王得道（１９８７－），男，吉林省长春市人，在读硕
士，从事生物大分子研究。Ｅ－ｍａｉｌ：１２２７５３７７８＠ｑｑ．ｃｏｍ。
通讯作者：刘洪章（１９５７－），男，吉林省长春市人，博士，教授，
从事生物大分子结构和功能的研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｈｚ９９９＠
１２６．ｃｏｍ。
　　黑皮油松（Ｐｉｎｕｓ　ｔａｂｕｌａｅｆｏｒｍｉｓ　ｖａｒ．ｍｕｋ－
ｄｅｎｓｉｓ　Ｕｙｅｋｉ），系松科松属。其松针中含有挥发
油，据文献报道，松针挥发油中烯类含量较多，以
及少量萜烯的醇、酯类化合物。松针中挥发油在
香精、香料、化妆品、制药及食品工业中占重要的
作用及地位［１］。中国的松科植物具有丰富的资
源，而目前对松树的利用主要集中在用材和采脂
方面，松针往往只作燃料或废弃掉。松针挥发油
的化学组成非常复杂，许多成分是有待开发利用
的可再生资源［２］。该文通过优化黑皮油松挥发油
的提取条件，并对黑皮油松松针挥发油的化学成
分进行ＧＣ／ＭＳ分析，旨在为挥发油的进一步利
用奠定基础［３－６］。
１　材料与方法
１．１　材料
采取新鲜黑皮油松松针，放在通风口处，避免
阳光照射，自然阴干。阴干后，将松针剪碎，放入
粉碎机粉碎，过筛，除去多余纤维等杂质。
１．２　方法
１．２．１　单因素试验确立的提取条件　分别称取
粉碎好的松针粉末２０ｇ，分别过３０、４０、８０、１００和
１２０目筛子，分别加入 ２００ ｍＬ 蒸馏水，超声
５０ｍｉｎ，浸泡８ｈ。比较出油率，从而获得提取的
最佳颗粒大小为１００目。
分别称取５份粉碎好的松针粉末２０ｇ，过
１００目筛，分别加入２４０，２８０，３２０，３６０和４００ｍＬ
蒸馏水，超声破碎６０ｍｉｎ，温度６０℃，浸泡８ｈ，提
取５ｈ，从而筛选出提取的最佳松针料液比
为１∶１６。
分别称取５份粉碎好的松针粉末２０ｇ，过
１００目筛，分别加入２４０ｍＬ蒸馏水，浸泡８，１０，
１２，１４和１６ｈ，超声破碎６０ｍｉｎ，温度６０℃，提取
５ｈ，从而筛选出提取的最佳浸泡时间为１４ｈ。
分别称取５份粉碎好的松针粉末２０ｇ，过
１００目筛，分别加入２４０ｍＬ蒸馏水，浸泡１２ｈ，超
生破碎６０ｍｉｎ，温度６０℃，分别提取５，６，７，８和
９ｈ，从而筛选出最佳的提取时间７ｈ。
１．２．２　正交试验确立提取的最佳条件　根据单
因素试验结果，对于影响松针挥发油提取的主要
因素颗粒大小、料液比、浸泡时间以及提取时间设
计了四因素三水平的正交试验（见表１）。
１．２．３　ＧＣ／ＭＳ分析　水蒸气法提取挥发油样
品，用气相色谱－质谱进行全面分析。用化学工作
站数据处理种统检 ＮＩＳＴ０５ａ．Ｌ谱图库进行谱图
解析，并参考相关文献确认挥发油中化合物结构。
色谱条件：ＨＰ－５ＭＳ石英毛细管柱（３０ｍ×
０．２５ｍｍ×０．２５μｍ），升温程序：初始温度为４０℃，
然后以４℃·ｍｉｎ－１升至２６０℃。载气为氦气（Ｈｅ），
进样口温度为２８０℃，分流比为２０∶１，进样量为
１．０μＬ。　
质谱条件：标准ＥＩ源（７０ｅＶ），离子源温度为
２３０℃，接口温度为２８０℃，四级杆质量分析器，扫描
范围３０～４５０ａｍｕ，扫描速度为３．４６ｓｃａｎｓ·ｓ－１。
６９
５期 　　王得道等：水蒸气法提取黑皮油松松针挥发油及ＧＣ／ＭＳ分析
表１　正交试验因素与水平设计
Ｔａｂｌｅ　１　Ｔｈｅ　ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｔｅｓｔ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｆａｃｔｏｒｓ　ａｎｄ　ｌｅｖｅｌｓ
水平Ｌｅｖｅｌ
颗粒大小Ａ／目
Ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｓｉｚｅ
料液比Ｂ
Ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｔｏ　ｌｉｑｕｉｄ
浸泡时间Ｃ／ｈ
Ｓｏａｋｉｎｇ　ｔｉｍｅ
提取时间Ｄ／ｈ
Ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ　ｔｉｍｅ
１　 ８０　 １∶１４　 １２　 ６
２　 １００　 １∶１６　 １４　 ７
３　 １２０　 １∶１８　 １６　 ８
２　结果与分析
２．１　最佳提取条件的确立
由表２正交试验结果可直观比较 Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ
各因素极差大小，由表２可知，各因素对挥发油提
取量影响的顺序为Ｄ＞Ｃ＞Ａ＞Ｂ，再结合各因素
Ｋ值分析，挥发油的合理提取条件是Ａ２Ｂ２Ｃ３Ｄ３。
即所确定的最佳的挥发油提取条件为颗粒大小
表２　Ｌ９（３４）正交试验结果分析
Ｔａｂｌｅ　２　Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｔｅｓｔ
试验号
Ｎｏ．
Ａ　 Ｂ　 Ｃ　 Ｄ
挥发油提取量／ｇ
Ｖｏｌａｔｉｌｅ　ｏｉｌ
ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ
１　 １　 １　 １　 １　 ０．１４５
２　 １　 ２　 ２　 ２　 ０．２２１
３　 １　 ３　 ３　 ３　 ０．２７６
４　 ２　 １　 ２　 ３　 ０．２７３
５　 ２　 ２　 ３　 １　 ０．２３８
６　 ２　 ３　 １　 ２　 ０．２２７
７　 ３　 １　 ３　 ２　 ０．２１８
８　 ３　 ２　 １　 ３　 ０．２４１
９　 ３　 ３　 ２　 １　 ０．１８９
Ｋ１ ０．２１４　 ０．２１２　 ０．２０４　 ０．１９１ －
Ｋ２ ０．２４６　 ０．２３３　 ０．２２８　 ０．２２２ －
Ｋ３ ０．２１６　 ０．２３１　 ０．２４４　 ０．２６３ －
Ｒ　 ０．０３２　 ０．０２１　 ０．０４０　 ０．０７２ －
１００目，料液比１∶１６，浸泡时间１６ｈ，提取时间
８ｈ。
２．２　ＧＣ／ＭＳ分析
黑皮油松挥发油离子图见图１。所得化学成
分及相对含量见表３。通过ＧＣ／ＭＳ对所提取挥
发油进行化学成分分析，共鉴定出２３种化合物。
占挥 发 油 总 量 的 ５７．８４％，其 中 烯 烃 类 占
２５．１３％，芳香烃占１２．２％，脂类占９．５４％，以及
少量的醇、酯类化合物。烯类物质含量最多。其
中石竹烯含量最多，占总量的１５．８７％（见表３）。
图１　水蒸气法提取黑皮油松松针挥发油分析图谱
Ｆｉｇ．１　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ａｔｌａｓ　ｏｆ　ｖｏｌａｔｉｌｅ　ｏｉｌ　ｏｆ　Ｐｉｎｕｓ　ｔａｂｕｌａｅｆｏｒｍｉｓ
ｖａｒ．ｍｕｋｄｅｎｓｉｓ　Ｕｙｅｋｉ　ｐｉｎｅ　ｎｅｅｄｌｅ　ｂｙ　ｖａｐｏｒ　ｍｅｔｈｏｄ
表３　水蒸气法黑皮油松松针挥发油化学组分及含量
Ｔａｂｌｅ　３　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ　ｏｆ　ｖｏｌａｔｉｌｅ　ｏｉｌ　ｏｆ
Ｐｉｎｕｓ　ｔａｂｕｌａｅｆｏｒｍｉｓ　ｖａｒ．ｍｕｋｄｅｎｓｉｓ　Ｕｙｅｋｉ　ｐｉｎｅ　ｎｅｅｄｌｅ　ｂｙ　Ｓｏｘｈｌｅｔ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ
编号
Ｎｏ．
保留时间／ｍｉｎ
Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ　ｔｉｍｅ
化学成分
Ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ
相对含量／％
Ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ
１　 １．９０５　 ２－乙氧基丙烷 ０．２８
２　 ２．２５１ 三氯甲烷 ３．０６
３　 ４．１８４ 甲苯 ０．５３
４　 ８．７６５　 １Ｒ－α－松萜 ０．３２
５　 １０．２３０ （１Ｓ）－６，６－碳酸二甲酯１－２－甲叉二环［３．１．１］庚烷 ０．４３
６　 ２１．３７５ （１Ｓ－内型）－１，７，７－三甲基－二环［２．２．１］庚烷－２－醇乙酸酯 ９．５４
７　 ２５．８１０ 石竹烯 １５．８７
８　 ２６．７８４ α－石竹烯 ４．１０
９　 ２７．５０４　 １，２，４ａ，５，６，８ａ－六氢化－４，７－二甲基－１－（１－甲基乙基）－萘 ０．８５
１０　 ２７．６７０ ［３ａＳ－（３α，３β，４β，７α，７ａＳ＊）］－八氢－７－甲基－３－甲叉－４－（１－甲基乙基）－１Ｈ－环戊醇
［１，３］环丙烷［１，２］苯
７．１８
１１　 ２８．０１１ ［ｓ－（Ｅ，Ｅ）］－１－甲基－５－甲叉－８－（１－甲基乙基）－１，６－环癸二烯 ０．５０
７９
　　　　　黑　龙　江　农　业　科　学 ５期
续表３
Ｃｏｎｔｉｎｕｉｎｇ　Ｔａｂｌｅ　３
编号
Ｎｏ．
保留时间／ｍｉｎ
Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ　ｔｉｍｅ
化学成分
Ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ
相对含量／％
Ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ
１２　 ２８．１７６ （１α，４ａα，８ａα）－１，２，４ａ，５，６，８ａ－六氢化－４，７－二甲基－１－（１－甲基乙基）－萘 ０．５３
１３　 ２８．６００　 １，２，４ａ，５，６，８ａ－六氢化－４，７－二甲基－１－（１－甲基乙基）－萘 ０．９２
１４　 ２８．８７７ （１Ｓ－ｃｉｓ）－１，２，３，５，６，８ａ－六氢化－４，７－二甲基－
１－（１－甲基乙基）－萘
１．８９
１５　 ３０．０２１ 橙花叔醇２　 ０．３９
１６　 ３０．６５４ 石竹烯氧化物 ２．５４
１７　 ３１．３９０　 ３，４－二甲基－３－环己烯－１－甲醛 ０．５４
１８　 ３２．１３９　 １０，１０－二甲基－２，６－ｄｉｍｅｔｈｙｌｅｎｅｂｉｃｙｃｌｏ［７．２．０］烷－５ａ－醇 ０．５３
１９　 ３２．４０７ （１α，４ａα，８ａα）－１，２，３，４，４ａ，５，６，８ａ－八氢－７－甲基－４－甲叉－１－（１－甲基乙基）－萘 ０．３０
２０　 ３２．６５１ α－杜松醇 １．３５
２１　 ３９．８５６ ［Ｓ－（Ｅ，Ｚ，Ｅ，Ｅ）］－３，７，１１－三甲基－１４－（１－甲基乙基）－１，３，６，１０－十二烷四烯 ２．１２
２２　 ４０．６１１ ｎ－棕榈酸 ２．１２
２３　 ５２．９７７ 单（２－乙基己基）－１，２－苯二羧酸 １．９５
３　结论
该文在前期单因素试验的基础上，通过设计
了四因素三水平的正交试验，确立了较合理的黑
皮油松松针挥发油的提取条件为颗粒大小１００
目，料液比１∶１６，浸泡时间１６ｈ，提取时间８ｈ。
通过ＧＣ／ＭＳ对所提取挥发油进行化学成分分
析，共鉴定出２３种化合物。占挥发油总量的
５７．８４％，其 中 烯 烃 类 占 ２５．１３％，芳 香 烃 占
１２．２％，脂类占９．５４％，以及少量的醇、酯类化合
物。烯类物质含量最多。石竹烯含量最多，占总
量的１５．８７％。
松针挥发油作为一种用途广泛的化合物，既
可用于配制丁香、胡椒、肉豆蔻、柑橘和药草等食
用香精，也可用于合成其它香料，如用来合成乙酰
基石竹烯等更有价值的香料。此外，松针挥发油
还在医学等领域发挥着重要作用。因此，松针挥
发油具有广阔的开发前景。该文对黑皮油松松针
挥发油的提取及成分进行了较为系统的分析，明
确了黑皮油松挥发油成分及含量，为黑皮油松松
针挥发油成分的开发与利用奠定了基础。
参考文献：
［１］　范成有．香料及其应用［Ｍ］．北京：化学工业出版社，
１９９０：３６１．
［２］　粟本超，谢济运，陈小鹏，等．广西柳州产马尾松和湿地松松
针挥发油的 ＧＣ／ＭＳ分析［Ｊ］．质谱分析，２００８，２９（２）：
７０－７５．
［３］　陈尚研，刘诚，范国荣，等．江香梅天然产物中活性成分提取
分离及分析技术［Ｊ］．江西林业科技，２００５（３）：３２－３６．
［４］　刘力恒，王立升，白海强．广西产湿地松松针挥发性成分的
提取及分析［Ｊ］．分析试验室，２００８，２７（１０）：８４－８７．
［５］　陈红梅，管月清，孙凌峰．湿地松针叶挥发油化学成分研
究［Ｊ］．天然产物研究与开发，２００１，１３（３）：３６－３８．
［６］　李萍，刘纬琦．四川不同产地马尾松针叶挥发油成分的气－
质分析［Ｊ］．成都中医药大学学报，２００２，２５（２）：２０－２２．
Ｖｏｌａｔｉｌｅ　Ｏｉｌ　Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｆｒｏｍＰｉｎｕｓ　ｔａｂｕｌａｅｆｏｒｍｉｓ　ｖａｒ．ｍｕｋｄｅｎｓｉｓ
Ｕｙｅｋｅ　Ｐｉｎｅ　Ｎｅｅｄｌｅ　ｂｙ　Ｖａｐｏｒ　Ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　Ｉｔｓ　ＧＣ－ＭＳ　Ａｎａｌｙｓｉｓ
ＷＡＮＧ　Ｄｅ－ｄａｏ，ＺＨＵ　Ｙｕ，ＬＩＵ　Ｈｏｎｇ－ｚｈａｎｇ
（Ｃｏｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｌｉｆｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｊｉｌｉｎ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ，Ｊｉｌｉｎ　１３０１１８）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｐｕｒｐｏｓｅ　ｏｆ　ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ　ｔｈｅ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｖｏｌａｔｉｌｅ　ｏｉｌ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　Ｐｉｎｕｓ　ｔａｂｕｌａｅｆｏｒｍｉｓ　ｖａｒ．
ｍｕｋｄｅｎｓｉｓ　Ｕｙｅｋｉ　ｐｉｎｅ　ｎｅｅｄｌｅ　ａｎｄ　ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ　ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　ｂａｓｉｓ　ｆｏｒ　ｉｔｓ　ｆｕｒｔｈｅｒ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ｔｈｅ　ｖｏｌａｔｉｌｅ　ｏｉｌ　ｗａｓ　ｅｘ－
ｔｒａｃｔｅｄ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　Ｐｉｎｕｓ　ｔａｂｕｌａｅｆｏｒｍｉｓ　ｖａｒ．ｍｕｋｄｅｎｓｉｓ　Ｕｙｅｋｉ　ｐｉｎｅ　ｎｅｅｄｌｅ　ｂｙ　ｖａｐｏｒ　ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ
ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｓｉｄｅｓ，ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｔｏ　ｌｉｑｕｉｄ，ｓｏａｋｉｎｇ　ｔｉｍｅ　ａｎｄ　ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ　ｔｉｍｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｙｉｅｌｄ　ｏｆ　ｖｏｌａｔｉｌｅ　ｏｉｌ
ｗｅｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｏｎｓｔｉｔｕｅｎｔｓ　ｏｆ　ｖｏｌａｔｉｌｅ　ｏｉｌ　ｗｅｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｂｙ
ｇａｓ　ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ－ｍａｓｓ　ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ（ＧＣ－ＭＳ）．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｕｍ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｆｏｒ　ｅｘｔｒａｃ－
ｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｖｏｌａｔｉｌｅ　ｏｉｌ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　Ｐｉｎｕｓ　ｔａｂｕｌａｅｆｏｒｍｉｓ　ｖａｒ．ｍｕｋｄｅｎｓｉｓ　Ｕｙｅｋｉ　ｐｉｎｅ　ｎｅｅｄｌｅ：ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｓｉｚｅ　ｗａｓ　１００，ｒａｔｉｏ
ｏｆ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｔｏ　ｌｉｑｕｉｄ　ｗａｓ　１∶１６，ｓｏａｋｉｎｇ　ｔｉｍｅ　ｗａｓ　１６ｈ，ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ　ｔｉｍｅ　ｗａｓ　８ｈ；Ｇａｓ　ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ－ｍａｓｓ　ｓｐｅｃ－
ｔｒｏｍｅｔｒｙ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ　２３ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ，ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ　ｆｏｒ　５７．８４％ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｏｔａｌ　ｖｏｌａｔｉｌｅ　ｏｉｌ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｏｌｅｆｉｎ
ｔｉｒｅｄ　ａｃｃｏｕｎｔｅｄ　ｆｏｒ　２５．１３％，１２．２％ａｒｏｍａｔｉｃ　ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ，ｌｉｐｉｄ　ａｃｃｏｕｎｔｅｄ　ｆｏｒ　９．５４％，ａｎｄ　ａ　ｓｍａｌ　ａｍｏｕｎｔ　ｏｆ
ａｌｃｏｈｏｌ，ｅｓｔｅｒ　ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｐｉｎｕｓ　ｔａｂｕｌａｅｆｏｒｍｉｓ；ｖｏｌａｔｉｌｅ　ｏｉｌ；ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｄｅｓｉｇｎ；ＧＣ－ＭＳ
８９