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毛细管柱气相色谱内标法测定岩桂叶精油中黄樟油素含量



全 文 :第 49 卷第 5 期
2014 年 9 月
生 物 质 化 学 工 程
Biomass Chemical Engineering
Vol. 49 No. 5
Sep. 2014
doi:10. 3969 / j. issn. 1673-5854. 2014. 05. 003
·研究报告———生物质活性成分·
毛细管柱气相色谱内标法测定岩桂叶
精油中黄樟油素含量
收稿日期:2014-03-19
基金项目:四川省科技厅项目(项目编号 2009JY0057)
作者简介:尹礼国(1979—)男,湖北大冶人,副教授,博士生,研究方向为天然产物化学与食品生物技术;E-mail:156948727@ qq. com
* 通讯作者:张 超(1966—)男,重庆开县人,教授,研究方向为生物工程与食品生物技术;E-mail:1286023647@ 163. com。
尹礼国1,2,3,徐 洲1,2,3,张 超1,2* ,魏 琴1,2
( 1.宜宾学院发酵资源与应用四川省高校重点实验室,四川 宜宾 644007;
2.宜宾学院生命科学与食品工程学院,四川 宜宾 644007;
3.宜宾学院食品科学与工程研究所,四川 宜宾 644007)
摘 要:为了快速准确测定岩桂叶精油中黄樟油素含量,建立了毛细管柱气相色谱内标法,对岩桂叶精油中黄樟油素含
量进行检测,结果表明,岩桂叶精油中黄樟油素 GC含量为 92. 9% ~ 94. 3%。该方法的相对标准偏差小于 0. 5%,检测时
间为 8 min,检测精密度和准确度高,时间短,可快速测定黄樟油素含量。
关键词:岩桂;精油;气相色谱;内标法;黄樟油素
中图分类号:TQ35 文献标识码:A 文章编号:1673-5854( 2014) 05-0011-04
Determination of Safrole Content in the Essential Oil of Cinnamomum
petrophilum N. Chao Leaves by Capillary Column Gas
Chromatography with Internal Standard Method
YIN Li-guo1,2,3,XU Zhou1,2,3,ZHANG Chao1,2* ,WEI Qin1,2
(1. Key Laboratory of Fermentation Resources and Application in Universities of Sichuan Province,Yibin University,
Yibin 644000,China;2. College of Life Science & Food Engineering,Yibin University,Yibin 644000,China;
3. Institute of Food Science and Engineering,Yibin University,Yibin 644000,China)
Abstract:In order to determine safrole content in the essential oil of Cinnamomum petrophilum N. Chao leaves rapidly,the
capillary column gas chromatography with internal standard method was set up. The safrole contents of the essential oils were
92. 9% to 94. 3% . The relative standard deviation (RSD)of the detection method was less than 0. 5%,and the detection time
was 8 min. The method was rapid,accurate and precise.
Key words:Cinnamomum petrophilum N. Chao;essential oil;gas chromatography;internal standard method;safrole
四川省宜宾市位于四川盆地南部边缘,境内的珙县、兴文县、筠连县的大部分地区为典型的卡斯特
地貎山区,普通植物在这种土壤中生长较难,导致植被覆盖率较低,水土流失严重,基岩大面积裸露,石
漠化严重。种植岩桂是当地政府治理石漠化的重要举措之一,其中珙县岩桂种植面积已达 3 600 多公
顷。岩桂(Cinnamomum petrophilum N. Chao),樟科樟属植物,常绿小乔木,高 3 ~ 5 m。岩桂在石漠化的
地区种植,生长旺盛,能够较好地减少流失,美化环境[1-2]。与此同时,岩桂枝叶是提炼精油的重要原
料,岩桂叶的蒸馏出油率高达 4%左右,黄樟油素的 GC含量高达 90% ~95%,传统方法岩桂枝条的蒸馏
出油率为 1. 16%,黄樟油素的 GC含量为 97. 23%[2-5]。岩桂枝叶可以一年四季采摘,每亩岩桂进入盛
产期后枝叶 600 kg以上,以枝叶价格 1元 /kg、100 kg枝叶产油 3 kg、岩桂精油 100元 /kg、种子 200 元 /kg
12 生 物 质 化 学 工 程 第 49 卷
计算,每亩岩桂产值可达 2 000 元以上。黄樟油素可用于合成洋茉莉醛、胡椒基丁醚、左旋多巴、胡椒乙
胺、甲基多巴等化工、医药原料[6-7],是我国重要的出口创汇产品。岩桂产业已成为当地富民产业之一,
综合开发岩桂资源具有很好的经济、社会、生态效益。为了更好地开发岩桂资源,以及加强与黄樟油素
相关的易制毒品管控,必需开展黄樟油素的定量分析。目前,黄樟油素定量分析采用的是气相色谱-质
谱联用技术,其原理是通过色谱峰面积的相对比值进行定量。由于面积百分比法需要所有物质都被检
测到,分析检测需要 40 min以上[3-5],分析检测效率较低,对设备的要求也很高,普通企业不易满足。色
谱分析定量方法包括面积百分比法、归一化法、外标法、内标法 4 种[8]。内标法通过在样品液中加入内
标物质,校正体积误差,可以消除因进样而产生的误差,也不需样品中所有物质被检测到,具有很高的准
确度与精密度。本研究为提高检测效率与准确性,以毛细管柱气相色谱内标法快速定量分析岩桂叶精
油中黄樟油素含量,为岩桂资源的开发利用提供基础方法。
1 材料与方法
1. 1 材料
岩桂叶采自四川省宜宾市珙县岩桂种植基地,黄樟油素标准品由宜宾建中香料有限公司提供,无水
乙醇(分析纯,成都科龙化工试剂厂),萘(色谱纯,天津光复精细化工研究所)。
1. 2 主要仪器设备
GC7890F气相色谱仪,上海天美科学仪器有限公司;AE. SE-54 毛细管色谱柱(15 m × 0. 25 mm ×
0. 33 μm),兰州中科安泰分析科技有限责任公司;FZ-102 型植物样品粉碎机,上海耶茂仪器仪表有限
公司。
1. 3 实验方法
1. 3. 1 岩桂精油的制备 取粉碎后的岩桂叶(粒度小于 0. 2 mm)100 g,放入全玻璃的水蒸气蒸馏装置
的圆底烧瓶内,连接好装置后,连续蒸馏 3 h,制得岩桂精油水混合物,置于分液漏斗中静置,待分层后,
放出下层液体,得岩桂精油。
1. 3. 2 气相色谱内标法
1. 3. 2. 1 内标应用液配制 称取 1. 250 0 g萘,用酒精溶解,定容至 25 mL,得含萘 50 g /L 的内标应用
液。色谱分析时,每 10 mL待测液中加入 200 μL内标应用液,待测液中萘的质量浓度为 1 g /L。
1. 3. 2. 2 分析条件 色谱柱 AE. SE-54,柱温 100 ℃,进样口温度150 ℃,检测器温度 200 ℃,进样体积
1 μL,分流比 20 ∶ 1。检测器为氢火焰离子化检测器(FID),载气为高纯氮气(99. 99%) ,燃气为 H2,助燃
气为空气。
1. 3. 2. 3 定量计算方法 依据 C i = Ai f
A
i,Cs = As f
A
s可知
C i =
Ai f
A
i Cs
As f
A
s
× 100%
式中:C i—待测液中黄樟油素的体积百分比,%;Cs—内标物质量浓度,g /L;Ai—被测组分的峰面积;
As—内标物的峰面积;f
A
i —被测组分的校正因子;f
A
s—内标物的相对质量校正因子。
2 结果与讨论
2. 1 相对校正因子的计算
黄樟油素的结构式如右式,非极性,相对密度 1. 096,易溶于乙醇,能与氯仿、
乙醚混溶,不溶于水和甘油。在分析过程中选择对人体毒性小的乙醇配制检测
液,可保护实验人员的身体健康。根据“相似相溶”原则[7],选择固定液由 5%苯基与 95%甲基聚硅氧
烷构成的 AE. SE-54 非极性毛细管柱。根据 1. 3. 2 节实验条件,对含 1 g /L萘、黄樟油素 0. 1%的标准混
合液进行色谱分析,得气相色谱图如图 1 所示,0. 433 min为溶剂峰,3. 317 min 为内标物萘的色谱峰,
5. 803 min为黄樟油素峰。
第 5 期 尹礼国,等:毛细管柱气相色谱内标法测定岩桂叶精油中黄樟油素含量 13
图 1 黄樟油素的气相色谱图
Fig. 1 Gas chromatogram of safrole
由图 1 可知,色谱峰之间明显分离,峰形对称,
符合色谱分析要求,实验测得内标物萘的峰面积为
185 098,黄樟油素的峰面积为 106 733,计算求得
f Ai / f
A
s = 1. 734 2。
2. 2 精密度与准确度实验
配制黄樟油素体积分数分别为 0. 060%、
0. 100 0%、0. 140 0%,萘质量分数均为 1 g /L的待
测溶液,依据 1. 3. 2 节实验方法进行色谱分析,得
色谱峰面积,见表 1,计算结果见表 2。
表 1 实验测得色谱峰面积
Table 1 Chromatographic peak area
黄樟油素 /%
safrole
黄樟油素峰面积
peak area of safrole 萘 /%
naphthalene
萘峰面积
peak area of naphthalene
1 2 3 1 2 3
0. 0600 60295 68645 77542 0. 1000 173685 195798 222271
0. 1000 120529 99977 100950 0. 1000 208815 171325 174372
0. 1400 145507 149306 168758 0. 1000 179986 184291 208005
表 2 内标法精密度与准确度实验结果
Table 2 Results of accurate and precise test of internal standard test
黄樟油素 /%
safrole
测定结果 /%
results
1 2 3
均值 /%
average value
平均相对偏差 /%
AARD
相对标准偏差 /%
RSD
0. 0600 0. 0602 0. 0608 0. 0605 0. 0605 1. 0000 0. 4959
0. 1000 0. 1001 0. 1012 0. 1004 0. 1006 0. 5667 0. 5666
0. 1400 0. 1402 0. 1405 0. 1407 0. 1405 0. 3333 0. 1815
由表 2 可知,本实验方法对 3 个不同浓度黄樟油素溶液测定的平均相对偏差与相对标准偏差均不
大于 1%,具有很好的准确度与精密度,符合黄樟油素含量检测要求。由表 1 可知,实验过程中同一
浓度物质的峰面积有较大偏差,采用内标法可以较好地减小这些偏差,这与文献[8]所述的内标法的
优点一致。
2. 3 岩桂叶精油中黄樟油素含量的测定
依据 1. 3. 1 节实验方法取 4 份采自宜宾市珙县的岩桂叶制备岩桂精油,配制成岩桂精油体积分数
为 0. 1%、萘的质量浓度为 1 g /L的检测溶液,检测溶液中的黄樟油素含量 3 次,检测结果见表 3。
表 3 精油中黄樟油素含量的测定结果
Table 3 Results of safrole contents of essential oil
样品名称
name
测定结果 result /%
1 2 3
均值 /%
average value
相对标准偏差 /%
RSD
待测液 1 test solution 1 93. 7 93. 4 93. 6 93. 6 0. 16
待测液 2 test solution 2 92. 8 92. 5 93. 4 92. 9 0. 49
待测液 3 test solution 3 94. 0 94. 5 94. 3 94. 3 0. 27
待测液 4 test solution 4 93. 4 93. 5 93. 0 93. 3 0. 28
由表 3 可知,本实验方法测得的 4 份岩桂叶精油黄樟油素含量平均值依次为 93. 6%、92. 9%、
94. 3%、93. 3%,相对标准偏差为 0. 16% ~0. 49%,小于 0. 5%,表明该方法具有很高的精密度。
依据参考文献[9],对以上数据方差分析,结果见表 4。查表可知,F0. 05(3,8)= 4. 07、F0. 01(3,8)=
7. 59,由此可知,不同采集点的岩桂叶中的黄樟油素存在显著性差异。
14 生 物 质 化 学 工 程 第 49 卷
表 4 方差分析结果
Table 4 Result of variance analysis
差异源
difference source
离差平方
SS
自由度
df
均方
MS
F值
F Vaue
样品采集点
collection site 2. 2306 × 10
-6 3 7. 4354 × 10 -7 15. 34
组内误差
error within group 3. 8771 × 10
-7 8 4. 846 × 10 -8
总计
total 2. 6183 × 10
-6 11
通过日常检测实验表明,气相色谱分析
检测技术受到仪器设备性能、分析检测环境
条件、电源稳定性等因素的影响较大,日常检
测工作中,在选用优良的仪器设备的基础之
上,需做好仪器维护、实验室环境、电压稳定
等工作,以确保检测结果的准确性。依据相
似相溶原理,在色谱柱的选择方面,除本研究
所采用的 AE. SE-54 色谱柱外,还可以用
ZB-5、Rtx-5MS、HP-5 等极性相近的色谱柱。
3 结 论
3. 1 通过实验确立了以萘为内标物的毛细管柱气相色谱内标法快速定量分析岩桂叶精油中黄樟油素
含量,检测表明,岩桂叶精油中黄樟油素 GC含量为 92. 9% ~94. 3%。
3. 2 方法的相对标准偏差小于 0. 5%,测定黄樟油素含量具有分析速度快,精密度高等优点,能提高分
析检测效率,适于岩桂叶精油中黄樟油素的快速检测。
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68-73.
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