APP下载

顶空固相微萃取-气质联用分析黄果茄果实的挥发性成分

2020-06-12李学玲张碧程

云南化工 2020年5期
关键词:黄果醛类香精

李学玲,张碧程,李 茜*

(1.云南省高校亚热带药用食用生物资源开发与利用重点实验室,云南 普洱 665000;2.云南省高校民族医药资源研究东南亚国际合作重点实验室,云南 普洱 665000;3.普洱学院生物与化学学院,云南 普洱 665000)

黄果茄 (Solanum xanthocarpum),系茄科茄属植物,一些医药典籍和资料中也称其为黄水茄、刺茄、刺天果、黄果珊瑚,农村地区一般叫野茄果、黄打破碗、大苦果、马刺等。常见于村寨附近、田梗路旁、荒地及河流两岸,一些较干旱处也有其身影,我国福建省、广西省、云南省等地分布较多[1]。黄果茄果实中含有龙葵碱、澳洲茄碱、茄边碱、绿原酸、咖啡酸、脂肪油及甾醇类、薯蓣皂甙元、灰分和部分矿质元素等[2]。黄果茄是一种常见的味苦、辛、性温的中草药药材,主要选取它的根部、叶、果实和种子作药[3]。有除风祛湿、清热解毒、止咳化痰、去热镇痛的作用,可以用来治疗睾丸炎,感冒时发热头痛、咳嗽,风湿性关节炎,伤口化脓,牙疼,及心脏病等症。

黄果茄的药用价值是值得肯定的。根据所查阅资料显示,我国对黄果茄的研究方向不仅仅局限于医药、保健方面,在农业及生态方面,黄果茄果实原粉提取物中的灭螺成分研究也有一定成就。目前我国发表的黄果茄的研究文献还比较少,主要是提取黄果茄中的生物碱有效成分,以及灭螺效果的试验和研究。徐兴建等[4]用溶剂萃取法对提取黄果茄植物原粉,然后进行纯化分离,测定其分子量,以湖北钉螺为对象,采用不同的施药方法对原粉的灭螺效果进行试验。结果表明黄果茄中灭螺有效成份的相对分子质量为722,对湖北钉螺有很好的杀灭作用,是很好的灭螺剂。齐超等[5]将黄果茄果实原粉提取分离提纯后,与化学灭螺药物混合使用,并把对其有效成分浸杀钉螺和斑马鱼进行了活性试验测定,结果表明原粉提取物含有抑杀钉螺高活性的生物碱,有效灭螺效果好,并对鱼等非靶标物显示毒性低的生物效应。黄雪英等[6]从黄果茄果实中分离纯化出一种分子式为C39H64O11N的化合物,该化合物中含有澳洲茄碱骨架,实验证明这种化合物具有灭螺效应,相比同类型植物灭螺剂,所需剂量低,效果更高。李娟娟等[7]从黄果茄果实中提取并分离纯化的3种新生物碱SXⅠ、Ⅱ、Ⅲ,推定含有澳洲茄碱骨架,但这3种生物碱又是不同于澳洲茄碱和边缘茄碱的新化合物,使用浸泡法将生物碱与氯硝柳胺联用,有提高抑螺效果的作用。国外的研究方向相对国内来说更宽泛,Jan Farzana Gul等[8]对SXS1培养滤液进行LC/MS分析,发现有对羟基苯甲酸、二氮杂苷元、生长素、杨梅素和咖啡酰-d-葡萄糖存在。接种SXSP1显著提高玉米植株的叶绿素和类胡萝卜素含量、根和茎长、植株鲜重和干重、过氧化氢酶和过氧化物酶活性、脯氨酸、酚类物质、黄酮类化合物和相对含水量。Urmila Aswar等[9]试验得出SXE可有效预防绝经后症状。黄果茄叶提取物对DEN诱导肝癌具有抗损伤以及明显的肝保护作用,该提取物还具有抗脂质过氧化、增强抗氧化防御系统和抗肿瘤作用;黄果茄中绿原酸与其他植物成分联用,对糖尿病有一定的治疗作用。但这些研究的发表年份都比较早,近十年来关于黄果茄的文献资料更是屈指可数,对黄果茄其挥发性成分的研究尚未见文献报道。

在此基础上,试验以黄果茄果实为研究对象,采用顶空固相微萃取技术,对黄果茄果实中的有效挥发性成分进行富集,再结合气相色谱-质谱联用仪进行检测,将结果根据相关资料和文献对谱图进行人工解析,能够为后续黄果茄的深入研究和开发利用提供一定的理论基础。

1 材料与方法

1.1 实验材料与仪器试剂

实验所用的黄果茄果实样品,采自云南省普洱市景东县,采取黄果茄鲜果后,用流动水清洗干净再用超纯水进行淋洗,待表面水分干后切片进行晾晒,晒干后粉碎,并过100目筛,干燥密封保存备用。

气质联用仪(P2020岛津企业管理有限公司,QP2020),恒温水浴锅(上海一恒科学有限公司,HWS-12),电子天平(奥豪斯仪器 (常州)有限公司,EX125ZH)。

试验用水均为超纯水;氯化钠(天津市风船化学试剂科技有限公司)为分析纯试剂。

1.2 实验方法

1.2.1 黄果茄果实提取物的制备

称取5.0000g晒干粉碎的黄果茄果实样品于20mL采样瓶中,加入1.5000g NaCl于10.00mL蒸馏水中混匀,盖紧瓶盖后确认其密封性,将采样瓶置于60℃恒温干燥箱平衡10min,然后将萃取头插入采样瓶中进行顶空吸附40min,顶空吸附完成之后立即收回萃取头,并插入气相-质谱联用仪 (GC-MS)进样口处,于250℃条件下解析5min。

1.2.2 黄果茄果实提取物的GC-MS分析

GC条件:采用SH-Rxi-5Sl非极性毛细血管(30m×250μm×0.25μm)。程序升温条件:初始温度40℃,保持3min;然后以3℃/min的升温速率升至180℃,保持2min,再以10℃/min的升温速率升至260℃,保持5min;进样口温度为250℃,不分流;载气采用高纯度的氦气,载气的流速1.0mL/min,进样时间1min。

MS条件:质量扫描范围m/z 30~450;四极杆的温度为150℃;离子源的温度为230℃;接口温度为280℃;电压350V,电子能量70eV;电子电离源;溶剂延迟1min。

1.2.3 化合物的鉴定

利用计算机的数据工作站NIST标准质谱图库和Wiley谱图库,对黄果茄果实的样品组分质谱图进行对比检索,达到匹配度大于80%的化合物,再结合文献资料对黄果茄果实样品质谱图进行人工解析,确定黄果茄果实挥发性物质的化学成分[10]。采用面积归一化法,把被检测出的黄果茄果实样品中的挥发性物质各个组分的峰面积与待测黄果茄果实挥发性物质总的峰面积做比较,得出各个挥发性成分的相对百分含量[11]。

2 结果与分析

2.1 黄果茄果实提取物质成分的分析

采用固相微萃取结合气相质谱联用技术对黄果茄果实挥发性成分进行检测分析,其总离子流图如图1所示[12]。

去除出现的硅氧烷类化合物,选择相似度大于80%作为化合物鉴定依据,利用峰面积归一化法进行定量分析,最终确定各挥发性组分的相对含量。检测结果如表1所示。

黄果茄果实挥发性成分组成及相对含量如表1所示。黄果茄果实中共鉴定出22个化合物,按峰面积计算,其含量占比为黄果茄挥发性成分的99.98%。有醇类、醛类、酯类、酮类、烷类以及其他杂环类化合物。醛类化合物虽只有2种,但占比最高,达40.69%;酯类化合物含有10种,占32.70%;醇类化合物2种,占6.42%;烷烃类化合物4种,占6.04%;酮类化合物3种,占10.34%;其他化合物1种,占1.79%。分析结果表明醛类化合物是黄果茄果实中重要的挥发性物质,苯甲醛的相对含量为30.04%,在所有鉴定出的化合物中占比最高。苯甲醛是工业生产中最常使用的芳香醛,有特殊的杏仁味可作为香料、香精使用。

表1 黄果茄果实挥发性物质组成及相对含量表Tab.1 Composition and relative content of volatile substances in Solanum xanthocarpum

图1 黄果茄果实挥发性成分GC-MS总离子流图Fig.1 GC-MS total ion flow diagram of volatile components in Solanum xanthocarpum

除苯甲醛外,其他化合物相对含量都较低,其中的庚醛 (8.65%)可用于合成香料,也可用于制药及橡胶制品的生产;水杨酸甲酯 (5.31%)有近似鹿蹄草的气味,医药中可作为口腔药和漱口水,食品中可作为香精添加使用,还可用于医用杀虫剂、杀菌剂;异山梨酯 (6.19%)可作治疗心绞痛和充血性心力衰竭的药物。

黄果茄果实中亦存在部分相对含量不到5%的化合物:1-辛烯-3-醇可用于日化和食用香精,可以调配蘑菇和泥土味型香精,应用于药物可作为杀蚊制剂;1-辛烯-3-酮可作为原料合成高纯度丁位葵内酯,能制成香菇香精还可对饮料和食品赋予浓郁味道;苯甲醇用途较多,可作为定香剂、油脂溶剂、增塑剂、防腐剂,广泛应用于日化、医药、染料和香精的生产制造领域;苯酚可应用于食品香精及烟用香精;十一烷可用于杀虫剂干洗剂等;3’,5’-二甲氧基苯乙酮可作为医药中间体;棕榈酸异丙酯可用于医药和化妆品制造;2-壬烷酮可用于食品香精制备;硬脂酸甲酯可作为表面活性剂和润滑剂。

2.2 提取物质的种类与含量分析

本试验中黄果茄果实的挥发性物质共鉴定出6类化合物,相对含量由高到低排序为:醛类化合物>酯类化合物>酮类化合物>醇类化合物>烷烃类化合物>其他杂环类化合物。黄果茄果实中的挥发性成分的总相对含量为99.98%,从图2可以看出,醛类和酯类是黄果茄果实中相对含量较高的挥发性成分,醛类占总相对含量的40.69%、酯类化合物占总相对含量的32.70%。其他类化合物的挥发性成分相对含量较低,醇类化合物占6.42%,酮类化合物占10.34%,烷烃类化合物占6.04%,其他杂环类化合物占1.79%,四类化合物相对含量之和不到30%。

图2 黄果茄果实挥发性物质种类及相对含量分析图Fig.2 Analysis chart of volatile matter types and relative contents in Solanum xanthocarpum

3 结论与讨论

本实验采用的顶空固相微萃取技术,用量少、灵敏度高、高效、快速,将更广泛地应用于食品风味、药物安全多个领域的检测,未知挥发性成分的测定,对于了解食品、动植物检验检疫、药品等的化学组成有很重要的意义[13]。

用顶空固相微萃取技术提取挥发性成分,进行GC-MS检测,结果表明黄果茄果实中挥发性物质共22种,有醇类 (6.42%)、醛类 (40.69%)、酯类 (32.70%)、酮类 (10.34%)、烷烃类(6.04)%以及其他杂环类物质 (1.79%)共六类,其中相对含量最高的化合物为苯甲醛 (30.04%),是黄果茄果实中主要的挥发性成分,可作香料、香精。酯类化合物有10种数量最多,也是黄果茄果实中挥发性成分的重要组成,除了作香精在食品中添加使用,更多的用于医疗用品和药物。其他挥发性成分效用比较广,大多数成分可作为香料用,应用于食品中,赋予食品特殊的香味,日化中可用于皂类和化妆品类作定香剂,也可用于医疗和药物使用;有些成分可用作杀虫剂、灭菌剂,用来杀菌灭蚊虫;有的还可作化工溶剂、润滑剂、增塑剂、防腐剂应用于化工产业等等。

文中仅对黄果茄成熟果实的进行了检测分析,对于不同成熟阶段的黄果茄果实挥发性成分分析,还需要进行更深层次的研究探讨。虽然黄果茄果实中挥发性成分作用广泛,但大多数含量甚微,由于现在的经济水平和条件,无法真正将黄果茄果实中这些有效成分应用于规模化生产中,还需要不断地进行试验和研究。

猜你喜欢

黄果醛类香精
不同成熟期番石榴果实香气成分变化
食物三行诗
顶棚总成醛类挥发性能改善的研究
天然香精比人造香精更健康?
黄果柑迎来丰收季
纯味“香精”
柴油机低温起动时醛类排放动态分析
HS-SPME同时萃取衍生化定量白酒中反-2-烯醛和二烯醛类化合物
黄果树瀑布
自制粉末香精及其在洗衣粉中的应用