小蓬草精油的分离组分比较分析

刘志明，王海英，刘姗姗

(东北林业大学1.材料科学与工程学院生物质材料科学与技术教育部重点实验室;2.林学院，黑龙江哈尔滨150040)

小蓬草精油的分离组分比较分析

刘志明1，王海英2，刘姗姗2

(东北林业大学1.材料科学与工程学院生物质材料科学与技术教育部重点实验室;2.林学院，黑龙江哈尔滨150040)

通过薄层色谱分析和柱色谱分离结合气相色谱－质谱分析小蓬草精油的分离组分，结果表明其不同分离组分组成有差异，可以分离得到以香芹酮(18.33%)为特征成分，含有cis－香芹醇(3.79%)，cis－香芹酮氧化物(1.74%)，trans－香芹醇(1.62%)，橙花叔醇(1.13%)，石竹烯氧化物(0.38%)，对甲基苯乙酮(0.64%)或者是以cis－香芹醇为特征成分，含有cis－马鞭草烯酮的分离组分。香芹酮、cis－香芹醇、橙花叔醇、对甲基苯乙酮、cis－马鞭草烯酮等是具有香气的化合物。

小蓬草;精油;薄层色谱法;柱色谱法;气相色谱－质谱法

精油又名挥发油，是生物体通过次生代谢生物合成含有挥发性成分的混合物，常通过水蒸气蒸馏、压榨(柑橘类果皮等)等方法提取，个别原料也有用干馏法提取［1－2］。植物精油主要用作食用和日用香料、医用药品等的原料，新近研究表明植物精油可以通过嗅觉通路调解人血压，开辟了植物精油在医学上应用的新领域［3－4］。Tworkoski［5］的研究结果表明锡兰肉桂(Cinnamomum zeylanicum Bl.)精油具有较强的除草活性，而丁香酚(eugenol)是该精油的主要成分。从植物精油中寻找新颖的除草活性先导化合物(化感物质)作为仿生合成模板开发环境友好型除草剂成为除草剂研究热点之一［6－8］。植物精油常具有抗氧化、抑菌等作用，在食品、化妆品开发上具有重要意义。植物精油作为一种化学信息物质，对动物具有引诱、驱避、拒食、毒杀和生长发育抑制等，常用来开发杀虫剂产品。植物精油的成分分析在香料香精调香上具有重要意义，且精油中的微量成分在调香中往往对香气起到关键性的作用［9］。植物精油的成分因原料产地生境、采样时间、提取和分离方法等不同而异。芳香植物小蓬草［Conyza canadensis(L.)Cronq.］，别名加拿大蓬、飞蓬或小飞蓬，菊科(Compositae)白酒草属(Conyza Less.)一年生草本，全草含精油，原产于北美洲，现广泛分布于世界各地［10－11］。研究表明波兰、法国、意大利、西班牙、比利时、保加利亚、立陶宛、以色列和美国干小蓬草 精 油 (hydrodistillation)［12］以 及 韩 国［13］、中国［14－16］干小蓬草精油(Steam distillation)第一主成分均为柠檬烯(limonene)。武建芳等［17］采用全二维气相色谱－飞行时间质谱用于精油分离分析，可以分析出较多的精油组分。本研究采用薄层色谱分析和柱色谱分离等手段，结合气相色谱－质谱分析，对小蓬草精油的分离组分进行比较分析，为小蓬草精油的分离分析和精制提供基础数据。

1 材料和方法

1.1 材料

野生小蓬草(Conyza canadensis)地上部分，2009年7月采自黑龙江省哈尔滨市，东北林业大学城市林业示范基地，并经东北林业大学林学院森林植物资源学植物标本室鉴定。

1.2 方法

1.2.1 小蓬草精油的提取 室温下自然风干的干小蓬草地上部分(剪成1～2 cm小段)，水蒸气蒸馏(hydrodistillation)提取3 h，提取液用乙醚萃取，加入适量无水Na2SO4干燥15 min，过滤后置于40℃水浴下蒸干乙醚溶剂，得到小蓬草油状精油。小蓬草精油得率为0.33%。

1.2.2 小蓬草精油的薄层色谱分析 将薄层板置于烘箱中于105℃下活化0.5 h，在活化后的薄层板的一端，距离边缘1 cm处，用点样工具吸取样品溶液，触点于薄层板上(注意：不要触透薄层)，作为起始点。点样后的原点直径不超过0.5 cm。点样工具使用管径1 mm的毛细玻璃管，点样量为几至几十微克。点样完成后，待溶剂挥发完，再放入层析缸中，准备展开。在层析缸中加入适量展开剂，将薄层板的一端浸入展开剂中(样品不要浸入溶剂中)，采用上行倾斜法展开。展开后用紫外分析仪在254 nm波长下观察展开的薄层板。

1.2.3 小蓬草精油的柱色谱分离 由薄层色谱分析结果，确定洗脱剂的最佳配比为正己烷和乙酸乙酯比例20∶1(V/V)。将硅胶(柱层析用)置于110℃烘箱中加热约1 h进行活化。采用湿法装柱，将色谱柱洗净、干燥，底部铺一层脱脂棉，再铺一层5 mm厚的洗净干燥的石英砂，以保持平整的表面。将硅胶与适量洗脱剂搅拌，待气泡除尽后缓慢加入柱内，同时将色谱柱下端活塞打开，使洗脱剂慢慢流出，带动吸附剂缓慢沉于柱的下端。待加完吸附剂后，继续使洗脱剂流出，直到吸附剂的沉降不再变动。此时再在吸附剂上面加少许棉花，将多余洗脱剂放出至上面保持1 cm高液面为止。用滴管吸取样品液小心的注入装好柱的洗脱剂中，将洗脱剂放在分液漏斗中，打开活塞连续不断的慢慢滴加到吸附柱上，同时打开色谱中下端活塞，30 min收集一个样，共收集10个样，依次编号，分别放在30℃水浴抽真空旋转蒸发除去洗脱剂。根据薄层色谱分析结果，最后选定3、6和8号样品做气相色谱－质谱分析。

1.2.4 小蓬草精油的气相色谱－质谱分析 用正己烷(色谱纯)将上述小蓬草精油配制成质量浓度为0.04 g·mL－1的正己烷溶液，利用 GC －MS 6890N－5973insert气相色谱－质谱联用仪 (美国Agilent公司生产)对小蓬草精油进行GC－MS分析。色谱分析条件：色谱柱为DB－17MS毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);检测器为FID检测器;初始温度60℃(保持4 min)，以5℃·min－1的升温速率升温到250℃，保持2min。进样口温度260℃，进样量1.0 μL，不分流，氦气载气，流速1 mL·min－1。质谱分析条件：EI离子源，接口温度280℃，离子源温度230℃，轰击电压70 eV，相对分子质量扫描范围15～260 u。

2 结果与讨论

3、6和8号小蓬草精油样品挥发性组分气相色谱－质谱的总离子流色谱图分别经计算机质谱库自动检索、解析和部分化合物的人工解析，通过峰面积归一化法计算各化合物的质量分数，3、6和8号小蓬草精油样品主要挥发性组分列于表1。

从表1可以看出，3、6和8号小蓬草精油样品的第一挥发性成分分别为香芹酮(18.33%)、cis－香芹醇(28.04%，30.15%)。3号小蓬草精油样品32种成分中16种主要挥发性成分被鉴定。主要挥发性组分为香芹酮(18.33%)，1，3－双(1－甲基乙基) －1，3－环戊二烯(16.22%)，1，3，3 － 三甲基 －2－乙烯基－环己烯(8.09%)，cis－香芹醇(3.79%)，cis－香芹酮氧化物(1.74%)，trans－香芹醇(1.62%)，橙花叔醇(1.13%)，石竹烯氧化物(0.38%)，对甲基苯乙酮(0.64%)。6号小蓬草精油样品25种成分中6种主要挥发性成分被鉴定。主要挥发性组分为cis－香芹醇(28.04%)，trans－香芹醇(13.37%)，trans－p－薄荷 －2，8－二烯醇(6.02%)，2－亚甲基 －5－异丙烯基环己醇(3.16%)，香芹酮(2.69%)。8号小蓬草精油样品26种成分中8种主要挥发性成分被鉴定。主要挥发性组分为 cis－香芹醇(30.15%)，trans－香芹醇(12.95%)，trans－p－薄荷 －2，8－二烯醇(9 h 15%)，香芹酮(2.81%)，cis－马鞭草烯酮(2.27%)。3号小蓬草精油样品中以香芹酮为特征成分，香芹酮有留兰香凉气，带有清鲜药草韵的清甜辛香，用于清凉助促剂。对甲基苯乙酮有粗的茴青样温甜豆香，粉香、萘、香荚兰、黑香豆、类似樱桃香韵。味甜，有奶油、水果、樱桃，类似洋茉莉醛香味。可用于含羞花、山楂花等类型日化香精和樱桃、香荚兰、香豆、粉香、杏仁、干草、葡萄、黑加仑等食用香精中。橙花叔醇类似于玫瑰和苹果的微弱花香，非常甜美的、新鲜的、持久的香气。主要用于配制苹果、柑橘类等香精。6和8号小蓬草精油样品中均以cis－香芹醇为特征成分，二者分离组分可以合并。cis－香芹醇有留兰香的清凉，带有木香韵的葛缕子的辛香，用于配制糖果、饮料、烘烤食品等香精。马鞭草烯酮有似樟脑、薄荷脑的气味［18］。小蓬草精油各分离组分的功效有待进一步研究。

表1 3、6和8号小蓬草精油样品的主要挥发性组分

3 小结

植物精油是植物在生长过程中通过生物合成产生的次生代谢产物，具有保护植物自身不受侵害的作用，植物精油的功效是精油中的挥发性成分共同作用的结果。在分析利用小蓬草精油的时候，我们不仅要分析第一有效活性化合物，还要关注那些质量分数较低的化合物，这些质量分数较低的化合物往往能起到平衡第一有效活性化合物的作用，共同作用产生功效。小蓬草精油通过薄层色谱分析和柱色谱分离结合气相色谱－质谱分析结果表明不同分离组分特征成分有差异，可以分离得到以香芹酮(18.33%)为特征成分或者是以cis－香芹醇为特征成分的分离组分，可以分析得到对甲基苯乙酮(0.64%)等质量分数较低的化合物。小蓬草精油分离组分的开发利用是小蓬草精油进一步精制和高附加值产品开发的思路之一。

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Comparative Analysis of Isolated Components of Essential Oil of Conyza canadensis

Liu Zhiming1，Wang Haiying2，Liu Shanshan2
(1.Key Laboratory of Bio－based Material Science and Technology of Ministry of Education，College of Material Science and Engineering;2.College of Forestry，Northeast Forestry University，Harbin 150040，China)

The components of essential oil of Conyza canadensis were isolated by thin layer chromatography and column chromatography，and then the isolated components were analyzed with gas chromatography － mass spectrometry.The results show that the fractionation compositions of the essential oil of C.canadensis are different.The carvone(18.33%)in the fractionation is regarded as characteristic component containing cis－carveol(3.79%)，cis－carvone oxide(1.74%)，trans－carveol(1.62%)，nerolidol(1.13%)，caryophyllene oxide(0.38%)，melilot(0.64%)or cis－carveol as characteristic component containing cis－ verbenone.Carvone，cis－ carveol，nerolidol，melilot，cis－ verbenone，et al.，is a kind of fragrance compound.

Conyza canadensis;essential oil;thin layer chromatography;column chromatography;gas chromatography－mass spectrometry

Q946.85

A

1006－9690(2012)05－0029－04

10.3969/j.issn.1006－9690.2012.05.0008

2012－01－04

黑龙江省林业厅科技推广项目(01043208003)

刘志明(1971－)，男，教授，博士，主要从事生物质材料化学和纳米纤维素功能材料研究。E－mail：zhimingliuwhy@126.com