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泰国芫荽与云南芫荽不同器官中挥发性成分分析



全 文 :泰国芫荽与云南芫荽不同器官中挥发性
成分分析
隋华嵩1,2,邹悦2,周文忠1,董胜强1,孙凯2,唐中笑2,杨燕2,侯英2
(1.云南瑞升烟草技术(集团)有限公司,云南昆明 650106;2.云南同创检测技术股份有限公司,
云南昆明 650106)
摘 要:利用顶空-固相微萃取技术(HS-SPME)吸附泰国芫荽与云南芫荽不同器官中挥发性成分的组成。经气相色谱
质谱联用仪(GC-MS)分析测定,并用峰面积进行归一化定量,泰国芫荽与云南芫荽分别鉴定出 40种和 31种化学成
分,其中泰国芫荽从根、茎和叶分别鉴定出 21、33种和 35种,分别占总峰面积的 92.18 %、91.35 %和 93.15 %,而云南芫
荽分别从根、茎和叶鉴定出 16、17种和 30种,分别占总峰面积的 94.10 %、92.66 %和 98.66 %。不同器官主要挥发性成分
具有相似性,即醛类和醇类,其中,2-十二烯醛为二者共同特征挥发性成分。泰国芫荽根中主要成分为 2-十二烯醛和 1-
乙烯基-环十二醇,茎和叶中主要成分为 2-十二烯醛;云南芫荽根中主要成分为 2-十二烯醛,茎和叶中主要成分为 2-
十二烯醛和和 1-乙烯基-环十二醇。
关键词:泰国芫荽;云南芫荽;不同器官;挥发性成分;顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用
Changes of Volatile Components in Eryngium foetidum L. and Yunnan Coriandrum sativum L. with
Different Plant Organs
SUI Hua-song1,2,ZOU Yue2,ZHOU Wen-zhong1,DONG Sheng-qiang1,
SUN Kai2,TANG Zhong-xiao2,YANG Yan2,HOU Ying2
(1. Yunnan Reascend Tobacco Technology(group)Co.,Ltd.,Kunming 650106,Yunan,China;2. Yunnan
Comtestor Co.,Ltd.,Kunming 650106,Yunan,China)
Abstract:The volatile compounds in different plant organs of Eryngium foetidum L. and Yunnan Coriandrum
sativum L. were extracted by using head-space solid phase microextraction (HS-SPME), and analyzed by gas
chormatograph-mass spectrophotoerter (GC-MS). A quantitative analysis in percent was performed by peak
area normalization measurements. 21, 33 and 35 volatile were identified in root, stalk and leaf, which the
contents of were 94.10 % ,92.66 % and 98.66 % of total area peak, respectively. The volatile compounds in
different organs have similarities, which are aldehydes and alcohols. 2 -dodecenal was the specific volatile
compounds in both Eryngium foetidum L. and Yunnan Coriandrum sativum L. 2 -dodecenal and1 -ethenyl -
cyclododecanol are the main volatiles in root of Eryngium foetidum L., while 2-dodecenal in both stalk and leaf.
In Yunnan Coriandrum sativum L., 2 -dodecenal is the main volatile in root and stalk, and 1 -ethenyl -
cyclododecanol in leaf.
Key words:Eryngium foetidum L.;Yunnan Coriandrum sativum L.; different plant organs; volatile components;
HP-SPME-GC-MS
食品研究与开发
Food Research And Development
2016年 2月
第 37卷第 3期
DOI:10.3969/j.issn.1005-6521.2016.03.041
作者简介:隋华嵩(1987—),男(汉),工程师,硕士,研究方向:主要从
事分析化学、食品化学的研究。
*通信作者:邹悦(1978—),男(汉),工程师,研究方向:分析化学。
芫荽(Coriandrum sativum)为伞形科一年生草本
植物,又名香荽、胡荽等,俗称香菜,原产于欧洲地中海
沿岸及中亚地区,汉代张骞出使西域时引入我国,现
广泛栽培于全国各地。泰国芫荽(Eryngium foetidum L.)
又叫大香菜、大芫荽、刺芫荽、野芫荽等,亦属伞形科一
年或多年生草本植物,是一种叶片宽大肥厚、叶面微
皱、叶缘呈锯齿状的香味型青菜品种[1]。芫荽广泛种植
于世界各地,而泰国芫荽分布于东南亚及云南省西双
版纳、德宏等热带、亚热带地区。
检测分析
161
固相微萃取技术(Solid Phase Microextraction,
SPME)是 20世纪 90年代以来出现的样品处理方法,
它克服了以前一些传统样品处理几乎所有缺点,是集
采样、萃取、浓缩、进样于一体的一种新型环保型化学
分析方法[2]。目前,对芫荽挥发性成分虽有研究,但主
要集中于全株植物精油在传统方式的提取及其抗氧
化等生理功能方面的研究[3-12]。而采用 HS-SPME-GC-
MS方法分析泰国芫荽和云南芫荽不同器官中挥发性
成分的差异鲜见报道。为明确泰国芫荽和云南芫荽不
同器官挥发性成分的化学组成,筛选主要挥发性风味
物质,本文采用 HS-SPME-GC-MS方法研究其挥发性
物质在不同器官中的动态变化,对确定泰国芫荽及云
南芫荽特征香气及其影响因素有一定的价值。同时,
也为芫荽优质栽培、品质育种、贮藏加工及产品质量
控制提供一定参考。
1 材料与方法
1.1 材料
试样在 2014年 6月上旬购买于云南省呈贡县龙
城蔬菜批发市场,由云南农业大学作物遗传育种专业
朱骞博士鉴定。
1.2 仪器与设备
Agilent 7890A/5975C气相色谱-质谱联用仪:美国
安捷伦公司;手动 SPME进样器及 75 μm CAR/PDMS
固相微萃取头:美国 Supelco公司;PC-420D型电磁加
热搅拌器:美国 Corning公司;20 mL透明钳口顶空瓶:
美国安捷伦公司;20 mm银色开口铝盖:美国安捷伦
公司。
1.3 前处理方法
将萃取头插入 GC/MS 进样口中,于 300 ℃老化
20 min。称取切割至约 0.5cm试样的不同器官 1.00 g
于 20 mL透明的顶空瓶中,以银色开口铝盖密封。将
顶空瓶置于通过电磁加热搅拌器加热、水温(80±1)℃
的烧杯中,再将 SPME针管插入顶空取样萃取 30 min,
取出,迅速插入到气质联用仪的进样口,解吸 2 min
后,取出 SPME针管。以未称取样品(其他步骤同上)为
空白,以消除色谱柱流失等误差。
1.4 仪器条件
1.4.1 色谱条件
色谱柱:HP-5MS(30 m×0.25 μm×0.25 μm),载气
为高纯氦气(纯度≥99.999 %),进样口温度 260 ℃;升
温程序:起始温度 50 ℃,保持 2 min,以 5 ℃/min升至
140 ℃,最后以 10 ℃/min升至 280 ℃;恒流模式:流速
1.0 mL/min;分流比:10 ∶ 1;溶剂延迟 0.5 min[13-18]。
1.4.2 质谱条件
电子轰击(EI)离子源,电子能量 70 eV,传输线温
度 280 ℃,离子源温度 230 ℃,四级杆温度 150 ℃,质
量扫描范围 m/z 30 amu~450 amu。
1.5 定性定量方法
定性测定结果保留 Nist05 标准谱库或 Wiley275
标准谱库检索(匹配度≥80)的鉴定结果,并结合长期
从事谱图解析的专业人员分析予以确定。
化合物相对含量确定:采用面积归一化法。
2 结果与讨论
2.1 不同器官中的挥发性成分的组成
按上述试验步骤进行试验,采用质谱检索定性和
峰面积归一化法定量的方法得到泰国芫荽和云南芫
荽不同器官(根、茎或叶)挥发性成分及其含量,见表1。
其中,泰国芫荽的根、茎和叶分别鉴定出 21、33种
序号 保留时间/min 化合物
相对百分含量/%
泰国芫荽 云南芫荽
根 茎 叶 根 茎 叶
1 3.88 3-己烯醛 3-Hexenal - - 0.06 - 0.05 -
2 5.09 3-己烯-1-醇 3-Hexen-1-ol - - 0.12 - - 0.02
3 6.04 顺芷酸 Tiglic Acid 0.25 0.04 - 0.19 0.37 0.07
4 6.93 α-蒎烯 α-Pinene - 0.07 - - - -
5 7.71 苯甲醛 Benzaldehyde 0.09 0.05 0.38 - - 0.13
6 8.53 月桂烯 Myrcene - 0.07 0.04 - - -
7 8.59 5-(1-甲基亚丙基)-1,3-环戊二烯 5-(1-Methylpropylidene)-
1,3-cyclopentadiene
- 0.02 - - - -
8 8.92 正新醛 Octanal - - - - 0.02 0.06
9 9.04 乙酸叶醇酯 3-Hexen-1-ol acetate - - - - - 0.27
表 1 不同发育器官中各类挥发性成分及相对含量
Table 1 Different volatile components and relative content of different plant organs
隋华嵩,等:泰国芫荽与云南芫荽不同器官中挥发性成分分析 检测分析
162
序号 保留时间/min 化合物
相对百分含量/%
泰国芫荽 云南芫荽
根 茎 叶 根 茎 叶
10 9.62 柠檬烯 Limonene - 0.03 0.04 - - -
11 10.10 苯乙烯 Benzeneacetaldehyde 0.03 0.16 0.35 - - 0.13
12 10.50 松油烯 Terpilene 0.01 0.05 0.05 - - 0.02
13 14.12 甘葡环烃 Azulene - 0.02 0.09 0.08 0.03 0.32
14 14.21 4-乙基苯甲醛 4-ethyl-Benzaldehyde - 0.28 0.15 - - -
15 14.77 癸醛 Decanal - 0.21 0.17 1.33 13.50 29.00
16 16.38 2-癸烯醛 2-Decenal 4.59 0.05 0.02 3.97 0.02 29.86
17 16.56 2-癸烯-1-醇 2-Decen-1-ol 0.20 - - 0.4 19.99 1.09
18 16.63 环辛烷 Cyclooctane 0.42 - - 0.65 0.51 1.75
19 17.02 对苯烯基茴香醚 Anethol - 0.02 0.07 - - -
20 17.19 2-辛基呋喃 2-octylfuran 0.06 0.05 0.14 - - -
21 17.23 2-甲基萘 2-methyl-Naphthalene - - - - - 0.14
22 17.56 十一醛 Undecylic aldehyde 0.10 - 0.11 0.07 0.13 0.36
23 17.65 1-甲基萘 1-methyl-Naphthalene - - 0.04 - - 0.04
24 17.87 2,4,5-三甲基苯甲醛 2,4,5-trimethyl-Benzaldehyde - 0.08 0.05 - - 0.14
25 18.91 2,4,6-三甲基苯甲醛 2,4,6-trimethyl-Benzaldehyde 0.03 1.41 0.62 - - -
26 19.06 2-十一烯醛 2-Undecenal 0.54 0.45 0.40 0.44 1.16 1.55
27 19.41 α-荜澄茄油烯 α-Cubebene - 0.05 0.03 - - -
28 20.24 十二醛 Dodecanal 0.74 2.97 5.75 0.71 0.52 0.91
29 20.41 白菖烯 Calarene - 0.05 0.05 - - -
30 20.57 石竹烯 Caryophyllene - 0.17 0.45 - - 0.06
31 20.90 罗汉柏烯 Thujopsene 0.36 0.05 0.03 - - -
32 20.93 榄香烯 Elemene - - - - 0.03 -
33 20.99 2,6-二甲基-6-(4-甲基-3-戊烯基)-双环[3.1.1]己-2-烯
2,6-dimethyl-6-(4-methyl-3-pentenyl)-Bicyclo[3.1.1]hept-2-ene
- 0.05 0.06 - - -
34 21.53 法呢烯 Farnesene 0.26 0.29 - - -
35 22.01 2-十二烯醛 2-Dodecenal 46.91 78.49 78.65 41.82 22.43 21.85
36 22.65 喇叭烯 Viridiflorene 0.12 0.10 - - -
37 22.80 1-甲基-4-(5-甲基-1-亚甲基-4-乙烯基)-环己烯 1-methyl-4-
(5-methyl-1-methylene-4-hexenyl)-Cyclohexene
- 0.09 0.08 - - 0.05
38 23.11 2,4-壬二烯醛 2,4-Nonadienal 0.09 0.18 0.15 0.06 - 0.05
39 23.57 十四烯 1-tetradecylene 0.11 0.23 0.15 - - 0.06
40 23.95 2-十三烯醛 2-tridecenal 0.57 0.53 0.52 0.69 0.93 0.87
41 24.69 肉豆蔻醛 Tetradecanal 0.26 0.23 0.34 0.4 0.15 0.11
42 25.64 1-乙烯基-环十二醇 1-ethenyl-Cyclododecanol 36.57 4.82 3.60 42.97 31.28 8.91
43 27.02 2-辛烯醛 2-Octenal 0.25 - - 0.32 1.54 0.84
总计 92.18 91.35 93.15 94.10 92.66 98.66
续表 1 不同发育器官中各类挥发性成分及相对含量
Continue table 1 Different volatile components and relative content of different plant organs
和 35 种,分别占总峰面积的 92.18 %、91.35 %和
93.15 %,而云南芫荽分别从根、茎和叶鉴定出 16、17
种和 30 种,分别占总峰面积的 94.10 %、92.66 %和
98.66 %。
泰国芫荽的根中 2-十二烯醛和 1-乙烯基-环十
二醇的含量依次为 46.91 %和 36.57 %,为其主要挥发
性成分,2-癸烯醛的含量为 4.59 %,而其它成分均小
于 1 %;茎中主要挥发性成分为 2-十二烯醛,其含量
为 78.49 %,1-乙烯基-环十二醇的含量为 4.82 %,十
二醛的含量为 2.97 %,2,4,6-三甲基苯甲醛的含量为
1.41 %,而其它成分均小于 1 %;叶主要挥发性成分为
2-十二烯醛,其含量为 78.65 %,1-乙烯基-环十二醇
注:-表示未检出。
隋华嵩,等:泰国芫荽与云南芫荽不同器官中挥发性成分分析检测分析
163
的含量为 3.60 %,十二醛的含量为 5.75 %,而其它成
分均小于 1 %。
云南芫荽的根中 2-十二烯醛和 1-乙烯基-环十
二醇的含量依次为 41.82 %和 42.97 %,为其主要挥发
性成分,2-癸烯醛的含量为 3.97 %,癸醛的含量为
1.33 %,而其它成分均小于 1 %;茎主要挥发性成分为
1-乙烯基-环十二醇、2-十二烯醛、2-癸烯-1-醇和癸
醛,含量依次为 31.28 %、22.43 %、19.99 %和 13.50 %,
2-十一烯醛的含量为 1.16 %,2-辛烯醛的含量为
1.54 %,其它成分均小于 1 %;叶主要挥发性成分为 2-
癸烯醛、癸醛和 2-十二烯醛,含量依次为 29.86 %、
29.00%和 21.85%,1-乙烯基-环十二醇的含量为 8.91%,
2-十一烯醛的含量为 1.55 %,环辛烷的含量为 1.75 %,
2-癸烯-1-醇的含量为 1.09 %,其余含量均小于 1 %。
2.2 不同器官中的挥发性成分的变化
泰国芫荽和云南芫荽不同器官中各类挥发性成
分种类的差异如图 1所示。
由图 1可以看出,泰国芫荽鉴定出 8类物质,云
南芫荽鉴定出 7类物质,醛类化合物和烯烃类化合物
是泰国芫荽和云南芫荽较为丰富的一类物质。其中,
醛类、醇类、环烃类、酸类和呋喃类差异不明显,而泰国
芫荽的茎和叶中烯烃类化合物要显著高于云南芫荽
及其根;泰国芫荽和云南芫荽的根和茎中未鉴定出联
苯类化合物,仅在叶中鉴定出来;酯类化合物在云南
芫荽的叶中鉴定出来,而泰国芫荽及其根和茎则未鉴
定出来。
泰国芫荽和云南芫荽不同器官中各类挥发性成
分相对含量的差异如图 2所示。
从各类挥发性成分相对含量的差异上看,醛类化
合物和醇类化合物为泰国芫荽和云南芫荽的主要化
学成分,烯烃类和环烃次之。其中,泰国芫荽茎中醛类
化合物的含量约为云南芫荽茎的 1倍,云南芫荽茎和
叶中的醇类化合物的含量分别约为泰国芫荽的 10倍
和 3倍,而其他类化合物在各器官中差异不明显,由此
推断醛类化合物和醇类化合物的差异是造成泰国芫
荽和云南芫荽在香气不同的主要原因。
3 讨论
传统水蒸气蒸馏法提取不同产地芫荽中的挥发
油:官智等对西双版纳野芫荽采用水蒸气蒸馏法提取
挥发油并鉴定其主要成分为壬醛和癸醛[9]。云南玉溪
芫荽经水蒸气蒸馏法获得的挥发油以脂肪醛类化合
物为主,脂肪醛的含量占挥发油总量的 68.34 %,并以
十二醛含量最高(14.69 %),癸醛(13.04 %)次之 [6];然
而,程必强等报道西双版纳芫荽挥发油成分以不饱和
脂肪醇(43.39 %)和不饱和脂肪醛(34.24 %)为主,并
以 2-烯-癸醇含量最高(33.70 %)[7]。海南野芫荽经常
规水蒸气蒸馏法所得挥发油主要成分为十二烯醛
(22.18 %)[10]。而不同提取方法提取相同产地芫荽中的
挥发油:陆占国等利用索氏提取法和超声波辅助提取
法提取的黑龙江产地芫荽中的精油,酯类化合物为其
主要成分并以己酸乙酯含量最高[5-8],两种提取方法中
主要化学成分己酸乙酯含量的相对平均偏差仍有
18.66 %。
水蒸气蒸馏法、超声波辅助提取法或索氏提取法
等传统提取方法都不同程度地存在着某些缺点,如样
品量过多、提取时间长、提取工艺复杂、浓缩过程中易
丢失香气物质等,并因不同的挥发性成分对温度、溶
剂等条件有过大的选择性差异,造成部分待测成分的
富集和部分挥发性成分损失,这亦是文献报道有差异
之所在。然而,SPME基本原理为待测物在介质相和/或
顶空相、及萃取纤维相的分配平衡过程,在一定条件
下达动态平衡时,涂层吸附的待测物的量与样品中的
浓度成正比,以此作为定量分析的依据[11-12]。CAR/PDMS
型萃取纤维涂层对提取和富集挥发性化合物的选择
图 1 泰国芫荽和云南芫荽不同器官中各类挥发性成分种类的差异
Fig.1 Changes of volatile compound variety of Eryngium foetidum
L. and Yunnan Coriandrum sativum L. with different plant organs
图 2 泰国芫荽和云南芫荽不同器官中各类挥发性成分相对含量的
差异
Fig.2 Changes of volatile compound content of Eryngium foetidum
L. and Yunnan Coriandrum sativum L. with different plant organs






/%
隋华嵩,等:泰国芫荽与云南芫荽不同器官中挥发性成分分析 检测分析
164
性和灵敏度效果最佳,而测试系统一般均为多组分、多
相的混合体系,因此存在一种或多种萃取吸附竞争[19]。
正是这种高灵敏性、高竞争吸附性、集采样、萃取、浓
缩、进样于一体的一种新型环保型萃取手段,较传统提
取手段更为适用于成分组成复杂且多变的样品,尤其
对挥发性成分和半挥发性成分有不可比拟的优势。
4 结论
应用固相顶空微萃取吸附收集泰国芫荽和云南
芫荽根、茎或叶中的挥发性成分,采用 GC-MS联用技
术分别对其挥发性化学成分进行分离。利用质谱库检
索,分别从泰国芫荽与云南芫荽分别鉴定出 40种和
31种化学成分,同时运用峰面积归一化法求得各香气
成分在挥发性成分中的相对百分含量,泰国芫荽从
根、茎和叶分别鉴定出 21、33种和 35种,含量分别为
92.18 %、91.35 %和 93.15 %,而云南芫荽分别从根、茎
和叶鉴定出 16种、17种和 30种,含量分别为 94.10 %、
92.66 %和 98.66 %。其主要成分均为醛类和醇类,醛类
化合物和醇类化合物含量的差异是造成泰国芫荽和
云南芫荽在香气不同的主要原因。其中,2-十二烯醛
为二者共同特征挥发性成分,泰国芫荽根中主要成分
为 2-十二烯醛和 1-乙烯基-环十二醇,茎和叶中主要
成分为 2-十二烯醛;云南芫荽根中主要成分为 2-十
二烯醛,茎和叶中主要成分为 2-十二烯醛和和 1-乙
烯基-环十二醇。总的来说,HS-SPME与 GC-MS联用
是一种简便快捷的方法,适用于芫荽中挥发性物质的
提取和半定量分析。
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