全 文 :植物科学学报 2015ꎬ 33(1): 116~125
Plant Science Journal
DOI:10 11913 / PSJ 2095-0837 2015 10116
四种不同方法提取沙枣花挥发物的成分分析
丁嘉文1ꎬ 陈易彤1ꎬ 谢 晓1ꎬ 朱耿平1ꎬ 刘向明2ꎬ 刘 强1∗
(1. 天津师范大学生命科学学院ꎬ 天津市动植物抗性重点实验室ꎬ 水环境与水资源重点实验室ꎬ 天津 300387ꎻ
2. 南开大学元素有机化学研究所ꎬ 天津 300071)
摘 要: 为了探究不同提取方法对沙枣花挥发物化学成分分析的影响ꎬ 本文采用水蒸气蒸馏法、 固相微萃取
法、 顶空采集法和气囊采集法提取沙枣(Elaeagnus angustifolia)花的挥发性物质ꎬ 并利用气相色谱 ̄质谱联用
仪(GC ̄MS)分别对 4 种方法提取的挥发物质进行化学成分分析鉴定ꎮ 从 4 种方法提取的沙枣花挥发物质中共
检测出 51 种化合物ꎬ 其中酯类 14 种、 烷类 13 种、 酚类 9 种、 酮类 3 种、 醇类 4 种、 其它物质 8 种ꎮ 顶空收
集法、 水蒸气提取法、 气囊采集法和固相微萃取法提取的挥发物质中分别检出化合物 13 种、 19 种、 22 种和
18 种ꎬ 并且用 2 种(或 2 种以上)方法提取的沙枣花挥发物质中相同化合物有 15 种(即: 酯类 6 种、 烷类 5
种、 酚类 2 种、 醇类 1 种、 其它物质 1 种)ꎬ 分别为: 反式 ̄肉桂酸乙酯、 顺式 ̄肉桂酸乙酯、 反式 ̄肉桂酸甲
酯、 邻苯二甲酸二甲酯、 正癸烷、 正十二烷、 正十四烷、 正十六烷、 正二十烷、 愈创木酚、 4ꎬ4 ̄亚甲基双(2ꎬ
6 ̄二叔丁基苯酚)、 2 ̄苯基 ̄1 ̄丙烯、 乙酸叶醇酯、 肉桂酸异丙酯和苯乙醇ꎮ 4 种方法提取的沙枣花挥发物中均含
反式 ̄肉桂酸乙酯和邻苯二甲酸二甲酯 2种化合物ꎬ 且反式 ̄肉桂酸乙酯的含量较高ꎬ 分别为 83 75%(水蒸气蒸
馏法)、 14 45%(固相微萃取法)、 78 27%(顶空收集法)和 56 65%(气囊采集法)ꎮ 4 种方法中气囊采集法提
取的沙枣花挥发物质中所含化合物种类最多(22种)ꎬ 而且操作最简单ꎬ 因此气囊采集法是提取沙枣花挥发物的
较好方法ꎮ
关键词: 沙枣花ꎻ 水蒸气蒸馏法ꎻ 固相微萃取法ꎻ 顶空收集法ꎻ 气囊采集法ꎻ 气相色谱 ̄质谱联用仪
中图分类号: Q946 8ꎻ O657 7 文献标识码: A 文章编号: 2095 ̄0837(2015)01 ̄0116 ̄10
收稿日期: 2014 ̄03 ̄03ꎬ 退修日期: 2014 ̄04 ̄14ꎮ
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(31272359)ꎮ
作者简介: 丁嘉文(1989-)ꎬ 男ꎬ 硕士研究生ꎬ 从事植物与昆虫信息素方面的研究(E ̄mail: 853996587@qq com)ꎮ
∗通讯作者(Author for correspondence): 刘强(1953-)ꎬ 男ꎬ 教授ꎬ 主要从事生态学与保护生物学方面的研究(E ̄mail: lqtjnu@
126 com)ꎮ
Comparison of Four Different Approaches for the Extraction of
Elaeagnus angustifolia Flower Volatiles
DING Jia ̄Wen1ꎬ CHEN Yi ̄Tong1ꎬ XIE Xiao1ꎬ ZHU Geng ̄Ping1ꎬ LIU Xiang ̄Ming2ꎬ LIU Qian1∗
(1. College of Life Scienceꎬ Tianjin Key Laboratory of Animal and Plant Resistanceꎬ Tianjin Key Laboratory of
Water Resources and Water Environmentꎬ Tianjin Normal Universityꎬ Tianjin 300387ꎬ Chinaꎻ
2. Research Institute of Elemento ̄Organic Chemistryꎬ Tianjin Normal Universityꎬ Tianjin 300071ꎬ China)
Abstract: Elaeagnus angustifolia has a great scentꎬ attracts many insects and is the main host
of Asias halodendri. To explore the chemical compounds in E. angustifoliaꎬ four different
approaches for the extraction of E. angustifolia flower volatiles were performed and compared
to determine the optimum method. The chemical compounds in raw extract were identified
using gas chromatography ̄mass spectrometry (GC ̄MS) . A total of 51 compounds were
attained among the four approachesꎬ including 14 estersꎬ 13 ethersꎬ 9 phenolsꎬ 3 ketonesꎬ 4
alcoholsꎬ and 8 others. Comparison of the four approaches showed that 13 compounds were
found by headspace collection (HC)ꎬ 19 compounds were found by steam distillation (SD)ꎬ
18 compounds were found by solid phase micro extraction (SPME) and 22 compounds were
found by air bag collection (ABC) . Fifteen compounds were found by two or more approa ̄
chesꎬ including ethyl cinnamateꎬ ethyl 3 ̄phenyl propenoateaꎬ methyl (E) ̄cinnamateꎬ dimethyl
1ꎬ2 ̄benzenedicarboxylateꎬ n ̄decaneꎬ n ̄dodecaneꎬ n ̄tetradecaneꎬ n ̄hexadecaneꎬ n ̄eico ̄
saneꎬ 2 ̄methoxyphenolꎬ 4ꎬ 4 ̄methylenebis (2ꎬ 6 ̄di ̄tert ̄butylphenol)ꎬ 2 ̄phenyl ̄1 ̄propeneꎬ
leaf acetateꎬ isopropyl cinnamate and phenethyl alcohol. Ethyl cinnamate and 1ꎬ2 ̄benzenedi ̄
carboxylate were detected by all four measures. The ethyl cinnamate content for each material
was the highestꎬ measuring 83 75%(SD)ꎬ 14 45%(SPME)ꎬ 78 27%(HC)ꎬ and 56 65%
(ABC)ꎬ respectively.
Key words: Elaeagnus angustifolia flowersꎻ Steam distillationꎻ Solid phase micro extractionꎻ
Headspace collectionꎻ Air bag collectionꎻ Gas chromatography ̄mass spectrometry
沙枣 ( Elaeagnus angustifolia) 为胡颓子科
(Elaeagnaceae)胡颓子属(Elaeagnus)植物ꎬ 又
称香柳、 桂香柳、 银柳[1]ꎬ 在我国主要分布于北
纬 34度左右的西北荒漠、 半荒漠地区ꎮ 沙枣生命
力很强ꎬ 极易繁殖ꎬ 并且具有耐高温、 耐贫瘠、 耐
盐碱、 抗风和抗干旱的特性ꎮ 在西北干旱地区ꎬ 沙
枣不仅是防风固沙、 保持水土的优良造林树种ꎬ 还
是一种具有经济开发潜力的树种ꎬ 其生态效益和经
济效益应该得到重视[1-4]ꎮ 沙枣是西北地区主要的
蜜源植物之一[5]ꎬ 沙枣花小ꎬ 长 5 ~ 7 mm[1ꎬ6ꎬ7]ꎻ
花萼筒钟形ꎬ 顶端通常 4裂ꎬ 外面呈银白色ꎬ 内面
呈黄色ꎻ 花期 5 - 6月ꎬ 开花时释放出独特的芳香
气味ꎬ 浓郁持久ꎬ 被誉为“飘香沙漠的桂花” [5-7]ꎮ
根据«中国植物志»第 52卷第 2分册记载[1]ꎬ 沙枣
鲜花中的精油含量为 0 2% ~ 0 4%ꎻ 且沙枣花精
油是优良的香料资源ꎬ 应用于化妆品、 食品、 医药
等方面可产生较高的经济价值[8]ꎮ 已有学者对新
疆、 宁夏、 甘肃等地的沙枣花香气成分及挥发油化
学成分进行了研究[8-10]ꎬ 他们采用水蒸气法和固
相微萃取法提取化合物ꎬ 并从食品级检测的角度ꎬ
运用 GC ̄MS技术对其化合物种类和含量进行了分
析ꎮ 但目前还未见有采用多种方法提取沙枣花挥发
物质并对提取效果进行比较的研究报道ꎬ 因此ꎬ 本
研究采用 4 种不同的方法(水蒸气蒸馏、 固相微萃
取、 顶空收集和气囊采集)提取沙枣花挥发物质ꎬ
并结合气相色谱 ̄质谱联用仪(GC ̄MS)ꎬ 比较 4 种
方法得到的沙枣花挥发物的化学成分ꎬ 分析化合物
种类和相对含量ꎬ 希望能发现沙枣花挥发物中新的
化学成分ꎬ 同时探索提取沙枣花挥发物质的适宜
方法ꎮ
1 材料与方法
1 1 材料与采集时间
沙枣(Elaeagnus angustifolia)种植于天津师
范大学校园内(树龄 6 年)ꎬ 均由采自宁夏的沙枣
种子培育ꎮ 于 2013年 5 月盛花期用不同方法采集
新鲜的沙枣花挥发性物质进行分析ꎮ
1 2 仪器和试剂
水蒸气植物精油提取设备(上海锐元机械设
备有限公司生产)ꎻ 旋转蒸发仪(RT ̄52C 型ꎬ 上
海亚荣生化仪器厂生产)ꎻ 固相微萃取器(美国
Supleco公司ꎬ 选择 100 μm PDMS (聚二甲基硅
氧烷)萃取头)ꎻ 两台气质联用仪(GC ̄MS): 天
津市水资源重点实验室提供的美国 Thermoꎬ Fo ̄
cus GC / DSQⅡ型ꎬ TR ̄5MS 色谱柱 ( 30 mm ×
25 mm × 0 25 μm)ꎻ 南开大学元素有机化学研究
所提供的美国 Thermoꎬ Polars Q 型ꎬ TR ̄5MS 石
英毛细管柱(0 25 nm ×30 mm ×0 25 μm)ꎮ 大气
采样仪(QC ̄1S型ꎬ 北京市劳动保护科学研究所)ꎻ
吸附管(Tenax TA 60 ̄80 meshꎬ 美国 CNW Tech ̄
nologies GmbH 公司)ꎻ 气体采集袋(规格 40 cm×
30 cmꎬ 点断式增厚保鲜袋ꎬ 无锡妙洁华泰塑料制
品有限公司)ꎻ 活性炭管ꎮ
所用溶剂无水硫酸钠 ( AR )、 二氯甲烷
(XAR)、 重蒸正己烷(天津市科威化工有限公司生
产)ꎬ 均为分析纯ꎮ
1 3 沙枣花挥发物的提取方法
1 3 1 水蒸气蒸馏法
将新鲜的沙枣花撕碎ꎬ 准确称取 1000 g 放
入水蒸气精油提取设备中ꎬ 在蒸馏筒装置内加入
711 第 1期 丁嘉文等: 四种不同方法提取沙枣花挥发物的成分分析
蒸馏水ꎬ 以水面刚刚没过沙枣花为宜ꎬ 开始蒸
馏ꎮ 用锥形瓶收集蒸馏物ꎬ 当收集的蒸馏物无明
显油珠且澄清透明时停止蒸馏ꎬ 前后提取时间约
8 hꎮ 用二氯甲烷(XAR)对蒸馏物进行充分萃取ꎬ
然后用分液漏斗进行分液ꎬ 去除水分ꎮ 在去除水
分的萃取液中加入无水硫酸钠(AR)ꎬ 干燥处理
40 minꎬ 去除残留水蒸汽ꎬ 然后用滤纸过滤并收
集滤液ꎬ 再用旋转蒸发仪对滤液进行旋蒸ꎬ 即得
到具有特异芳香气味的淡黄色精油ꎮ 最后用正己
烷将得到的精油稀释ꎬ 采用气相色谱 ̄质谱联用仪
(GC ̄MS)进行分析ꎮ
1 3 2 固相微萃取法
取新鲜完整的沙枣花 50 gꎬ 放入 100 mL锥形
瓶中ꎬ 用封口胶将瓶口密封ꎬ 固相微萃取器在采样
前先进行老化(即将萃取器针头插入到 GC ̄MS 联
用仪 进 样 口 中ꎬ 进 行 240℃ 高 温 热 解 老 化
15 min[11])ꎮ 将经过老化后的萃取针头插入密封的
盛有沙枣花的锥形瓶ꎬ 萃取 40 min 后立即拔出萃
取器针头ꎬ 插入 GC ̄MS 联用仪进样口进行分
析[12-14]ꎮ
1 3 3 顶空收集法
选择晴朗无风的天气ꎬ 用气体采集袋(规格
40 × 30 cmꎬ 点断式增厚保鲜袋ꎬ 无锡妙洁华泰
塑料制品有限公司)套住沙枣花树枝ꎬ 袋口(进气
端)连接活性炭管ꎬ 袋顶部开一小口与大气采样仪
(QS ̄Ⅱ型ꎬ 流量为 1 5 L / min)抽气管连接ꎬ 密封
两端连接处ꎮ 开启大气采样仪先抽气 15 minꎬ 使
采集袋中原有气体全部排净ꎬ 然后在出气端连接吸
附管继续抽气ꎬ 每 30 min 更换一个吸附管ꎬ 每次
采集 3支吸附管的气体ꎮ
将采集的吸附管气体于常温下用二氯甲烷
(XAR)溶剂进行洗脱ꎬ 每次加入 5 mLꎬ 每根吸附
管洗脱 3 ~ 4次ꎬ 使之充分洗脱ꎮ 将洗脱液采用气
相色谱 ̄质谱联用仪(GC ̄MS)进行分析ꎮ
1 3 4 气囊采集法
采集新鲜的沙枣花 500 g放入干净的玻璃干燥
器内ꎬ 密封后静置 30 minꎮ 将大气采样仪出气口
一端连接玻璃干燥器的进气口ꎬ 进气口一端连接活
性碳管ꎬ 以 1 5 L / min的流量向玻璃干燥器内吹入
空气 15 minꎬ 使干燥器出口的空气完全为净化后
的气体ꎬ 再在干燥器的出气口连接橡胶气囊(为防
止干燥器中花粉等颗粒物进入气囊ꎬ 气囊口设有气
体过滤装置)ꎬ 继续通过干燥器向气囊内鼓气ꎬ 使
带有沙枣花挥发物质的气体充满橡胶囊后取下气
囊ꎮ 用 GC ̄MS联用仪进样针管插入气囊ꎬ 抽取其
中气体ꎬ 再将针管插入 GC ̄MS 联用仪进样孔进行
分析ꎮ
1 4 仪器分析条件
GC条件: 进样口的温度为 230℃[12]ꎻ 载气为
高纯氦气ꎬ 流速为 1 0 mL / min(色谱柱)ꎬ 载气压
力为 2 4 kPaꎬ 载气不分流方式ꎻ 程序升温条件
为: 色谱柱初始温度 45℃(保持 5 min)ꎬ 随后以
5℃/ min升温至 130℃(保持 2 min)ꎬ 再以 3℃/
min升温至 280℃(保持 5 min)ꎬ 以除去毛细管柱
中残留的杂质[12ꎬ14-16]ꎮ
MS条件:质谱电离方式为 EIꎬ 电子能量为70 eVꎬ
扫描质量范围 35 ~ 600 m / zꎬ 速度 0 14 sec /
scanꎬ 传输线温度 250℃ꎬ 四级杆温度 150℃ꎬ 离
子源温度 230℃ꎮ 质谱图采用 NIST05 标准谱库系
统进行全扫式扫描ꎬ 用计算机检索定性质谱图中各
色谱峰对应的物质ꎬ 根据相似度给出可能的物质分
子结构[12ꎬ14]ꎮ
2 结果与分析
2 1 水蒸气蒸馏法提取沙枣花挥发物质的化学成分
将阈值设为 16ꎬ 经 GC ̄MS 联用仪分析ꎬ 测
得水蒸气蒸馏法提取的挥发物质在 2 61 min 开
始出峰ꎬ 1715 min出现主峰ꎬ 52 37 min停止出
峰(图 1)ꎮ 其中在 35 min 之前的峰面积为总体峰
面积的 90%ꎬ 表明前 35 min为主要出峰时间ꎮ
水蒸汽蒸馏法提取的沙枣花挥发物中含有 19
种化合物(表 1)ꎬ 占总峰面积的 90 62%ꎮ 19 种
化合物中酯类 8种、 酮类 3种、 烷类 3种、 醇类 2
种、 酚类 1种、 其它物质 2种ꎮ 含量最多的为酯类
(达到 95 62%)ꎬ 其次为醇类 ( 0 76%) 和酚类
(0 62%)ꎮ 含量最多的 3 种物质依次为: 反式 ̄肉
桂酸乙酯(83 75%)、 邻苯二甲酸二甲酯(1 79%)
和顺式 ̄肉桂酸乙酯(0 65%)ꎮ
811 植 物 科 学 学 报 第 33卷
RT : SM:0.00 - 56.78 7G
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
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100
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Ab
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e
NL:
1.12E9
TIC F: MS
data04
3.61
10.80
17.15
23.25 31.19 35.74 47.67 52.37
图 1 水蒸气蒸馏法提取的沙枣花挥发物成分的总离子流图
Fig 1 Extraction of total ion volatiles from Elaeagnus angustifolia flowers by steam distillation (SD)
表 1 水蒸气蒸馏法提取的沙枣花挥发物成分
Table 1 Analytical chemical constituents of E. angustifolia flower volatiles by steam distillation (SD)
保留时间
RT
(min)
化合物名称
Compound name
分子式
Molecular
formula
分子量
Molecular
weight
相似度
SI
含量
Area
(%)
8.11 正癸烷 n ̄decane C10H22 142 850 0.29
9.04 苯甲醇 Phenylcarbinol C7H8O 108 900 0.14
10.27 愈创木酚 Guaiacol C7H8O2 124 946 0.62
10.80 苯乙醇 Phenethyl alcohol C8H10O 122 927 0.62
11.99 苯甲酸乙酯 Benzoic acid ethyl ester C9H10O2 150 899 0.16
12.54 正十二烷 Dodecane C12H26 170 842 0.09
14.26 吲哚 Indole C8H7N 117 871 0.16
14.85 十二酸乙酯 Ethyl dodecanoate C14H28O3 244 661 0.18
15.67 顺式 ̄肉桂酸乙酯 Ethyl cinnamate C11H12O2 176 921 0.65
15.77 肉桂酸甲酯 Methyl cinnamate C10H10O2 162 924 0.55
16.99 邻苯二甲酸二甲酯 1ꎬ2 ̄benzenedicarboxylic acid dimethyl ester C10H10O4 194 919 1.79
17.15 反式 ̄肉桂酸乙酯 Ethyl 3 ̄phenyl propenoate C11H12O2 176 921 83.75
18.63 肉桂酸异丙酯 2 ̄propenoic acidꎬ3 ̄phenyl ̄ꎬ1 ̄methylethyl ester C12H14O2 190 838 0.62
18.78 巨豆三烯酮 3ꎬ5ꎬ5 ̄trimethyl ̄4 ̄butenylidene ̄2 ̄cyclohexen ̄1 ̄one C13H18O 190 828 0.08
19.04 3 ̄甲基苯并噻唑 ̄2 ̄硫酮 3 ̄methyl ̄2(3H)  ̄benzothiazolethione C8H7NS2 181 689 0.23
24.13 6ꎬ10ꎬ14 ̄三甲基 ̄2 ̄十五烷酮 6ꎬ10ꎬ14 ̄trimethylpentadecane ̄2 ̄one C18H36O 268 808 0.21
30.31 油酸乙酯 Ethyl oleate C20H38O2 310 837 0.26
31.19 N ̄苯基 ̄2 ̄萘胺 N ̄phenyl ̄2 ̄naphthylamine C16H13N 219 869 0.25
35.73 正四十四烷 n ̄tetratetracontane C44H90 618 752 0.27
2 2 固相微萃取法提取沙枣花挥发物质的化学成分
将阈值设定为 16ꎬ 经 GC ̄MS 联用仪分析ꎬ
固相微萃取法提取的沙枣花挥发物质在 721 min
开始出峰ꎬ 2382 min出现最高峰ꎬ 4669 min停
止出峰(图 2)ꎮ 其中在 12 57 ~ 3177 min 之间
的峰面积为总体峰面积的 90%ꎬ 表明 12 57 ~
31 77 min即为主要出峰时间ꎮ
固相微萃取法提取的沙枣花挥发物中含 17种化
911 第 1期 丁嘉文等: 四种不同方法提取沙枣花挥发物的成分分析
合物(表 2)ꎬ 占总峰面积的 93 61%ꎮ 17 种化合物
中烷类 7种、 酯类 6种、 其它物质 4种ꎮ 含量最多
的是烷类(37 50%)ꎬ 其次为酯类(31 46%)和其它
物质(2219%)ꎮ 含量最多的 3种物质依次为: 4 ̄(n
十八基)吗啉(2219%)、 氨基十一烷(1794%)和反
式 ̄肉桂酸乙酯(1445%)ꎮ
RT : SM:0.00 - 51.04 7G
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
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40
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NL:
5.01E7
TIC F: MS
data01qiya
ng
7.21
12.57
17.21
19.34
23.82
28.07
31.77
35.10
40.72
46.69
图 2 固相微萃取法提取的沙枣花挥发物成分的总离子流图
Fig 2 Extraction of total ion volatiles of E angustifolia flowers by solid phase micro extraction method (SPEM)
表 2 固相微萃取法提取的沙枣花挥发物成分
Table 2 Analytical result of chemical constituents in volatile of E. angustifolia flowers
by solid phase micro extraction method (SPME)
保留时间
RT
(min)
化合物名称
Compound name
分子式
Molecular
formula
分子量
Molecular
weight
相似度
SI
含量
Area
(%)
6.83 2 ̄氨基 5 ̄(2羧基)乙烯基咪唑 2 ̄5(2 amino ̄carboxyl vinyl imidazole) C6H7N3O2 153 677 0.19
7.21 3 ̄亚甲基 ̄1ꎬ1 ̄二甲基 ̄2 ̄乙烯基环己烷3 ̄methylene ̄1ꎬ1 ̄two ̄2 ̄methyl vinyl cyclohexane
C11H18 150 756 1.30
11.18 肉桂酸甲酯 Methyl cinnamate C10H10O2 162 905 2.13
12.07 邻苯二甲酸二甲酯 1ꎬ2 ̄benzenedicarboxylic acid dimethyl ester C10H10O4 194 891 0.81
12.58 反式 ̄肉桂酸乙酯 Ethyl 3 ̄phenyl propenoate C11H12O2 176 927 14.45
13.03 正十四烷 n ̄tetradecane C14H30 198 817 2.13
16.11 正十六烷 n ̄hexadecane C16H34 226 930 6.02
17.21 癸酸酯 n ̄decane C20H40O2 312 619 11.44
17.79 6ꎬ10三甲基 ̄十五烷 6ꎬ10 ̄fifteen alkyl three methyl C18H38 254 852 3.79
18.99 4 ̄仲丁基 ̄2ꎬ6 ̄二叔丁基苯酚 4 ̄secbutyl ̄2ꎬ6 ̄ditert butyl phenol C18H30O 262 714 1.46
21.98 十九烷 Nonadecane C1 8H38 254 896 7.10
22.19 2ꎬ6ꎬ10ꎬ14 ̄四甲基十五烷 2ꎬ6ꎬ10ꎬ14 ̄tetramethylpentadecane C20H42 282 856 2.09
22.69 肉豆蔻酸异丙酯 Isopropyl myristate C17H34O2 270 806 0.87
23.82 N ̄吗啉 ̄二异丙硫醚 N ̄morpholine ̄isopropyl sulfide C8H17NOS 175 829 17.49
24.43 十六烷基二甲基叔胺 NꎬN ̄dimethylhexadecylamine C18H39N 269 862 1.81
25.45 4 ̄丁氧基 ̄2ꎬ3 ̄二氰基苯酯 4 ̄butoxy  ̄2ꎬ3 ̄cyano benzyl ester C29H34N2O3 458 736 0.89
28.07 4  ̄(n十八基)吗啉 Nonadecane C22H45NO 339 832 22.19
021 植 物 科 学 学 报 第 33卷
2 3 气囊采集法提取沙枣花挥发物质的化学成分
将阈值设定为 16ꎬ 经GC ̄MS联用仪分析ꎬ 气
囊采集法提取的沙枣花挥发物在 7 93 min 开始出
峰ꎬ 11 52 min 出现主峰ꎬ 44 10 min 停止出峰
(图 3)ꎮ 其中在 7 98 ~ 27 50 min 之间的峰面积
为总体峰面积的 90%ꎬ 可见 7 98 ~ 27 50 min 即
为主要出峰时间ꎮ
气囊采集法提取的沙枣花挥发物中含 22 种化
合物(表 3)ꎬ 占总峰面积的 95 99%ꎮ 22种化合物
中酯类 8种、 烷类 5种、 酚类 3种、 酸类 2种、 醇
类 2种、 其它物质 2种ꎮ 含量最多的 3种物质依次
为: 反式 ̄肉桂酸乙酯(56 65%)、 邻苯二甲酸二
甲酯(10 35%)和肉桂酸异丙酯(7 05%)ꎮ 检出的
化合物中酯类含量最高(82 33%)ꎬ 其次为醇类
(5 56%)和酸类(2 74%)ꎮ
2 4 顶空收集法提取沙枣花挥发物质的化学成分
将阈值设定为 16ꎬ 经GC ̄MS联用仪分析ꎬ 顶
空收集法提取的沙枣花挥发物质在 3 62 min 开始
出峰ꎬ 36 59 min出现主峰ꎬ 54 10 min 停止出峰
(图 4)ꎮ 其中在 40 08 min的峰面积为总体峰面积
的 90%ꎬ 其主要出峰时间为 35 ~ 40 min之间ꎮ
顶空收集法提取的沙枣花挥发物含 13 种化合
物(表 4)ꎬ 占总峰面积的 9316%ꎮ 13种化合物中
酯类 3种、 烷类 5 种ꎬ 酚类 4 种ꎬ 其它物质 1 种ꎮ
含量最多的 3 种物质依次为: 反式 ̄肉桂酸乙酯
(78 27%)、 4ꎬ4 ̄亚甲基双(2ꎬ6 ̄二叔丁基苯酚)
(10 41%)和邻苯二甲酸二甲酯(1 88%)ꎮ 检出的
化合物中酯类含量最高(81 09%)ꎬ 其次为酚类
(11 92%)和烷类(1 24%)ꎮ
2 5 四种方法提取的沙枣花挥发物中所含化合物
的比较
以顶空采集、 水蒸气蒸馏、 固相微萃取和气囊
采集 4种方法提取的沙枣花挥发物质经 GC ̄MS 分
析ꎬ 共检测出 51 种不同的化合物ꎬ 其中酯类 14
种、 烷类 13种、 酚类 9种、 酮类 3种、 醇类 4种、
其它物质 8种ꎮ 从以上 4种方法提取的沙枣花挥发
物质中分别检测出化合物 13 种(顶空收集)、 19
种(水蒸气蒸馏)、 22种(气囊采集)和 17种(固相
微萃取)ꎮ 由表 5 可见ꎬ 固相微萃取法提取的沙枣
花挥发物中烷类含量最高(37 50%)ꎬ 而顶空收
集、 水蒸气蒸馏和气囊采集 3种方法提取的挥发物
中酯类含量均较高ꎬ 分别为 82 33%、 95 62%和
81 09%ꎮ
另外ꎬ 用 2种(或 2 种以上)方法提取的沙枣
花挥发物中相同化合物有 15种ꎬ 分别为: 反式 ̄肉
桂酸乙酯、顺式  ̄肉桂酸乙酯、反式  ̄肉桂酸甲酯、
NL:
1.17E8
TIC F: MS
chida-
ch3oh_130
523014442
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Time min( )
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30
25
20
10
15
5
0
7.98
11.11
14.64
14.97
16.10 17.67
11.52
20.25
20.86
25.87
27.50
31.98 34.66 38.67 42.30 44.10
R
el
at
iv
e
Ab
un
da
nc
e
RT : 0.00 - 47.75
图 3 气囊采集法提取沙枣花挥发物成分的总离子流图
Fig 3 Extraction of total ion volatiles of E. angustifolia flowers by air bag collection (ABC)
121 第 1期 丁嘉文等: 四种不同方法提取沙枣花挥发物的成分分析
表 3 气囊采集法提取的沙枣花挥发物成分
Table 3 Analytical chemical constituents of E. angustifolia flower volatiles by air bag collection (ABC)
保留时间
RT
(min)
化合物名称
Compound name
分子式
Molecular
formula
分子量
Molecular
weight
相似度
SI
含量
Area
(%)
7.98 乙醛酸 Glyoxylic acid C2H2O3 74 714 1.02
9.78 乙酸叶醇酯 Leaf acetate C4H6O4 142 896 0.63
10.04 愈创木酚 Guaiacol C7H8O2 124 856 0.76
11.11 苯乙酸 Phenylacetic acid C8H8O2 136 806 1.72
11.52 反式 ̄肉桂酸乙酯 Ethyl 3 ̄phenyl propenoate C11H12O2 176 829 56.65
14.64 芳樟醇 Linalool C10H18O 154 862 3.02
14.97 肉桂酸异丙酯 2 ̄propenoic acidꎬ3 ̄phenyl ̄ꎬ1 ̄methylethyl ester C12H14O2 190 736 7.05
16.10 邻苯二甲酸二甲酯 1ꎬ2 ̄benzenedicarboxylic acid dimethyl ester C10H10O4 194 832 10.35
16.56 苯乙醇 Phenethyl alcohol C8H10O 122 850 0.78
17.32 苯乙醛 Phenyl acetaldehyde C8H8O 120 900 0.13
17.45 2 ̄苯基 ̄1 ̄丙烯 2 ̄phenyl ̄1 ̄propene C9H10 0.38 118 946
17.67 邻苯二甲酸二异丙酯 1ꎬ2 ̄benzenedicarboxylic acid C14H18O4 250 927 6.75
17.96 正癸烷 n ̄decane C10H22 142 899 1.55
20.25 正十二烷 Dodecane C12H26 170 842 1.08
20.86 正十四烷 n ̄tetradecane C14H30 198 871 0.13
25.87 乙酰氧基胡椒酚乙酸酯 Benzenemethanolꎬ4 ̄(acetyloxy) ̄a ̄ethenyl ̄ꎬ1 ̄acetateꎬ(aS) ̄ C13H14O4 234 661 0.56
27.50 反式橙花叔醇 Nerolidol C15H26O 222 921 1.76
31.98 2ꎬ4 ̄二叔丁基苯酚 2ꎬ4 ̄di ̄tert ̄butylphenol C14H22O 206 924 0.56
34.66 顺式 ̄肉桂酸乙酯 Ethyl cinnamate C11H12O2 176 919 0.34
38.67 正十六烷 n ̄hexadecane C16H34 226 921 0.21
42.30 4ꎬ4 ̄亚甲基双 ̄(4 ̄甲基 ̄6 ̄叔丁基苯酚) 4ꎬ4 ̄methylenebis[2ꎬ6 ̄bis(1ꎬ1 ̄dimethylethyl)] C23H32O2 340 838 0.22
44.10 正二十烷 n ̄cosane C20H42 282 828 0.06
RT : SM:0.00 - 56.78 7G
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
Time min( )
0
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e
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e
36.59
10.27 26.4816.01 31.06 54.1047.313.62 40.0820.38
NL:
9.69E8
TIC F: MS
data03_120
524171010
图 4 顶空收集法提取沙枣花挥发物成分的总离子流图
Fig 4 Extraction of total ion volatiles of E. angustifolia flower by headspace collection (HC)
邻苯二甲酸二甲酯、 正癸烷、 正十二烷、 正十四
烷、 正十六烷、 正二十烷、 愈创木酚、 4ꎬ4 ̄亚甲
基双(2ꎬ6 ̄二叔丁基苯酚)、 2 ̄苯基 ̄1 ̄丙烯、 乙酸
叶醇酯、 肉桂酸异丙酯和苯乙醇ꎮ
在 4种方法提取的沙枣花挥发物中均可检测出
反式 ̄肉桂酸乙酯和邻苯二甲酸二甲酯这 2 种化合
物ꎬ 除固相微萃取法获得的反式 ̄肉桂酸乙酯含量
为 14 45%外ꎬ其它3种方法获得的反式  ̄肉桂酸
221 植 物 科 学 学 报 第 33卷
表 4 顶空收集提取法的沙枣花挥发物成分
Table 4 Analytical chemical constituents of E. angustifolia flower volatiles by headspace collection (HC)
保留时间
RT
(min)
化合物名称
Compound name
分子式
Molecular
formula
分子量
Molecular
weight
相似度
SI
含量
Area
(%)
7.53 2 ̄苯基 ̄1 ̄丙烯 Isopropenyl benzene C9H10 118 865 0.13
8.12 正癸烷 n ̄decane C10H22 142 899 0.60
8.40 乙酸叶醇酯 Leaf acetate C8H14O2 142 847 1.04
10.27 愈创木酚 Guaiacol C7H8O2 124 954 1.02
12.55 十二烷 Dodecane C12H26 170 900 0.15
13.99 2ꎬ6ꎬ11 ̄三甲基十二烷 Pentadecaneꎬ2ꎬ6ꎬ10 ̄trimethyl C15H32 212 843 0.12
16.01 十四烷 n ̄tradecane C14H30 198 859 0.23
17.49 二十烷 Eicosane C20H42 282 828 0.14
17.80 2ꎬ5 ̄二叔丁基酚 Phenolꎬ2ꎬ5 ̄bis(1ꎬ1 ̄dimethylethyl)  ̄ C14H22O 206 833 0.09
26.49 邻苯二甲酸二丁酯 1ꎬ2 ̄benzenedicarboxylic acid dibutyl ester C16H22O4 278 922 1.88
34.43 2ꎬ2 ̄亚甲基双 ̄(4 ̄甲基 ̄6 ̄叔丁基苯酚) 2ꎬ2 ̄methylenebis[6 ̄(1ꎬ1 ̄dimethylethyl) ̄4 ̄methyl ̄] C23H32O2 340 891 0.49
36.60 反式 ̄肉桂酸乙酯 Ethyl 3 ̄phenyl propenoate C11H12O2 176 921 78.27
37.04 4ꎬ4 ̄亚甲基双(2ꎬ6 ̄二叔丁基苯酚) 4ꎬ4 ̄methylenebis[2ꎬ6 ̄bis(1ꎬ1 ̄dimethylethyl)  ̄] C29H44O2 424 627 10.41
表 5 四种方法提取的沙枣花挥发物中各成分的相对含量
Table 5 Relative content of chemical constituents of E. angustifolia flower volatiles by the four methods (%)
收集方法
Collection methods
酯类
Ester
酚类
Phenols
醇类
Alcohol
烷类
Alkane
酸类
Acid
酮类
Ketone
其它
Other
气囊采集法 Air bag collection (ABC) 82.33 2.29 5.56 2.56 2.74 - 0.51
水蒸气蒸馏法 Steam distillation (SD) 95.62 0.62 0.76 0.36 - 0.52 0.41
固相微萃取法 Solid phase micro extraction (SPME) 31.46 2.46 - 37.50 - - 22.19
顶空收集法 Headspace collection (HC) 81.09 11.92 - 1.24 - - 0.13
乙酯含量均较高ꎬ 分别为 78 27%(顶空收集法)、
83 75%(水蒸气蒸馏法)和 56 65% (气囊采集
法)ꎮ
综上分析可知ꎬ 沙枣花挥发物的主要成分为酯
类物质ꎬ 其中反式 ̄肉桂酸乙酯和邻苯二甲酸二甲
酯含量最高ꎬ 为主要成分ꎮ 此外ꎬ 用 2 种(或 2 种
以上)方法提取的沙枣花挥发物中相同化合物有 15
种ꎬ 它们可能为主要成分ꎮ
3 讨论
本实验用 4种方法提取的沙枣花挥发物经GC ̄
MS分析ꎬ 所含化合物达 51种ꎬ 与相关文献[7-9ꎬ11]
对沙枣花挥发物成分的研究结果相比ꎬ 相同的化合
物有 12种(酯类 6 种、 烷类各 2 种、 酚类 2 种、
醇类 1种和其它物质 1种)ꎬ 分别为: 反式 ̄肉桂酸
甲酯、 顺式 ̄肉桂酸乙酯、 邻苯二甲酸二甲酯、 肉
桂酸异丙酯、 反式 ̄橙花叔醇、 愈创木酚、 苯乙醇、
正十二烷、 苯乙醛、 乙酸叶醇酯、 4ꎬ4 ̄亚甲基双
(2ꎬ6 ̄二叔丁基苯酚)和正癸烷ꎮ 因此可以确定这
12种化合物为沙枣花挥发物的主要成分ꎮ 而十四
烷、 正十六烷和 2 ̄苯基 ̄1 ̄丙烯 3 种化合物是本实
验采用 2种(或 2 种以上)提取方法所得到的共同
物质ꎬ 因在相关文献[7-9ꎬ11ꎬ17ꎬ18]中没有提到ꎬ 还不
能确定其是否为沙枣花的挥发物ꎬ 故需要作进一步
的研究ꎮ
在沙枣花挥发物中以酯类物质为主ꎬ 其中
反式 ̄肉桂酸乙酯含量最高ꎬ 也是沙枣花等花卉
香型的主要表现形式 [8ꎬ11] ꎮ 本实验用水蒸气蒸
馏法提取的沙枣花挥发物中反式 ̄肉桂酸乙酯含
量最高(83 75%)ꎬ 这与阎鸿建等[11]测得的含量
(84 40%)较接近ꎬ 而显著高于乔海军等[8]和黄馨
瑶等[9]测得的结果(77 36%和 44 52%)ꎮ 但我们
321 第 1期 丁嘉文等: 四种不同方法提取沙枣花挥发物的成分分析
测得的沙枣花挥发物中化合物种类多于王妍等[18]
测出的 19 种化合物ꎬ 却比乔海军[8]测得的 54 种
化合物少 3种ꎮ 推测可能的原因是: 在水蒸气蒸馏
提取方法中ꎬ 由于精油需要用正己烷进行溶解ꎬ 从
而导致可溶于正己烷的物质测定含量过大ꎬ 而不溶
或微溶于正己烷的物质测定含量过小ꎬ 因此造成物
质含量测定的差异ꎮ
本实验中 4种提取方法均存在不足之处ꎮ 对于
水蒸气蒸馏提取法而言ꎬ 由于沙枣花经高温处理可
能会造成精油中的某些热敏性化合物分解或聚
合[19]ꎬ 从而影响测定结果ꎮ 顶空收集法提取的挥
发物中化合物仅有 13种(少于其它 3种方法)ꎬ 其
原因可能是本实验利用二氯甲烷(RX)对吸附剂管
进行洗脱ꎬ 使得一些微量或不溶的挥发物难以通过
此方法进行测量ꎬ 今后有条件的情况下可以利用热
脱附仪进行热脱附法测量[20-22]ꎮ 在固相微萃取方
法中ꎬ 萃取头对空气有较强的吸附作用ꎬ 实验操作
中容易吸附封口胶、 橡胶塞及实验室内散发的微量
物质ꎬ 易引入其它杂质[23ꎬ24]ꎬ 例如 Guddada ̄
rangavvanahally等[25]在实验中发现ꎬ 3 ̄亚甲基 ̄
1ꎬ1 ̄二甲基 ̄2 ̄乙烯基环己烷ꎬ 对检测结果有一定
的干扰ꎬ 而含量较高的 4 ̄( n 十八基 ) 吗啉
(22 19%)和氨基十一烷(17 94%)等非天然产物ꎬ
很可能是实验过程中引入的杂质与原有物质发生反
应产生的[26]ꎮ 气囊采集法对沙枣花挥发物的浓度
要求较高ꎬ 如果气体浓度达到一定标准后将可以检
测出较多的化合物ꎬ 但目前还没有将其用于植物挥
发物的收集及测定的相关报道ꎬ 其技术也有待于进
一步完善ꎮ
分析比较 4种方法可见ꎬ 气囊采集法是用于沙
枣花挥发物质采集的最好方法ꎮ 用气囊采集法提取
的沙枣花挥发物中化合物数量最多(22 种)ꎬ 此方
法既可避免由于二氯甲烷(RX)溶解性质所带来的
检测化合物种类较少的问题ꎬ 又可保持挥发物的结
构与活性ꎬ 还可避免引入杂质[27]ꎮ 但气囊采集法
对浓度和技术的要求较高ꎬ 浓度不达标将难以检测
出化合物ꎮ 至于气囊采集法要求挥发物浓度达到多
少才能检测出化合物ꎬ 以及如何高效检测还需进一
步研究ꎮ
参考文献:
[ 1 ] 傅德志ꎬ 李德铢ꎬ 包伯坚ꎬ 张宪春. 中国植物志:
第 52 卷ꎬ 第 2 分册 [M] . 北京: 科学出版社ꎬ
1997: 40.
[ 2 ] 马丽娟. 沙枣的开发利用[J] . 宁夏科技ꎬ 2000(4):
37.
[ 3 ] 张凤春. 沙枣资源的利用与保护[ J] . 自然资源ꎬ
1990(5): 32-35.
[ 4 ] 张万年ꎬ 刘泽鹰ꎬ 王哲民. 沙枣树药用价值和有效
成分研究的进展[J] . 中草药ꎬ 1986ꎬ 17(7): 41-
44.
[ 5 ] 邓彦斌ꎬ 刘宗渊ꎬ 姜彦成ꎬ 王红. 沙枣花蜜腺的发
育解剖学研究[J] . 植物研究ꎬ 1998ꎬ 18(1): 34-
37.
[ 6 ] 廉宜君ꎬ 李元元ꎬ 李敏ꎬ 唐娟ꎬ 陈韩英ꎬ 利炳奇.
超临界 CO2萃取和水蒸气蒸馏法萃取沙枣花挥发油
工艺的比较研究[J] . 中国中医药信息杂志ꎬ 2010ꎬ
17(1): 51-53.
[ 7 ] 杨继涛. 兰州沙枣花挥发性物质分析[D] . 兰州市:
兰州大学ꎬ 2010.
[ 8 ] 乔海军ꎬ 杨继涛ꎬ 杨晰ꎬ 赵连彪ꎬ 李铁汉. 沙枣花
挥发油化学成分的 GC ̄MS 分析 [ J] . 食品科学ꎬ
2011ꎬ 32(16): 233-235.
[ 9 ] 黄馨瑶ꎬ 马晖ꎬ 王小明ꎬ 刘益宁. 沙枣花香气的人
气调查及化学成分分析[J] . 天然产物研究与开发ꎬ
2009ꎬ 21(3): 480-488ꎬ 644.
[10] 刘晔玮ꎬ 邸多隆ꎬ 王勤. 沙枣花挥发油的化学成分
及其指纹图谱的研究[J] . 香精香料化妆品ꎬ 2003
(3): 11-13.
[11] 阎鸿建ꎬ 王青ꎬ 韦凤英. 沙地沙枣花挥发油和精华
油成分的研究[J] . 有机化学ꎬ 1988ꎬ 8(4): 346-
351.
[12] 周民锋ꎬ 孙欣阳ꎬ 秦宏兵ꎬ 顾海东. 固相萃取 ̄气相
色谱质谱联用测定地表水中 24 种半挥发性有机物
[J] . 2013 中国环境科学学会学术年会论文集ꎬ
2013(20): 354-358.
[13] Run CSꎬ Xiao FSꎬ Qi L. Analysis of lignins solubi ̄
lized in two ̄stage organosolv and alkaline peroxide
treatments from Haloxylon ammodendron and
Elaeagnus angustifolia[ J] . Int J Polym Anal Chꎬ
2002ꎬ 7(3): 435-440.
[14] 王妍ꎬ 巨涛ꎬ 王立新. 超临界 CO2流体萃取及气质
联用研究宁夏沙枣花的芳香成分[J] . 香料香精化
妆品ꎬ 2007(3): 1-4.
421 植 物 科 学 学 报 第 33卷
[15] 熊伟ꎬ 金荷仙ꎬ 蔡宝珍. 驱蚊草挥发物化学成分分
析[J] . 应用研究ꎬ 2011ꎬ 4(11): 101-121.
[16] Catakin Dꎬ Gheorghe A. Supercritical carbon dio ̄
xide extraction of Angelica archangelica L. root oil
[J] . J Supercrit Fluidꎬ 1998ꎬ 12(1): 58-67.
[17] 贺莉娟ꎬ 梁逸曾ꎬ 赵晨曦. 唇形科植物挥发油化学
成分的 GC/ MS 研究 [ J] . 化学学报ꎬ 2007 (3):
227-232.
[18] 王妍ꎬ 李玲ꎬ 连松刚ꎬ 王立新. 顶空-固相微萃取气
质联用分析宁夏沙枣花中香气成分[ J] . 中草药ꎬ
2007ꎬ 11(11): 1620-1627.
[19] 瞿新华. 植物精油的提取与分离技术[J] . 安徽农业
科学ꎬ 2007ꎬ 35(32): 10194-10195.
[20] 杨莉. 不同顶空分析法对植物挥发物测定的影响
[D] . 北京: 北京林业大学ꎬ 2007.
[21] Aviv Aꎬ Alexander B Fialkovꎬ Tal A. What can be
improved in GC ̄MS———When multi benefits can
be transformed into a GC ̄MS revolution[J] . Int J
Analytical Mass Spectr Chromꎬ 2013ꎬ 6(1)ꎬ 31-
47.
[22] Garg GPꎬ Khanna RN. Chemical examination of
flowers of Pongamia glabra[J] . Pharm Biolꎬ 1983ꎬ
21(1): 3-47.
[23] Vandendriessche Tꎬ Nicolai BMꎬ Hertog MLATM.
Optimization of HS SPME fast GC ̄MS for high ̄
throughput analysis of strawberry aroma[J] . Food
Anal Methꎬ 2013(6): 512-520.
[24] 吴彩霞ꎬ 刘红丽ꎬ 卢素格ꎬ 王金梅ꎬ 康文艺. 固相
微萃取法与水蒸气蒸馏法提取蜘蛛香挥发油成分的
比较[J] . 中国药房ꎬ 2008ꎬ 19(12): 367-371.
[25] Guddadarangavvanahally KJꎬ Kotamalli NCMꎬ
Ram MUꎬ Bhimanagouda SP. Chemical composi ̄
tion of volatile oil from Citrus limettioides and their
inhibition of colon cancer cell proliferation[J] . Ind
Crop Prodꎬ 2013ꎬ 45: 200-207.
[26] Anna Mꎬ Raspolli Gꎬ Claudia Aꎬ Monica Bꎬ Fabio
P. Chitosan as biosupport for the MW ̄assisted
synthesis of palladium catalysts and their use in
the hydrogenation of ethyl cinnamate [ J ] . App
Catal A ̄Genꎬ 2013ꎬ 7: 468-473.
[27] Stenhagen Eꎬ Abrabamsson Sꎬ McLafferty FW.
Registry of Mass Spectral Data [M] . New York:
John Wiley and Sonsꎬ 1974: 1-2.
(责任编辑: 张 平)
521 第 1期 丁嘉文等: 四种不同方法提取沙枣花挥发物的成分分析