张 伟，张娟娟，尹震花，张 勇，康文艺（黄河科技学院医学院，郑州 450063）

HS-SPME-GC-MS法检测并鉴定胡椒叶和果实中的挥发性成分Δ

张 伟＊，张娟娟，尹震花，张 勇，康文艺#（黄河科技学院医学院，郑州 450063）

目的：检测并鉴定胡椒叶和果实中挥发性成分的方法。方法：采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用法（HS-SPMEGC-MS）。色谱条件：色谱柱为HP-5 MS石英弹性毛细管柱，载气为高纯氦气（99.999%），流速为1.0 mL/min，进样口温度为250℃，色谱柱初始温度为50℃（程序升温），分流进样，分流比为10∶1。质谱条件：电离方式为电子轰击离子源，电离能量为80 eV，离子源温度为230℃，四极杆温度为150℃，传输线温度为280℃，电子倍增器电压为1 588 V，质量扫描范围为m/z 30～400。采用RTLPEST3.L和NIST08.L谱库进行谱图检索，以面积归一化法测定各挥发性成分的相对含量。结果：从胡椒叶中鉴定出28个挥发性成分，果实中鉴定出15个化合物，分别占总峰面积的67.13%、36.85%。其中，叶中主要挥发性成分为β-石竹烯（15.72%）、柠檬烯（9.39%）、3-蒈烯（9.32%）、β-蒎烯（6.80%）和α-萜品烯（4.98%）等，果实中主要挥发性成分为1，7，7-三甲基-2-乙烯基二环[2.2.1]庚-2-烯（10.45%）、匙桉醇（8.28%）和氧化石竹烯（4.81%）等；二者有5个共有成分。结论：该研究基本明确了胡椒叶和果实中主要挥发性成分，并且证实了二者存在明显差异。

胡椒；挥发性成分；顶空固相微萃取；气质联用

胡椒科胡椒属藤本植物胡椒Piper nigrum L.，原产东亚，现在我国海南、福建、广西及云南等地均有栽培[1]。其果实性热，味辛，有温中散寒、下气、消痰等功效，常用于治疗胃寒呕吐、食欲不振、腹痛泄泻及癫痫痰多等症[2]。

国内外关于胡椒的报道较多，主要侧重于化学成分、药理作用及胡椒油的研究[3]。目前，已分离得到的化合物种类为生物碱、有机酸及酚类等，具有保肝、抗焦虑、抗炎、抗癌及抗菌杀虫等药理活性[4-5]。

胡椒经深加工开发研制的胡椒油具有抗氧化作用[4]，是食品行业重要的香料添加剂，现还用于理疗保健，供熏香、按摩时使用，市场需求量较大。本课题组采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用法（HS-SPME-GC-MS）对胡椒叶和果实中挥发性成分进行分析，并对二者成分的种类及含量进行比较，以期为探讨用胡椒叶挥发油代替胡椒果挥发油的可能性以及胡椒叶和果实的合理开发利用提供依据。

1 材料

1.1 仪器

GC6890/N5975 GC-MS仪（美国Agilent公司）；手动SPME装置、100 μm聚二甲基硅氧烷（PDMS-DVB）萃取纤维头（美国Supelco公司）。

1.2 试剂

C6～C26正构烷烃（美国AlfaAesar公司）。

1.3 药材

胡椒叶和果实于2013年7月采集于海南省万宁市，经河南大学中药研究所李昌勤教授鉴定为胡椒真品，标本存放于黄河科技学院天然药物研究所。

2 方法与结果

2.1 样品的萃取

使用前先将SPME的萃取纤维头在GC仪的进样口老化10 min，老化温度：250℃，载气流速：1.0 mL/min。取胡椒叶或果实0.7 g，置于5 mL进样瓶中，插入100 μm PDMS-DVB萃取纤维头，于50℃下顶空取样30 min后，取出后立即插入色谱仪进样口（温度：250℃）脱附1 min。

2.2 试验条件

2.2.1 色谱条件 色谱柱：HP-5 MS石英弹性毛细管柱（30.0 m×250µm×0.10µm）；载气：高纯氦气（99.999%）；流速：1.0 mL/min；进样口温度：250℃；色谱柱温度：程序升温，初始温度为50℃（保持2 min），以4℃/min升温至120℃（保持2 min），最后以6℃/min升温至230℃（保持10 min）；分流进样，分流比：10∶1。

2.2.2 质谱条件 电离方式：电子轰击离子源；电离能量：80 eV；离子源温度：230℃；四极杆温度：150℃；传输线温度：280℃；电子倍增器电压：1 588 V；质量扫描范围：m/z 30～400。

2.3 定性分析

2.3.1 分析方法 通过RTLPEST3.L、NIST08.L谱库检索，并结合保留指数、参考文献及相关网站（www.vcfonline.nl）等共同进行定性。按照文献[5]选取Kovats保留指数（Kovats index，KI），公式如下：

式中：n和n+1分别为未知物流出前、后正构烷烃碳原子数；tRn和tRn+1分别为相应正构烷烃的保留时间（min）；tR为未知物在气相色谱中的保留时间（min）（tRn＜tR＜tRn+1）。

2.3.2 分析结果 按“2.2.1”项下试验条件进样测定，再按“2.3.1”项下方法分析，以面积归一化法确定各成分的相对含量。根据所得的质谱信息并结合有关文献从基峰、相对丰度和KI等几个方面进行直观比较，从而确定了其中的部分化学成分（见表1）。结果，从胡椒叶中快速分离出58个挥发性成分，鉴定出其中的28个挥发性成分，占总峰面积的67.13%；从胡椒果实中快速分离出37个挥发性成分，鉴定出其中的15个挥发性成分，占总峰面积的36.85%。胡椒叶中主要挥发性成分为β-石竹烯（15.72%）、柠檬烯（9.39%）、3-蒈烯（9.32%）、β-蒎烯（6.80%）和α-萜品烯（4.98%）等；果实中主要挥发性成分为1，7，7-三甲基-2-乙烯基二环[2.2.1]庚-2-烯（10.45%）、匙桉醇（8.28%）和氧化石竹烯（4.81%）等。二者有5个共有成分，即α-荜澄茄油烯、α-古芸烯、α-愈创木烯、1，7，7-三甲基-2-乙烯基二环[2.2.1]庚-2-烯和十六烷，且其在果实中含量均高于叶中。

3 讨论

本试验结果表明，胡椒叶与果实中挥发性成分的数量和主要挥发性成分、含量有一定差异。胡椒叶成分中，β-石竹烯含量最高，达到15.72%。文献研究发现，其具有镇痛[6]、降低血脑屏障损伤[7]、诱导癌细胞凋亡[8]等活性。此外，叶中柠檬烯（9.39%）的含量也较高，具有抑菌防腐[9]、抗肿瘤[10]、祛痰平喘[11]、镇痛和促进神经中枢维持觉醒[12]等作用。叶与果实中均含有十六烷成分，十六烷是植物体蜡质的主要成分之一，对植物有保护作用，可以避免害虫等的破坏[13-14]。

表1 胡椒叶和果实中挥发性成分及相对含量Tab 1 Volatile constituents and relative contents of the leaves and fruits of P.nigrum

本文采用HS-SPME-GC-MS分析的胡椒叶和果实中挥发性成分与张水平等[15]以GC-MS法分析结果有差异，后者结果显示δ-榄香烯、3-蒈烯、柠檬烯、α-古芸烯、石竹烯和律草烯在胡椒叶和果实中含量均较高。此差异可能与药材产地、采收时间、研究方法等因素有关。胡椒资源丰富，以上挥发性成分的研究基本明确了胡椒叶和果实中主要挥发性成分，可为进一步认识胡椒叶和果实提供一定的科学依据。

[1] 中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志[M].北京：科学出版社，1982：24-26.

[2] 郑虎占，董泽宏，佘靖，等.中药现代研究与应用：第四卷[M].北京：学苑出版社，1988：3243-3244.

[3] 韦琨，窦德强，裴玉萍，等.胡椒的化学成分、药理作用及与卡瓦胡椒的对比[J].中国中药杂志，2002，27（5）：328-333.

[4] 童汉清，吴景雄，李田，等.胡椒油的抗氧化性研究[J].中国调味品，2008，33（10）：52-55.

[5] 李高申，刘文，张伟，等.济源地区野生品系冬凌草中挥发性成分分析[J].中国药房，2016，27（12）：1664-1667.

[6] Paolo F，Stefania L，Agnese M，et al.In vitro and in vivo characterization of the new analgesic combination betacaryophyllene and docosahexaenoic acid[J].Evidence-Based Complementary Alternative Med，2014，doi：10.115 55/2014/596312.

[7] 李然然，董志，曹光秀，等.β-石竹烯对脑缺血再灌注大鼠血脑屏障的保护作用[J].中国新药与临床杂志，2016，35（3）：204-209.

[8] Eitan A，Rivka O，Nativ D，et al.β-Caryophyllene，a compound isolated from the Bibical Balm of Gilead（Commiphora gileadensis），is a selective apoptosis inducer for tumor cell lines[J].Evidence-Based Complementary Alternative Med，2012，doi：10.1155/2012/872394.

[9] 王雪梅，谌徽，李雪姣，等.天然活性单萜：柠檬烯的抑菌性能研究[J].吉林农业大学学报，2010，32（1）：24-28.

[10] Chaudhary SC，Siddiqui MS，Athar M，et al.D-limonene modulates inflammation，oxidative stress and Ras-ERK pathway to inhibit murine skin tumorigenesis[J].Human Exp Toxicol，2012，31（8）：1-14.

[11] 向海洋.强效黏液促排药：桉柠蒎肠溶软胶囊[J].中南药学，2010，8（3）：237-239.

[12] 王梅兰，林建交，陈雅容.柠檬烯对小白鼠中枢神经系统的影响[J].海峡药学，2005，17（4）：30-32.

[13] 康文艺，姬志强，王金梅，等.石韦叶挥发油成分HSSPME-GC-MS分析[J].中草药，2008，39（7）：994-995.

[14] 周荣汉，段金廒.植物化学分类学[M].上海：上海科学技术出版社，2005：132-135.

[15] 张水平，谷风林，吴桂苹，等.胡椒果与胡椒叶精油化学成分分析[J].热带作物学报，2014，35（2）：387-395.

Detection and Identification of Volatile Constituents from Leaves and Fruits of Piper nigrum by HSSPME-GC-MS

ZHANG Wei，ZHANG Juanjuan，YIN Zhenhua，ZHANG Yong，KANG Wenyi（School of Medicine，Huanghe Science and Technology College，Zhengzhou 450063，China）

OBJECTIVE：To establish a method for the detection of volatile constituents from the leaves and fruits of Piper nigrum.METHODS：HS-SPME-GC-MS was used.The chromatographic conditions：column was HP-5 MS quartz elastic capillaries，carrier gas was high purity helium（99.999%），flow rate was 1.0 mL/min，the inlet temperature was 250℃，initial temperature of column was 50℃（temperature programmed），split injection with split ratio of 10∶1.MS conditions：ionization mode was electron impact ion source，ionization energy was 80 eV，ion source temperature was 230℃，quadrupole temperature was 150℃，transmission line temperature was 280℃，electron multiplier voltage was 1 588 V，mass scanning range was m/z 30-400.The spectra were retrieved using RTLPEST3.L and NIST08.L，and the relative contents of the volatile constituents were determined by area normalization method.RESULTS：There were 28 volatile constituents in the leaves and 15 in the fruits，respectively accounting for 67.13%and 36.85%.The major volatile constituents of leaves were β-caryophyllene（15.72%），limonene（9.39%），3-carene（9.32%），β-pinene（6.80%），α-terpine（4.98%），etc.，the main volatile constituents of fruits were 1，7，7-trimethyl-2-vinylbicyclo [2.2.1]hept-2-ene（10.45%），espatulenol（8.28%），caryophyllene oxide（4.81%），etc.5 constituents were owned in both.CONCLUSIONS：The study basically clears the main volatile constituents from the leaves and fruits of P.nigrum，and verifies existing obvious differences.

Piper nigrum；Volatile constituents；HS-SPME；GC-MS

R284.1

A

1001-0408（2017）06-0820-03

2016-03-24

2016-10-19）

（编辑：张 静）

河南省重点科技攻关项目（No.152102310171）；郑州市科技发展计划项目（No.20150341）

＊副教授。研究方向：中药活性成分。电话：0371-69083296。E-mail：zzzwwwqq@126.com

#通信作者：教授。研究方向：中药活性成分及新药开发。电话：0371-87540851。E-mail：kangweny@hotmail.com

DOI10.6039/j.issn.1001-0408.2017.06.27