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固相微萃取/气相色谱一质谱法测定檀香香气成分

2020-07-14李梅琴卢彬李芳阿不力孜·艾力刘潇陈国通

湖北农业科学 2020年8期
关键词:檀香挥发性香气

李梅琴 卢彬 李芳 阿不力孜·艾力 刘潇 陈国通

摘要:采用固相微萃取法富集檀香(Santalum album linn)中挥发性成分,通过气相色谱一质谱联用技术对檀香香气成分进行分析,并通过面积归一法计算各成分的相对含量。结果表明,在常温干燥状态下,从檀香中共鉴定出39种化学成分,主要有烯烃类(91.15%)、烷烃类(3.00%)、醇类(2.56%)、酯类(2.19%)、酮类(0.55%)、醛类(0.41%)、杂环类(0.14%)。该方法具有样品用量少、易操作、快速鉴定香气成分且灵敏度高等优点,能有效分离测定出檀香中挥发性成分,实现对不同檀香品种的快速鉴别,为进一步研究中药材提供技术支持。

关键词:檀香( Santalum album linn);固相微萃取(SPME);气相色谱一质谱联用;香气成分

中图分类号:S132

文献标识码:A

文章编号:0439-8114( 2020) 08-0141-04

DOI:10.1408 8/j.cnki.issn0439- 8114.2020.08.032

檀香(Santalum aLbum linn)别称浴香,是檀香科檀香属植物的心材[1],檀香树干颜色偏白,无味,黄褐色树心部分有强烈的檀香味,无毒[2]。檀香原产于印度尼西亚、澳大利亚等地区,生长适宜温度在30℃左右,中国台湾、广东、海南等热带地区为主要种植地。檀香被称作“黄金之树”,树干、根部碎木材可用来提炼精油[3],经修剪下来的枝叶是制作香木品的原材料,也是工艺雕刻的优质木材,其心材是名贵药材,历年来被奉为珍品。檀香挥发性成分中富含檀萜烯,经提炼成檀香醇,据中《国药典》记载,檀香醇不但具有良好的抗氧化活性,而且对人体神经系统的镇定效果同样突出,也是鉴别檀香的重要指标[4,5]。檀香常用来调整脾胃生理机能、开胃止痛,具有广泛的药用效果。与其他原料如红茶相比,研究者需煮制后才便于吸附香气物质[6],但纯天然檀木本身就具有浓郁的芳香型气味,逐渐用来被深入开发合成香料,有着极好的发展前景[7,8]。

近年来,中国广泛种植檀香树,树干本身存在独特香气,其香制品也陆续在市面上被广大人们所喜爱。目前,中国主要研究檀香局限于含量测定、提炼精油、提取黄酮类物质等[9,10],主要提取方法是有机试剂提取,如石油醚、乙醚反復回流,或采用分子蒸馏法提取[11],耗量大且得率比较低。另外,檀香香气中所含莰烯等物质用来合成檀香香料[12],对檀香中许多挥发性成分仍未得到鉴定,研究深度不够且成本较高。常温固相微萃取技术[13],集吸附、脱附、进样于一体,简单便捷且精确分析样品中挥发性成分,环境、医学、中药学、化学等领域都得到广泛的运用[14]。本研究采用此技术,在不同GC-MS程序升温条件下反复对比选取较优条件,测定檀香中挥发性成分,逐步明确檀香香气成分,对中国中药材研究有着重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验材料试验用檀香来自印度迈索尔老山檀香木料,市售。

1.1.2 主要仪器 50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取头的固相微萃取装置及手动固相微萃取进样手柄(美国SUPELCO公司);GC-MS-QP20IOPlus气相色谱质谱联用仪,配有电子轰击(EI)离子源与AOC-20i+s自动进样器(日本岛津公司);高速万能粉碎机(北京开创同和科技发展有限公司)。

1.2 方法

1.2.1 试验条件

1)顶空固相微萃取条件。常温条件下,吸附时间30min;脱附温度250℃;脱附时间5min。

2)气相色谱条件(GC)。载气:He(氦气);进样方式:分流,分流比20:1;DB-5MS毛细管色谱柱( 30mx0.25mmx0.25μm);进样口温度250℃;程序升温:起始温度40℃,保留1 min后以5℃/min升至100℃,平衡1 min后以15℃/min升至260℃。

3)质谱条件(MS):离子源:EI源;离子源温度:230℃;离子化能量:70 eV;接口温度:260 ℃;全扫描范围(m/z):50-450;无溶剂延迟;采集时间:30min。

1.2.2 样品预处理

1)萃取头老化。固相微萃取手柄首次使用前,萃取头插入至进样口中,在270℃老化1h后方可使用,后续使用前,萃取头仍需在该温度下老化处理5-10min,确保萃取头在高温下脱附残留的挥发性成分,避免对待测样品造成干扰。

2)样品处理。准确称取1.00 g试样于25mL聚四氟乙烯压盖顶空瓶中,封盖平衡5min后,将带有50/30μm DVB/CAR/PDMS的萃取头插入顶空瓶中,推出萃取头,常温下吸附30 min,在进样口温度250℃脱附5 min,待数据采集完成后测定檀香中香气成分。

2 结果与分析

2.1 檀香香气总离子流

采用固相微萃取/气相色谱一质谱联用技术,采集30 min内檀香香气成分所得到的总离子流(图1),图2为檀香在9-21 min内局部放大色谱。

2.2 檀香香气成分分析结果

通过气相色谱一质谱联用技术采集30 min内有效数据,保留相似度为85%以上的化合物。经人工解析、NIST14图库分析各色谱峰对应的质谱图,确定檀香香气成分,并利用面积归一法进行定量分析,计算出檀香香气中各化合物相对含量(表1)。

由表1分析可知,通过气相色谱一质谱联用技术共鉴定出39种化学成分,檀香中烯烃类化合物含量最高,表-B -檀香烯(22.97%)、檀香烯(21.47%)、檀萜烯(20.16%)、β-檀香烯(17.35%)为主要化学成分。这些成分使药材坚实,不易折断,烧灼过程中会让檀香香气愈浓。由于有机试剂提取过程中会破坏原料组织结构,测定挥发性成分受到干扰,且筛选成分居多[15],而固相微萃取技术有效地避免有机试剂、外在条件等因素对测定檀香香气成分的影响[16.17]。

3 结论

采用固相微萃取/气相色谱一质谱联用技术对檀香中挥发性香气成分进行分析,通过面积归一法确定檀香中各香气成分的相对含量。该法测定檀香香气成分具有样品用量少、处理简单、易操作、灵敏度高等优点,可通过香气成分的差异快速辨别檀香品种,为檀香资源化利用提供科学依据。

参考文献:

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基金项目:新疆维吾尔自治区公益性科研院所基本科研业务经费资助项目( KY2019056)

作者简介:李梅琴(1995-),女,山东烟台人,在读本科生,研究方向为粮食T程,(电话)13179836312(电子信箱)1319963617@qq.com;通信作者,陈国通(1984-),男,河北邢台人,助理研究员,硕士,主要从事分析化学研究T作,(电话)15199172879(电子信箱)273881856@qq.com。

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