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GC-MS法分析白兰花挥发油成分



全 文 :第 31卷第 1期 重庆大学学报 Vol.31 No.1
 2008年 1月 JournalofChongqingUniversity Jan.2008 
  文章编号:1000-582X(2008)01-0097-04
GC-MS法分析白兰花挥发油成分
收稿日期:2007-10-12
基金项目:重庆市科委重点自然基金资助项目(No.2007BA1005)
作者简介:王心宇(1984-), 男 ,重庆大学硕士研究生 , 主要从事植物学研究。李正国(联系人), 男 , 重庆大学教授 , (Tel)
023-65120483;(E-mail)zhengguoli@cqu.edu.cn。
王心宇a, b,刘明春a, b,杨迎伍a, b,邓 伟a, b,李正国a, b
(重庆大学 a.生物工程学院基因工程研究中心;b.重庆市高校功能基因与调控新技术重点实验室 , 重庆 400030)
摘 要:以乙醚和二氯甲烷为提取溶剂 ,采用同时蒸馏萃取法(SDE)提取了白兰花挥发油 ,用
气 -质联用法(GC-MS)分别鉴定出 84种和 81种化学成分 ,分别占白兰花挥发油总峰面积的 97.47%
和 97.31%。对比两种溶剂萃取结果 ,共有 69种化合物相同 ,其中含量较高的物质有:芳樟醇
(65.10%, 65.27%)、2-甲基丁酸甲酯(4.96%, 6.62%)、2-甲基丁酸(1.98%, 3.14%)、丁子香酚甲
醚(2.22%, 2.43%)、α-甲基-α-[ 4-甲基-3戊烯基 ] 、环氧乙烷甲醇(2.52%, 1.67%)。
关键词:白兰花;SDE;GC-MS;挥发油
  中图分类号:Q946 文献标志码:A
ChemicalConstituentsoftheEsentialEilofMichelia
albaDCbyGC-MS
WANGXin-Yua, b, LIUMing-Chuna, b, YANGYing-Wua, b, DENGWeia, b, LIZheng-Guoa, b
(a.GeneticEngineeringResearchCenter, Bio-EngineeringColege;b.KeyLabofFunctionalGeneandNew
RegulationTechnologiesunderChongqingMunicipalEducationCommision, ChongqingUniversity, Chongqing,
400030, P.R.China)
Abstract:SDEwasusedtoextractthevolatilecompoundsofMicheliaalbaDCusingetherandthendichloromethane
assolvents.GC-MSdetected84volatilecompoundsextractedwhenusingetherand81volatilecompoundswhenu-
singadichloromethanesolvent.Thesecompoundsoccupied97.47% and97.31% ofthetotalpeakarea, respec-
tively.Usingthesesolventsproduced69volatilecompoundsincommon.Themainconstituentsofthevolatilecom-
poundswereLinalol(65.10% and65.27%);Butanoicacid, 2-methyl-, methylester(4.96%and6.62%);Bu-
tanoicacid, 2-methyl-(1.98% and3.14%);Eugenolmethylether(2.22% and2.43%);.alpha-Methyl-.al-
pha-[ 4-methyl-3-pentenyl] oxiranemethanol(2.52% and1.67%).
Keywords:MicheliaalbaDC;SDE;GC-MS;volatileoil
  白兰花 (四川及重庆地区称为黄桷兰)为木兰
科植物 ,白兰花(MicheliaalbaDC)的花 ,主要生长在
中国长江以南地区。其性温 、味苦辛 ,具止咳 、化浊
之功 ,用于治疗慢性支气管炎 、前列腺炎 、妇女白带
异常等 。白兰花叶含生物碱 、挥发油 、酚类等成
分 [ 1] 。由于白兰花的特殊香气 ,其浸膏可调配各种
花香香精 、化妆香精 、香水等[ 2] 。白兰花还是一种很
好的茶叶加工和花香资源 ,中国花茶中的传统品种
白兰花茶就是以白兰花窨制绿茶而成的[ 3] 。
为了开发利用白兰花 ,寻求一种有效的提取溶
剂以提高其精油得率并保证其香气成分的完整性显
得尤为必要。目前 ,刘扬岷等利用固相微萃取技术 、
刘波静等利用毛细管色谱对白兰花的挥发性成分进
行了一定研究 [ 4-5] ,但采用不同溶剂提取白兰花挥发
油并对其进行 GC-MS检测的相关研究尚未见报道 。
另外 ,中国四川及重庆地区的环境温暖湿润 、排水良
好 、土壤偏酸性 ,其条件非常适合白兰花的生长 ,但
目前尚未有关于这些地区白兰花挥发油提取 、纯化
的相关报道 。为此 ,笔者采用无水乙醚和二氯甲烷
这两种溶剂提取了重庆市涪陵区白兰花的挥发油 ,
并用 GC-MS对其挥发油的化学成分进行了检测鉴
定 ,为白兰花挥发油的提取及其化学成分的检测鉴
定提供理论依据 。
1 材料与方法
1.1 实验材料
白兰花鲜花采自重庆市涪陵李渡工业园区 ,取
鲜花的花瓣部分 。
1.2 仪器及试剂
HP-6890气相色谱 -质谱联用仪(美国安捷伦
公司制造);SDE装置(北碚特种玻璃仪器厂 ,使用
时根据需要进行组装 ,见图 1);RE-52AA旋转蒸发
仪(上海亚荣生化仪器厂制造);无水乙醚 (分析
纯);二氯甲烷(分析纯);无水硫酸钠(分析纯)。
1.3 挥发油的制备
SDE同时蒸馏萃取(见图 1):取新鲜白兰花花
瓣 100 g剪碎后置于 1 000 mL圆底烧瓶中 ,加入
200mL去离子水 ,接至 SDE装置的一端 ,控制温度
使其保持微沸 。另取 50 mL无水乙醚(二氯甲烷)
置于 250 mL单颈烧瓶中 ,接在 SDE装置的另一端 ,
以恒温水浴加热烧瓶 ,在 40 ℃(或 55 ℃)下连续萃
取 2h,挥发油的萃取液用活化过的无水硫酸钠(约
5 g)脱水 ,密封保存于 -20 ℃冰箱中 ,过夜后用旋转
蒸发仪除去乙醚(二氯甲烷),浓缩至 1.5mL,备用 。
说明:在 A瓶中加入白兰花与去离子水 , B瓶中
加入萃取溶剂。若溶剂的比重比水小(如乙醚),
则按图进行蒸馏萃取 , 使溶剂从高位点回流;若
溶剂的比重比水大(如二氯甲烷), 则调换 A、B
两个烧瓶的位置 , 使溶剂从低位点回流。
图 1 同时蒸馏萃取装置
1.4 分析条件
气相色谱条件:色谱柱 DB-5MS石英毛细管柱
30 m×0.25 mm×0.25 μm;柱温 50 ℃保留 5 min,
然后以 5℃/min的速率升至 200℃,保持 15min;汽
化室温度 200 ℃;溶剂延迟 3min;进样量为 1 μL;载
气 He;载气流量为 1mL/min;分流比为 40∶1。
质谱条件:EI离子源;离子源温度为 200 ℃;电
子能量为 70 eV;发射电流是 60μA;电子倍增器电压
为 900V;扫描质量范围为 20 ~ 500 amu;扫描时间为
0.3s;扫描间隔 0.2 s。
1.5 成分鉴定
定性分析:取白兰花挥发油 1 μL,用气相色谱-
质谱联用仪进行分析鉴定 。通过 G170LBA化学工
作站数据处理系统 ,检索 Nis98谱图库 ,并分别与 8
峰索引及 EPA/NIH质谱图集的标准谱图进行对照 ,
复合 ,再结合有关文献进行人工谱图解析及气相色
谱保留指数法数据 ,确认白兰花挥发油的各个化学
成分。
定量分析:通过 G170LBA化学工作站数据处理
系统 ,按面积归一化法进行定量分析 [ 6] ,分别求得各
化学成分在挥发油中的相对百分含量 。
2 结果与分析
2.1 白兰花挥发油的 GC-MS总离子流图
白兰花挥发油经 GC-MS分析 ,得到白兰花挥发
油的总离子流图 ,如图 2-3所示 。
图 2 白兰花挥发油的总离子流(乙醚提取)
图 3 白兰花挥发油的总离子流(二氯甲烷提取)
2.2 白兰花挥发油的主要成分
GC-MS检测确认的白兰花挥发油中的各化学
成分及相对百分含量见表 1。
98 重庆大学学报                     第 31卷
表 1 GC-MS分析的白兰花挥发油成分
序号 化合物名称
相对百分含量%
乙醚 二氯甲烷
1 3-甲基-2-庚醇 2-Heptanol, 3-methyl- 0.12 0.11
2 丁酸甲酯 Butanoicacid, methylester 0.03 0.08
3 (E)-2-壬烯-1-醇 2-Nonen-1-ol, (E)- 0.03 ---
4 2-甲基-1-丁醇 1-Butanol, 2-methyl- 0.09 ---
5
2-甲基丁酸甲酯 Butanoicacid,
2-methyl-, methylester 4.96 6.62
6 1-己醇 1-Hexanol 0.06 ---
7 2-甲基丁酸乙酯 Butanoicacid,
2-methyl-, ethylester 0.92 0.71
8 2-甲基丁酸 Butanoicacid, 2-methyl- 1.98 3.14
9 4-庚醇 4-Heptanol 0.04 ---
10 辛酸甲酯 Octanoicacid, methylester 0.03 0.03
11
2-甲基-1, 5-庚二烯-4-醇 2-Methyl-1,
5-heptadien-4-ol 0.04 0.03
12 桧烯 Sabinen 0.06 0.04
13
1, 1-二甲基-2-(3-甲基-1, 3-丁二烯)-环己烷 Cyclopropane, 1, 1-dimethyl-
2-(3-methyl-1, 3-butadienyl)- 0.14 0.11
14 正十烷 n-Decane 0.05 ---
15 3-甲基戊酸乙酯 Pentanoicacid,
3-methyl-, ethylester 0.03 ---
16
(E, Z)-2, 4-癸二烯-1-醇
2, 4-Decadien-1-ol, (E, Z)- 0.04 ---
17 对伞花烃 p-Cymene 0.14 0.18
18 D-柠檬烯 D-Limonene 0.06 0.06
19 桉油精 Eucalyptol 0.23 0.18
20 β -反式-罗勒烯 beta-trans-Ocimene 0.88 0.31
21 苯乙醛 Benzeneacetaldehyde 0.13 0.03
22 β -顺式-罗勒烯 beta-cis-Ocimene 1.03 0.34
23 橙花叔醇 Nerolidol 0.04 ---
24 顺式芳樟醇氧化物 Linalooloxidecis 0.32 0.67
25 环辛基甲醇 Cyclooctanemethanol 0.03 ---
26
α-甲基-α-[ 4-甲基-3戊烯基 ]环氧乙烷甲醇  .alpha-Methyl-.alpha-[ 4-methyl-3-pentenyl] oxiranemethanol 2.52 1.67
27 苯甲酸异戊酯Isopentylalcohol, benzoate 0.03 0.07
28 芳樟醇 Linalol 65.10 65.27
29 (E)-丙酸-2-己酯 Butanoicacid,
2-hexenylester, (E)- --- 0.11
30 异胡薄荷醇 Isopulegol 0.05 0.11
31 苯乙醇 PhenylethylAlcohol 1.41 0.24
32 4-丙酮环庚酮 4-Acetonylcycloheptanone --- 0.04
33
3, 3-二甲基环己醇 Cyclohexanol,
3, 3-dimethyl- --- 0.03
34 反式芳樟醇氧化物 Linalooloxidetrans 0.36 0.53
35 环氧芳樟醇 Epoxylinalol 1.70 0.63
36 2-(4-甲基-3-环己烯-1-基)-2-丙醇
2-(4-Methyl-3-cyclohexen-1-yl)-2-propanol 0.04 0.05
37 2, 4, 6-三甲基辛烷 2, 4, 6-Trimethyl-octane 0.04 0.03
38 蒿脑 Estragole 0.09 0.09
39
α-柠檬烯双氧化物.alpha-Limonenediepoxide 0.03 ---
40 (E)-乙酸-2-癸烯酯(E)-2-Decenylac-etate 0.15 0.18
41
甲酸环氧-α-萜烯酯 Epoxy-.alpha-ter-penylacetate 0.23 0.24
42 1, 3-苯并间二氧杂环戊烯, 5-(2丙烯基)
1, 3-Benzodioxole, 5-(2-propenyl)- 0.12 0.08
43 5-甲基-2-庚酮 5-Methyl-2-heptanone --- 0.03
44 吲哚 Indole 0.96 0.19
45 6-苯-2-己烯 2-Hexene, 6-phenyl- 0.05 ---
46 2-氨基苯甲酸甲酯 Benzoicacid, 2-a-mino-, methylester 0.10 ---
47
4-异丙基-1, 6-二甲基-1, 2, 3, 4, 4a, 7-六氢化萘
4-Isopropyl-1, 6-dimethyl-1, 2, 3, 4, 4a,
7-hexahydronaphthalene
0.07 0.05
48 10-十一炔醇 10-Undecyn-1-ol 0.03 ---
49 β -榄香烯.beta-Elemen 0.70 0.38
50 丁子香酚甲醚 Eugenolmethylether 2.22 2.43
51 石竹烯 Caryophylene 0.92 0.42
52 法呢醇 Farnesol 0.03 ---
53 α-石竹烯.alpha-Caryophylene 0.34 0.21
54
8-异丙基-1-甲基-5-亚甲基-1, 6-环癸二烯 8-Isopropyl-1-methyl-5-methylene-1,
6-cyclodecadiene 0.39 0.58
55 异戊 烯 酸 苯乙 酯 Isovalericacid,phenethylester 0.18 ---
56 γ-榄香烯.gamma-Elemene 0.12 0.14
57 异丁子香酚甲醚 Isoeugenylmethylether 0.52 0.37
58 β -甜没药烯.beta-Bisabolene --- 0.12
59 α-异愈创木烯.alpha-Bulnesene 0.88 0.37
60
2, 6-二叔丁基对甲苯酚ButylatedHydroxytoluene --- 0.08
61 喇叭茶醇 Ledol 0.19 0.21
62 (+)-δ-杜松烯(+)-.delta-Cadinene 0.17 0.12
63 (Z, E)-法呢醇(Z, E)-Farnesol 0.12 0.10
64
3, 6-十八碳二炔酸甲酯 3,
6-Octadecadiynoicacid, methylester --- 0.03
65 +/--反式-橙花叔醇.+/--trans-Nerolidol 0.34 0.43
66
7, 11-十六碳二烯醛
7, 11-Hexadecadienal 0.04 0.04
67 石竹烯氧化物 Caryophyleneoxide 0.75 2.48
68
3-异丙烯基-2-甲基环己基乙酸酯
3-Isopropenyl-2-methylcyclohexyl ace-tate --- 0.03
69
6, 6-二甲基双环-(3.1.1)-2-庚烯-2-乙醇  6, 6-Dimethylbicyclo-(3.1.1)-
2-heptene-2-ethanol --- 0.03
70 橙花油醇 Peruviol 0.04 0.07
71 2, 3环氧蒎烯 Pinane, 2, 3-epoxy- --- 0.60
72
别甾烷-7.α, 11.α-二醇-3, 20-二酮Alopregnane-7.alpha., 11.alpha-diol-
3, 20-dione --- 0.05
73 乙酸法呢酯 Farnesylacetate --- 0.07
74
己酸苯乙酯 Hexanoicacid, phenethylester 0.09 0.06
75 α-杜松烯醇.alpha-Cadinol 0.49 0.66
76 10-十一炔-1-醇 10-Undecyn-1-ol 0.09 0.10
77
1, 4a-二甲基-7-(1-甲基乙烯)十氢-1-萘烯酚 1, 4a-Dimethyl-7-(1-methyle-thylidene)decahydro-1-naphthalenol 0.10 0.11
78 异香树烯环氧化物Isoaromadendreneepoxide 0.08 0.24
79
18-氧代贝壳杉-17-基乙酸酯
18-Oxokauran-17-ylacetate 0.08 0.28
99第 1期               王心宇 ,等: GC-MS法分析白兰花挥发油成分
80
1, 1, 7-三甲基-4-甲烯基十氢-1H-环丙烷 [ e]甘菊环-7-醇
1, 1, 7-Trimethyl-4-methylenedecahydro-
1H-cyclopropa[ e] azulen-7-ol
0.17 0.43
81
4-异丙基-1, 6-二甲基-1, 2, 3, 4, 4a, 7-六氢化萘
4-Isopropyl-1, 6-dimethyl-1, 2, 3, 4, 4a,
7-hexahydronaphthalene
0.13 0.23
82 Z-α-反式-佛手柑醇 Bergamotol, Z-.alpha-trans- 0.10 0.16
83 雪松-8-烯-13-醇 Cedr-8-en-13-ol 0.12 0.39
84
别香树烯氧化物-(2)Aloaromaden-dreneoxide-(2) 0.05 0.15
85
反式-长松香芹醇 Longipinocarveol,trans- 0.09 0.32
86 马兜铃烯环氧化物 Aristoleneepoxide 0.12 0.36
87
3, 7, 11-三甲基-6, 10-十二碳二烯-1-炔-3-醇
6, 10-Dodecadien-1-yn-3-ol, 3, 7, 11-trimethyl-
0.04 0.16
88
3, 3-二甲基-2-(3-甲基-1, 3-丁二烯基)-环己烷-1-甲醇Cyclohexane-1-methanol, 3, 3-dimethyl-
2-(3-methyl-1, 3-butadienyl)-
0.25 0.32
89 13-十七炔-1-醇 13-Heptadecyn-1-ol 0.04 0.06
90
(Z, Z, Z)-8, 11, 14-二十碳三烯酸甲酯   8, 11, 14-Eicosatrienoicacid,methylester, (Z, Z, Z)- 0.08 0.07
91 十八烷 Octadecane 0.07 0.07
92 十六烷酸 甲酯 Hexadecanoicacid,methylester 0.14 0.06
93 正十六烷酸 n-Hexadecanoicacid 0.11 0.08
94
8, 11-十八碳二烯酸甲酯 8, 11-Octa-decadienoicacid, methylester 1.63 0.93
95 亚麻酸甲酯 Linolenicacid, methyles-ter 0.81 0.27
96
9-甲基-Z, Z-10, 12-十六碳二烯-1-醇乙酯  9-Methyl-Z, Z-10, 12-hexadeca-dien-1-olacetate 0.08 0.16
说明:相似度太差或面积百分比小于 0.03%的峰未计入。
由表 1知 ,从乙醚提取的挥发油中 ,鉴定出 84种化
合物 ,占挥发油总量的 97.47%,其主要成分为:醇类化
合物(28种),占挥发油总量的 33.33%,酯类化合物(16
种)占挥发油总量的 19.05%,烃类化合物(21种)占挥
发油总量的 25.00%。从二氯甲烷提取的挥发油中 ,鉴
定出 81种化合物 ,占挥发油总量的 97.31%,其主要成
分为:醇类化合物(21种)占挥发油总量的 25.93%,酯
类化合物(17种)占挥发油总量的 20.99%,烃类化合物
(21种)占挥发油总量的 25.93%。
在两种溶剂中均检测到的化合物共有 69种。其
中含量较高的化合物有:芳樟醇 Linalol(65.10%,
65.27%)、2-甲基丁酸甲酯 Butanoicacid, 2-methyl-,
methylester(4.96%, 6.62%)、 2-甲基丁酸 Butanoic
acid, 2-methyl-(1.98%, 3.14%)、丁子香酚甲醚 Euge-
nolmethylether(2.22%, 2.43%)、α-甲基-α-[ 4-甲基-3
戊烯基 ]环氧乙烷甲醇 、alpha-Methyl-alpha-[ 4-methyl-3-
pentenyl] oxiranemethanol(2.52%, 1.67%)。这与其它
对于白兰花挥发性成分的研究结果基本一致。
3 讨 论
通过 GC-MS检测得知芳樟醇是白兰花挥发油成
分的最主要组成成分 ,在乙醚和二氯甲烷萃取结果中
分别占总体百分含量的 65.10%和 65.27%。据资料
报道 ,芳樟醇有抗菌 、抗病毒等作用 ,这与白兰花的药
用功能相符 ,进一步确定芳樟醇是白兰花中的重要组
成部分 。
经对比 GC-MS检测乙醚与二氯甲烷的 SDE萃
取结果 ,可以看出二者之间整体的出峰情况并无显
著差异 ,除了部分含量较低的化合物以外 ,大多数物
质均被同时检测到 。从表 1也可以看出 ,含量较高
的几种物质 ,如 2-甲基丁酸甲酯 、2-甲基丁酸 、丁子
香酚甲醚等 ,二氯甲烷萃取所得百分含量略高于乙
醚萃取所得结果 ,相比而言 ,主要物质芳樟醇的百分
含量比较接近。因此 ,如果萃取后仅以芳樟醇的提
取 、纯化为目的 , 选择乙醚或二氯甲烷作为溶剂
均可。
白兰花挥发油中存在大量的醇 、烃 、酯等化合
物 ,构成其特有的香气成分和药用价值 ,对这些成分
的提取 、分离纯化及利用还有待于深入研究 ,从而实
现对白兰花的深层次开发利用。
参考文献:
[ 1] 江苏新医学院.中药大词典(上册)[ M] .上海:上海人民
出版社 , 1977.
[ 2] 中华人民共和国商业部土产废品局.中国经济植物志
(下册)[ M] .北京:北京科学出版社 , 1961.
[ 3] 黎星辉 , 黄启为.提高白兰花茶品质研究 [ J] .经济林研
究 , 1996, 14:84-87.
LIXING-HUI, HUANGQI-WEI.Researchonadvancingthe
qualityofmicheliaalbaDC[ J] .EconomicForestRegearch-
es, 1996, 14:84-87.
[ 4] 刘扬岷 , 王利平 , 袁身淑 , 等.固相微萃取气质联用分析
白兰花的香气成分 [ J] .无锡轻工大学学报 , 2001, 20
(4):427-430.
LIUYANG-MIN, WANGLI-PING, YUANSHEN-SHU, et
al.Solidphasemicroextractimoffragranceofmicheliaal-
ba, byGCIMSanalysis[ J] .JournalofWuxiVniversityof
LightIndustry, 2001, 20(4):427-430.
[ 5] 刘波静 , 林法明.毛细管气相色谱∕质谱法分析熏茶植
物白兰花中挥发性化学成分 [ J] .食品科学 , 2002, 23
(6):127-130.
LIUBO-JING, LINFA-MING.Analysisstydyonvolatile
componentsinmicheliaalbaDCbycapillarycaschroma-
tographyandgaschromatographymassspectrometry[ J] .
FoodScience, 2002, 23(6):127-130.
[ 6] 刘虎威.气相色谱方法及应用 [ M] .北京:化学工业出版
社 , 2003.
(编辑 侯 湘)
100 重庆大学学报                     第 31卷