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香粉叶挥发性成分的提取和分析



全 文 :香粉叶挥发性成分的提取和分析
黄品鲜a* 赖 芳b 周永红b 刘雄民b
(a广西大学科技处 南宁 530004;b广西大学化学化工学院 南宁 530004)
摘 要 采用水蒸汽蒸馏法提取香粉叶的挥发组分,用乙醚萃取蒸馏溶液的挥发性成份,利用气相色谱-质谱
联用仪分别定性定量分析了它们的化学成分。结果表明,挥发油的提取率为 0. 75%(质量百分数,以下同) ,
主要成分有:1,8-桉叶素 28. 94%、α-甲基香豆酮 15. 75%、4-松油醇 5. 13%、α-松油醇 11. 22%、2-羟基肉桂酸
7. 97%、愈创木醇 2. 87%。水层乙醚萃取物得率为 0. 25%,主要成分有:2-甲基苯并呋喃 8. 47%、2H-1-苯并吡
喃-2-酮 24. 13%、2H-1-苯并吡喃-3-醇-3,4-二氢乙酸酯 18. 07%、p-羟甲苯基缩水甘油醚 2. 09%、1-苯基苯乙
基-3,3-二乙酯 4. 50%、丙三醇二乙酸酯 17. 19%、乙酸金合欢酯 11. 80%。
关键词 香粉叶,挥发性成分,提取,GC-MS
中图分类号:O629. 6 文献标识码:A 文章编号:1000-0518(2012)03-0311-05
DOI:10. 3724 /SP. J. 1095. 2012. 00156
2011-04-18 收稿,2011-06-07 修回
广西省自然科学基金项目(0832002) ,广西省教育厅科研项目(200807MS149)
通讯联系人:黄品鲜,高级工程师;Tel:0771-3236100;Fax:0771-3237018;E-mail:liupin_h@ gxu. edu. cn;研究方向:中药化学
香粉叶(Lindera Pulcherrima(Wall.) )为常绿灌木或小乔木,小枝无毛,生长于山地山谷、水旁林中。
主要分布在广西,在广东、贵州、湖南和四川也有分布[1]。广西有些地方用该植物作为蔬菜食用,也有把
香粉叶粉碎后调入养猪饲料,能使猪体重增加。香粉叶的芳香气味持久,具有潜在的应用前景。但至今
为止,该植物的挥发成分的提取和分析还没有报道。植物的挥发成分提取通常采用水蒸汽蒸馏法和改
进的水蒸气蒸馏法,这些方法提取中药挥发油的研究国内外已有很多文献报道[2-6],其中,提取残留水溶
液中的可溶性挥发组分的方法对研究植物有效成分很有意义[7-9]。
本研究文采用水蒸汽蒸馏法提取香粉叶的挥发成分,采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)定性定量
分析提取精油和溶解在水中的化学成分,比较它们的组分差异,旨在研究香粉叶的香料价值和食用价
值,从天然界中寻找新型香料,为香粉叶植物种植提供应用基础。
1 实验部分
1. 1 仪器、材料和试剂
GC-MS /QP5050A型气相色谱-质谱联用仪(日本岛津)。
香粉叶来自广西崇左县,由广西大学林学院植物保护和育种专家温远光教授鉴定为 Lindera
Pulcherrima(Wall.)Benth. Var. Attenuate Allen.,采集的新鲜枝叶放在冰箱中保存,7 d内进行水蒸气蒸馏
提取。
乙醚(含量≥99. 0%) ,无水硫酸钠(含量≥98. 0%) ,实验用水为蒸馏水。
1. 2 仪器条件
进行 GC-MS分析时,GC条件:DB-1 弹性石英毛细管柱,30 m ×0. 25 mm ×0. 25 μm,载气为高纯 N2
气,柱前压 47 kPa,分流比 1∶50;三阶程序升温:初始温度 60 ℃,保持 1 min,以 2 ℃ /min 升至 80 ℃,然
后 3 ℃ /min升至 150 ℃,再以 6 ℃ /min升至 250 ℃保持 5 min。
MS条件:EI离子源,电子能量 70 eV,电子倍增器 1. 5 kV,扫描质量范围 20 ~ 500,进样量 0. 5 μL。
全扫描方式。
1. 3 香粉叶组分提取
按照文献[2-3]方法,取 200 g 香粉叶的枝叶放入水蒸汽蒸馏器,用水蒸汽蒸馏法提取 6 h,静止
第 29 卷 第 3 期 应 用 化 学 Vol. 29 Iss. 3
2012 年 3 月 CHINESE JOURNAL OF APPLIED CHEMISTRY Mar. 2012
12 h,分离出上层油层,得到精油 1. 5 g,得率为 0. 75%(质量分数)。
水层和蒸馏瓶中的液体用蒸馏法蒸馏,收集 400 mL馏出液,用 150 mL乙醚萃取 3 次,合并萃取液,
用无水硫酸钠干燥,50 ℃水浴下浓缩得到产物 0. 5 g,水层挥发成分得率 0. 25%。
2 结果与讨论
对得到的油层和水层 2 个样品分别进行 GC-MS成分分析。
油层总离子流图上共分离出 52 个色谱峰,鉴定了其中的 47 种化合物,占总含量的 93. 16%,未鉴定
成分为 7 个色谱峰,含量 6. 84%。水层乙醚萃取物共分离出 41 个色谱峰,鉴定了其中的 33 种化合物,
占总含量的 96. 28%,未鉴定成分为 7 个色谱峰,含量 3. 34%。
采用峰面积归一化法得出各组分的相对含量,各色谱峰相应的质谱图检索采用 NIST标准谱库进行
检索,并逐个解析各峰相应的质谱图,定性定量结果如表 1 和表 2 所示。
表 1 香粉叶挥发油化学成分
Table 1 Chemical constituents of the essential oil of Lindera Pulcherrima(Wall.)
No. Time /min Compound Formula Mr Area /%
1 5. 300 α-Thujene C10H16 136 0. 15
2 5. 521 α-Pinene C10H16 136 1. 14
3 5. 821 Camphene C10H16 136 0. 10
4 6. 502 β-Pinene C10H16 136 1. 37
5 6. 775 β-Myrcene C10H16 136 0. 69
6 7. 246 α-Phellandrene C10H16 136 1. 11
7 7. 650 (E)-3-Caren-2-ol C10H16O 152 0. 67
8 8. 622 Eucalyptol C10H18O 154 28. 94
9 9. 136 γ-Terpinene C10H16 136 0. 29
10 10. 039 Terpinolene C10H16 136 0. 24
11 13. 225 α-Methlybenzofuran C9H8O 132 15. 78
12 14. 142 4-Terpinenol C10H18O 154 5. 13
13 15. 042 α-Terpineol C10H18O 154 11. 21
14 15. 137 cis-Sabinol C10H16O 152 0. 06
15 15. 250 cis-Piperitol C10H18O 154 0. 06
16 16. 773 Nerol C10H18O 154 0. 42
17 18. 002 Bornyl acetate C12H20O2 196 1. 29
18 18. 500 no identification 2. 84
19 19. 775 Limonene dioxide C10H16O2 168 1. 05
20 20. 977 Z-Nerol acetate C12H20O2 196 0. 58
21 21. 723 E-Nerol acetate C12H20O2 196 1. 78
22 21. 878 Copaene C15H24 204 0. 76
23 23. 392 2-Hydroxycinnamic acid C9H8O3 164 7. 97
24 23. 545 no identification 1. 49
25 23. 635 no identification 1. 94
26 23. 843 Cinnamyl acetate C11H12O2 176 0. 86
27 23. 918 no identification 0. 03
28 24. 379 α-Caryophyllene C15H24 204 0. 24
29 24. 556 β-Caryophyllene C15H24 204 0. 12
30 24. 963 γ-Muurolene C15H24 204 0. 12
31 25. 252 no identification 0. 06
32 25. 525 δ-Guaiene C15H24 204 0. 08
33 25. 610 α-Muurolene C15H24 204 0. 07
34 26. 280 β-Guaiene C15H24 204 0. 44
35 27. 023 β-Elemene C15H24 204 0. 58
36 27. 342 Nerolidol C15H26O 222 0. 07
37 27. 882 Caryophyllene oxide C15H24O 220 1. 11
38 28. 484 Guaiol C15H26O 222 2. 87
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213 应 用 化 学 第 29 卷
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No. Time /min Compound Formula Mr Area /%
39 28. 553 Hexadecanal C16H32O 240 0. 24
40 28. 683 β-Eudesmol C15H26O 222 0. 08
41 29. 006 Ledol C15H26O 222 0. 10
42 29. 257 γ-Eudesmol C15H26O 222 0. 60
43 29. 825 α-Eudesmol C15H26O 222 0. 98
44 30. 131 Guai-1(10)-en-11-ol or Bulnesol C15H26O 222 0. 79
45 31. 153 1-Phenylpropene-3,3-diol diacetate C13H14O4 234 0. 42
46 32. 599 Glycerol dicetate C7H12O5 176 0. 46
47 33. 838 Farnesyl acetate C17H28O2 264 0. 19
48 36. 194 Rimuene C20H32 272 0. 22
49 36. 545 no identification 0. 07
50 37. 679 no identification 0. 41
51 38. 536 Kaur-16-ene C20H32 272 1. 47
52 39. 615 Phytol C20H40O 296 0. 24
表 2 水层乙醚萃取物的化学成分
Table 2 Extractive chemical constituents extracted from water layer
No. Time /min Compound Formula Mr Area /%
1 2. 849 Cycloheptatriene C7H8 92 1. 49
2 3. 294 Furfural C5H4O2 96 0. 10
3 7. 662 Salicylal C7H6O2 122 0. 20
4 8. 468 3,7-Dimethylnonane C11H24 156 0. 09
5 9. 116 5-Ethyl-2,2,3-trimethyl-heptane C12H26 170 0. 10
6 9. 430 4-Ethyl-2,2,6,6-tetramethyl-heptane C13H28 184 0. 08
7 9. 883 5-Butyl-nonane C13H28 184 0. 10
8 11. 534 Mandelonitrile C8H7NO 133 0. 09
9 12. 165 2,3-Dihydrobenzofuran C8H8O 120 0. 24
10 12. 790 2-Methylbenzofuran C9H8O 132 8. 47
11 13. 955 cis-Sabinol C10H16O 152 0. 08
12 18. 098 Cinnamyl alcohol C9H10O 134 1. 85
13 18. 308 1-Terpinenol C10H18O 154 0. 45
14 18. 542 exo-2-Hydroxycineole C10H18O2 170 1. 08
15 18. 792 no identification 0. 39
16 23. 250 2H-1-Benzopyran-2-one C9H6O2 146 24. 13
17 24. 000 Methoxy cinnamaldehyde C10H10O2 162 1. 73
18 25. 581 Butylated hydroxytoluene C15H24O 220 0. 25
19 26. 019 p-Cresyl glycidyl ether C10H12O2 164 2. 09
20 29. 325 2H-1-Benzopyran-3-ol,3,4-dihydro-,acetate C11H12O3 192 18. 07
21 31. 307 1-Phenylpropene-3,3-diol diacetate C13H14O4 234 4. 50
22 31. 993 no identification 0. 22
23 32. 923 Glycerol dicetate C7H12O5 176 17. 19
24 33. 173 Farnesyl acetate C17H28O2 264 11. 80
25 33. 908 β-Eudesmol C15H26O 222 0. 24
26 38. 596 no identification 0. 38
27 39. 233 Myristic acid methyl ester C15H30O2 242 0. 11
28 39. 569 Phytol C20H40O 296 0. 15
29 40. 375 no identification 0. 27
30 41. 155 Docosane C22H46 310 0. 08
31 42. 602 Tricosane C23H48 324 0. 13
32 43. 918 Tetracosane C24H50 338 0. 27
33 45. 050 no identification 0. 32
34 45. 249 Pentacosane C25H52 352 0. 14
35 46. 442 no identification 1. 24
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313第 3 期 黄品鲜等:香粉叶挥发性成分的提取和分析
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No. Time /min Compound Formula Mr Area /%
36 46. 723 no identification 0. 16
37 48. 418 Heptacosane C27H56 380 0. 19
38 49. 326 13-Docosenamide C22H43NO 337 0. 42
39 50. 409 Octacosane C28H58 394 0. 08
40 52. 096 no identification 0. 74
41 52. 862 Nonacosane C29H60 408 0. 30
香粉叶的挥发成分在水中有一定溶解度,实验结果表明,从水中回收挥发组分达到 30%(质量比为
0. 5 /1. 5) ,因此,用水蒸汽蒸馏法提取植物香料时应关注水溶性香料组分。
从表 1 看出,油层中主要是单萜和倍半萜类化合物。被鉴定含量超过 2. 0%的化合物有:1,8-桉叶
图 1 挥发油中主要成分含量与未被鉴定成分的相
对含量
Fig. 1 Relative content of major compositions and
unidentified compounds in the essential oil
素 28. 94%、α-甲基香豆酮 15. 75%、4-松油醇
5. 13%、α-松油醇 11. 22%、2-羟基肉桂酸 7. 97%、
愈创木醇 2. 87%,这 6 种成分的总含量达到
71. 88%,另外,挥发性成分中,橙花醇、橙花醇乙酸
酯、橙花叔醇、衣兰油烯、乙酸金合欢酯等均是香气
很好的名贵香料,其它 39 个被鉴定成分的总含量为
22. 28%,7 个峰未被鉴定的含量为 6. 84%,它们相
对关系如图 1 所示。
表 2 已鉴定的化合物中,醇、醛和酯类化合物的
种类较多,而且含量高。这是因为很多醇和醛类化
合物容易与水形成氢键,在水中的溶解度增加,有些
化合物在油层中未检测到,而在水中乙醚萃取物具
有较高含量,例如呋喃类和吡喃类化合物。被鉴定
含量超过 2%的化合物有:2-甲基苯并呋喃 8. 47%、2H-1-苯并吡喃-2-酮 24. 13%、2H-1-苯并吡喃-3-醇-
3,4-二氢乙酸酯 18. 07%、p-羟甲苯基缩水甘油醚 2. 09%、1-苯基苯乙基-3,3-二乙酯 4. 50%、丙三醇二
乙酸酯 17. 19%、乙酸金合欢酯 11. 80%。
从表 1 和表 2 看出,油层和水层的组分差别很大,绝大部分为不相同的化合物。水层的化合物很多
可以作为食品香料,而油层的化合物很多是化妆品的高档香料,而且含量高,容易提取分离。
3 结 论
采用水蒸汽蒸馏法提取了新鲜香粉叶的挥发组分,用乙醚萃取蒸馏溶液的挥发性成份,利用气相色
谱-质谱联用仪(GC-MS)分别定性定量分析了它们的化学成分,得到了如下结论:1)新鲜香粉叶挥发成
分的总提取率为 1. 0%(g /g) ,其中挥发油 0. 75%,水层乙醚萃取物得率为 0. 25%;2)挥发油层中主要
是单萜和倍半萜类化合物,其中 1,8-桉叶素、α-甲基香豆酮、4-松油醇、α-松油醇、2-羟基肉桂酸、愈创木
醇等 6 种成分的总含量达到 71. 88%;3)水中乙醚萃取物的醇、酯和醛类化合物含量较高,其中 2-甲基
苯并呋喃、2H-1-苯并吡喃-2-酮、2H-1-苯并吡喃-3-醇-3,4-二氢乙酸酯、p-羟甲苯基缩水甘油醚、1-苯基苯
乙基-3,3-二乙酯、丙三醇二乙酸酯、乙酸金合欢酯等 7 种成分的总含量达到 86. 25%。
香粉叶挥发油含量高,香气好,有可能作为一种天然香料使用,因此,香粉叶植物值得大力发展种
植。
参 考 文 献
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Extraction and Analysis of Volatile Constituents
from Lindera Pulcherrima(Wall.)
HUANG Pinxiana* ,LAI Fangb,ZHOU Yonghongb,LIU Xiongminb
(aDepartment of Science and Technology,Guangxi University,Nanning 530004,China;
bCollege of Chemistry & Chemical Engineering,Guangxi University,Nanning 530004,China)
Abstract The volatile constituents of Lindera Pulcherrima(Wall.)were extracted by steam distillation. The
chemical constituents of essential oil have been analyzed by GC-MS. The results show that the extractive yield
of essential oil is 0. 75%,the compounds of essential oil are 28. 94% eucalyptol,15. 75% α-methlybenzofuran,
5. 13% 4-terpinenol,11. 22% α-terpineol,7. 97% 2-hydroxycinnamic acid,2. 87% guaiol, and the
extractive yield of substance from water is 0. 25%,which consists of 8. 47% 2-methylbenzofuran,24. 13%
2H-1-benzopyran-2-one,18. 07% 2H-1-benzopyran-3-ol,3,4-dihydro-,acetate,2. 09% p-gresyl glycidyl
ether,4. 50% 1-phenylpropene-3,3-diol diacetate,17. 19% glycerol dicetate and 11. 80% farnesyl acetate.
Keywords Lindera Pulcherrima(Wall.) ,volatile chemicals,extraction,GC-MS
513第 3 期 黄品鲜等:香粉叶挥发性成分的提取和分析